Турбинные счетчики воды

Основной частью турбинных счетчиков воды является измеритель­ная камера, обеспечивающая преобразование скорости потока во вращательное движение турбинки.

Измерительная камера располагается горизонтально или вертикально (рис. 11.5) в корпусе счетчика, где встроены также блок счетного механиз­ма и регулятор.

Рис. 11.5. Турбинные счетчики воды

Турбинные счетчики больших диаметров (более 100 мм) с горизон­тальной измерительной камерой иногда конструируют так, что камеру со счетным механизмом можно снять без демонтажа корпуса счетчика, кото­рый остается на трубопроводе. Счетчики меньших диаметров имеют невы­нимающийся механизм, который можно ремонтировать, только сняв счет­чик с места его установки.

Турбинные счетчики используют для измерения расходов холодной воды температурой до 40 °С. Для измерения расходов воды температурой до 90 °С применяются счетчики, в конструкции которых используются специальные термостойкие пластмассы.

Турбинные счетчики СТВ (рис. 11.6) состоят из следующих основных частей: корпуса, измерительной камеры, счетного блока и регулятора.

Рис. 11.6. Разрез турбинного счетчика воды:
1 – корпус; 2 – измерительная камера; 3 – струевыпрямитель; 4 – регулятор; 5 – блок счетного механизма; 6 – турбинка; 7 – чаша; 8 – заглушка; 9 – магнитная муфта

Корпус счетчика выполнен из серого чугуна и представляет собой цилиндрическую отливку с фланцами для присоединения к трубопроводу.

Измерительная камера устанавливается и крепится в расточке перед­ней части корпуса и состоит из струевыпрямителя, камеры и турбинки с осью. Струевыпрямитель выполняется из полимерного материала и предназначен для выпрямления потока, поступающего на лопасти турбинки. Основными частями струевыпрямителя являются обтекатель и плоские ребра. В ступице струевыпрямителя расположена первая опора турбинки. Камера представляет собой пластмассовый цилиндрический патрубок, на торце которого расположена вторая опора турбинки, связанная с цилиндрической частью патрубка четырьмя радиальными ребрами.

Аксиальная пластмассовая турбинка с винтовыми лопастями имеет стальную ось, вращающуюся в подшипниках скольжения из графитового материала, обладающего в паре со сталью низким коэффициентом трения и высокой износоустойчивостью. Торцевая опора турбинки представляет собой специальный корундовый наконечник, который при работе упирает­ся в опору, также выполненную из корунда и встроенную в крестовину счетного блока. Блок счетного механизма, кроме крестовины, включает ча­шу и заглушку. В крестовине размещается коническая зубчатая передача и магнитная муфта, а в чаше расположен зубчатый конический редуктор и отсчетное устройство. Счетчики СТВ имеют стрелочно-роликовый счетный механизм и снабжены сигнальной звездочкой, являющейся индикатором вращения турбинки.

Регулятор предназначен для приведения числа оборотов турбинки в соответствие с показаниями отсчетного устройства в пределах допустимой погрешности счетчика. Регулятор представляет собой пластину, которая занимает место ребра струевыпрямителя. Поворот пластины регулятора отключает часть потока, подаваемого на турбинку в ту или другую сторону, замедляя или ускоряя вращение турбинки.

2. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ

Принцип измерения расхода расходомером переменного перепада давления основан на том, что в зависимости от расхода вещества изменяется перепад давления на неподвижном сужающем устройстве, установленном в трубопроводе или элементе трубопровода (колено).

Расходомеры переменного перепада давления состоят из трех элементов: сужающего устройства, дифференциального манометра для измерения перепада давления и соединительных линий с запорной и предохранительной арматурой.

Применяются следующие стандартные сужающие устройства: диафрагмы, сопла, сопла Вентури и трубы Вентури.

Установленное в трубопроводе сужающее устройство (рис. 11.7) приводит к увеличению скорости в суженом се­чении. В результате часть потенциальной энер­гии давления переходит в кинетическую, поэто­му статическое давление в суженом сечении становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Перепад давлений зависит от скорости движения жидкости, а следовательно, и от расхода.

Для вывода основного уравнения расхода жидкости, протекающего через сужающее устройство, используется уравнение Д. Бернулли, составленное для сечений 1-1 и 2-2. Сечение 1-1 выбирается перед сужаю­щим устройством, а сечение 2-2 в сжатом сечении. Плоскость сравнения проводится по оси трубопровода. Потери напора между сечениями не учитываются.

В этом случае уравнение Бернулли запишется следующим образом:

. (11.1)

Принимая во внимание α₁ = α₂ = 1, используя уравнение неразрывно­сти υ₁ω₁ = υ₂ω₂ и учитывая, что, решается уравнение относительно υ₁:

.

. (11.2)

Теоретический расход в трубопроводе определяется по формуле:

, (11.3)

(11.4)

Тогда уравнение расхода примет вид:

, (11.5)

где С – постоянная расходомера.

При выводе зависимости (11.5) не учитывались потери энергии, по­этому фактический расход будет меньше теоретического. Это несоответствие расходов характеризуется коэффициентом расхода:

. (11.6)

Окончательная формула для определения расхода принимает следу­ющий вид:

, (11.7)

где А – коэффициент расхода расходомера:

. (11.8)

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СУЖАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

При измерении расхода методом переменного перепада давления используются правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами.

Стандартные (нормализованные) сужающие устройства должны отвечать требованиям этих правил и применяться для измерения расхода вещества без их индивидуальной градуировки.

Диафрагмы

При измерении расхода жидко­сти благодаря простоте конструкции, удобству монтажа и демонтажа ши­рокое распространение получили диафрагмы. Стандартные диафрагмы (рис. 11.8), представляющие собой диск с отверстием, могут быть с угло­вым или фланцевым способами отбора перепада давления.

Конструктивно диафрагмы вы­полняются камерными или бескамер­ными. В бескамерных диафрагмах отбор перепада давления осуществляется через отверстия в трубопрово­де или фланцах.

Кольцевые камеры предназначаются для осреднения и вырав­нивания давления по периметру сечения. В результате этого повышается точность измерения. Камеры выполняют в ободах или обоймах диафрагмы. Для труб диаметром более 400 мм камеры выполняются в виде кольцевой трубки, охватывающей трубопровод.

Точность измерений расхода с помощью диафрагм существенно за­висит от качества их установки и наличия перед ними участков труб ра­счетного диаметра без дополнительных источников возмущений (заусенцы, сварные швы, колена, тройники, запорная арматура).

Основным недостатком диафрагмы является то, что она обладает большим гидравлическим сопротивлением и вызывает значительные потери напора.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: