Витратомір дизеля механічний

Що таке механічний дизельний витратомір?

Механічний дизельний витратомір вимірює об’єм дизельного палива, що проходить через нього за допомогою рухомих частин, таких як овальні шестерні. Він забезпечує пряме фізичне вимірювання без електронних компонентів або джерела живлення, часто використовується через його довговічність і простоту в різних програмах керування паливом. Паливом може бути бензин, нафтопродукти, дизель, гас, зріджений газ, біопаливо тощо.

Принцип роботи механічного дизельного витратоміра

Механічний дизельний витратомір працює як об'ємний витратомір. Він вимірює потік палива, захоплюючи та витісняючи фіксований об’єм палива з кожним циклом його рухомих компонентів. Коли внутрішні компоненти рухаються, вони витісняють заданий об’єм рідини, а загальна витрата палива визначається шляхом підрахунку кількості переміщень.

Кожен цикл рухомого елемента зміщує обсяг . Якщо рухомий компонент завершено циклів , загальний об'єм палива який пройшов через витратомір, розраховується за формулою:

Механічний рух компонента передається через зубчастий механізм на індикатор, який потім переміщує покажчик на циферблаті. Цей циферблат показує загальний об’єм палива, який пройшов через витратомір.

Переваги та недоліки механічних витратомірів палива

Витратомір з овальною зубчастою передачею — це різновид об’ємного витратоміра, який є широко використовуваним механічним витратоміром палива, який вимірює потік мазуту шляхом багаторазового захоплення фіксованого об’єму. Відомий своїм односпрямованим потоком, у різних регіонах його називають «об’ємним витратоміром». Він може похвалитися довгою історією та широким застосуванням із помітними перевагами:

1. Висока точність вимірювань: досягається відносна похибка від ±0,1% до ±0,5%. На точність витратоміра з овальною шестернею не впливає тип мазуту, в’язкість, щільність, число Рейнольдса або довжина прямих секцій труби вище та нижче за течією.

2. Широкий діапазон вимірювань: Витратомір із овальною шестернею здатний досягати точності 0,5 у діапазоні 10. Він забезпечує точні кумулятивні вимірювання мазуту, що робить його придатним для вимірювання матеріалів.

3. Ефективний при низьких числах Рейнольдса: Вимірює паливо з високою в'язкістю та низькою швидкістю потоку з високою точністю, навіть за умов низького числа Рейнольдса, може використовуватися як витратомір палива з високою в'язкістю.

4. Коротка пряма ділянка труби при встановленні механічного вимірювача потоку палива: ефективно функціонує на місці з мінімальними вимогами до прямих ділянок труби вище та нижче за течією.

Недоліки механічного витратоміра палива

Однак є кілька недоліків, пов’язаних з об’ємними витратомірами палива, які слід враховувати:

1. Об’ємність і складність: для однакової пропускної здатності об’ємні витратоміри, як правило, більш громіздкі через їх більший об’єм і більшу кількість механічних компонентів. Процес складання більш складний, що призводить до вищих витрат на виробництво.

2. Чутливість до забруднюючих речовин: ці витратоміри палива, як правило, чутливі до частинок і забруднюючих речовин у паливі. Встановлення фільтра вище за потоком може збільшити втрати тиску. Крім того, такі компоненти, як ротор і корпус, потребують періодичного чищення, що збільшує зусилля з обслуговування.

3. Схильність до зміни швидкості потоку: часті зміни швидкості потоку можуть пошкодити обертові частини. Важливо уникати раптового відкриття або закриття клапанів поблизу дизельного витратоміра, оскільки такі дії можуть призвести до пошкодження приладу, якщо оператор не керує належним чином.

Незважаючи на ці обмеження, об’ємні витратоміри залишаються широко використовуваним і надійним приладом для вимірювання витрати палива через їх високу точність і тривалий термін служби. Їх зазвичай використовують у таких галузях, як вимірювання та торгівля нафтою, легка промисловість, харчова промисловість та інших секторах.

Технічні характеристики механічного витратоміра палива

• До основних технічних параметрів об'ємних витратомірів відносяться: номінальний діаметр, вимірювана рідина, діапазон витрати, точність, номінальний тиск, діапазон робочих температур і т.д.
• Розмір механічного витратоміра палива: від DN10 до DN250.
• Точність: 0,5% (стандарт) варіант з 0,2%
• Діапазон температур палива: -20 ~120 ℃
• Максимальна в'язкість палива становить 4000 сП
• Матеріал витратоміра: варіанти чавун, лита сталь, нержавіюча сталь.
• Номінальний тиск: стандартний 232 psi, максимальний тиск палива становить 914 psi.
• Циферблат може бути з функцією накопичення суми або опцією з функцією суми, що скидається, як показано на малюнку нижче.

Аналіз похибок механічного витратоміра палива

Щоб провести точний аналіз похибок механічних витратомірів палива, необхідно враховувати кілька критичних факторів. За умови дотримання стандартів точності обробки та складання основними джерелами систематичної похибки є витік або ковзання, що виникає через зазор між вимірювальним елементом (наприклад, ротором, скребком або поршнем) і внутрішньою порожниною корпусу. Іншим значущим фактором є зміна об'єму камери дозування, яка може статися через деформацію корпусу, спричинену тиском рідини, механічними навантаженнями та коливаннями температури.

На витік впливає розмір зазору, в'язкість рідини та різниця тиску між входом і виходом витратоміра (що пов'язано з опором руху вимірювального елемента, механізмом передачі та опором потоку рідини всередині корпусу). Хоча мінімізація зазору може зменшити витік, це також збільшує складність виробництва та ризик заклинювання рухомих компонентів або, принаймні, підвищення опору. Таким чином, розрив не можна мінімізувати нескінченно. Опір ротора обертанню, який долається різницею тиску між входом і випуском, у поєднанні з втратою тиску, спричиненою в’язкістю рідини в камері вимірювання, сприяє загальному перепаду тиску, який призводить до витоку рідини через зазор. Такі фактори, як збільшення зазору, зменшення в’язкості, збільшення різниці тиску, збільшення щільності та підвищений опір обертанню, посилюють витік. Для високоточних об’ємних витратомірів мінімізація витоку є важливою, вимагаючи вільного обертання ротора з мінімальним крутним моментом опору, забезпечення невеликого перепаду тиску, підтримки відповідного малого зазору та вибору рідини з помірною в’язкістю.

Щоб мінімізувати зміну об’єму камери дозування через деформацію оболонки, можна прийняти кілька стратегій: підвищення жорсткості оболонки для зменшення деформації, спричиненої тиском, вибір матеріалів з низькими та точно узгодженими коефіцієнтами теплового розширення як для оболонки, так і для ротора, а також забезпечення належного встановлення, щоб уникнути деформації, спричиненої напругою при монтажі.

Якщо в’язкість вимірюваної рідини значно відрізняється від в’язкості калібрувальної рідини, гранична похибка витратоміра збільшиться. Щоб пом’якшити це, калібрування витратоміра рідинами різної в’язкості — як нижчою, так і вищою, ніж фактична рідина — дозволяє вносити поправки за допомогою методу інтерполяції під час фактичної роботи.

Розгляд вибору механічного витратоміра палива

Вибираючи об’ємні витратоміри, особливо для таких застосувань, як вимірювання мазуту, торгівля та облік матеріалів, необхідно приділити ретельну увагу, щоб забезпечити оптимальну продуктивність і точність. Необхідно дотримуватися таких вказівок:

• 1. Вимоги до високої точності: для застосувань, які вимагають високої точності, вкрай важливо вибрати витратомір палива з відповідною точністю. Якщо рідина містить домішки, перед датчиком витрати слід встановити фільтр. Крім того, бажано встановити манометр або дифманометр як на вході, так і на виході фільтра. Така установка дозволяє своєчасно очищати фільтр при виявленні значного підвищення перепаду тиску. Правильний вибір допоміжного обладнання, такого як фільтри, повітрозабірники та зворотні клапани, так само важливий, як і правильний вибір самого механічного витратоміра палива.
• 
  
• 2. Напрямок потоку та обхід: механічні витратоміри палива об’ємного типу зазвичай дозволяють потоку рідини лише в одному напрямку. Тому, коли необхідний зворотний потік (наприклад, під час очищення лінії), слід задіяти обвідний трубопровід, щоб запобігти пошкодженню витратоміра палива зворотним потоком. Щоб полегшити технічне обслуговування, наприклад очищення фільтра або витратоміра без порушення потоку рідини або виробництва, рекомендується встановити паралельну байпасну трубу, яку можна відкрити за потреби. Необхідно ретельно підібрати та придбати відповідні аксесуари.

• 3. Запобігання блокуванню та автоматичне перемикання: домішки в паливі можуть блокувати ротор об’ємного витратоміра, потенційно зупиняючи потік рідини та призводячи до збоїв у процесі. У таких випадках слід включити систему автоматичного перемикання. Встановлення сигналізації перепаду тиску між входом і виходом витратоміра може попередити операторів, коли ротор перешкодив, запускаючи обвідний трубопровід, щоб забезпечити безперервний потік мазуту. Розробники повинні передбачити автоматичну систему перемикання при визначенні витратоміра.
• 4. Швидкість потоку та механічна цілісність: враховуючи, що цей тип витратомірів складається з кількох рухомих частин, робота на надмірно високих швидкостях може призвести до механічних пошкоджень. Тому, вибираючи технічні характеристики витратоміра палива, важливо не використовувати датчик витрати палива на верхніх або нижніх крайніх значеннях діапазону потоку, оскільки це може погіршити точність. Рекомендований робочий діапазон становить від 20% до 80% верхньої межі витрати лічильника. Якщо важко збалансувати як діаметр витратоміра палива, так і діапазон потоку, пріоритет слід віддавати підтримці оптимального робочого діапазону потоку з коригуванням діаметра вимірювальної секції, якщо необхідно (наприклад, за допомогою перехідного з’єднання).
• 5. Поводження зі спеціальними середовищами: для спеціальних середовищ, таких як двофазні потоки або корозійні рідини, слід вибрати спеціалізований об'ємний витратомір. Однак слід зазначити, що доступні технічні характеристики таких лічильників часто обмежені. У випадках, коли стандартних опцій недостатньо, може знадобитися проконсультуватися з виробником, щоб обговорити індивідуальні рішення.

Встановлення, використання та обслуговування механічного витратоміра палива

Під час встановлення та обслуговування об’ємних витратомірів мазуту, особливо для застосувань, що включають точні вимірювання, такі як торгівля або стандартна доставка, дотримання наступних вказівок є важливим для забезпечення точної роботи та довговічності:

1. Вибір місця встановлення: місце встановлення має відповідати інструкціям щодо експлуатації витратоміра палива, в ідеалі це місце повинно бути в приміщенні. Якщо необхідна зовнішня установка, слід використовувати захисний кожух, щоб пом’якшити вплив зовнішнього середовища. Для об’єктів із вимогами вибухозахищеності виберіть витратомір, який відповідає необхідним показникам вибухозахищеності.

2. Застереження під час встановлення: переконайтеся, що напрямок потоку, вказаний на витратомірі палива, збігається з фактичним потоком рідини, наприклад бензину, дизеля. Якщо необхідно, встановіть зворотний клапан, щоб запобігти зворотному потоку, за винятком випадків, коли двонаправлений витратомір спеціально розроблений для таких цілей. Перед установкою необхідно ретельно очистити передній трубопровід, а потім встановити фільтр і витратомір. У деяких випадках може знадобитися повітрозабірник. Клапан, який використовується для регулювання витрати дизельного палива, слід розташувати за витратоміром, щоб підтримувати повністю заповнений трубопровід під час роботи. При підключенні витратоміра до трубопроводу уникайте механічних навантажень на корпус лічильника, які можуть спричинити деформацію. Трубопровід має бути надійно закріплений, щоб запобігти його переміщенню, а навколо витратоміра має бути достатній простір для доступу для обслуговування.

3. Тестування перед установкою: Для витратомірів палива, які використовуються в промислових або точних вимірюваннях, метрологічні характеристики повинні бути перевірені перед встановленням. Дизельний витратомір слід встановлювати лише після підтвердження його точності та забезпечення роботи в оптимальному діапазоні витрати, як зазначено в сертифікаті калібрування.

4. Введення в експлуатацію: вводячи в експлуатацію витратомір палива типу PD, відкривайте та закривайте клапани поступово, щоб уникнути раптових коливань тиску, які можуть пошкодити вимірювальний прилад. Під час першого використання переконайтеся, що фактична швидкість потоку палива знаходиться в межах зазначеного діапазону для витратоміра, і, якщо необхідно, відкоригуйте характеристики витратоміра.

5. Компенсація за стандартні умови: об’ємні витратоміри вимірюють об’ємну витрату палива за фактичних робочих умов (тиск і температура). Однак вимірювання часто потрібно подавати як об’єм або масову витрату за стандартних умов. Це вимагає одночасного вимірювання температури та тиску з подачею сигналів на компенсаційний дисплей для розрахунку та відображення скоригованих значень витрати за стандартних умов (зазвичай 20°C та 1 стандартна атмосфера). Користувачі повинні бути особливо обережними під час інтерпретації показань витратоміра для газів, оскільки без компенсації температури та тиску точність знижується.

6. Технічне обслуговування: завдяки наявності багатьох рухомих частин регулярне змащування підшипників і точок зачеплення шестерень має важливе значення для підтримки гнучкості, точності та терміну служби трансмісійного механізму. З часом фільтри та повітрозабірники слід очищати від сміття та відкладень, щоб підтримувати їх ефективність.

7. Калібрування та моніторинг: щоб підтримувати точність вимірювання та завчасно виявляти потенційні проблеми, витратомір слід регулярно калібрувати відповідно до вимог органу вимірювання або терміну дії сертифіката калібрування. Якщо це можливо, періодично очищайте внутрішню частину витратоміра, щоб переконатися, що він залишається в оптимальному робочому стані.

8. Моніторинг ротора: Компоненти ротора об’ємних витратомірів знаходяться в прямому контакті з рідиною та обертаються на високих швидкостях, що робить їх чутливими до блокування, забруднення, заклинювання та зносу. Щоб контролювати ці умови, на вході та виході витратоміра слід встановити диференціальний манометр. Використовуйте показання диференціального тиску при максимальній витраті під час нормальної роботи як базову лінію для моніторингу. Якщо перепад тиску стає надмірним при максимальній витраті, може знадобитися перевірка витратоміра палива.

9. Підтримка виробників витратомірів палива: враховуючи різноманітність конструкцій об’ємних витратомірів і потенційних режимів несправностей, дуже важливо ретельно переглянути посібник користувача. У разі невстановленої несправності зверніться до виробника витратоміра палива, щоб отримати допомогу щодо ремонту та калібрування.

10. Запобігання суперечкам щодо вимірювання: у застосуваннях торговельних вимірювань, щоб запобігти суперечкам, відділ метрології повинен закріпити механізм регулювання похибок витратоміра пломбою або замком. Період повірки має бути чітко визначений, і лічильник має регулярно калібруватися відповідно до стандарту вищої точності, можливо, на сертифікованій вимірювальній станції.