羅茨氣體流量計計量準(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)庥嬃款I(lǐng)域羅茨氣體流量計得到了普遍的應(yīng)用，現(xiàn)在城市中天燃?xì)獾氖褂玫玫搅似占?，流量計的計量?zhǔn)確度己經(jīng)受到人們的重視。隨著羅茨流量計的普遍應(yīng)用，我們有必要對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，從流量計自身的構(gòu)造與安裝應(yīng)用環(huán)節(jié)，探尋為羅茨氣體流量計計量準(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；計量；準(zhǔn)確性；影響因素

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

1.羅茨氣體流量計的計量原理

要想清楚羅茨氣體流量計的計量影響因素，首先要對羅茨氣體流量計的計量原理進(jìn)行相關(guān)了解，羅茨氣體流量計的構(gòu)成是由計量室、共軛轉(zhuǎn)子與計數(shù)裝備等部件所組成。裝置于計量室內(nèi)部的兩個共軛轉(zhuǎn)子在流通的氣體出入口壓差情況下，這一對轉(zhuǎn)子互相更換擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)動國矩。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動每一周，會輸出四倍的計量室容積的氣體量，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)械的計數(shù)裝置，從而呈現(xiàn)出所輸出氣體的總體累計量。

2.現(xiàn)實使用時影響計量的因素

2.1計量室與轉(zhuǎn)子

從計量原理上我們不難看出，影響流量計的計量是不是準(zhǔn)確的重要因素是計量室和轉(zhuǎn)子，這兩部分裝置的運(yùn)行精度會明顯的影響裝配之后流量計的全面使用的精準(zhǔn)度。在之前的設(shè)計使用中，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，而且其型面也不對稱，所以計量的準(zhǔn)確度始終滯留在1.5的級別上，要想得到一定的提高也相對比較困難。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)量及計量室的優(yōu)良對稱性。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影響到流量計的始動流量，從而使小流量時所產(chǎn)生的計量準(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，為了使流量計降低始動流量，提升計量的精準(zhǔn)度，把軸承部件的一端防塵蓋打開，讓軸承內(nèi)的潤滑油洗出，因該油脂在工作的時候會出現(xiàn)阻尼。在流量計的運(yùn)作的時候，利用飛濺潤滑的形式來給軸承輔助潤滑，讓軸承有效的散熱，使其使用壽命可以更長。

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給流量計的計量精準(zhǔn)性帶來影響，同時還會在實際運(yùn)行時產(chǎn)生噪音干擾。同步齒輪所要發(fā)揮的作用是確保一對共軛的轉(zhuǎn)子不管轉(zhuǎn)到什么位置都可以始終保持固定的間隙。兩個轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的間隙會根據(jù)流量計的口徑大小差異發(fā)生改變，通常小口徑樣式的流量計始終把持在0.1毫米上下，大口徑樣式的始終把持在0.4毫米上下。間隙的不同會明顯的影響計量的精準(zhǔn)度，間隙稍大些的氣體經(jīng)過間隙流出的會比較多些，使流量計的計量精準(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，不會給計量帶來影響；相反，間隙稍小些，經(jīng)過間隙流失的氣體體積量相對就會少些，流量計的計量精準(zhǔn)度也會因此而提高，然而較大的顆粒狀雜質(zhì)則不容易經(jīng)過間隙，便導(dǎo)致造成流量計的卡表，影響流量計的順利運(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自身的零配件對流量計的計量精準(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給流量計的計量準(zhǔn)確性帶來影響。其主要表現(xiàn)在以下的幾個方面：

2.4.1高壓計量，低壓用氣，

高壓計量，低壓用氣的主要意思就是把計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，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)到流量計始動流量，這時流量計就不會把此情況下燃?xì)庥脩羲褂玫臍饬拷y(tǒng)計在內(nèi)，因此便會導(dǎo)致很大程度的計量差異。

2.4.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

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

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的計量精準(zhǔn)度，還能延長其使用壽命。在使用安裝時，流量計被裝置到管道上，應(yīng)確保流量計表面上螺紋孔與管道法蘭螺孔互相對準(zhǔn)，同時也要確保與法蘭的平行，以免流量計承擔(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)致流量計被卡死。而在流量計開始運(yùn)作的時候，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)庖驗闅忮N反應(yīng)，使流量計的轉(zhuǎn)子可能因沖擊過大而產(chǎn)生變形，導(dǎo)致流量計的卡死。

3.羅茨流量計轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計

羅茨流量計中的轉(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)的角度來對轉(zhuǎn)子實行分析，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)實的設(shè)計中從材料的耗損上與加工等因素的思考，現(xiàn)今我國市面上所使用最多的還是兩葉與直葉類型的轉(zhuǎn)子。在羅茨氣體流量計內(nèi)的轉(zhuǎn)子設(shè)計中，一般要按照標(biāo)準(zhǔn)原則。羅茨氣體流量計轉(zhuǎn)子在優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)該思考下面的幾點(diǎn)事項，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)行時效性轉(zhuǎn)子所占地的范圍一定要限制在最??；第三點(diǎn)因為轉(zhuǎn)子在運(yùn)行作業(yè)的時候高速度的轉(zhuǎn)動對轉(zhuǎn)子自身的材質(zhì)實行嚴(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，流量計的計量精準(zhǔn)性直接影響著燃?xì)鈫挝坏慕?jīng)濟(jì)效益，同時也涉及到燃?xì)庥脩舻那猩砝?，因此備受關(guān)注。基于如何提升流量計的計量精準(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，是流量計制造企業(yè)當(dāng)前面對的重要問題，也是其經(jīng)營發(fā)展的主要方向。通過上述對流量計準(zhǔn)確性的影響因素進(jìn)行的簡要分析，以及優(yōu)化設(shè)計建議，以期能有效提升其計量準(zhǔn)確度，并由此促進(jìn)我國的計量事業(yè)發(fā)展。

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