腰轮流量计的基本概述及工作原理

腰轮流量计也称“罗茨”流量计，其原理由齿轮泵演化而来，图4.2.3为齿轮泵剖视图。图中O1及O2为两个互相啮合的齿轮，安装在壳体之内，由外力按箭头方向驱动时，会使液体沿左右点状空间的移动输送到出口。内燃机的润滑油就是用这种齿轮泵供应到各个磨擦面上的。

倘若将齿轮的齿数减少到两个，就演化为图4. 2.4。为了保证可靠地啮合，在齿轮轴的一端装有相互啮合的普通齿轮，即图中虚线所示。输送流体则依靠轮上的两齿和壳体之间的空间(即图中画有小点的空间)推移，两齿的齿轮断面呈细腰状，故有“腰轮”之称。又因发明者罗茨(Roots)而得名“罗茨泵”。

腰轮与壳体间的有效空间比齿轮大得多，尤其是轴向尺寸很大时，腰轮实际上已是断面为细腰状的柱体，其排送流体的能力显著提高，用这种原理可构成鼓风机。

按照和鼓风机相反的原理工作，把具有一定压力的气体自入口导进壳内，则图4.2.4里的O2下端有向右的推力F1、而其上端推力F2较小。故O2将反时针方向转动，经端部齿轮使O1顺时针方向转动。这时O2为主动轮，01为从动轮。当腰轮01处于垂直位置时，01又成为主动轮，带动O2旋转。两轮交替作用就能连续转动。腰轮每转一周，便有四倍单侧空间的容积输送到出口。测出腰轮的转数，就可知道累计总容积，其转速即反映瞬时流量.

腰轮与壳体间及两腰轮之间都保持微小间隙，约0.07-0.15mm,因此，漏泄很小。为了保证被测介质不会沿轴向漏出，可采用磁性传动。或在轴上安装永久磁铁.壳外装舌簧管，腰轮每转一周，舌簧管被吸合一次，发出一个脉冲信号，这就成了腰轮流量传感器。再配以频率转换电路，得到直流电流0-10mA或4-20mA的信号，成为流量变送器.

腰轮流量计可达到精确度0.2级或0.5级。其接管直径可大至150mm.瞬时流量可达250m3/h。

容积式流量计还有椭圆齿轮式和刮板式，其原理与腰轮式相近。

在节能技术方面，煤粉与油的混合物嫉料得到广泛重视。但这种液固两相流体不能用普通容积式流量计测量，近来出现了专用于这类含固体颗粒的流体用流量计，称为COM流量计〔COM代表煤和油的混合物)，它也是从椭圆齿轮或腰轮流量计发展而来的.不过采用了特殊“缺齿”或螺旋状四齿腰轮结构。有效地对付固体颗粒，避免了卡涩，并且在材质和工艺上减少磨损。因其使用范围较局限，不作详述。

为了进一步减少漏泄，提高测量精确度.出现了伺服式容积流量计。它是把腰轮或椭圆齿轮、刮板、活塞流量计的进出口压力引到差压传感器。将差压信号放大后驱动伺服电动机，由电动机带动腰轮或椭圆齿轮.、刮板、活塞机构动作，使其转速与瞬时流量适应，自动保持进出口差压为零的状态。既然差压为零.缝隙就不会有流体漏泄。而且消除了压力损失，更适合于大粘度流体的测量。目前，这种伺服式容积流量计，在100cm3/h的瞬时流量下.基本误差不超过士0.5%。普通容积流量计在这样小的流量下漏泄的影响很大，一般只能用在1.6m3/h以上。

当然，伺服式容积流量计要复杂而昂贵些，并且只限于有外加能源的场合下使用。