淺析機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗淼脑O(shè)計(jì)

張家偉

摘要：燃?xì)獗硎欠駵?zhǔn)確關(guān)系著千家萬戶的切身利益，其是對(duì)燃?xì)庥昧窟M(jìn)行計(jì)量并據(jù)此進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算的儀表，因此燃?xì)獗肀涣袨閲乙婪ㄖ攸c(diǎn)管理的計(jì)量?jī)x器。我國幅員遼闊，廣大地區(qū)溫度差異顯著，燃?xì)獾馁|(zhì)量又與溫度和壓力有關(guān)，不同條件下其熱值不同，熱值關(guān)系到了燃?xì)庥脩艉腿細(xì)夤镜淖陨砝鎲栴}?；诖耍疚年U述了機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗憩F(xiàn)狀分析、工作原理，論述分析了補(bǔ)償裝置補(bǔ)償原理、效果及補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的選用，以供相關(guān)人員借鑒參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗?、熱敏雙金屬、原理

一、溫度對(duì)膜式燃?xì)獗淼挠绊?/p>

1、介質(zhì)溫差的影響

其實(shí)輸送燃?xì)獾墓艿谰褪墙橘|(zhì)，一年四季每個(gè)季節(jié)的戶外溫度都不一樣尤其是在夏天和冬天形成了一個(gè)非常大的反差。夏天的室外溫度過高就會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)的外表面溫度也高，在這個(gè)時(shí)候使用管道輸送燃?xì)饩蜁?huì)使得膜式燃?xì)獗淼臄?shù)值不準(zhǔn)確，會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。在冬天的時(shí)候，室外溫度過低，運(yùn)輸燃?xì)獾墓艿篱L時(shí)間地在這種寒冷的環(huán)境中，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)外出現(xiàn)非常大的溫度偏差，這樣一來膜式燃?xì)獗淼臄?shù)值會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，從而導(dǎo)致燃?xì)庠谳斔偷倪^程中產(chǎn)生了非常大的輸差。從這個(gè)方面來看介質(zhì)的溫差對(duì)于膜式燃?xì)獗硎怯蟹浅４蟮挠绊懙摹?/p>

2、環(huán)境溫度的影響

外界環(huán)境溫度對(duì)膜式燃?xì)獗淼挠绊懯欠浅４蟮?，我們都知道膜式燃?xì)獗硪话闱闆r下外表使用的材料是鋁或鐵，這兩種材料受溫度的影響是非常大的。從而影響到燃?xì)獾捏w積即熱脹冷縮，如果外界溫度過高或過低就會(huì)導(dǎo)致膜式燃?xì)獗碓谑褂玫倪^程中就會(huì)出現(xiàn)誤差的情況。

二、機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗淼默F(xiàn)狀分析

我國幅員廣闊，一年四季溫差較大，外界環(huán)境溫度對(duì)膜式燃?xì)獗淼挠绊懯欠浅４蟮?，尤其北方冬季氣?℃以下長達(dá)五個(gè)多月，所以，為了更好節(jié)約能源、控制能源，同時(shí)能在不同溫度條件下，對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，迫切需要一種更科學(xué)更合理的計(jì)量裝置來計(jì)量燃?xì)狻?/p>

機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗砭褪切碌囊淮恚瞧胀ɑ砀聯(lián)Q代的好產(chǎn)品。它具有普通基表的所有特性，即可當(dāng)基表使用，也可以做智能表、遠(yuǎn)傳表的載體表。其明顯特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了不同溫度條件下燃?xì)饬抠|(zhì)等效計(jì)量。保護(hù)了供需雙方濟(jì)利益，又有利于控制能耗，減少了能源損失;具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

三、機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗淼墓ぷ髟?/p>

1、膜式燃?xì)獗砉ぷ髟恚喝細(xì)獗硎抢脷怏w在表體內(nèi)流動(dòng)過程中的壓力差作為動(dòng)力，由閥柵、閥蓋的相對(duì)位置來控制氣體流向的分配。燃?xì)獗淼臋C(jī)芯組由左右相同的兩個(gè)氣體計(jì)量室組成，每個(gè)氣體計(jì)量室由一張柔軟的膜片將其分為兩個(gè)相同的小計(jì)量室。當(dāng)分配的氣體依次進(jìn)入四個(gè)小計(jì)量室，推動(dòng)膜片自由的擺動(dòng)，膜片組件的運(yùn)動(dòng)通過折板帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)并使閥蓋做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而控制各計(jì)量室依次充氣和排氣，使燃?xì)獗磉B續(xù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的曲柄齒輪通過齒輪的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式單向計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最終通過計(jì)數(shù)器顯示燃?xì)獗淼呐艢饬俊?/p>

2、機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗硎窃谀な饺細(xì)獗淼幕A(chǔ)上增加了機(jī)械式溫度轉(zhuǎn)換裝置，這種裝置中的補(bǔ)償片，是由熱敏雙金屬片按照阿基米德螺線原理旋轉(zhuǎn)成型，外端成直線狀，當(dāng)溫度變化時(shí)，直線端發(fā)生偏移，從而改變了膜片往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離，也就是改變了計(jì)量容積一一內(nèi)膜倉的大小。它能將在中心溫度條件下內(nèi)膜倉轉(zhuǎn)換成不同溫度條件下的內(nèi)膜倉，來實(shí)現(xiàn)不同溫度條件下燃?xì)獾挠?jì)量。

3、機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗淼难a(bǔ)償原理及效果：

燃?xì)怏w積與溫度及壓力有關(guān)，同一種燃?xì)庠诓煌瑴囟群蛪毫ο?，其密度是不同的，即體積相同情況下燃?xì)赓|(zhì)量是不同的。

現(xiàn)以純天然氣為例，在壓力為101.325kPa不變的條件下：

溫度為20℃時(shí)，氣體密度為0.723kg/m3，熱值為33MJ/m3

溫度為0℃時(shí)，氣體密度為0.7758kg/m3，熱值為35.4MJ/m3

普通基表通氣1m3時(shí)，在0℃時(shí)通過的氣體質(zhì)量相對(duì)于在20℃時(shí)通過的氣體質(zhì)量增加了6.8%，即燃?xì)夤驹谌細(xì)赓|(zhì)量上損失了6.8%左右。機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗硎菑娜細(xì)赓|(zhì)量角度入手，溫補(bǔ)表可通過增加補(bǔ)償裝置來改變?nèi)細(xì)獗淼膬?nèi)膜倉，當(dāng)溫度降低時(shí)內(nèi)膜倉變小，進(jìn)而補(bǔ)償燃?xì)庠谫|(zhì)量上損失的6.8%。同理高溫時(shí)也進(jìn)行補(bǔ)償。

選取某燃?xì)獗韽S普通表和機(jī)械溫度補(bǔ)償表進(jìn)行示值誤差檢測(cè)，具體數(shù)據(jù)如下：

四、機(jī)械式溫度補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)選用

機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗碇饕峭ㄟ^增加溫度轉(zhuǎn)換裝置來時(shí)效其補(bǔ)償功能的，所以說補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)的可靠性、合理性尤為主要。其中怎么將補(bǔ)償片固定在中心齒輪上，以什么方式固定更為重要，保證其在表的運(yùn)轉(zhuǎn)中不會(huì)松動(dòng)和掉落及補(bǔ)償?shù)木取?/p>

現(xiàn)有的補(bǔ)償片座與補(bǔ)償片座板裝配僅是通過光孔對(duì)光軸的間隙配合，再通過超聲波焊接或者膠水將其固定，固定前和固定時(shí)孔對(duì)軸配合極易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直接影響補(bǔ)償片遠(yuǎn)端變位拉桿柱相對(duì)于補(bǔ)償片座板的初始中心距和初始圓周角度;初始中心距和初始圓周角度的改變，影響計(jì)量時(shí)膜片運(yùn)動(dòng)行程，眾所周之，膜式燃?xì)獗硎峭ㄟ^膜片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來計(jì)量是重中之重，初始狀態(tài)的不定性，即使是后溫度補(bǔ)償也是錯(cuò)誤的補(bǔ)償，影響燃?xì)獗淼挠?jì)量精度。

通過采用補(bǔ)償片座與補(bǔ)償片座板的限位塊和限位槽的配合結(jié)構(gòu)（此結(jié)構(gòu)已申請(qǐng)了國家專利），有效防止超聲波焊接時(shí)或膠水粘接時(shí)產(chǎn)生的竄動(dòng)，確保初始中心距和初始圓周角度;補(bǔ)償片的中心端是由補(bǔ)償片座固定在補(bǔ)償片座板上，補(bǔ)償片座位置固定，補(bǔ)償片的遠(yuǎn)端位置也就相應(yīng)固定，溫度變化補(bǔ)償時(shí)也保證了計(jì)量初始基準(zhǔn)，進(jìn)而保證計(jì)量精度和計(jì)量穩(wěn)定性。

結(jié)束語：

近年來隨著城市燃?xì)怙w速發(fā)展，國家煤改氣政策的實(shí)施，燃?xì)獗淼氖褂昧考眲∩仙?，更需要一款能夠?zhǔn)確計(jì)量的燃?xì)獗韥肀ＷC供需雙方濟(jì)利益，減少不必要的損失。機(jī)械式溫度補(bǔ)償燃?xì)獗砟軌虿皇軠囟鹊挠绊戇€能夠避免能源的損失，但是這種補(bǔ)償燃?xì)獗淼某杀具^高并且還需要制作的過程還比較麻煩。所以這就需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，降低一定的成本。

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