葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)是水表的主要部件,它的參數(shù)很大程度上決定是否符合水表GB/T 778-2007新標(biāo)準(zhǔn),滿足水表的整機(jī)性能,例如:水表計(jì)量的精確度、計(jì)量能力、測量范圍(量程比Q3/Q1)、使用壽命等。因此,正確選擇和確定葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)中的有關(guān)參數(shù),對一只量程比高的水表來說,是至關(guān)重要的。
旋翼式水表的葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)形狀近是“經(jīng)典”式,除了用料及成型工藝變化較大,其它部分也隨各個(gè)廠家設(shè)計(jì)有所改動(dòng)。如此的葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu),呈極其復(fù)雜的紊流狀態(tài)。因此,葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇,無法來自完整的理論計(jì)算,而是借助經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的計(jì)算。以下我們從實(shí)驗(yàn)結(jié)論入手,簡單介紹旋翼式水表的葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定方法。
1、旋翼式水表的葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)常用外調(diào)節(jié)和內(nèi)調(diào)節(jié)兩種方式
①外調(diào)節(jié)式水表在表殼進(jìn)水側(cè)與出水側(cè)間,設(shè)置一個(gè)旁通孔,水流在表內(nèi)由進(jìn)水側(cè)流向出水則時(shí),其流通的面積包括兩部分a葉輪盒進(jìn)水孔。b旁通孔。調(diào)節(jié)旁通孔的面積,就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水表水表K值,起到調(diào)節(jié)示值誤差的作用,因此旁通就是調(diào)節(jié)孔。由于這種結(jié)構(gòu)的水表,旁通孔面積是從表的外部調(diào)節(jié)的,所以叫外調(diào)節(jié)式。外調(diào)節(jié)孔d外調(diào)的全部流通面積為S外調(diào),其開啟部分流通面積為S外調(diào)開,葉輪盒進(jìn)水孔的流通面積為S進(jìn),則流通總面積S進(jìn)總=S進(jìn)+S外調(diào)開,由于流經(jīng)S進(jìn)的水流才推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),因此調(diào)節(jié)外調(diào)孔,就是改變了葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)無作用的部分,增大S外調(diào)開,水表示值誤差變負(fù),反之變正。
②內(nèi)調(diào)節(jié)式水表是在葉輪盒底部設(shè)有水流旁通孔,稱之為內(nèi)調(diào)節(jié)孔,流通面積為S內(nèi)調(diào)表示。該調(diào)節(jié)總流通面積用S⊥內(nèi)調(diào)表示,其開啟部分用S⊥內(nèi)調(diào)開表示,則流通面積S進(jìn)總=S進(jìn)+S⊥內(nèi)調(diào)開
還一種葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu),葉輪盒無底孔調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)時(shí)算出葉輪盒進(jìn)、出水孔的流通面積。
2、調(diào)節(jié)幅度選擇:調(diào)節(jié)范圍,就是指在全部開啟和關(guān)閉調(diào)節(jié)孔時(shí),水表將產(chǎn)生兩個(gè)不同的示值相對誤差,該兩個(gè)相對誤差的差之絕對值既為調(diào)節(jié)范圍。
3、葉輪、葉輪盒徑向尺寸選擇
①葉輪外徑尺寸選擇:根據(jù)水表壓力損失計(jì)算出來的,因此,若葉外徑近似等于水流對葉輪作用點(diǎn)等效半徑時(shí),可以求出葉輪外徑。
②葉輪盒內(nèi)徑選擇:葉輪盒內(nèi)孔直徑與葉輪外徑之間,保留有適當(dāng)?shù)拈g隙,其作用一是防止水中可能混入的微小固體顆粒雜質(zhì)卡住葉輪,二是能使流入葉輪盒的水流不致于過大的間隙中大量流過。以求合理利用水流束的能量推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)上,取間隙0.03~0.1R葉為好。( R葉是葉輪的半徑)
C葉輪盒外徑選擇:葉輪盒外徑=葉輪盒內(nèi)徑+2×壁厚。其壁厚要適當(dāng),以便增強(qiáng)導(dǎo)流效用,但過大壁厚使葉輪盒外形過大,會(huì)導(dǎo)致表殼尺寸過大。
總之葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇按葉輪尺寸后進(jìn)行計(jì)算:①葉輪盒進(jìn)水孔中水流速;②葉輪盒進(jìn)水流通總面積和葉輪盒進(jìn)水孔流通面積;③調(diào)節(jié)孔流通面積和調(diào)節(jié)孔尺寸;④葉輪盒進(jìn)水孔尺寸;
⑤葉輪外徑;⑥葉輪盒內(nèi)徑和外徑;⑦進(jìn)水孔切線圓半徑;⑧減速齒輪減速比;⑨選擇減速齒輪組(中心齒輪用減速齒輪)。依據(jù)參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì),在試驗(yàn)中加以完善,滿足整機(jī)流量性能,符合國家新標(biāo)準(zhǔn)。