SST技术机械式流量计和热量表

　　普遍认为,机械式热量表与电磁式热量表、超声波热量表相比,因其存在转动部件(流量计叶轮),使用寿命和测量精度相对低些。但合理设计出的机械式热量表的使用寿命和测量精度不比电磁式热量表和超声波热量表低,而且机械式热量表回避了二者的诸多劣势,特别是造价远低于二者的突出优势,使其更适合作为我国供暖建筑热计量的主流热量表。然而,现有机械式热量表受机械式流量计结构及我国供暖水质的制约,存在着严重的技术缺陷,表现为流量计堵塞、磨损、转速信号检测失灵和结垢[1~11]。因此,笔者提出SST技术构想,解决机械式流量计存在的问题。本文对采用SST技术的机械式流量计结构及SST技术热量表进行研究。

　　1　SST技术机械式流量计结构

　　①　对称设计

　　对称设计就是将机械式流量计设计成对称结构。机械式流量计主要分为单流束和多流束流量计,二者都采用两段式立轴叶轮结构。单流束流量计的结构见图1,受进水折流流道结构及两段式立轴叶轮结构的限制,很难设计成对称结构。多流束流量计的结构见图2,受进水分流通道结构及两段式立轴叶轮结构,尤其是多流束喷口方向的限制,不可能加工成对称结构。

　　对称设计方案为:不区分流量计的进水管和出水管,即流量计相当于有两个进水管,其中一个进水管根据现场状况选作进水管后,另外一个就自动变成了出水管,见图3。在两个进水管之间的叶轮腔中安装叶轮,在进水管与叶轮腔之间的过渡段设计为向下收缩的导水喷管,喷管出口的水流喷射方向对着叶轮的叶片。两个进水管和两个收缩导水喷管以同样的形状和尺寸对称分布在叶轮腔的两侧。

　　②　直通式进出水流道

　　现有机械式流量计大多为多流束流量计,由于多流束流量计比单流束流量计的流道复杂,存在着多处阻水结构,这些阻水结构表面常成为流体的缓流和滞流区。因此,多流束流量计比单流束流量计更易结垢。根据机械式流量计的抗结垢原理,采取直通式进出水流道设计,实现流量计的抗结垢性。直通式进出水流道设计结构见图3。直通式进出水流道使流量计中流体通畅流动,具有抗结垢、低压损的特性,避免了单流束流量计侧向水流对叶轮轴产生侧压而导致轴磨损加速。

　　③　独立横轴叶轮

　　由于我国供暖水中含有杂质,尤其是那些供暖系统难于排出的细小杂质,易导致热量表的测量精度迅速下降,甚至堵塞流量计。独立横轴叶轮设计结构使流量计的流道拥有足够的空间,含有细小杂质的流体可顺畅通过,解决了以上问题。

　　独立横轴叶轮结构,见图4。