渦輪流量計一般由渦輪變送器和顯示儀表組成,也可做成一體式渦輪流量計,變送器的結構主要包括殼體、導流器、軸和軸承組件、渦輪和磁電轉換器。
渦輪
渦輪是流量計的核心測量元件,其作用是把流體的動能轉換成機械能,渦輪由摩擦力很小的軸和軸承組件支承,與殼體同軸,其葉片數視口徑大小而定,通常為2-8片。葉片有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種、,渦輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響,因此要根據流體性質、流量范圍、使用要求等進行設計.渦輪的動態平衡很重要,直接影響儀表的性能和使用壽命,為提高對流速變化的響應性,渦輪的質量要盡可能小。
導流器
導流器由導向片及導向座組成,作用有兩點:
(l)用以導直被測流體,以免因流體的漩渦而改變流體與渦輪葉片的作用角,從而保證流量計的準確度。
(2)在導流器上裝有軸承,用以支承渦輪。
軸和軸承組件
變送器失效通常是由軸和軸承組件引起的,因此它決定著渦輪流量計的可靠性和使用壽命,其結構設計、材料選用以及定期維護至關重要。在設計時應考慮軸向推力的平衡,流體作用于渦輪上的力使渦輪轉動,同時也給渦輪一個軸向推力,使軸承的摩擦轉矩增大。為了抵消這個軸向推力,在結構上采取各種軸向推力平衡措施,主要有:
(l)采用反推力方法實現軸向推力自動補償。從渦輪軸體的幾何形狀可以看出,當流體流過截面積時,流速變大而靜壓力下降,以后隨著流通面積的逐漸擴大而靜壓力逐漸上升,因而在收縮截面之間就形成了不等靜壓場,并對渦輪產生相應的作用力。由于該作用力沿渦輪軸向的分力,與流體的軸向推力反向,可以抵消流體的軸向推力,減小軸承的軸向負荷,進而提高變送器的壽命和準確度。
(2)采取中心軸打孔的方式,通過流體實現軸向力自動補償
另外,減小軸承磨損是提高測量準確度、延長儀表壽命的重要環節。目前常用的軸承主要有滾動軸承和滑動軸承(空心套形軸承)兩種。滾動軸承雖然摩擦力矩很小,但對臟污流體及腐蝕性流體的適應性較差,壽命較短。
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