羅茨氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的影響因素及其優(yōu)化研究

胡月波

重慶中梁山渝能燃?xì)庥邢薰?/p>

【摘 要】在燃?xì)庥?jì)量領(lǐng)域羅茨氣體流量計(jì)得到了普遍的應(yīng)用，現(xiàn)在城市中天燃?xì)獾氖褂玫玫搅似占?，流量?jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度己經(jīng)受到人們的重視。隨著羅茨流量計(jì)的普遍應(yīng)用，我們有必要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，從流量計(jì)自身的構(gòu)造與安裝應(yīng)用環(huán)節(jié)，探尋為羅茨氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性帶來影響的因素，為此進(jìn)行以下詳細(xì)分析，以期為相關(guān)人士提供可參考的借鑒。

【關(guān)鍵詞】羅茨氣體流量計(jì)；計(jì)量；準(zhǔn)確性；影響因素

羅茨氣體流量計(jì)是容積類的氣體流量計(jì)，是一種應(yīng)用時(shí)間相對(duì)比較長(zhǎng)久的流量?jī)x表。它最大的優(yōu)點(diǎn)便是測(cè)量的準(zhǔn)確度非常高，是眾多流量測(cè)量中精準(zhǔn)度最高的一種儀表。被普遍應(yīng)用于燃?xì)庥?jì)量行業(yè)，對(duì)于象燃?xì)夤艿肋@樣比較復(fù)雜的安裝環(huán)境也影響不了流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度，流量計(jì)的前端不一定非要是直的管道，所以安裝的時(shí)候非常的靈活，而且節(jié)省空間。隨著天然氣的普及率大幅度提升，流量計(jì)的精確計(jì)量性能被人們所關(guān)注。

1.羅茨氣體流量計(jì)的計(jì)量原理

要想清楚羅茨氣體流量計(jì)的計(jì)量影響因素，首先要對(duì)羅茨氣體流量計(jì)的計(jì)量原理進(jìn)行相關(guān)了解，羅茨氣體流量計(jì)的構(gòu)成是由計(jì)量室、共軛轉(zhuǎn)子與計(jì)數(shù)裝備等部件所組成。裝置于計(jì)量室內(nèi)部的兩個(gè)共軛轉(zhuǎn)子在流通的氣體出入口壓差情況下，這一對(duì)轉(zhuǎn)子互相更換擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)動(dòng)國(guó)矩。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)每一周，會(huì)輸出四倍的計(jì)量室容積的氣體量，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)經(jīng)過磁性的密封聯(lián)軸裝備和降速系統(tǒng)，傳送給機(jī)械的計(jì)數(shù)裝置，從而呈現(xiàn)出所輸出氣體的總體累計(jì)量。

2.現(xiàn)實(shí)使用時(shí)影響計(jì)量的因素

2.1計(jì)量室與轉(zhuǎn)子

從計(jì)量原理上我們不難看出，影響流量計(jì)的計(jì)量是不是準(zhǔn)確的重要因素是計(jì)量室和轉(zhuǎn)子，這兩部分裝置的運(yùn)行精度會(huì)明顯的影響裝配之后流量計(jì)的全面使用的精準(zhǔn)度。在之前的設(shè)計(jì)使用中，都采用的是成型的銑刀來加工制作的轉(zhuǎn)子，但最終的使用結(jié)果證明，其運(yùn)行效果并不是很理想，制造出來的轉(zhuǎn)子不僅安全使用性能差，而且其型面也不對(duì)稱，所以計(jì)量的準(zhǔn)確度始終滯留在1.5的級(jí)別上，要想得到一定的提高也相對(duì)比較困難。至此之后，轉(zhuǎn)子的所有制作加工都轉(zhuǎn)移到制造廠進(jìn)行加工，以確保轉(zhuǎn)子的質(zhì)量及計(jì)量室的優(yōu)良對(duì)稱性。除了上述情況外，轉(zhuǎn)子的運(yùn)行平衡亦是其主要的影響因素，每一個(gè)轉(zhuǎn)子在制作完成以后都不同程度的有不平衡量產(chǎn)生，這部分不平衡量主要會(huì)影響到流量計(jì)的始動(dòng)流量，從而使小流量時(shí)所產(chǎn)生的計(jì)量準(zhǔn)確度也受到了影響。

2.2標(biāo)準(zhǔn)件的正確選取

標(biāo)準(zhǔn)件的正確選取使用也可影響流量計(jì)全部的精準(zhǔn)度，標(biāo)準(zhǔn)零件最核心部件便是軸承，選取SKF和NSK類型進(jìn)口的軸承，為了使流量計(jì)降低始動(dòng)流量，提升計(jì)量的精準(zhǔn)度，把軸承部件的一端防塵蓋打開，讓軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油洗出，因該油脂在工作的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)阻尼。在流量計(jì)的運(yùn)作的時(shí)候，利用飛濺潤(rùn)滑的形式來給軸承輔助潤(rùn)滑，讓軸承有效的散熱，使其使用壽命可以更長(zhǎng)。

2.3同步齒輪的加工精度

同步齒輪的制作加工精度不僅會(huì)給流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)性帶來影響，同時(shí)還會(huì)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生噪音干擾。同步齒輪所要發(fā)揮的作用是確保一對(duì)共軛的轉(zhuǎn)子不管轉(zhuǎn)到什么位置都可以始終保持固定的間隙。兩個(gè)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的間隙會(huì)根據(jù)流量計(jì)的口徑大小差異發(fā)生改變，通常小口徑樣式的流量計(jì)始終把持在0.1毫米上下，大口徑樣式的始終把持在0.4毫米上下。間隙的不同會(huì)明顯的影響計(jì)量的精準(zhǔn)度，間隙稍大些的氣體經(jīng)過間隙流出的會(huì)比較多些，使流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)度下降，然而燃?xì)庵猩源笮┑念w粒狀的雜質(zhì)能夠經(jīng)過間隙，不會(huì)給計(jì)量帶來影響；相反，間隙稍小些，經(jīng)過間隙流失的氣體體積量相對(duì)就會(huì)少些，流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)度也會(huì)因此而提高，然而較大的顆粒狀雜質(zhì)則不容易經(jīng)過間隙，便導(dǎo)致造成流量計(jì)的卡表，影響流量計(jì)的順利運(yùn)作。

2.4具體使用中的干擾因素

上面所講的大多是流量計(jì)自身的零配件對(duì)流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)度所產(chǎn)生的影響，在具體的使用過程中，還存在著諸多因素與問題會(huì)給流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性帶來影響。其主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：

2.4.1高壓計(jì)量，低壓用氣，

高壓計(jì)量，低壓用氣的主要意思就是把計(jì)量室裝置在高壓的管道上，之后經(jīng)過調(diào)壓器來調(diào)節(jié)壓力，用天燃?xì)獾目蛻粼诘蛪旱墓艿郎鲜褂萌細(xì)狻Ｔ诘蛪旱墓艿赖娜細(xì)庥脩羲玫娜細(xì)饬坎淮髸r(shí)，高壓管道內(nèi)比較小的流量便可以給予這些燃?xì)庥脩羰褂?，更?yán)重的是如此流量不能達(dá)到流量計(jì)始動(dòng)流量，這時(shí)流量計(jì)就不會(huì)把此情況下燃?xì)庥脩羲褂玫臍饬拷y(tǒng)計(jì)在內(nèi)，因此便會(huì)導(dǎo)致很大程度的計(jì)量差異。

2.4.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

不標(biāo)準(zhǔn)的管道設(shè)計(jì)將導(dǎo)致產(chǎn)生較大的計(jì)量差異，在現(xiàn)實(shí)的管道安裝時(shí)，兩條并聯(lián)形式的管道，在主管網(wǎng)開始使用燃?xì)獾臅r(shí)候，分管網(wǎng)的手動(dòng)閥門便會(huì)關(guān)閉，這時(shí)流量計(jì)的計(jì)量是正常的；在分管網(wǎng)也使用燃?xì)鈺r(shí)，手動(dòng)閥便會(huì)開啟，因?yàn)橹鞴艿纼?nèi)的燃?xì)庥煞止艿婪至鞒鰜砹艘徊糠?，?huì)致使主管道內(nèi)部的氣壓降低，使主管網(wǎng)上的流量計(jì)儀表前的壓力小于儀表后的壓力，這時(shí)流量計(jì)便會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，流量計(jì)也會(huì)累積所使用燃?xì)獾牧髁?，?dǎo)致雙倍計(jì)量的情況發(fā)生。所以類似這種情況一定在主管網(wǎng)的流量計(jì)前方裝置一個(gè)單向的閥門。

2.4.3正確的安裝方式。

標(biāo)準(zhǔn)的安裝方式不僅有利于提升羅茨氣體流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)度，還能延長(zhǎng)其使用壽命。在使用安裝時(shí)，流量計(jì)被裝置到管道上，應(yīng)確保流量計(jì)表面上螺紋孔與管道法蘭螺孔互相對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)也要確保與法蘭的平行，以免流量計(jì)承擔(dān)了其他的外力作用，使表體因受力過大而發(fā)生變形，更可能導(dǎo)致流量計(jì)被卡死。而在流量計(jì)開始運(yùn)作的時(shí)候，應(yīng)該首先把前閥門打開，隨后再慢慢將后閥門打開，以便讓流量計(jì)在有壓的情形下開啟運(yùn)作，這樣一來可有效防止燃?xì)庖驗(yàn)闅忮N反應(yīng)，使流量計(jì)的轉(zhuǎn)子可能因沖擊過大而產(chǎn)生變形，導(dǎo)致流量計(jì)的卡死。

3.羅茨流量計(jì)轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計(jì)

羅茨流量計(jì)中的轉(zhuǎn)子是其核心的組成部分，轉(zhuǎn)子依據(jù)葉輪的數(shù)量來分可以劃分為兩葉式、三葉式、四葉式三種。依據(jù)葉輪形狀可劃分為直葉的轉(zhuǎn)子與扭葉的轉(zhuǎn)子。從聲學(xué)的角度來對(duì)轉(zhuǎn)子實(shí)行分析，最終的結(jié)果是三葉的轉(zhuǎn)子比兩葉的轉(zhuǎn)子更優(yōu)秀，扭葉的轉(zhuǎn)子要比直葉的轉(zhuǎn)子優(yōu)秀。但是在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)中從材料的耗損上與加工等因素的思考，現(xiàn)今我國(guó)市面上所使用最多的還是兩葉與直葉類型的轉(zhuǎn)子。在羅茨氣體流量計(jì)內(nèi)的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中，一般要按照標(biāo)準(zhǔn)原則。羅茨氣體流量計(jì)轉(zhuǎn)子在優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)該思考下面的幾點(diǎn)事項(xiàng)，第一點(diǎn)為確保羅茨氣體流量中的轉(zhuǎn)子可以有效的正常運(yùn)行要保障轉(zhuǎn)子有優(yōu)秀的嚙合度；第二點(diǎn)為了提升轉(zhuǎn)子的運(yùn)行時(shí)效性轉(zhuǎn)子所占地的范圍一定要限制在最?。坏谌c(diǎn)因?yàn)檗D(zhuǎn)子在運(yùn)行作業(yè)的時(shí)候高速度的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子自身的材質(zhì)實(shí)行嚴(yán)格選取的過程中要確保轉(zhuǎn)子有良好的強(qiáng)度。

4.結(jié)束語

綜上所述，流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)性直接影響著燃?xì)鈫挝坏慕?jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也涉及到燃?xì)庥脩舻那猩砝妫虼藗涫荜P(guān)注?；谌绾翁嵘髁坑?jì)的計(jì)量精準(zhǔn)性，并以最精確的使用性能使燃?xì)馄髽I(yè)與用戶雙方的利益都能夠得到保證，是流量計(jì)制造企業(yè)當(dāng)前面對(duì)的重要問題，也是其經(jīng)營(yíng)發(fā)展的主要方向。通過上述對(duì)流量計(jì)準(zhǔn)確性的影響因素進(jìn)行的簡(jiǎn)要分析，以及優(yōu)化設(shè)計(jì)建議，以期能有效提升其計(jì)量準(zhǔn)確度，并由此促進(jìn)我國(guó)的計(jì)量事業(yè)發(fā)展。

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