家用膜式燃氣表計量原理

2020-03-12     閒余電子

家庭「三表」(水、電、氣)與人們的生活密切相關,其中燃氣表最為神秘。不僅由於安全防爆嚴格、經營高度壟斷;其特殊的計量原理,不為一般人所知;換下的舊錶,也被回收銷毀,很少有人拆解。
最近從舊錶堆里撿了一隻,經過詳細拆解,終於搞清楚了內部結構及計量原理。
一、外形,這是最常用的J2.5型家用膜式燃氣表(這幾年出廠的電子式、IC卡式等型號,只要計量箱是膜式,基本原理相同,只是顯示、儲存、抄表信息功能不同)


該表由德國埃爾斯特公司表生產廠

計數器處的鉛封

出廠合格證


二、膜式燃氣表結構:

膜式燃氣表屬於一種容積式機械儀表,由兩個容器(計量箱)組成計量系統。每個容器由凹型膜片橫隔中間---又將每個容器分成兩個能互補形狀的計量室。

膜片運動的推動力依靠燃氣表進出口處的氣體壓力差。在壓力差的作用下,膜片產生不斷的交替運動,推動兩組滑閥把充滿計量室內的燃氣不斷地分隔成單個的計量體積(循環體積)排向出口,再通過機械傳動機構與計數器相連,實行對單個計量體積的計數,從而測得流過管道的燃氣總量

三、煤氣表工作原理

煤氣表內有兩個計量箱,每個計量箱內中心線裝有合成橡膠製成的皮膜,將其分隔成兩個計量氣室。煤氣流過時,皮膜伸縮,因而改變皮膜與計量箱之間的體積,同時推動滑閥蓋改變位置。

當左滑閥蓋右移時,A室進氣、B室排氣,右滑閥蓋在中間,C和D室停止進排氣。A室進氣後,左滑閥蓋左移至中間,右滑閥蓋左移,此時D室進氣、C室排氣,A和B室停止進排氣。

接著左滑閥蓋再左移,右滑閥蓋右移至中間,此時B室進氣,A室排氣,C和D室停止進排氣。然後左滑閥蓋移至中間,右滑閥蓋右移,此時C室進氣,D室排氣,A和B室停止進排氣。這樣,一個循環排出兩個計量箱體積的煤氣,同時曲柄擺動一次,帶動計數器的齒輪旋轉,計數器的讀數即為排出煤氣的體積量。

四、拆解

煤氣表外殼由上下兩個部分組成,封口箍用不鏽鋼材料,這是焊縫:

用鋼鋸條鋸斷封口箍



上下表殼連接處有橡膠密封圈




兩隻計量箱,表面鍍鎳,沒有一點銹



表芯固定在外殼上,卸下固定螺絲

取出表芯


計數器是常見的塑料齒輪組




表芯各部件


分開曲膜連杆與曲柄的連接處,球頭的自由度較大,保證活動自如


滑閥是氣路分配系統,由閥蓋與閥座構成。閥座是與計量箱的進出氣口分別聯通的,而閥蓋則在其上滑動,按順序改變進出氣正反方向的,與皮膜壓縮運動起到同步作用。滑閥是閥蓋靠其內外壓力差和重力緊貼在閥座上滑動工作的,所以要求它們:選用摩擦係數低(<0.2)、低蠕變、高耐磨又易加工的金屬或非金屬材料;接觸面應平整光潔,表面的不平度應小於0.01mm;表面光滑,其粗糙度不大於Ra0.8。
卸下滑閥閥蓋:


再卸滑閥閥座


取出計量箱


拆開計量箱

分開計量箱左、右計量室(又稱皮囊),中間是皮膜



皮膜用合成橡膠製成。曾經用浸油薄羊皮製作,故稱「皮膜」:(在封閉的計量箱內的皮膜一側充進氣體、另一側排出氣體並通過皮膜帶動連杆匯交力系,將氣體的迴轉量傳到計數裝置上,達到計量的目的。皮膜是煤氣表中的關鍵部件,要求它:質地柔軟、翻轉省力、耐磨耐折;在規定的使用壓力範圍內,不伸長變形、不透氣、耐煤氣腐蝕等。)


皮膜運動的推動力是依靠燃氣表進出口處的氣體壓力差。它的源動力是由高於常壓的被測氣體進入皮膜的一側內腔所產生的壓強,

推動皮膜向另一側移動而產生推動力(也就是皮膜所牽動的原地轉動的扭距),當皮膜移動到另一側的極限(也就是通常說的死點)的位置時,力矩不再產生能讓皮膜返回來的力,這就需要第二個皮膜相繼產生同樣的力來帶動第一個皮膜返回移動,同時第一個皮膜的出氣口變成進氣口,進氣口變出氣口。

此時第一個皮膜可做返回運動,當第二個皮膜達到極限位置時,也可帶動第二個皮膜產生返回的力。兩個皮膜相互作用牽動的皮膜轉軸做往復擺動,通過皮膜擺杆,皮膜搖杆及連杆去牽動一個共同的曲柄,當曲柄接收到的扭距相差一定的相位(90度)時,

就能做到連續轉動,並由曲柄帶動轉閥連續運動,並按一定的方式改變皮膜模腔所對應的進出氣口的方向和帶動計數裝置,從而達到連續自動計量的目的。

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