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氣體渦輪流量計運行缺陷的改進設計

發布時間：2022-04-14 09:09:10

氣體渦輪流量計中軸承是在氣體潤滑理論基礎上發展起來的種非接觸式軸承，與普通的滾動軸承有著本質上的區別,分為靜壓式氣體和動壓式氣體軸承。靜壓式氣體軸承是利用外部供氣推動氣體靜壓的承載部分，在兩個運動副之間產生間隙，達到無摩擦運動。動壓式氣體軸承不需要外部供氣，而是利用其內部的氣體，兩個運動副之間相對進行轉動，依靠轉動迫使運動副之間的氣體進行壓縮，產生支撐承載部分的動力,使兩個運動副之間產生間隙，達到支撐的目的。我們在這里所引人的就是一種螺旋槽式泵人型氣體動壓推力軸承的設計(圖3)。

螺旋槽式泵人型氣體動壓推力軸承是利用“窄槽理論",即假設在兩個運動副(一靜-動)其中的一個上面雕刻足夠多的窄槽,并且槽臺與槽之間間隙無限窄，再假設槽內的氣體為不可壓縮氣體，當動運動副轉動時使得槽內的氣體向槽的中心匯集，槽內氣體壓力升高,達到所需要的支撐力。根據這一一現象,我們把這種設計與流量計的葉輪相結合，設計出一種能夠產生承載力的葉輪(圖4),平衡葉輪所受的推力,達到降低流量計固定軸承所受合力的目的。另外,螺旋槽式泵入型氣體動壓推力軸承的承載力與轉速有著一定的聯系,隨著轉速的改變而改變,轉速高時,承載力高,轉速低時，承載力低，實現了推力自平衡的目的。

為了滿足螺旋槽式泵人型氣體動壓推力軸承的需要,我們對傳統的流量計結構也做了調整(圖5),改進后的流量計把原來在導流整流器后的葉輪調整到了葉輪支架后,并且在葉輪后面增加了后導流整流器,其目的主要是為了使葉輪和后導流整流器形成一對運動副,后導流整流器固定不動,葉輪旋轉,在葉輪旋轉過程中產生動壓,形成推力作用。

改進后氣體渦輪流量計通過自身的調節，依靠不同流量下葉輪轉動的速度不同，產生不同的推力,通過這個推力,平衡垂直于葉輪端面的氣流推力(圖6),使得固定軸承在水平方向上所承受的F反推力有所降低，這樣大大改善了固定軸承的受力狀況，延長軸承的使用壽命,并且由于軸承的摩擦力減小，軸承的運轉精度得到進-步提高，儀表的精度也會提高。

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