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金属管浮子流量计加装阻尼器的应用

来源:www.jsowyb.com 发布时间:2013-07-13 08:52:54

  1 金属管浮子流量计的工作原理及一般应用

    转子流量计,又称浮子流量计,金属浮子流量计由于其结构简单,可靠性强,可输出标准信号,并能实现流量的指示、积算、记录、控制和报警等多种功能,所以在工业生产中被广泛应用。

    1.1 金属管浮子流量计的工作原理

    金属管浮子流量计采用可变面积式测量原理。流量计主要由三部分组成:测量管、浮子、耦合指示系统。如原理图所示,相对应测量介质的某一流量,磁性浮子在测量管中对应一个浮子位置,这个浮子位置通过指示器中的经过精密充磁的磁耦合指示系统带动指针,由刻度盘和指针读出相应的流量计。也可配装不同的转换器,将流量值转换成标准的电远传信号,从而实现远距离显示、记录、积算和控制功能。金属管转子流量计在耦合指示系统的设计上可以为各种应用场合提供可靠适用的功能组合,如现场指针显示、LCD显示瞬时和累计流量等。在指示器供电选择方面有电池供电、24VDC供电、220VAC供电,方式根据现场情况选择。


    1.2 金属管浮子流量计的一般应用

    工业上常用的流量计除了金属转子流量计外,还有差压流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计、椭圆齿轮流量计等。每种流量计在针对不同的被测流体、不同的流动状态、不同的测量场所,各有其优势和劣势,比如在流速不同的场合中,中高流速下的流量测量已有孔板、涡街等多种流量计能够实现准确的测量,而在较低流速、较高压力的流量测量中,尤其低雷诺系数的情况下,金属管浮子流量计就起到非常重要的作用。


    2 金属管浮子流量计加装阻尼器在多晶硅生产中的应用

    2.1 阻尼器的工作原理

    使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用,我们称之为阻尼。而可以提供运动的阻力,耗减运动能量的装置,我们称为阻尼器。目前各种应用中有:弹簧阻尼器、液压阻尼器、粘滞阻尼器、气阻尼器、电磁阻尼器等。

    2.2 金属管浮子流量计在使用中出现的问题

    转子流量计在多晶硅生产现场使用过程中,由于测量介质瞬间流量过小或不稳定、操作压力低或不稳定,仪表前后测量管道内径变化过大,前后直管段严重不符合使用规定要求,尤其是测量介质为气体等情况下会造成流量计测量管内介质流动极不稳定,引起浮子发生跳动的现象。浮子的垂直上下直线运动通过磁耦合系统传递、传化为指针轴的转动运行,与指针轴组合成一体的指针转动从而指示介质的瞬时流量。流量计测量管中浮子发生的跳动现象传递给指针,就变成为指针连续不停顿的摆动现象,造成流量指示不稳定,甚至根本不能读取刻度值,确定瞬时流量数值。如果现场出现这种现象,通常的处理方法是分析造成指针摆动的主要原因,多数情况下从多晶硅生产工艺上采取措施,改善介质流动状况,从而减少、避免指针的摆动。但是很多时候指针摆动的频率、幅度很难从根本上避免、降低。

    2.3 气阻尼器在金属管浮子流量计中的应用
    在仪表测量管中加装气阻尼器成为解决浮子跳动,指针摆动的有效方法之一。该装置包括气阻尼头与气阻尼套,二者为间隙配合,二者间形成的腔体中充满测量介质,当浮子向上或向下运动时,测量介质必须排出或进入腔体,由于阻尼头与阻尼套之间间隙很小,测量介质排出或进入腔体的速度滞后于浮子向上或向下运动的速度,从而起到阻尼效果,降低浮子向上或向下运动的速度,过低指针摆动的频率、幅度。

    2.3.1 气阻尼器使用中需要注意的问题。现有阻尼装置中的气阻尼头与阻尼套之间的配合为面接触,与流量计测量管与介质流动极不稳定,引起浮子发生跳动,加之加工误差,常会使气阻尼头随浮子导向杆产生偏移,导致气阻尼头过快的磨损,严重时使气阻尼套卡住,影响阻尼效果,缩短气阻尼装置的使用寿命。

    2.3.2 解决方案。为了解决可能存在的不足,可采用了以下新技术。改变气阻尼头与气阻尼套之间的配合方式,使之配合的表面形状为球面,球面的圆心在气阻尼头与气阻尼套配合的中轴线上,使气阻尼头与气阻尼套之间的配合为线性接触。当气阻尼头随浮子导向杆产生偏移时,气阻尼头与气阻尼套之间的配合始终是线接触,既可防止气阻尼头与气阻尼套卡住,又使气阻尼头磨损平均,延长了气阻尼装置使用寿命。


    2.4 电磁阻尼器在金属管浮子流量计中的应用

    由于转子流量计的测量管为机械结构,测量时对波动很敏感,经常会出现指针波动严重,甚至影响读数的情况。除了在测量管中加装气阻尼器之外,还可以在指针组件中增加电磁阻尼器,使指针摆动的频率、幅度大幅度降低,使指针指示稳定,刻度值读取变得容易,读取精度更高。

    电磁阻尼器的工作原理。电磁阻尼器由磁钢、连接件、金属板等组装后为一体。指针的配重为导电金属铝合金,根据电磁感应定律,配重在磁场中运动,切割磁力线,必然产生感应电动势,从而在配重中产生涡电流;磁场对带电导体必然产生作用力,而此作用力恰好起到阻碍配重在磁场中运动的作用,配重运动的速度越大,产生的反作用也越大,其效果类似于阻尼器,从而使电磁阻尼器起到降低指针摆动频率、幅度的作用,达到稳定的效果。


    与现有技术相比,通过增加电磁阻尼器装置,可有效改善流量计的使用效果,使指针的摆动频率和幅度大幅度降低,指针稳定指示,刻度值的读取变得容易,读取精度提高,既提高了效率也保证了精度。

关键词:涡街流量计 电磁流量计 涡轮流量计

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