椭圆齿轮流量计工作原理与常见问题分析

椭圆齿轮流量计工作原理与常见问题分析

【摘要】介绍了椭圆流量计的工作原理与特点，同时在流量计安装、投运维护和故障处理等方面做了简要介绍。

【关键词】椭圆齿轮流量计；工作原理；投运维护；故障处理

引言

椭圆齿轮流量计在传统化工企业中不多常用，但在聚甲醛精细化工企业中，由于工艺介质粘度高、易结晶、液态中含有粉料，而且要求测量准确、故障率低，从而采用容积式测量原理的椭圆齿轮流量计实现测量，以达到工艺装置生产的要求。本文适用于聚甲醛化工企业中在线使用的VOAL椭圆齿轮流量计，其他同类型仪表可参照使用。

1 工作原理

1.1 工作原理

椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳（计量室）所构成，如下图所示：

椭圆齿轮在被测介质的压差△p的作用下，产生作用力矩使其转动。转子1和转子2互相交替地由一个带动另一个转动，将被测介质以半月形容积为单位一次一次地由进口排至出口。每个转子上有两个磁石，作为信号发生元件，在腔体底部两轴中心点有一磁性信号检测元件，每当磁石转到检测元件处，传感器记数一下作为一个脉冲。每个脉冲对应一定的介质排出量F，F=XXml/p，所以可求得单位时间内的体积流量Qm：Qm=F*H，F为每个脉冲排出的介质量；H单位时间的脉冲数。

1.2 特点

流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此被测介质的粘度愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体（固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量）。如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。椭圆齿轮流量计是容积式流量计的一种，用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量测量。

2 安装注意事项

（1）在连续使用的生产线上安装流量计时，应设置旁路管线和阀门，以便

于清扫和检修。

（2）椭圆齿轮流量计在安装前应清洁管道.若液体内含有固体颗粒，则必须在管道上游加装过滤器；过滤器装在仪表上游尽可能靠近仪表的地方。

（3）安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。

（4）当流量计安装在水平管道上时，应将流量计安装主管线上（旁路管线设置在主管线下方）；安装在垂直管道上时，应将流量计安装在旁路管线上，以免顶部杂物落下导致堵塞，如下图所示。

（5）由于超级椭圆流量计中的传感器依据感应磁通密度变化这一原理工作，因此它不能受任何外部磁场的影响。为了将外部磁场的影响减到最小，选择安装地点至少要离通电设备和通电导体5米远。强磁场和电场的发生源，如马达和电动机。

3 投运与维护

3.1 投运

（1）本椭圆流量计是测量液体与用户所提供的工艺技术参数相适应的高精度超级椭圆齿轮流量计，出厂前已经过了标定校准。为防止工厂在开车试压、吹扫、冲洗等过程中高速气体、蒸汽或其它流体打坏流量计齿轮等部件。因此，在正式流过工艺流体前各个阶段，必须用与流量计和过滤器及管道相对应的直管段替代流量计和过滤器等组件，进行试压、吹扫、清洗等开车前各程序过程。

（2）在流量计安装投运前一定用水或其它清洁介质将管道冲洗干净，确认管道内无颗粒固体和其它杂质。

（3）流量计安装投运前，应检查流量前后管道、过滤器内部有没有微颗粒和其它杂质，确认无微颗粒和杂质后，方可投入使用。

（4）接通热源时，先关闭流量计所通热源后阀，缓慢开启流量计前热源阀，在保证流量计通过介质流动状态下缓慢开启热源后阀，热源的温度、压力必须保持在流量计技术参数的范围内使用过程防止突然的升降温，防止过热、过冷。

（5）流量计的投运：先全关流量计前、后切断阀，缓慢开启流量计前切断阀，让流体介质充满流量计，再缓慢开启流量计后切断阀（边观察流量计瞬时流量变化门边开启阀门），使流量计显示值缓慢上升，直到工艺控制的流量，谨防流量计的突然变化。然后全开前、后阀以调节阀控制流量。

3.2 维护

（1）使用过程中，检查有无外漏情况，检查监听流量计运动件工作状态及

运转声音是否正常，运转声音应均匀、无卡声、碰撞声和振动声等杂声，一旦有杂声等非正常声音应停流量计进行检查。

（2）流量计在使用过程中应经常检查清洗过滤网，在正常工作情况下，一旦流量计流量逐渐减少或无流量必须首先检查过滤器是否堵塞，并清洗过滤器。

（3）在流量计运转正常，监听确认有流量通过而无流量显示则检查显示变送部分是否通电或相关电路部分。

（4）流量计不得轻易拆开检查、组装，拆开检查、组装流量计必须为有工作经验的技术工人和技术人员。

4 故障处理

4.1 故障现象：

流量计突然间不计量。

原因分析：

（1）安装过程中在工艺管道内存有杂物，卡住椭圆齿轮；

（2）被测介质压力过低；

（3）被测介质在测量腔室中凝固；

处理方法：

（1）在工艺管道清洗置换合格后，打开测量腔室，清理杂物。

在拆卸齿轮的过程中，一定要注意两齿轮匹配，在互相对应的位置上作标记，以保证它们会安装在初始位置。（两个转子上分别打有印记，1号转子有一个印痕，2号转子有两个印痕；组装时1号转子在下方，2号转子在上方。1号转子的印痕必须在2号转子的两个印痕之间）。

（2）工艺管道压力不得低于流量计的启动压力0.24Mpa。

（3）在流量计外部用低压蒸汽吹腔室部位，注意不要吹传动和计数机构，因为那样会造成传动机构的受热不均匀而损坏计量齿轮。

4.2 故障现象：

指针转动不稳。

原因分析：

（1）传动机构装配不合适；

（2）流量过大或者有脉动流；

（3）内磁钢与支撑壁相碰；

（4）精度调节齿轮组松动。

处理方法：

（1）重新装配传动机构和计数机构；

（2）保证介质流量在仪表流量测量范围内；

（3）打开流量计，检查内磁钢组件有无损坏；

（4）紧固精度调节齿轮组件。

5 结束语

在高粘度介质流量测量技术的发展进程中，椭圆齿轮流量计的使用和发展是其重要的一部分。掌握好椭圆齿轮流量计的故障处理方法，逐步琢磨流量计的日常维护及注意事项，才能提升高粘度介质流量测量检修维护水平，确保化工装置的稳定运行。