橢圓齒輪流量計(jì)的使用與維護(hù)
摘 要：橢圓齒輪流量計(jì)是一種廣泛使用的容積式流量計(jì)，本文簡(jiǎn)要敘述了橢圓齒輪流量計(jì)的工作原理及安裝注意事項(xiàng)，總結(jié)了橢圓齒輪流量使用時(shí)需注意的問(wèn)題，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了現(xiàn)場(chǎng)故障的處理方法。
0、引言：
橢圓齒輪流量計(jì)是容積式流量計(jì)的一種，用于精密的連續(xù)或間斷的測(cè)量管道中液體的流量或瞬時(shí)流量。它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹(shù)脂等粘度較高介質(zhì)的流量測(cè)量。作為一種高精度的流量?jī)x表，橢圓齒輪流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)使用中有許多需要注意的地方，根據(jù)筆者在現(xiàn)場(chǎng)使用橢圓齒輪流量計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出來(lái)與同行商榷。
1、橢圓齒輪流量計(jì)的工作原理 ：
橢圓齒輪流量計(jì)是一種容積式流量計(jì)，橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量部分主要由兩個(gè)相互嚙合的橢圓齒輪及其外殼（計(jì)量室）所構(gòu)成，如圖 1 所示。
圖1 橢圓齒輪工作過(guò)程
橢圓齒輪在被測(cè)介質(zhì)的壓差△P ＝ P l – P 2 的作用下，產(chǎn)生作用力矩使其轉(zhuǎn)動(dòng)。在（a ）所示位置時(shí)，由于 P 1 ＞ P 2 ，在P 1 和 P 2 的作用下所產(chǎn)生的合力矩使輪 1 產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，把輪 1 和殼體間的半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，并帶動(dòng)輪 2 作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí) 1 為主動(dòng)輪，2 為從動(dòng)輪;在（b ）上所示為中間位置，1 和 2 均為主動(dòng)輪；而在（c ）上所示位置，P 1 和 P 2 作用在1 輪上的合力矩為零，作用在2 輪上的合力矩使 2 輪作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，并把已吸入半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，這時(shí) 2 為主動(dòng)輪，1 為從動(dòng)輪，與（a ）上所示情況剛好相反。如此往復(fù)循環(huán)，輪 1 和輪 2 互相交替地由一個(gè)帶動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，將被測(cè)介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進(jìn)口排至出口。顯然，圖 1（a ）、（b ）、（c ）所示，僅僅表示橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)了 1 ／ 4 周的情況，而其所排出的被測(cè)介質(zhì)為一個(gè)半月形容積。所以，橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測(cè)介質(zhì)量為半月形容積的 4 倍，則通過(guò)橢圓齒輪流星計(jì)的體積流量Q 為：Q ＝ 4 n υ0 ，式中：n 為橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率( 轉(zhuǎn)／秒) ；υ0 為半月形部分的容積（貝）。這樣，在橢圓齒輪流量計(jì)的半月形容積υ0 一定的條件下，只要測(cè)出橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度 n ，便可知道被測(cè)介質(zhì)的流量。橢圓齒輪流量計(jì)流量信號(hào)（即橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度 n ）的顯示，有就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示兩種。就地顯示將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一系列的減速及調(diào)整轉(zhuǎn)速比機(jī)構(gòu)之后，直接與儀表面板上的指示針相連，并經(jīng)過(guò)機(jī)械式計(jì)數(shù)器進(jìn)行總量的顯示。
2、橢圓齒輪流量計(jì)的安裝要求：
2 . 1、橢圓齒輪流量計(jì)的安裝環(huán)境要求：
（1 ）應(yīng)盡可能選擇灰塵少、周?chē)鸁o(wú)腐蝕性氣體、無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)和距熱源較遠(yuǎn)的地方；
（2 ）流量計(jì)安裝的環(huán)境溫度為－1 5 ～4 0 C 。
2 . 2 橢圓齒輪流量計(jì)的安裝技術(shù)要求
（1 ）橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)前后直管段沒(méi)有一定的要求。它可以水平或垂直安裝。安裝時(shí)，應(yīng)使流量計(jì)的橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面平行；
（2 ）在現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)候，應(yīng)注意流量計(jì)殼體上的箭頭方向與流體的流動(dòng)方向一致；
（3 ）被測(cè)流體應(yīng)不含顆粒物質(zhì)或臟物，否則在流量計(jì)的入口前必須安裝過(guò)濾器。如果流體中含有大量的夾雜物時(shí)，過(guò)濾器的口徑應(yīng)比一般標(biāo)準(zhǔn)大一級(jí)或安裝并聯(lián)雙過(guò)濾器。若含氣體應(yīng)安裝排氣裝置；
（4 ）被測(cè)流體應(yīng)充滿(mǎn)流量計(jì)的計(jì)容室及其前后連接管道，如果被測(cè)流體含有氣體時(shí)，流量計(jì)及過(guò)濾器前應(yīng)安裝氣體分離器；
（5 ）流量計(jì)安裝在與其進(jìn)出口接頭公稱(chēng)內(nèi)徑相同的管道上，管道與流量計(jì)連接時(shí)，應(yīng)不使密封件突入流體內(nèi)；
（6 ）連續(xù)運(yùn)行的管路，流量計(jì)應(yīng)安裝在水平管道時(shí)，應(yīng)加裝旁路管道，以便于清洗和檢修；當(dāng)流量計(jì)安裝在垂直管道上時(shí)，流量計(jì)應(yīng)安裝在旁路管道中，以防止雜物落入儀表。當(dāng)流體的流向自下而上時(shí)，流量計(jì)上部的豎直管要盡量短，以減少上部配管中的雜質(zhì)的沉淀。
3、流量計(jì)使用時(shí)的注意事項(xiàng)：
（1 ）被測(cè)流體的流量、溫度、壓力、粘度等的范圍要符合流量計(jì)的銘牌規(guī)定；
（2 ）流量計(jì)在初次投運(yùn)時(shí)，應(yīng)先開(kāi)旁路，將配管中的污積物完全洗凈，嚴(yán)禁用掃線(xiàn)蒸汽通過(guò)流量計(jì)；
（3 ）被測(cè)流體的流量應(yīng)穩(wěn)定，啟動(dòng)或關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，動(dòng)作要緩慢，避免產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，損壞流量計(jì)。在啟動(dòng)高溫流體的流量計(jì)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子和殼體的溫升不一樣，前者快而后者慢，因此流量計(jì)的溫度的變化不能太劇烈，否則會(huì)造成轉(zhuǎn)子卡死；
（4 ）流量計(jì)的測(cè)量范圍不能選得太小，如果連續(xù)使用在流量計(jì)的上限范圍，則轉(zhuǎn)子會(huì)長(zhǎng)期高速旋轉(zhuǎn)而磨損，從而縮短流量計(jì)的使用壽命；
（5 ）流量計(jì)在停運(yùn)時(shí)，對(duì)容易凝固的介質(zhì)要用蒸汽立即掃線(xiàn)，掃線(xiàn)的時(shí)候，不能讓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速太快，也不要進(jìn)行反吹，蒸汽的溫度不能超過(guò)流量計(jì)的溫度范圍。在蒸汽掃線(xiàn)以后，應(yīng)把殘留的積水放掉，否則當(dāng)氣溫在 0 ℃以下時(shí)，殘水會(huì)把轉(zhuǎn)子凍裂；
（6 ）正常使用的時(shí)候要注意流量計(jì)兩端的壓降，如果壓降突然增大，此時(shí)就應(yīng)該停運(yùn)進(jìn)行檢修；
（7 ）流量計(jì)在長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)而再次投運(yùn)時(shí), 應(yīng)先檢查流量計(jì)的內(nèi)部有無(wú)污積物及腐蝕后方可使用。
4、 故障原因及排除方法：
在日常維護(hù)中經(jīng)常會(huì)遇到以下問(wèn)題：
4.1、故障現(xiàn)象：
橢圓齒輪不轉(zhuǎn)故障原因：管道內(nèi)有雜物或被測(cè)介質(zhì)含雜物多，而且過(guò)濾器損壞，雜質(zhì)進(jìn)入表內(nèi)，齒輪卡住。排除方法：拆洗儀表與管道，維修過(guò)濾器。
4.2、故障現(xiàn)象：
軸向密封聯(lián)軸器漏夜
故障原因：（1 ）密封填料磨損。（2 ）缺乏密封油。
排除方法：（1 ）擰緊壓蓋或更換填料。（2 ）加填密封油。
4.3、故障現(xiàn)象：
指針不動(dòng)或指針轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)定
故障原因：（1 ）指針、墊圈松動(dòng)。（2 ）齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部位不
靈活。
排除方法：（1 ）重新緊固指針。（2 ）檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部件，消
除不靈活現(xiàn)象。
4.4、故障現(xiàn)象：
小流量誤差偏小過(guò)大
故障原因：軸承磨損或計(jì)量箱壁變形，使橢圓齒輪與
計(jì)量箱壁相碰。
排除方法：更換軸承，修理變齒輪處的計(jì)量箱壁和齒
輪，使轉(zhuǎn)送靈活。
4.5、 故障現(xiàn)象：
誤差變化過(guò)大
故障原因：（1 ）流體有大波動(dòng)。（2 ）流體內(nèi)含有氣體。
排除方法：（1 ）減少流體脈動(dòng)。（2 ）在渦街流量計(jì)前加
裝氣體分離器。
4.6、故障現(xiàn)象：
誤差過(guò)大，但誤差變化不大
故障原因：（1 ）使用期超過(guò)。（2 ）拆裝后間隙發(fā)生變化。
排除方法：重新校驗(yàn)調(diào)整。
4.7、故障現(xiàn)象：
發(fā)信器無(wú)信號(hào)
故障原因：（1 ）發(fā)信器位置不當(dāng)。（2 ）極性接反。
排除方法：（1 ）重新調(diào)整發(fā)信器位置左右、前后移動(dòng)。
（2 ）重新核接“+ ”、“- ”極信。
5、小 結(jié)：
橢圓齒輪流量按照要求正確安裝后即可保證足夠的精度，通常累計(jì)值的精度可達(dá) 0 . 5 級(jí)，是一種較為準(zhǔn)確的流量計(jì)量?jī)x表。但是，如果使用時(shí)被測(cè)介質(zhì)的流量過(guò)小，儀表的泄漏誤差的影響就會(huì)突出，不能再保證足夠的測(cè)量精度。因此，不同型號(hào)規(guī)格的橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)***小使用流量有一允許值，只有當(dāng)實(shí)際被測(cè)流量大于該下限流量允許值時(shí)，測(cè)量精度才能得到保證。其次，使用橢圓齒輪流量計(jì)要注意被測(cè)介質(zhì)的溫度不能過(guò)高，否則不僅會(huì)增加測(cè)量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計(jì)在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。長(zhǎng)期使用后的橢圓齒輪流量計(jì)，其內(nèi)部的齒輪會(huì)被腐蝕和磨損，從而影響測(cè)量精度。因此，要經(jīng)常注意觀(guān)察，并定期拆下進(jìn)行檢查，若條件允許***好定期進(jìn)行標(biāo)定。