流量計(jì)計(jì)量室的密封問題分析

容積式流量計(jì)具有功能穩(wěn)定、精確度高、量程寬、測量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛地用于工業(yè)的流量計(jì)量。

旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)是一種容積式流量計(jì)，其計(jì)量室的進(jìn)出口腔的隔絕密封問題是關(guān)系到能否保證計(jì)量的準(zhǔn)確、穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。該密封是由旋轉(zhuǎn)活塞與內(nèi)外圓筒及隔板的接觸形成，而與隔板接觸的、供活塞擺移的頂面缺口廓形設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，工作時(shí)，該廓形既要保證活塞按正確軌跡運(yùn)動(dòng)不受干涉,又要保證缺口輪廓與隔板保持接觸,使進(jìn)出腔隔絕,形成可靠的密封。

旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)計(jì)量室的結(jié)構(gòu)及其工作原理

如圖1所示，頂面開有運(yùn)動(dòng)時(shí)能容納隔板位置缺口的活塞7位于外圓筒1的內(nèi)壁及內(nèi)圓筒6的外壁構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi),活塞的內(nèi)外壁分別與內(nèi)外圓筒的外、內(nèi)壁接觸,使活塞中心o‘對(duì)于內(nèi)外圓筒中心o有一偏距e,不難看出,旋轉(zhuǎn)活塞的外內(nèi)半徑r1, r2,與外內(nèi)圓筒的內(nèi)外半徑R , r3有下列關(guān)系：

活塞壁厚 δ=r1-r2偏距 e=R-r1活塞外半徑 r1=( R+r3+ δ) /2內(nèi)外圓筒間有沿徑向隔板將環(huán)形區(qū)隔斷。

環(huán)形區(qū)的徑向尺寸I=R-r3隔板在R以內(nèi)長度l1略大于l隔板厚度為b隔板到o點(diǎn)距離l2=R-l1

這樣, 環(huán)形區(qū)被活塞壁和隔板劃成兩個(gè)月牙形內(nèi)外腔計(jì)量室, 在入口液體壓力作用下, 活塞中心 o’繞 o 沿箭頭做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn), 活塞其余部分在環(huán)形區(qū)內(nèi)擺移, 其內(nèi)外圓柱面依次和內(nèi)外圓筒接觸, 計(jì)量腔不斷作圓周移動(dòng), 輸送流體?；钊行?o‘繞o旋轉(zhuǎn)一周,內(nèi)外計(jì)量腔同時(shí)旋轉(zhuǎn)一周,各輸送排出一次液體。月牙形內(nèi)外計(jì)量腔的容積和即為活塞中心旋轉(zhuǎn)一周輸送排出的液體體積流量,它是一個(gè)可計(jì)量的常量為:

其中, h—計(jì)量室的高度

根據(jù)活塞的轉(zhuǎn)數(shù)n就能測出n轉(zhuǎn)數(shù)下所流過的液體量:

流量計(jì)計(jì)量室的密封問題分析

1、密封原理

由上述對(duì)流量計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理分析可知,活塞工作時(shí),活塞外圓面、外圓筒內(nèi)圓面及其相互接觸,隔板和圓筒上下面構(gòu)成外計(jì)量室;而活塞內(nèi)圓面、內(nèi)圓筒外圓面及其相互接觸,隔板和圓筒上下面組成內(nèi)計(jì)量室?；钊\(yùn)動(dòng)時(shí)要求其頂面與隔板接觸處開有缺口,以保證運(yùn)動(dòng)不受干涉,更重要的是該缺口廓形還要保證始終與隔板的近中心的k處接觸,以保證內(nèi)計(jì)量室的密封;否則,以壓力從入口輸入的液體將不通過計(jì)量腔的輸送,而直接經(jīng)缺口竄入出口流出,輕則導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn),重則導(dǎo)致流量計(jì)不能工作。

2、活塞頂面缺口廓形方程的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算

1)如圖2所示旋轉(zhuǎn)活塞工作時(shí)其中心o’繞o逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)oo‘連線與初始位置夾角為 α,以α 為參數(shù)，推導(dǎo)頂面缺口廓形的極坐標(biāo)參數(shù)方程。為設(shè)計(jì)、加工方便，將極坐標(biāo)系固結(jié)在活塞頂面上。設(shè)坐標(biāo)系原點(diǎn)為o’，極軸的初始位置為缺口廓形的對(duì)稱線o‘B，順時(shí)針方向?yàn)橄辔唤钦颚铡?/p>

當(dāng)0°≤ α ≤180°時(shí)缺口的右半廓形方程經(jīng)過推導(dǎo)為:

其中e、b、l2、r1如前所述,均為已知。

2)當(dāng)180°≤α≤360°時(shí)因?qū)ΨQ關(guān)系,將-α,- φ代替(1)式中的α, φ即可得到180°≤α≤360°時(shí)的極坐標(biāo)方程:

3、實(shí)例計(jì)算

原始數(shù)據(jù): R= 27 mm,r1= 23 m m,r2= 21 mm,r3= 17 mm,l1= 11 mm,b= 2 mm

經(jīng)計(jì)算e=R-r1= 4 mm,l3= 16 mm參數(shù) α從小到大順序取值到r和 φ的對(duì)應(yīng)值見表1。

廓形的加工

將( 1)、( 2)式轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)方程,如圖3轉(zhuǎn)換式如下:

(3)式仍然是 α的參數(shù)方程,直接獲得y和x的函數(shù)關(guān)系y=f ( x )比較困難,可根據(jù)給出的 α值獲得x, y的相應(yīng)值(見上表) ,將其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn),利用牛頓等差插值或樣條插值建立分段的y=f ( x )的方程;以該方程為基礎(chǔ),可編制程序,方便地在NCN線切割機(jī)上完成加工。

提高密封可靠性的其他措施

1)液體在活塞頂面缺口處的泄漏主要發(fā)生在內(nèi)計(jì)量室,盡量縮短內(nèi)計(jì)量腔與入口的相通時(shí)間,以便減少壓力作用的時(shí)間過程,設(shè)計(jì)入口形狀和位置時(shí),盡可能使入口接近外圓筒的內(nèi)圓柱面。

2)同理,液體出口的形狀位置的布置應(yīng)盡早與計(jì)量腔相通。

結(jié)論

1、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)計(jì)量室的動(dòng)密封除了要認(rèn)真考慮圓筒半徑,活塞半徑偏心距的尺寸關(guān)系,使活塞的內(nèi)外柱面分別與內(nèi)、外圓筒圓柱面接觸相切外,還應(yīng)認(rèn)真考慮活塞頂面缺口與隔板的接觸密封即缺口的廓形設(shè)計(jì)。

2、活塞頂面缺口廓形設(shè)計(jì)既要滿足自己的正常運(yùn)動(dòng)不受干涉,更要考慮該處的動(dòng)密封問題,因此,缺口形狀不是隨意的,而是精心設(shè)計(jì)的見圖3。

3、活塞頂面缺口廓形可按(1)、(2)公式設(shè)計(jì)計(jì)算。

4、廓形可通過(1)、(2)、(3)參數(shù)方程獲得節(jié)點(diǎn)擬合插值方程,在數(shù)控線切割機(jī)上完成加工。

U-How?康匯燃油流量計(jì)

U-How?康匯流量計(jì)是上?？祬R實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，根據(jù)旋轉(zhuǎn)活塞式工作原理自主研發(fā)生產(chǎn)的，具有測量流速低、量程寬、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠等特點(diǎn)的高精度流量傳感器。

產(chǎn)品圖片

工作原理

旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)，是屬于容積式流量計(jì)，它基于活塞與計(jì)量室一直保持的相切密封狀態(tài)。并有一個(gè)固定的偏心距計(jì)量元件活塞，在壓差的作用下，對(duì)活塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使活塞做偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流體的流量，通過記數(shù)機(jī)構(gòu)記錄出活塞轉(zhuǎn)數(shù)，即可測得流體總流量。

旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)進(jìn)出口由隔板隔開。當(dāng)被測流體從進(jìn)口進(jìn)入計(jì)量室，這時(shí)進(jìn)出口形成壓差，迫使活塞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)如圖a所示。流體連續(xù)流入，迫使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖b所示，形成二個(gè)半月牙腔體，在壓差作用下迫使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖c，V2流體從出口排出，使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖d所示，在壓差作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞每轉(zhuǎn)一周迸出的流體等于V1+V2的和。

工作原理圖

流量計(jì)爆炸圖：

結(jié)構(gòu)尺寸圖：

PDFM4D

PDFM8D

PDFM8DB

產(chǎn)品參數(shù)

1、機(jī)械部分：

2、電子部分：

測量介質(zhì)：

可測量輕質(zhì)和中質(zhì)油料，如：汽油、柴油、煤油、石腦油、潤滑油

產(chǎn)品資質(zhì)

1. 發(fā)明專利：ZL201020504169.8流量傳感器

2. 國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車輛檢測報(bào)告

3. 交通部委托北京計(jì)量院精度檢測報(bào)告

油耗監(jiān)控解決方案

應(yīng)用對(duì)象

1.發(fā)動(dòng)機(jī)：

火車、汽車、工程車、拖拉機(jī)、發(fā)電機(jī)組及內(nèi)河或近海航行的船舶中測量各類動(dòng)力機(jī)器的燃油消耗量，及各種較重液體的裝卸計(jì)量和管道過液計(jì)量。

2.燃燒器：

車載鍋爐、移動(dòng)鍋爐等設(shè)備的燃油消耗計(jì)量。

數(shù)據(jù)采集方式

通過采集流量計(jì)脈沖數(shù)據(jù)的方式，以RS485/RS232對(duì)接設(shè)備單位的系統(tǒng)集成

解決方案

實(shí)施案例

某大型石油集團(tuán)：

吊管機(jī)、移動(dòng)電站、多功能車、彎管機(jī)、空壓機(jī)等

某大型采油廠：

鍋爐車、清蠟車、超導(dǎo)車、水泥車、吊車等；

港口：

龍門吊、堆高機(jī)、正面吊、裝載機(jī)等

其它：

輪胎胎壓油耗測試；駕駛員駕駛技術(shù)比武；發(fā)動(dòng)機(jī)性能標(biāo)定

空壓機(jī)

鍋爐車