- 上海乾拓貿(mào)易有限公司 >>> 技術(shù)文獻(xiàn)
BURKERT流量計(jì)關(guān)鍵零件的優(yōu)化設(shè)計(jì)
BURKERT流量計(jì)介紹了對渦輪氣體流量計(jì)中關(guān)鍵部件前導(dǎo)流、葉輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從抑制流動分離渦的產(chǎn)生、降 低壓力損失、小流量線性度和精度等方面取得定的效果。引言渦輪流量計(jì)利用置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流 速的關(guān)系，通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映通過管道的氣體的體 積流量大小，是類測量精度相對較高的封閉管道流體測量 儀表。
通過對BURKERT流量計(jì)產(chǎn)品的流量范圍、壓力損失以及始動 流量進(jìn)行綜合比較，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵零件前導(dǎo)流、葉輪具有繼續(xù)優(yōu) 化改進(jìn)的空間：國內(nèi)外同類產(chǎn)品前導(dǎo)流的型式多為錐形和半 球加直管段型，這兩種形式的前導(dǎo)流實(shí)際上對流量計(jì)的計(jì)量 精度產(chǎn)生了定的影響，因?yàn)?，這兩種型式的前導(dǎo)流不能很 好的起到整流的效果，進(jìn)而影響了流量計(jì)的計(jì)量精度。葉輪 所比較流行的是直板式和螺旋式兩種模式。直板型盡管加工 工藝簡單，但是存在著泄露量大的缺點(diǎn)；螺旋型葉輪盡管降 低了泄露量，但是加工工藝相對較復(fù)雜。
1.BURKERT流量計(jì)前導(dǎo)流器對渦輪流量計(jì)度的影響很大，其形狀可以 設(shè)計(jì)成半圓球形或半楠圓形，但流動效果的屬流線形。
氣流速度場的穩(wěn)定均勻?qū)URKERT流量計(jì)的精度有重要影響，以 往流量計(jì)的處理方法是在前導(dǎo)流器前面加整流柵。通過實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)，整流柵雖對氣流起到了穩(wěn)定的作用，但也帶來了很大 的負(fù)作用：使壓力損失大大提高（為不加整流柵的1. 5倍)。
通過計(jì)算，拋棄了原有的整流柵結(jié)構(gòu)，改為在前導(dǎo)流器上加 導(dǎo)流葉片，葉片數(shù)和幾何尺寸及位置均由數(shù)值模擬得出。這 樣前導(dǎo)流器的功能增加了，同時流量計(jì)的整體尺寸被減小， 實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果表明即使在小流量下也能得到很好的線性度 和精度。
2.葉輪設(shè)計(jì)根據(jù)對葉輪形式的比較，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較流行的為 直板式葉片葉輪和螺旋式葉片葉輪，通過比較，為彌補(bǔ)兩種 葉輪的不足，設(shè)計(jì)了倒梯形式葉片葉輪，下面將對其做具體 分析。
2.1直板式葉片葉輪（圖2)這種葉輪的葉片形式如圖中左上角所示為直板型式， 葉輪葉片在軸向上的重疊度為1，所以此種設(shè)計(jì)出的葉輪泄 露量比較大，使得葉輪的儀表系數(shù)偏下，同時提高了葉輪旋 轉(zhuǎn)所需的氣流流量，即整個流量計(jì)的始動流量提高，影響了 儀表的使用。
2.2蠊旋型葉片葉輪（圖3)螺旋型葉片葉輪為目前在渦輪流量計(jì)葉輪中使用比較 的廣泛的葉輪形式，因?yàn)檫@種葉輪的葉片型式為螺旋型即扇 形，它克服了直板式葉片葉輪所不能克服的泄露區(qū)間問題， 但是，對于螺旋型葉片葉輪的加工確實(shí)個難題，由于其螺旋面較大，無論是利用塑料模注塑加工還是利用加工進(jìn) 行數(shù)控加工其加工起來都較為復(fù)雜。
BURKERT流量計(jì)因?yàn)槁菪兔娴木壒剩?葉輪葉片外緣和葉輪葉片內(nèi)緣螺旋升角的不同使得螺旋形 葉輪渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)的計(jì)算較為復(fù)雜。
2.3改進(jìn)后的倒梯形型葉片葉輪（圖5)在增加重疊度同時適當(dāng)減小葉片根部寬度，使葉片呈倒 梯形，方面可保證葉片頂、根部重疊度相同，另方面降 低了死角區(qū)渦流的產(chǎn)生，減小壓力損失。與傳統(tǒng)葉輪相比， 該葉輪有以下特點(diǎn)：葉片重疊度增大；葉片形狀呈倒梯形； 葉片與筒壁的間隙減小。葉輪數(shù)比傳統(tǒng)數(shù)目增多，目的在于增加葉片重疊度，較 高的重疊度可提高流量計(jì)的靈敏度，降低起始流量。
但重疊 度的增加由流動原理分析會引起兩個后果：增加葉片數(shù)使根 部密度增加，從而使阻力損失增大；增加葉輪重量，給葉輪 的啟動增加了負(fù)擔(dān)。
葉輪重量方面使葉輪軸向減少適當(dāng)尺寸以達(dá)到原葉輪 重量。改進(jìn)后的葉輪經(jīng)過與原有葉輪的試驗(yàn)測試比較，得出 增加葉片數(shù)后的流量計(jì)壓力損失曲線與增加前幾乎重合，說 明壓力損失沒有因葉片數(shù)的增加而增加。通過對起始流量的 測量，新葉輪比原葉輪有明顯降低。葉片與筒壁的間隙從設(shè)計(jì)要求出發(fā)應(yīng)盡量小，考慮到工 藝，本機(jī)將原間隙減小了 0.2?，以達(dá)到zui低限度減小該環(huán) 形通道表面上由氣流摩擦和渦流引起的損失。
