涡轮流量计一般由涡轮变送器和显示仪表组成,也可做成一体式涡轮流量计,变送器的结构主要包括壳体、导流器、轴和轴承组件、涡轮和磁电转换器。
涡轮
涡轮是流量计的核心测量元件,其作用是把流体的动能转换成机械能,涡轮由摩擦力很小的轴和轴承组件支承,与壳体同轴,其叶片数视口径大小而定,通常为2-8片。叶片有直板叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种、,涡轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响,因此要根据流体性质、流量范围、使用要求等进行设计.涡轮的动态平衡很重要,直接影响仪表的性能和使用寿命,为提高对流速变化的响应性,涡轮的质量要尽可能小。
导流器
导流器由导向片及导向座组成,作用有两点:
(l)用以导直被测流体,以免因流体的漩涡而改变流体与涡轮叶片的作用角,从而保证流量计的准确度。
(2)在导流器上装有轴承,用以支承涡轮。
轴和轴承组件
变送器失效通常是由轴和轴承组件引起的,因此它决定着涡轮流量计的可靠性和使用寿命,其结构设计、材料选用以及定期维护至关重要。在设计时应考虑轴向推力的平衡,流体作用于涡轮上的力使涡轮转动,同时也给涡轮一个轴向推力,使轴承的摩擦转矩增大。为了抵消这个轴向推力,在结构上采取各种轴向推力平衡措施,主要有:
(l)采用反推力方法实现轴向推力自动补偿。从涡轮轴体的几何形状可以看出,当流体流过截面积时,流速变大而静压力下降,以后随着流通面积的逐渐扩大而静压力逐渐上升,因而在收缩截面之间就形成了不等静压场,并对涡轮产生相应的作用力。由于该作用力沿涡轮轴向的分力,与流体的轴向推力反向,可以抵消流体的轴向推力,减小轴承的轴向负荷,进而提高变送器的寿命和准确度。
(2)采取中心轴打孔的方式,通过流体实现轴向力自动补偿
另外,减小轴承磨损是提高测量准确度、延长仪表寿命的重要环节。目前常用的轴承主要有滚动轴承和滑动轴承(空心套形轴承)两种。滚动轴承虽然摩擦力矩很小,但对脏污流体及腐蚀性流体的适应性较差,寿命较短。
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