Расходомер положительного вытеснения

Расходомер объемного типа: комплексный анализ высокоточного «учета» жидкости

В области промышленной метрологии точное измерение расхода жидкости является краеугольным камнем управления производством, энергоменеджмента и торговых расчетов. Среди различных технологий измерения расхода частичные расходомеры известны как «точные счетчики» в измерении расхода жидкости благодаря своим прямым и надежным принципам измерения, особенно подходящим для применений, требующих высокой точности и высококачественных сред.

Похожие статьи:

• [ Обзор расходомера с положительным вытеснением ]

Что такое объемный расходомер?

Расходомер объемного типа, также известный как расходомер объемного типа, является разновидностью объемного расходомера, в основе которого лежит простая и классическая идея: непрерывное деление измеряемой жидкости (например, топлива, дизельного топлива, смолы и т. д.) на известные, фиксированные по объему «малые единицы» и расчет общего расхода путем подсчета количества этих единиц.

Представьте себе древний процесс черпания воды: берём ведро стандартной ёмкости, многократно наполняем его водой и выливаем. Подсчитав количество наполнений ведра, можно точно определить общий объём воды. Расходомер объёмного типа автоматизирует и непрерывно реализует этот процесс.

Каков принцип работы объемного расходомера?

Разделение: Точные движущиеся части (такие как роторы, поршни, шестерни) внутри измерительной камеры датчика расхода образуют с корпусом одну или несколько «измерительных камер» известного объема.

Наполнение и слив: жидкость поступает внутрь, заставляя движущиеся части вращаться или совершать возвратно-поступательные движения, в результате чего измерительная камера периодически наполняется и сливается жидкостью.

Подсчет: регистрация количества циклов (например, оборотов, периодов возвратно-поступательного движения) движущихся частей с помощью механических, магнитных или фотоэлектрических средств.

Расчет: умножьте количество раз на объем одной измерительной камеры, чтобы получить кумулятивный расход; подсчитывая за единицу времени, можно получить мгновенный расход.

Благодаря прямому измерению объёма жидкости, точность показаний практически не зависит от изменений плотности, вязкости, распределения давления и скорости потока. Это его главное отличие от скоростных расходомеров, таких как турбинные, вихревые и электромагнитные.

Основные типы объемных расходомеров

По способу формирования измерительной камеры и конструкции подвижных частей объемные расходомеры в основном подразделяются на следующие категории:

1. Расходомер с эллиптическими или овальными шестернями

Конструкция: Корпус оснащен двумя взаимосвязанными эллиптическими шестернями, которые попеременно приводят во вращение под действием разности давлений жидкости.

Принцип работы: между шестернёй и корпусом образована измерительная камера в форме полумесяца. При каждом обороте происходит выпуск жидкости из четырёх измерительных камер.

Особенности: Классический, прочный, высокоточный, особенно подходит для жидкостей средней и высокой вязкости, таких как нефтепродукты и химическое сырье. К чистоте жидкости предъявляются определённые требования.

2. Расходомер Рутса

Структура: Пара роторов с поясным колесом в форме «8» без зубцов на поверхности, поддерживаемых синхронными шестернями для бесконтактного вращения с постоянной скоростью.

Принцип работы: похож на работу эллиптических шестерен, но шкив не контактирует напрямую, что обеспечивает меньший износ и позволяет выдерживать более высокие перепады давления.

Особенности: Измерительная камера имеет больший объем и подходит для измерения больших расходов маловязких жидкостей (например, дизельного топлива и растворителей) и газов.

3. Расходомер с винтовой шестерней (двухроторный расходомер)

Структура: Уникальная конструкция с двумя спиральными или эвольвентными роторами.

Работа: Ротор поддерживает постоянный контакт во время вращения, создавая плавное и свободное от пульсаций поступательное движение, подобное обратному процессу винтового насоса.

Особенности: Чрезвычайно плавная работа, низкий уровень шума, небольшая пульсация, широкий диапазон передаточных чисел по сравнению с расходомером с овальными шестернями и отсутствие требований к прямым участкам трубы до и после расходомера, что делает его идеальным выбором для высокопроизводительных и высоконадежных применений.

4. Скребковый расходомер

Конструкция: В радиальной канавке ротора установлен скользящий скребок. Под действием центробежной силы и давления жидкости скребок выдвигается и плотно прижимается к внутренней стенке измерительной камеры.

Задача: скребок разделяет жидкость на несколько независимых камер и проталкивает ее вперед.

Особенности: Высокая точность, низкий уровень вибрации, высокая адаптивность, способность работать в определенном диапазоне вязкости и чистоты, обычно используется для ключевых измерений, таких как измерение авиационного топлива и готовой нефти.

5. Поршневой/возвратно-поступательный расходомер

Структура: Объем жидкости измеряется возвратно-поступательным движением поршня внутри цилиндра.

Работа: Жидкость заставляет поршень двигаться, а переключение путей потока управляется кривошипно-шатунным механизмом или группой клапанов, обеспечивая непрерывное всасывание и нагнетание.

Характеристики: Он может поддерживать чрезвычайно высокую точность даже при низких скоростях потока и является стандартным прибором для топливораздаточных колонок, лабораторий и измерения малых потоков, но его конструкция относительно сложна.

6. Роторно-поршневой расходомер

Конструкция: Вращающийся поршень с прорезями вращается эксцентрично в измерительной камере специальной формы.

Работа: качание и вращение поршня разделяют и выбрасывают жидкость.

Особенности: Компактная конструкция, низкая стоимость, широко используется в бытовых счетчиках воды, небольших промышленных предприятиях для учета воды и жидкостей с низкой вязкостью.

Преимущества и недостатки объемного расходомера

Преимущества:

Чрезвычайно высокая точность измерений: это один из самых точных типов расходомеров, доступных на сегодняшний день, и он часто используется в качестве эталонного прибора для торговых расчетов и стандартной передачи данных. Максимальная точность может достигать ±0,2% и даже выше.

Измерение не зависит от характеристик жидкости: нечувствительный к изменениям вязкости, один и тот же измеритель может адаптироваться к жидкостям с широким диапазоном вязкости (особенно подходит для нефтепродуктов или высоковязких жидкостей, таких как мед, сырая нефть и битум ).

Нет необходимости в передних и задних прямых участках трубы: принцип измерения не зависит от полностью развитого распределения скорости потока и требует небольшого пространства для установки, что особенно подходит для ситуаций с ограниченным пространством.

Широкий диапазон: типичное соотношение диапазонов может достигать 10:1, а высокопроизводительные модели имеют еще более широкий диапазон, например 20:1, что позволяет точно измерять как малые, так и большие расходы.

Прямое измерение объема: точный общий объем может быть получен без необходимости использования дополнительных датчиков давления или температуры для компенсации плотности, а структура системы проста.

Недостатки:

Расходомер PD чувствителен к чистоте среды : твердые частицы и примеси могут застревать или изнашивать прецизионные подвижные части, вызывая сбои в работе или снижение точности. Поэтому всегда измеряйте чистую жидкость. Обычно перед расходомером PD необходимо установить фильтр, или, если наличие частиц неизбежно, можно выбрать кориолисовый расходомер.

Значительная потеря давления: из-за необходимости преодоления жидкостью сопротивления движущихся частей происходит постоянная потеря давления, которая увеличивается с увеличением вязкости.

Датчик расхода оснащен движущимися частями: механическая конструкция сложна, внутри имеются движущиеся части, а также существует механический износ, который требует регулярного технического обслуживания, калибровки и смазки (самосмазывающей или внешней).

Не подходит для больших диаметров: конструкция и потеря давления ограничивают его применение на трубопроводах большого диаметра (обычно больше DN300, 12 дюймов ).

Возможная вибрация и шум: особенно при зацеплении шестерен или роторов в системе могут возникать пульсации и шум.

Типичные области применения объемных расходомеров

Благодаря своим уникальным преимуществам объемные расходомеры играют незаменимую роль в следующих областях:

1. Нефтяная и нефтехимическая промышленность

Передача торговли: точные расчеты по купле-продаже дорогостоящих сред, таких как сырая нефть, очищенная нефть (бензин, дизельное топливо), сжиженный нефтяной газ (СНГ) и т. д., обычно с использованием расходомера с овальными шестернями, двухроторного расходомера и скребкового расходомера.

Управление технологическим процессом: дозирование и загрузка/отгрузка высоковязких продуктов, таких как смазочное масло, формовочное масло , консистентная смазка , мазут, асфальт и т. д.

Похожие статьи:

• [ Расходомер с овальными шестернями для измерения расхода дизельного топлива ]
• [ Расходомер сырой нефти ]
• [ Расходомер топлива ]
• [ Расходомер объемного типа для топлива и масел ]

2. Химическая и фармацевтическая промышленность

Высоковязкая среда: дозирование и фасовка смол, полимеров , покрытий, ксилемы, растворителей, эссенций, сиропов и т. д.

Высокочистые/коррозионные среды: для измерения расхода химического сырья используются расходомеры, изготовленные из специальных материалов, таких как нержавеющая сталь.

3. Пищевая промышленность и производство напитков

Санитарные измерения: количественное определение ингредиентов для наполнения и производства пищевых продуктов, таких как шоколад, джем, растительное масло, молочные продукты, пиво, напитки и т. д.

Сопутствующий продукт：

• [ Санитарный расходомер с положительным вытеснением ]

4. Другие ключевые области

Авиационно-космическая промышленность: точная заправка и тестирование авиационного топлива.

Судно: Управление заправкой и расходом судового топлива.

Лаборатория: используется в качестве стандартного стола или для небольших высокоточных научно-исследовательских экспериментов.

Расходомер вытеснительного типа менее 1000 долларов США

Цена на объемные расходомеры зависит от различных факторов, включая материал (чугун, алюминий, литая сталь или нержавеющая сталь), диаметр трубы (расходомеры объемного расходомера диаметром 1 и 8 дюймов стоят по-разному) и номинальное давление (стандартное давление 16 бар, если требуется давление 580 фунтов на кв. дюйм, то цена будет выше). Разница в цене значительна в зависимости от конфигурации и условий эксплуатации. Компания Silverinstruments.com, известная своими высококачественными расходомерами, предлагает экономичные решения для клиентов с ограниченным бюджетом, но четкими потребностями, предлагая несколько моделей объемных расходомеров по цене менее 1000 долларов США, гарантирующих надежную работу.

Заключение

Объемный расходомер, являясь зрелой и классической измерительной технологией, по-прежнему занимает прочные позиции в области измерения расхода, стремясь к высокой точности и надежности. Несмотря на такие ограничения, как высокие требования к чистоте среды и наличие движущихся частей, он остаётся незаменимым предпочтительным решением в таких конкретных ситуациях, как работа с высоковязкими жидкостями, проведение торговых расчётов и ограниченное пространство для установки. С развитием материаловедения и электронных технологий современные объемные расходомеры продолжают совершенствоваться с точки зрения износостойкости, самодиагностики, оцифровки и коммуникационных возможностей, гарантируя, что этот «точный учёт жидкости» продолжит играть свою незаменимую роль в будущих процессах промышленной аналитики.