電遠傳浮子流量計的感受部件是浮子及與其相連接的鐵芯。浮子在錐形管中的高度隨著一定范圍的流量變化而變化,鐵芯垂直固定在浮子中心,通過電磁感應反應出浮子的高度以測量流量(見圖1)。
這種結構的鐵芯固定在浮子上面,浮子的最大截面處為浮子的受力面,因此浮子的重心是在浮子的上方,這徉浮子在流體中的運動處于不穩定平衡狀態。為了使浮,子能在錐形管中心上下運動,過去采用導向的方法,鐵芯沿導向柱中心孔作上下垂直運動(見圖2)。
這種方法的缺點是:
(1)由于鐵芯在導向孔中上下移動,鐵芯與導向孔間間隙很小,因此產生一定的摩擦阻力,使測量精度受影響,流體中屬爾有雜質及粘滯性物質即容易使鐵芯在導向孔中“卡死氣使流盜計失效。
(2)由于導向柱安裝在流體通路中,流體受到尋向柱及其橫擋的節流作用,影響浮子與錐形管間的流通截面。
從圖3可以看出,浮子在h處的流通截面為
式中
Dh、—高度h處錐形管的截面積
Dt—浮子的最大截面積
當浮子升至導向柱橫擋處,其流通截面為
式中S′—導向柱橫擋影響流通載面部分因此,當浮子上升到一定高度(ho)后,使得
Sho=SH
此后,浮子處于不穩定狀態,浮子會自動上升直至被導向柱擋住。由此可見,由于導向柱的影響,使錐形管上部高于h。處的一段不能用,影響流量測量約上限范圍。使用中發現,當浮子升到一定高度(瑞)后,浮子會自動“漂”到錐形管的頂端,并且不降下來,除非減小流量直至小于Qho。這對操作是很不利的,流量不穩定時,情況更糟。圖4為該流量計的流量曲線,在高度大于ho后為二次曲線,流量計浮子處于不穩定狀態。
為了解決由于導向柱的存在所產生的問題,設計一種轉動式的浮子(見圖5)。一個有傾斜側面的金屬圓盤(浮子),其側面刻上斜槽,將鐵芯固定在浮子下面,并在鐵芯下端裝上一個平衡重錘。除鐵芯為鐵磁性材料制成外,浮子與平衡重錘都為無磁性不銹鋼制成。當流體通過時,浮子受流體作用穩定地轉動起來。平衡重錘在整冷流量范圍內都在直管段中運動,其直徑遠小于浮子截面的直徑,不會影響浮子與錐管之間的流通截面。限制俘子逸出流量計外面的方法是用一個頂針裝置(見圖6),由于固定頂針的部分已在測量管段之外,不會影響俘子在流體中的運動。
從上面分析可以看出,改進后的流量計,其結構是合理的。其優點正好克服了原來結構(導向柱)的缺點:
(1)浮子在流體中作穩定的轉動,使浮子保持在錐形管的中央位置,消除浮子與管壁的直接摩擦,提高了測量的線性及精度。這在流量下限比較明顯。
(2)由于浮子轉動,流體中偶有的染質容易從浮子周圍帶走,不易發生浮子“卡死,現象。
(3)即使在起始流量很小的情況下,浮子也能穩定地轉動,因此測量下限可以更低;而測量上限因沒有導向柱的影響,浮子不會“漂”上去,測量上限可以擴大。
改進后的流量計結構如圖7所示。浮子在流體中運動時的受力面—浮子的最大截面在浮子的最上部,而鐵芯下面的平衡重錘更使浮子重心下移,這是一種穩定的平衡運動。浮子側面的斜槽使浮子受流體作用時,在流體中穩定的轉動起來。在回轉體轉動軸線與重錘線一致時,回轉體有保持自己轉動軸線不變的特性。因此浮子在流體中沿流量計中心軸線作穩定的轉動,并隨流量變化而上下運動。
采用上述轉動式浮子流量計,在使用中取得較滿意的效果。圖8為實測兩條典型的流量曲線。試驗介質:水,輸出指示:,A,浮子最大直徑為功7mm;錐形管長度為40rn幻n,錐度為20:1。曲線(1)為原來結構測得的流量曲線,曲線(2)為改進后轉動式浮子的流量計測得的結果。
以上結果亦可能對其他同類型的金屬轉子流量計的結構改進產生影響。
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