气体腰轮流量计腰轮转子曲面模型研究

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1、第21卷第6期2014年12月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONEICVol.212014No.6气体腰轮流量计腰轮转子曲面模型研究潘友艺1，杨国芬1，郭杨严1，苏苗候1,2，王滔1（1．天信仪表集团有限公司，浙江苍南，325800；2．上海理工大学，上海，200930）摘要：气体腰轮流量计在城市燃气贸易计量应用技术日趋成熟，为准确计量，腰轮流量计一对腰轮转子之间、腰轮转子与壳体之间的间隙有严格的保证，既保证转子转动时不会有接触，又可保证转子之间、转子与壳体之间的间隙的泄漏量不影响流量计的计量准确性。本文提出一种以渐开线方程为主的拟合

2、曲面模型，通过实际加工及试验证明模型的正确性和具备产业化条件。关键词：气体腰轮流量计；腰轮转子；曲面；数学模型中图分类号：T文献标识码：A文章编号：1671-1041(2014)06-00054-03TheresearchoftheMathematicalModelingoftheSurfaceEquationoftheRotatorsoftheGasRotaryFlowmetersPanYouyi1，YangGuofen1，GuoYangyan1，SuMiaohou1,2，WangTao1（1.TancyInstrumentGroupCO.,L

3、TD.,Cangnan,Zhejiang325800,China;2.UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200930,China）Abstract:Thegasrotaryflowmeters'applicationtechnologyismorematureinthecitygasmeasurement.foraccuratemeasurement,wemustensurethespacebetweenthedoublerotators,andbetweentherotato

4、rsandshell.Notonlyensurewon'thaveanycontactwiththerotatorrotation,butalsoguaranteeingbetweenthedoublerotatorsandclearancebetweenrotatorsandshellleakagedoesnotaffectthemeasurementaccuracyoftheflowmeter.Thispaperpresentsafittingsurfacemodelisgivenprioritytowithinvoluteequation,

5、throughtheactualprocessingandexperimentprovethecorrectnessofthemodelandmeetthestandardofindustrialization.Keywords:rotaryflowmeters,rotator,surfaceequation,mathematicalmodeling0引言气体腰轮流量计为一种容积式流量计，由于计量准确度高、流量范围度宽、压力损失低等优点，在欧美发达国家成为最早使用的法定计量器具之一。随着我国大力发展天然气利用，气体腰轮转子流量计在城市燃气计量的应

6、用越来越广，据不完全统计，年使用数量达5万台以上，成为城市燃气贸易计量的主要器具。腰轮流量计的核心部件为腰轮转子。腰轮转子在气流的推动下旋转时，既要不能接触，又要保证泄漏量不影响流量的计量，目前所采用的腰轮转子曲面（截面轮廓线）大部分以内外摆线为主的拟合曲线[1]，并且理论计算模型也较成熟。本文提出一种不同的转子曲面模型，并加以理论分析和试验证明，以促进和提高气体腰轮流量计的技术研究水平。收稿日期：2014-11-131气体腰轮流量计的工作原理气体腰轮流量计主要是由一对腰轮转子所构成计量腔而达到计量功能的仪器仪表。其内部都有一个具一定容积的计量

7、“斗”空间，该空间一般是由流量计内的运动部件（一对同步腰轮转子）与其外壳组成的。当气体流过该流量计时，流量计的进口和出口之间产生一个压力差（压损），在这个压力差的作用下，使流量计内的运动部件不断转动，将气体一次次充满计量“斗”空间并从进口送到出口。所谓“斗”就是利用测量元件两只同步腰轮转子把流体连续不断的分割成单个的体积部分。同步腰轮转子旋转是由一对同步齿轮驱动转转，有一只腰轮转子转动，由于同步齿轮的驱动另一只就跟着反向转动，相互间始终保持着一条线接触，既不能相互卡住，又不能有泄漏间隙存在。腰轮流量计的运行原理如图1所示，当在进气口充入气体时，两

8、个腰轮转子都按图1所示方向从a→b→c→d→a基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助（2012AA040605）。作者简介：