橢圓齒輪流量計的使用與維護
摘 要：橢圓齒輪流量計是一種廣泛使用的容積式流量計，本文簡要敘述了橢圓齒輪流量計的工作原理及安裝注意事項，總結(jié)了橢圓齒輪流量使用時需注意的問題，并簡要說明了現(xiàn)場故障的處理方法。
0、引言：
橢圓齒輪流量計是容積式流量計的一種，用于精密的連續(xù)或間斷的測量管道中液體的流量或瞬時流量。它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹脂等粘度較高介質(zhì)的流量測量。作為一種高精度的流量儀表，橢圓齒輪流量計在現(xiàn)場使用中有許多需要注意的地方，根據(jù)筆者在現(xiàn)場使用橢圓齒輪流量計的一些經(jīng)驗，總結(jié)出來與同行商榷。
1、橢圓齒輪流量計的工作原理 ：
橢圓齒輪流量計是一種容積式流量計，橢圓齒輪流量計的測量部分主要由兩個相互嚙合的橢圓齒輪及其外殼（計量室）所構(gòu)成，如圖 1 所示。
圖1 橢圓齒輪工作過程
橢圓齒輪在被測介質(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。在（a ）所示位置時，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)生順時針方向轉(zhuǎn)動，把輪 1 和殼體間的半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，并帶動輪 2 作逆時針方向轉(zhuǎn)動，這時 1 為主動輪，2 為從動輪;在（b ）上所示為中間位置，1 和 2 均為主動輪；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 輪作逆時針方向轉(zhuǎn)動，并把已吸入半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，這時 2 為主動輪，1 為從動輪，與（a ）上所示情況剛好相反。如此往復循環(huán)，輪 1 和輪 2 互相交替地由一個帶動另一個轉(zhuǎn)動，將被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進口排至出口。顯然，圖 1（a ）、（b ）、（c ）所示，僅僅表示橢圓齒輪轉(zhuǎn)動了 1 ／ 4 周的情況，而其所排出的被測介質(zhì)為一個半月形容積。所以，橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測介質(zhì)量為半月形容積的 4 倍，則通過橢圓齒輪流星計的體積流量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，在橢圓齒輪流量計的半月形容積υ0 一定的條件下，只要測出橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度 n ，便可知道被測介質(zhì)的流量。橢圓齒輪流量計流量信號（即橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度 n ）的顯示，有就地顯示和遠傳顯示兩種。就地顯示將齒輪的轉(zhuǎn)動通過一系列的減速及調(diào)整轉(zhuǎn)速比機構(gòu)之后，直接與儀表面板上的指示針相連，并經(jīng)過機械式計數(shù)器進行總量的顯示。
2、橢圓齒輪流量計的安裝要求：
2 . 1、橢圓齒輪流量計的安裝環(huán)境要求：
（1 ）應盡可能選擇灰塵少、周圍無腐蝕性氣體、無強烈振動和距熱源較遠的地方；
（2 ）流量計安裝的環(huán)境溫度為－1 5 ～4 0 C 。
2 . 2 橢圓齒輪流量計的安裝技術(shù)要求
（1 ）橢圓齒輪流量計對前后直管段沒有一定的要求。它可以水平或垂直安裝。安裝時，應使流量計的橢圓齒輪轉(zhuǎn)動軸與地面平行；
（2 ）在現(xiàn)場安裝的時候，應注意流量計殼體上的箭頭方向與流體的流動方向一致；
（3 ）被測流體應不含顆粒物質(zhì)或臟物，否則在流量計的入口前必須安裝過濾器。如果流體中含有大量的夾雜物時，過濾器的口徑應比一般標準大一級或安裝并聯(lián)雙過濾器。若含氣體應安裝排氣裝置；
（4 ）被測流體應充滿流量計的計容室及其前后連接管道，如果被測流體含有氣體時，流量計及過濾器前應安裝氣體分離器；
（5 ）流量計安裝在與其進出口接頭公稱內(nèi)徑相同的管道上，管道與流量計連接時，應不使密封件突入流體內(nèi)；
（6 ）連續(xù)運行的管路，流量計應安裝在水平管道時，應加裝旁路管道，以便于清洗和檢修；當流量計安裝在垂直管道上時，流量計應安裝在旁路管道中，以防止雜物落入儀表。當流體的流向自下而上時，流量計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、流量計使用時的注意事項：
（1 ）被測流體的流量、溫度、壓力、粘度等的范圍要符合流量計的銘牌規(guī)定；
（2 ）流量計在初次投運時，應先開旁路，將配管中的污積物完全洗凈，嚴禁用掃線蒸汽通過流量計；
（3 ）被測流體的流量應穩(wěn)定，啟動或關(guān)閉閥門時，動作要緩慢，避免產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，損壞流量計。在啟動高溫流體的流量計時，由于轉(zhuǎn)子和殼體的溫升不一樣，前者快而后者慢，因此流量計的溫度的變化不能太劇烈，否則會造成轉(zhuǎn)子卡死；
（4 ）流量計的測量范圍不能選得太小，如果連續(xù)使用在流量計的上限范圍，則轉(zhuǎn)子會長期高速旋轉(zhuǎn)而磨損，從而縮短流量計的使用壽命；
（5 ）流量計在停運時，對容易凝固的介質(zhì)要用蒸汽立即掃線，掃線的時候，不能讓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速太快，也不要進行反吹，蒸汽的溫度不能超過流量計的溫度范圍。在蒸汽掃線以后，應把殘留的積水放掉，否則當氣溫在 0 ℃以下時，殘水會把轉(zhuǎn)子凍裂；
（6 ）正常使用的時候要注意流量計兩端的壓降，如果壓降突然增大，此時就應該停運進行檢修；
（7 ）流量計在長時間停運而再次投運時, 應先檢查流量計的內(nèi)部有無污積物及腐蝕后方可使用。
4、 故障原因及排除方法：
在日常維護中經(jīng)常會遇到以下問題：
4.1、故障現(xiàn)象：
橢圓齒輪不轉(zhuǎn)故障原因：管道內(nèi)有雜物或被測介質(zhì)含雜物多，而且過濾器損壞，雜質(zhì)進入表內(nèi)，齒輪卡住。排除方法：拆洗儀表與管道，維修過濾器。
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：
指針不動或指針轉(zhuǎn)動不穩(wěn)定
故障原因：（1 ）指針、墊圈松動。（2 ）齒輪轉(zhuǎn)動部位不
靈活。
排除方法：（1 ）重新緊固指針。（2 ）檢查轉(zhuǎn)動部件，消
除不靈活現(xiàn)象。
4.4、故障現(xiàn)象：
小流量誤差偏小過大
故障原因：軸承磨損或計量箱壁變形，使橢圓齒輪與
計量箱壁相碰。
排除方法：更換軸承，修理變齒輪處的計量箱壁和齒
輪，使轉(zhuǎn)送靈活。
4.5、 故障現(xiàn)象：
誤差變化過大
故障原因：（1 ）流體有大波動。（2 ）流體內(nèi)含有氣體。
排除方法：（1 ）減少流體脈動。（2 ）在渦街流量計前加
裝氣體分離器。
4.6、故障現(xiàn)象：
誤差過大，但誤差變化不大
故障原因：（1 ）使用期超過。（2 ）拆裝后間隙發(fā)生變化。
排除方法：重新校驗調(diào)整。
4.7、故障現(xiàn)象：
發(fā)信器無信號
故障原因：（1 ）發(fā)信器位置不當。（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。
（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，通常累計值的精度可達 0 . 5 級，是一種較為準確的流量計量儀表。但是，如果使用時被測介質(zhì)的流量過小，儀表的泄漏誤差的影響就會突出，不能再保證足夠的測量精度。因此，不同型號規(guī)格的橢圓齒輪流量計對***小使用流量有一允許值，只有當實際被測流量大于該下限流量允許值時，測量精度才能得到保證。其次，使用橢圓齒輪流量計要注意被測介質(zhì)的溫度不能過高，否則不僅會增加測量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。長期使用后的橢圓齒輪流量計，其內(nèi)部的齒輪會被腐蝕和磨損，從而影響測量精度。因此，要經(jīng)常注意觀察，并定期拆下進行檢查，若條件允許***好定期進行標定。