Дисковые счётчики, их характеристика

Дисковые (прецессионные) счетчики при правильном изготовлении и регулировке обладают большой чувствительностью и могут применяться для измерения количества жидкостей при весьма малых расходах. Чувствительность прибора тем выше, чем меньше вес диска и диаметр опорного шара и чем больше диаметр диска.

Ввиду того, что часть жидкости, протекающая через зазор между диском и шаровой поверхностью измерительной камеры, не учитывается, этот зазор должен быть минимальным (в зависимости от вязкости жидкости) одинаковым при всех положениях диска.

Для обеспечения надежности счетчиков материалы, из которых изготовляют их детали, подвергающиеся износу при работе счетчика, должны быть стойкими к истиранию. Диски изготовляют обычно из легких пластмасс или эбонита, а опорные поверхности — из твердого графита или специальных металлических сплавов.

Чтобы в счетчик не попал воздух, механические примеси и грязь, которые могут привести к интенсивному износу, понижению точности измерений или даже к заклиниванию диска, в сети подводящего трубопровода перед счетчиком необходимо устанавливать фильтр-газоотделитель с аварийным воздухосборником.

Недостатком данных счетчиков является сложность их изготовления и ремонта. 
 

    Счетчики поршневые (кольцевые) планетарные. Счетчик состоит из корпуса 10, крышки 16, измерительной камеры, кольцевого поршня 4, передаточного и счетного механизмов. Крышка соединяется с корпусом при помощи нажимного кольца 14 и уплотнения 15. Измерительная камера образуется внешним цилиндром 2 и двумя внутренними цилиндрическими выступами 3, соосными внешнему цилиндру. Один выступ составляет одно целое с нижним основанием цилиндра, другой с верхним.

         Жидкость поступает в измерительную камеру через предохранительную сетку 11 и отверстие 8 в нижнем основании внешнего цилиндра и вытекает через отверстие 5 в верхнем основании. Внутри измерительной камеры установлена радиальная перегородка 7, предотвращающая непосредственное перетекание жидкости из отверстия 8 в отверстие 5. Перегородка врезана в стенки внутренних кольцевых выступов, в верхнее и нижнее основание камеры. В центре нижнего основания имеется направляющий ролик 9. 

 

Рис. 3

       Кольцевой поршень 4представляет собой цилиндр с поперечным ребром посредине, с осью 12 в центре ребра и осевой прорезью б, в которую входит перегородка 7. В ребре поршня имеются отверстия для перетекания жидкости из нижней полости поршня в верхнюю.

         Во время работы счетчика под действием разности давлений во входящем и выходящем потоках жидкости кольцевой поршень совершает планетарное движение внутри камеры, обкатываясь своей внутренней поверхностью по цилиндрическим выступам. В то же время ось поршня обкатывается вокруг направляющего ролика, а края скользят по радиальной перегородке. Движение поршня через поводок 13 и трубку 1 преобразуется во вращательное движение последней и с помощью передаточного механизма передается на стрелки и счетный указатель.

         

         Рис. 4

         Принцип действия прибора иллюстрирует рис.4, на котором изображены четыре положения кольцевого поршня. Жидкость поступает то во внешнее пространство между Поршнем и стенкой измерительной камеры, то во внутреннее пространство между поршнем и внутренними цилиндрическими выступами. Из-за этого то на внешней, то на внутренней поверхностях поршня появляется избыточное давление, под действием которого поршень совершает сложное планетарное движение. За полный цикл движения поршня через счетчик протекает количество жидкости, теоретически равное объему измерительной камеры. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Счетчики ротационные с овальными шестернями (рис. 5). Жидкость поступает во входной патрубок счетчика, протекает через сетку фильтра в измерительную камеру, и, приводя во вращение две овальные шестерни, выходит через выходной патрубок. Одна из шестерней имеет трибку, посредством которой вращение передается на передаточный и счетный механизм.

         Рис.5                                                          Рис. 6

         Принцип действия счетчиков данного типа показан на рис. В первом положении (рис. 6, а) разность давлений во входной и выходной частях камеры, действуя на обе шестерни, создает момент лишь на шестерне 2, поворачивающий ее против часовой стрелки. На плечи же (относительно оси ее вращения) шестерни 1 действуют одинаковые усилия от разности давлений. Таким образом, в этом положении шестерня 2, вращаясь под действием момента, приводит во вращение и шестерню 1. Во втором положении (рис. 6, б) на обе шестерни действуют вращающие моменты, однако абсолютное значение каждого из них меньше, чем момент, действующий на шестерню 2 в первом положении. Это объясняется тем, что из-за частичного перекрытия шестерен появляется обратный момент со стороны давления в выходном патрубке. И, наконец, в третьем положении (рис. 6, в) вращающий момент действует лишь на шестерню 1. По абсолютному значению этот момент равен моменту, действующему на шестерню 2 в первом положении, но направлен по часовой стрелке. В данном случае шестерня ведет шестерню 2.

         Нетрудно показать, что суммарный момент, приводящий шестерни во вращение, в любом их положении остается постоянным и равным Ар/3/8, где Ар - разность давлений во входном и выходном патрубках счетчика, / - длина большой оси овальной шестерни. Следовательно, при установившемся потоке жидкости (ври установившемся и постоянном Ар) шестерни приобретают установившееся вращение с постоянной угловой скоростью, вытесняя за каждый оборот измерительный объем, ограниченный стенками и образующими камеры и шестерни.

         Для уменьшения неконтролируемых утечек измеряемой жидкости зазоры между вершинами зубьев и образующей измерительной камеры, а также между стенками камеры и торцами шестерен должны быть минимальными. 

         Малый вес шестерен, хорошее качество изготовления и сборки (с оптимальным размеров зазоров) обеспечивает высокую чувствительность счетчиков с овальными шестернями и незначительное влияние изменений вязкости жидкостей на их показания. Поэтому эти счетчики довольно широко применяют при измерении количества самых разнообразных жидкостей и в первую очередь бензина, спирта и других маловязких жидкостей, для измерения количества которых в связи с вредным влиянием

         

сухого трения (обусловленного малой вязкостью жидкости) счетчики других типов применять нежелательно.

         Счетчики с овальными шестернями выпускают двух модификаций: СВШ — без обогрева на калибры от 12 до 250 мм и СШМ — с паровой обо-гревной рубашкой (для сильно вязких жидкостей) на калибры 12 и 40 мм. Счетчики можно устанавливать как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопровода, однако, с обязательным условием, чтобы оси овальных шестерен были ориентированы строго горизонтально. 

Счетчики лопастные (камерные) ротационные (рис. 7). Корпус 5 соединен с двумя патрубками для подвода и отвода измеряемой жидкости, расположенными под углом 90°. Внутри цилиндрической полости корпуса помещен ротор б с четырьмя полукруглыми пазами, в которых расположены четыре лопатки 1-4, выполненные в форме корытца. К торцам ротора крепятся две дисковые пластины с подшипниками для осей лопаток. Специальная система шестеренок, установленных между одной из торцовых пластин и задней крышкой камеры, обеспечивает неизменный  наклон лопаток относительно горизонтальной оси счетчика.

Рис.7

             Непосредственному   перетеканию жидкости из входного отверстия в выходное препятствует вставка 7.

         Под действием разности давлений во входном и выходном патрубках счетчика его ротор вращается, выбрасывая за каждый оборот в выходной патрубок количество жидкости, равное объему кольцевой камеры, ограниченной внутренней поверхностью корпуса, поверхностью ротора и поверхностями торцовых крышек.

       Вращение ротора через передаточный механизм передается на счетный указатель.

       Хорошее качество изготовления цилиндрической поверхности корпуса и прилегающих торцовых поверхностей ротора и крышек, а также некоторая эластичность тонких полусферических лопаток обеспечивают минимальные неконтролируемые утечки жидкости в счетчике, поэтому ими преимущественно измеряют количество маловязких жидкостей (легких нефтепродуктов, спирта и т. п.).

         Эти счетчики легко ремонтировать. При необходимости замены комплекта ротора снимают заднюю крышку, вынимают его из корпуса и заменяют новым, не разбирая весь прибор. 

        Общие правила эксплуатации счетчиков объемного типа. Обобщающие выводы предыдущего параграфа позволяют сформулировать основные требования к условиям нормальной эксплуатации счетчиков объемного типа. Эти условия должны быть такими, чтобы обеспечивалась их длительная и безотказная по точности работоспособность. На длительность работы счетчика сильно влияет износ трущихся деталей его механизма, в первую очередь рабочих органов и камер (что приводит к изменению зазора Л). Вследствие этого максимальную нагрузку на счетчик (максимальный рабочий расход) ограничивают предельно допустимым перепадом давлений, обычно принимаемым равным 0,03—0,1 кгс/см². При больших перепадах давлений будут быстро изнашиваться детали счетчика, преждевременно увеличиваться зазоры между рабочим органом и камерой, а следовательно уменьшаться точность измерений.

         В соответствии с указанными предельно допустимыми значениями перепадов давлений по известным значениям эксплуатационных расходов выбирают калибр счетчика. При этом необходимо также, чтобы в области эксплуатационных расходов погрешность счетчика по его номинальной характеристике не превышала допускаемую.

         Интенсивность износа деталей счетчика в значительной мере зависит также от наличия механических абразивных примесей в измеряемой жидкости и ориентации счетчика. Поэтому для его нормальной эксплуатации необходимо очищать измеряемую жидкость специальными фильтрами, которые, как правило, поставляют вместе со счетчиками, и устанавливать счетчик на горизонтальных участках трубопровода. Для предотвращения химической коррозии элементов счетчика необходимо, чтобы эксплуатируемый прибор всегда был заполнен измеряемой жидкостью.

         Воздух в измеряемой жидкости сильно искажает показания объемных счетчиков. Как правило, при измерении количества маловязких жидкостей, которые насыщаются воздухом более интенсивнее, чем жидкости с большой вязкостью, непосредственно перед счетчиком устанавливают газоотделитель, выполненный в виде вертикального сосуда большого диаметра, сетчатый или центробежный фильтр.

         

         

         Для нормальной работы счетчика необходимо соблюдать правильный температурный режим, обычно регламентируемый техническими условиями и соответствующими инструкциями.

         Счетчик следует эксплуатировать на той жидкости, для измерения количества которой он предназначен (на которой он градуирован и поверен), так как его конструктивные и технологические параметры (зазоры, допуски и другие) рассчитывают, исходя из вязкости объекта измерений. В противном случае для нормальной (с гарантированной погрешностью) работы счетчика его показания необходимо корректировать соответствующими поправками.

         При соблюдении всех правил нормальной эксплуатации погрешность показаний объемных счетчиков находится в пределах ± (0,5—1,0) % в зависимости от типа счетчика и измеряемой жидкости. 
 

 
 
 
 
 

Рис.8 
 

            В качестве простого и наглядного примера рассмотрим установку и эксплуатацию .объемного счетчика на бензораздаточной колонке (рис.8 ). Бензин подается в прибор из подземного резервуара 12 насосом 9. Во всасывающей линии насоса установлены фильтр 10 и воздушный кран 77. Нагнетаемый насосом бензин протекает через газоотделитель 3, фильтр тонкой очистки б, бензосчетчик 7, смотровой сосуд 5 с указателем уровня 4 и воздушным клапаном 2 и подается в раздаточный шланг 14 с краном 13. Для слива бензина служит кран 8. Пары бензина возвращаются в приемный резервуар по трубопроводу 1.

         Бензосчетчик во избежание попаданий в него воздуха установлен ниже газоотделителя и находится всегда под заливом. Действие газоотделителя контролируют при помощи смотрового сосуда, в котором визуально наблюдается отсутствие или наличие в жидкости пузырьков газа. Работу газоотделителя проверяют краном 77, с помощью которого в нагнетаемый бензин искусственно добавляют воздух. Воздушный клапан 2 необходим для устранения гидравлических ударов при внезапном закрывании крана 13, а также для устранения влияний на показания счетчика засасывающего действия потока бензина при опорожнении шланга. С помощью указателя уровня 4 правильно устанавливают бензоколонку. При этом уровни, отмеченные на рис. 110 буквой д, должны находиться на одной горизонтальной плоскости.