渦輪流量計(jì)的工作原理與結(jié)構(gòu)

作者：時(shí)間：2013-09-10 來源：網(wǎng)絡(luò)

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1．渦輪流量計(jì)的工作原理

渦輪流量計(jì)的原理示意圖如圖3-1所示。在管道中心安放一個(gè)渦輪，兩端由軸承支撐。當(dāng)流體通過管道時(shí)，沖擊渦輪葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時(shí)亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

渦輪流量計(jì)總體原理框用見圖3-2所示。

2．渦輪流量計(jì)的構(gòu)造

流體從機(jī)殼的進(jìn)口流入。通過支架將一對袖承固定在管中心軸線上，渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，以對流體起導(dǎo)向作用，以避免流體自旋而改變對渦輪葉片的作用角度。在渦輪上方機(jī)殼外部裝有傳感線圈，接收磁通變化信號。

下面介紹主要部件。

(1)渦輪

渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成，裝有螺旋狀葉片。葉片數(shù)量根據(jù)直徑變化而不同，2-24片不等。為了使渦輪對流速有很好的響應(yīng)，要求質(zhì)量盡可能小。

對渦輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的一般要求為：葉片傾角10°-15°(氣體)，30°-45°（液體）；葉片重疊度P為1-1．2；葉片與內(nèi)殼間的間隙為0．5-1mm。

(2)軸承

渦輪的軸承一般采用滑動配合的硬質(zhì)合金軸承，要求耐磨性能好。

由于流體通過渦輪時(shí)會對渦輪產(chǎn)生一個(gè)軸向推力，使鈾承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大，加速鈾承磨損，為了消除軸向力，需在結(jié)構(gòu)上采取水力平衡措施，這方法的原理見圖3-3所示。由于渦輪處直徑DH略小于前后支架處直徑Ds，所以，在渦輪段流通截而擴(kuò)大，流速降低，使流體靜壓上升ΔP，這個(gè)ΔP的靜壓將起到抵消部分軸向推力的作用。

圖3-3 水力平衡原理示意圖