影響羅茨氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的原因分析
摘 要： 羅茨氣體流量計(jì)被廣泛用于燃?xì)庥?jì)量行業(yè)，隨著天燃?xì)馄占奥蚀蠓岣撸髁坑?jì)計(jì)量的準(zhǔn)確性日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)影響羅茨氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性的原因進(jìn)行了分析。
1 羅茨氣體流量計(jì)原理
羅茨氣體流量計(jì)屬于容積式氣體流量計(jì)，它具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、安裝靈活、節(jié)省空間的特點(diǎn)。
羅茨氣體流量計(jì)主要由計(jì)量室、共軛轉(zhuǎn)子和計(jì)數(shù)裝置等部件構(gòu)成。裝于計(jì)量室內(nèi)的一對(duì)共軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（P入>P出）作用下，兩轉(zhuǎn)子交替承受轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則輸出四倍計(jì)量室有效容積的氣體，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機(jī)構(gòu)，傳遞到機(jī)械計(jì)數(shù)器，從而顯示輸出氣體的累計(jì)體積量。其計(jì)量過程和工作原理如圖1所示（圖中僅表示了四分之一周期）。
圖1 羅茨氣體流量計(jì)工作原理圖
2 影響流量計(jì)準(zhǔn)確度的幾個(gè)因素
從原理中不難看出，影響流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵件主要是計(jì)量室和轉(zhuǎn)子，這兩種部件的加工精度直接影響到裝配后的流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度。以前我廠采用成型銑刀來加工轉(zhuǎn)子，結(jié)果效果并不好，加工出來的轉(zhuǎn)子型面的對(duì)稱性差，因此計(jì)量準(zhǔn)確度一直保持在1.5級(jí)，很難再提高。后來全部采用加工中心加工，保持了轉(zhuǎn)子和計(jì)量室的對(duì)稱度。除此之外，轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡也是關(guān)鍵因素，每個(gè)轉(zhuǎn)子加工完畢后都或多或少存在不平衡量，而這些不平衡量一般主要影響流量計(jì)的始動(dòng)流量，進(jìn)而影響小流量時(shí)的計(jì)量準(zhǔn)確度。
同步齒輪加工精度影響流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度和運(yùn)行時(shí)的噪音，同步齒輪的作用是保持兩個(gè)共軛轉(zhuǎn)子無論轉(zhuǎn)到任何角度都能保持一定的間隙。兩個(gè)轉(zhuǎn)子的間隙根據(jù)流量計(jì)口徑的不同而變化，一般小口徑的流量計(jì)保持在0.1mm左右，大口徑的保持在0.4mm左右。間隙的大小直接影響計(jì)量的準(zhǔn)確度：間隙大，氣體通過間隙流失的相對(duì)較多，造成流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度降低，然而，燃?xì)庵斜容^大的顆粒雜質(zhì)也可以通過間隙，不對(duì)計(jì)量造成影響。反之，間隙小，通過間隙損失的氣體量就少，流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度就增大，大的顆粒雜質(zhì)不易通過間隙，從而造成流量計(jì)卡表，使流量計(jì)不能正常工作。
標(biāo)準(zhǔn)件的選用也能影響流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性，標(biāo)準(zhǔn)件中較主要的就是軸承，我廠主要選用SKF，NSK進(jìn)口軸承。為了降低流量計(jì)的始動(dòng)流量，將軸承一端的防塵蓋挑開，將軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑油脂洗出，因?yàn)橛椭谳S承轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生阻尼。在流量計(jì)使用過程中，采用飛濺潤(rùn)滑的方式對(duì)軸承潤(rùn)滑，使軸承及時(shí)散熱，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。
上述分析的是流量計(jì)本身零部件對(duì)流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確度造成的影響，在實(shí)際使用操作過程中也有許多其他情況對(duì)流量計(jì)的計(jì)量造成影響。主要有以下幾個(gè)方面：
1）高壓計(jì)量低壓用氣。就是將計(jì)量室安裝到高壓管道上，然后通過調(diào)壓器調(diào)壓，用氣戶在低壓管道上用氣，當(dāng)?shù)蛪汗艿赖挠脷鈶粲脷饬坎淮髸r(shí)，根據(jù)氣體狀態(tài)方程，在溫度相差不多時(shí)，低壓管道的小流量反算到高壓管道流量會(huì)更小，甚至這個(gè)流量達(dá)不到流量計(jì)的始動(dòng)流量。流量計(jì)不計(jì)數(shù)。所以會(huì)引起較大的計(jì)量誤差。
2）不合理的管道設(shè)計(jì)可能造成較大的計(jì)量誤差。圖2為實(shí)際的管道安裝簡(jiǎn)圖，兩條并聯(lián)的管道，當(dāng)主管網(wǎng)用氣時(shí)，分管網(wǎng)手動(dòng)閥關(guān)閉。流量計(jì)計(jì)量正常，當(dāng)分管網(wǎng)也用氣時(shí)，手動(dòng)閥打開，由于主管道的氣體由分管道分流一部分，會(huì)使主管道內(nèi)的氣壓下降，使得1號(hào)流量計(jì)表前的壓力小于表后的壓力，流量計(jì)反轉(zhuǎn)，流量計(jì)也累積流量，造成了雙倍計(jì)量。為避免這種情況必須在1號(hào)流量計(jì)前面安裝一個(gè)單向閥。
圖2 管道安裝簡(jiǎn)圖
3）安裝方式正確有助于提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性和延長(zhǎng)使用壽命。流量計(jì)安裝到管道上時(shí)，應(yīng)保持流量計(jì)表體上的螺紋孔和管道法蘭的螺孔對(duì)準(zhǔn)，保持法蘭的平行度，避免流量計(jì)承受其他外力，防止表體受力變形，使流量計(jì)卡死。開啟流量計(jì)時(shí)，應(yīng)先打開前閥門，然后緩慢打開后閥門，使流量計(jì)有壓?jiǎn)?dòng)，避免由于氣錘效應(yīng)，氣體把流量計(jì)轉(zhuǎn)子沖擊變形，造成流量計(jì)卡死。
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