概述
這類流量計類似於衝擊式水輪機,利用水射流的動能使葉輪轉動,而達到計量的目的。為此勢必在水流的出口處形成高速射流。圖1所示為衝擊式流量計的結構示意圖。這些流量計均使用於液體,它的承壓能力可設計達到10MPa。上游側建議裝上60目的過濾器。最小流量可達到1L/min,線性度可達±0.1%。檢測裝置的頻率輸出在最大流量時約為150Hz。對於PVC殼體,PTFE轉子和不鏽鋼軸使用溫度範圍為一40~110℃。最大允許的介質黏度為 。這種流量計適用於水、各種溶劑、各種液體。
這種流量計殼體用不鏽鋼做成,轉子用PTFE材料做成,用小的磁鐵嵌於轉子的端部。它的流量範圍可用改變射流的強弱來調節。管道尺寸約6mm左右,其流量範圍約0.003~0.25m³/h,量程比在(30:1)~(50:1)之間,線性度為±1%,復現性為±0.3%。殼體的最大壓力可設計到20MPa,工作溫度最高為110℃,介質黏度可高至 。
類似的設計為旁通的流量計,從主通道流過孔板的流量可以很大。由於通過主通道的流體與通過旁路的流體流量成正比,因此它的流量最大可達1200m³/h。介質黏度會對這種流量計產生影響。
工作原理
在送料器出口的下方,安裝一塊與水平面成口角的檢測板,檢測板與出料口相距高 度為h。料狀物料自由落在檢測板上時,對檢測板產生的一個衝擊力,如圖2所示:圖(a)是作用力的分析,圖(b)是速度矢量分析。設自由落下的物料瞬時流量為M,由瞬時( )動量變化引起的作用在檢測板上的力,可分解成垂直分力 和平行分力 兩部分。根據動量原理垂直分力F,可用下式表達:
(1)
M:粉料的瞬時質量流量;
:衝擊在檢測板上物料速度礦的垂直分速度;
:從檢測板物料反跳速度U的垂直分速度。
因為 ,其中k為物料自由落下時空氣的阻力係數, ;又令 稱為反跳係數,代入式(1)得
令k(1+e)=A,便得
(2)
作用力 的水平分量 為
(3)
同理,作用於檢測板上的平行分力 可用下式表達
(4)
衝擊式流量轉換器
轉換器的基本結構如圖3所示。敏感元件為斜置的檢測板,它固定在橫樑8上。當物料自方向7落在檢測板上時,檢測板受到物料的衝擊力,使橫樑繞支點1產生水平位移,帶動差動變壓器2的鐵芯。鐵芯的位移量正比於物料的流量,因此,差動變壓器產生電壓輸出,經電壓及功率放大後,轉換0~10mA或4~20mA直流標準信號,送到二次儀表顯示出物料的流量大小,同時經過積算器累計物料的總量。當然可送到調節儀表,去控制物料的輸送量。
衝擊式流量計的套用
衝擊式流量計適於在料倉或皮帶送料等具有垂直下料口的場合,用以測量粉粒散料、塊料、漿液、熔體等物料的流量,例如精礦粉、礦石、散裝水泥、漿狀混凝土、穀物、粉狀食品等,因此廣泛套用於採礦、冶金、建築、糧食和儲運等部門。
該流量計的工作溫度受檢測板材料的限制。如果採用耐熱材料或水冷鋼套等製成耐高溫的檢測板,可用於測量鐵水、鋅液、鋁液及熔渣等的流量:
該流量計的測量範圍,視其製造材料和結構形式的不同而差別很大。它能夠測量最小流量為每分鐘幾公斤;最大流量為每分鐘20~30t,測量準確度0.5~2%。
衝擊式流量計的特點
(1)套用廣量程寬:
1.可測量從數百納米大小的微粒到拳頭大小的顆粒體;
2.可測量從微小流量到大流量的各種固態顆粒。
(2)全密封可在與大氣完全隔絕的狀態下進行測量,這樣可以防止產生粉塵、氧化還原等。有利於食品原料的衛生要求。
(3)結構簡單可靠性高。
(4)滿足自動控制的要求,可與指示、記錄、調節等儀表配合使用,用來指示、記錄連續測量下的動態指標,並可對輸出數據進行運算、調節等。
(5)精度較高。由於顆粒直徑大小不齊和間斷供料的影響,精度為0.5—2%左右。
(6)不影響物料流通。測量儀表發生故障時,不會影響物料的通路。被測物料可以照常流通。
(7)易於安裝。