渦輪流量計的模塊化設(shè)計

  1 概述

    近二十年來，隨著我國的天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)的各種燃?xì)庥嬃考夹g(shù)也得以不斷更新進(jìn)步，作為一種速度式流量計——氣體渦輪流量計（下面 簡稱渦輪表），因具有精度高、重復(fù)性好、壓損小和量程比寬等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛地應(yīng)用。目前，渦輪表在市場上使用主要以兩種形式，一個是電子式（或稱智能 型），是通過電磁感應(yīng)原理提取內(nèi)部渦輪的旋轉(zhuǎn)信號，經(jīng)集成電路處理輸出，并由液晶屏顯示流量等值；另一種是機(jī)械式，是通過齒輪傳動的方式將內(nèi)部渦輪的轉(zhuǎn)動 傳遞到機(jī)械計數(shù)器的字輪上，顯示流量累積值；蒼南儀表相應(yīng)的產(chǎn)品如圖1、圖2。

圖1 電子式氣體渦輪流量計

圖2 機(jī)械式氣體渦輪流量計

    在工程的實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)管道的大小與用氣量多少來選擇合適規(guī)格的渦輪表，這是決定氣體準(zhǔn)確計量工作與否的基礎(chǔ)，也就說渦輪表本身是一個系列化的產(chǎn)品在工業(yè)中使用，而且規(guī)格眾多。按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，較常用的產(chǎn)品規(guī)格如表1。

表1 常用渦輪表產(chǎn)品規(guī)格

    由表1可知，就按較常用的規(guī)格來算，不考慮產(chǎn)品壓力等級的變量，這個系列產(chǎn)品至少就有21種。即如果一個公司要生產(chǎn)銷售這種產(chǎn)品給市場，包 含電子式與機(jī)械式，就必須完成開發(fā)40多種以上的規(guī)格產(chǎn)品。作為一種質(zhì)檢部門嚴(yán)控的計量儀表，產(chǎn)品的系列化研發(fā)工作需要投入大量的人力和物力，企業(yè)多要通 過不斷的研發(fā)，結(jié)合市場的訂單需要，歷時多年時間才能逐步完成一個比較齊全的系列產(chǎn)品，這項(xiàng)研發(fā)工作，對于一般的企業(yè)而言都會是個不小的考驗(yàn)。

   2 模塊化設(shè)計

    上面分析了渦輪表產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀和使用特點(diǎn)，為了有效提高產(chǎn)品各環(huán)節(jié)的效率問題，這里將從研發(fā)設(shè)計的角度提出探討方案，即采用模塊化設(shè)計， 從整體出發(fā)，對產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同規(guī)格的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求。

    2.1 原理與結(jié)構(gòu)

    可以對產(chǎn)品各結(jié)構(gòu)按功能進(jìn)行分析，并獨(dú)立分解出相應(yīng)模塊，舉例機(jī)械式渦輪表，示意結(jié)構(gòu)圖如圖3。氣體流進(jìn)渦輪表入口，經(jīng)整流器整流加速后， 帶動計量機(jī)芯中具有螺旋葉片的渦輪旋轉(zhuǎn)，安裝渦輪同速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸經(jīng)蝸輪蝸桿和齒輪多級傳動進(jìn)行減速，并通過磁耦合隔離，同步將轉(zhuǎn)動輸出承壓殼體，再經(jīng)進(jìn)一 步多級齒輪調(diào)節(jié)傳動，zui后將與氣體流速近似成正比的渦輪轉(zhuǎn)速傳輸?shù)綑C(jī)械計數(shù)器上，顯示工況流量累積值。同時，儀表可配備高、低頻信號輸出，作為日常檢定、 體積轉(zhuǎn)換或遠(yuǎn)距離監(jiān)控連接使用，以及針對內(nèi)部軸承潤滑功能的加油泵。