Объемные счетчики

Принцип действия объемных счетчиков основан на непосредственном отмеривании объемов измеряемой среды с помощью мерных камер известного объема и подсчета числа порций, прошедших через счетчик.

Объемные счетчики подразделяют на опорожняющиеся и вытесняющие. Опорожняющиеся объемные счетчики имеют жесткие камеры, из которых измеряемая среда свободно вытекает. Счетчики этого типа непригодны для измерения количества газа.

Простейшим объемным счетчиком с жесткой камерой является мерный бак или мерник. К этому же типу объемных счетчиков относятся барабанные и опрокидывающиеся счетчики.

Вытесняющие объемные счетчики имеют мерные камеры с перемещающимися стенками, которые вытесняют измеряемую фазу, освобождая камеру для следующей порции.

К объемным счетчикам указанного типа относятся: однопоршневые, многопоршневые, кольцевые, с овальными шестернями, ротационные, сухие газовые, мокрые газовые и дисковые.

Наиболее распространенным объемным счетчиком жидких веществ является счетчик с овальными шестернями (рис.16.1).

Внутри корпуса 3 размещены две находящиеся в зацеплении овальные шестерни 1 и 2. Набегающий на шестерни измеряемый поток создает на них перепад давления P₁ и Р₂. Под действием этого перепада поток в положении, показанном на рис.16.1,а, создает на овальной шестерне 1 крутящий момент и заставляет вращаться эту шестерню, которая ведет шестерню 2. В положении, показанном на рис.16.1,6, крутящий момент возникает на обеих шестернях, а в положении на рис.16.1, в крутящий момент действует на шестерню 2, которая теперь ведет шестерню 1.

Рис. 16.1. Схема счетчика с овальными шестернями

За один оборот шестерен измерительные полости V₁ и V₂ дважды наполняются и дважды опорожняются. В итоге за один оборот через счетчик проходит объем жидкости, равный четырем объемам V₁ (или V₂). Ось одной из шестерен вращает счетный механизм, расположенный вне корпуса прибора.

Для уменьшения трения между торцевыми поверхностями шестерен и стенками корпуса шестерни устанавливают на горизонтальных осях. Благодаря высокой точности измерения (погрешность ± (0,5–1) % от измеряемого значения), малой потере давления, независимости показания от вязкости, значительному вращающему моменту счетчики с овальными шестернями используются для измерения различных жидкостей, в том числе нефти и нефтепродуктов.

Существенным недостатком этих счетчиков является необходи­мость хорошей фильтрации измеряемой среды от механических примесей, а также высокий уровень акустического шума. Калибр D выпускаемых счетчиков 12–250 мм, а предел измерений 0,01–250 м³/ч.

Для измерения газовых потоков применяют ротационные газовые счетчики, принцип действия которых аналогичен принципу действия счетчиков с овальными шестернями. Они имеют калибр 50–1200 мм и служат для измерения номинальных расходов от 40 до 40 000 м³/ч и классы точности 2 и 3.

К числу объемных счетчиков, используемых для измерения количества нефтепродуктов, минеральных масел, а также ряда агрессивных жидкостей, относятся лопастные счетчики.

Имеется ряд конструктивных вариантов лопастных счетчиков, основными элементами которых являются вращающийся барабан и пластичные лопасти. Одним из перспективных счетчиков с точки зрения кинематических и метрологических качеств является лопастный счетчик с кулачковым управлением движения лопастей (рис.16.2).

Счетчик представляет собой цилиндрический корпус 2 с подвижным барабаном S, внутри которого расположен неподвижный кулачок 5. На кулачок опираются четыре ролика 6 с закрепленными на них лопастями 1, 4, 7 и 8. В пространстве между внутренней поверхностью корпуса 2 и поверхностью барабана 3 движется измеряемая жидкость. Барабан вращается за счет давления поступающей жидкости, действующей на лопасть 4.

Рис. 16.2. Схема лопастного счетчика

При вращении барабана ролики 6 катятся по кулачку 5 и при этом поочередно занимают место снаружи и внутри барабана. Вращение барабана передается на счетный механизм. За один оборот барабана через счетчик проходит объем жидкости, соответствующий кольцевому пространству между корпусом и барабаном. Перетеканию жидкости из входа на выход препятствует вкладыш 9.

Лопастные счетчики успешно работают как в стационарных условиях на нефтехимических заводах, так и на передвижных агрегатах – автозаправщиках. Выпускаются счетчики с диаметрами условного прохода 100–150 мм, с верхними пределами измерений 100–300 м3/ч и классами точности 0,25–0,5.