Oval Dişli Debimetre Çalışma Prensibi

Sıvı akışının doğru bir şekilde ölçülmesi, akışkanlar dinamiği ve endüstriyel proses kontrolü alanlarında kritik bir görevdir. Piyasadaki birçok teknoloji arasında oval dişli akış ölçer, özellikle zorlu viskoz akışkan uygulamaları için oldukça güçlü, hassas ve güvenilir bir seçenektir. Bir tür Pozitif Deplasmanlı (PD) akış ölçer olarak çalışma prensibi, mekanik sadeliğiyle zarif, performansıyla ise güçlüdür.

Bu kapsamlı makalede oval dişli akış ölçerin yapısı, mekanik hareketi doğru verilere dönüştüren mekanizma, başlıca faydaları ve en popüler endüstriyel kullanımları incelenmektedir.

Pozitif Deplasmanlı Akış Ölçer Nedir?

Oval dişli tasarımının özelliklerini incelemeden önce, hangi kategoriye ait olduğunu anlamak önemlidir. Pozitif Deplasmanlı akış ölçerler, sabit ve bilinen bir hacimdeki akışkanı tekrar tekrar hapsedip girişten çıkışa geçirerek akışı ölçen hacimsel cihazlardır. Geçirilen toplam akışkan hacmi, bu ayrık parçaların toplamıdır.

Akış hızını hızdan türeten çıkarımsal ölçüm cihazlarının (türbin akış ölçer veya girdap akış ölçerler gibi) aksine, PD ölçüm cihazları doğrudan hacmi ölçer. Bu temel fark, doğrulukta mükemmel olmalarının ve genellikle viskozite ve yoğunluk gibi akışkanın özelliklerinden daha az etkilenmelerinin nedenidir. Oval dişli ölçüm cihazı, PD ailesindeki en popüler ve etkili tasarımlardan biridir.

Çalışma Prensibi: Mekanik Kalp Atışı

Oval dişli akış ölçerin "kalbi", dar toleranslı bir ölçüm odasına yerleştirilmiş, hassas bir şekilde işlenmiş, birbirine geçen iki oval şekilli dişliden (rotor olarak da adlandırılır) oluşur. Çalışma prensibi, sorunsuz ve kesintisiz bir ölçüm süreci sağlayan sürekli, dört adımlı bir döngüdür.

İşte adım adım nasıl çalıştığı:

Adım 1: Sıvı Girişi ve İlk Tuzaklama

Sıvı, ölçüm cihazının girişine girerken, akan sıvının kuvveti dişliler üzerinde bir basınç farkı oluşturur. Bu basınç, ilk oval dişlinin dönmesine neden olur. Döndükçe, dişlinin dış kenarı ile ölçüm odasının iç duvarı arasındaki hilal şeklindeki boşlukta, kesin olarak bilinen küçük bir sıvı hacmi hapsolur.

Adım 2: Döndürme ve Transfer

Artık hareket halinde olan birinci dişli, ikinci dişliyi çalıştırır. Birinci dişli dönmeye devam ederken, giriş portunu geçerek onu bir anlığına kapatır ve sıkışan sıvı parçasını sayacın çıkış portuna doğru süpürmeye başlar.

Adım 3: İkinci Vites Tarafından Eş Zamanlı Tuzaklama

Birinci dişli sıvısını boşaltırken, ikinci dişli aynı anda haznenin karşı tarafında aynı tutma eylemini gerçekleştirir. Kendi hilal şeklindeki boşluğunda aynı ve sabit hacimde sıvıyı tutarak ölçüm işleminin sürekliliğini sağlar.

4. Adım: Boşaltma ve Döngü Tekrarı

İkinci dişli dönerek sıkışan sıvı hacmini boşaltırken, birinci dişli yeni bir sıkışma döngüsüne başlar. İki oval dişlinin bu senkronize ve iç içe geçen hareketi, giriş ve çıkış portları arasında her zaman bir sıvı sızdırmazlığı sağlayarak, ölçülmemiş sıvının sistemi atlatmasını önler. İşlem sorunsuz bir şekilde tekrarlanarak akıcı ve sürekli bir akış ölçümü sağlar.

Dişli çiftinin her 360 derecelik tam dönüşünde, belirli ve sabit bir sıvı hacmi yer değiştirir. Bu hacim bilindiği ve sabit olduğu için, sayacın toplam hacimsel verimi, bu ayrı hacimlerin toplamına eşittir. Dolayısıyla akış hızı, dişlilerin dönüş hızıyla doğru ve doğrusal olarak orantılıdır.

Mekanik Hareketten Dijital Verilere

Mekanik prensip basit olsa da, bu hareketin modern kontrol sistemleri için kullanılabilir bir elektronik sinyale dönüştürülmesi gerekir. Bu, gelişmiş bir sensör ve verici sistemiyle sağlanır.

Oval dişlilerden birinin veya her ikisinin içine güçlü, kalıcı mıknatıslar yerleştirilmiştir. Genellikle Hall etkisi sensörü veya Reed anahtarı olan bir sensör, ölçüm cihazının gövdesinin dış kısmına, dönen dişlilere yakın bir yere monte edilmiştir.

Dişliler döndükçe, gömülü mıknatıslar sensörün yanından geçer. Her mıknatıs geçişinde bir elektrik darbesi üretir. Tasarım, dişli çiftinin her tam dönüşü için belirli sayıda darbe üretilmesini sağlar.

Son adımı mikroişlemci tabanlı bir verici veya ekran gerçekleştirir. Bu yüksek çözünürlüklü darbeleri belirli bir zaman aralığında sayar. Darbe başına yer değiştiren tam hacmi bilerek, cihaz şunları doğru bir şekilde hesaplayabilir:

Debi: Birim zamanda sayaçtan geçen sıvı hacmi (örneğin, Dakikada Litre veya m3/h).
Toplam Hacim: Son sıfırlamadan bu yana sayaçtan geçen toplam sıvı hacminin kümülatif sayımı.

Oval Dişli Akış Ölçerin Temel Avantajları

Oval dişli sayacının benzersiz çalışma prensibi birçok önemli avantaj sağlar:

* Yüksek Doğruluk ve Tekrarlanabilirlik: Genellikle ±%0,5 veya daha yüksek bir doğruluk oranına ulaşan bu cihazlar, piyasadaki en hassas ölçüm cihazları arasındadır. Pozitif deplasmanlı yapıları sayesinde mükemmel tekrarlanabilirlik sağlarlar.

* Viskoz Sıvılar İçin İdeal: Bu, tartışmasız en büyük güçleridir. Yoğun sıvılarda sorun yaşayan diğer birçok teknolojinin (TUF akış ölçer veya girdap akış ölçer gibi) aksine, oval dişli ölçüm cihazları yağları, yakıtları, gresleri, reçineleri ve şurupları kolayca ve doğru bir şekilde ölçebilir.




* Akış Profiline Duyarlı Olmama: Yukarı veya aşağı yönde düz boru hatlarına ihtiyaç duymazlar, bu sayede diğer akış ölçerlerin uygun olmayacağı dar alanlara kolayca monte edilebilirler.

* Mükemmel Düşük Akış Ölçümü: Çok düşük akış hızlarında bile yüksek doğruluğu koruyabilirler.

* Güç Gerektirmez (Mekanik tip oval dişli debimetre için): Basit modeller, tamamen mekanik bir kayıt ve gösterge ile donatılabilir ve bu da onları, gücün bulunmadığı uzak veya tehlikeli yerler için mükemmel hale getirir.

Yaygın Uygulamalar ve Endüstriler

Oval dişli akış ölçerlerin çok yönlülüğü ve sağlamlığı onları birçok sektörde tercih edilen bir seçim haline getirir:

* Yakıt ve Yağ: Benzin, dizel ve gazyağı dağıtımı; kazan ve jeneratörlerde yakıt tüketiminin izlenmesi; yağlama yağlarının ölçümü.

* Kimyasallar: Katkı maddelerinin, katalizörlerin ve polimerlerin doğru dozlanması ve enjeksiyonu.
* Yiyecek ve İçecek: Şurup, çikolata ve bitkisel yağlar gibi kıvamlı malzemelerin ölçülmesi.
* Kağıt Hamuru ve Kağıt: Kimyasal katkı maddeleri ve kaplamaların işlenmesi.
* Saklama Transferi: Değerli sıvıların faturalandırılması ve envanter kontrolü için yüksek doğrulukta ölçüm.

Dikkate Alınması Gereken Sınırlamalar

Oval dişli sayaçların inanılmaz derecede etkili olmalarına rağmen iki temel sınırlaması vardır. İlk olarak, yalnızca temiz sıvılar için tasarlanmıştır. Aşındırıcı parçacıklar veya katılar, hassas işlenmiş dişlilerde aşınma ve hasara neden olarak hassasiyeti olumsuz etkileyebilir. Uygun filtreleme genellikle ön koşuldur. İkinci olarak, manyetik veya ultrasonik tipler gibi müdahalesiz sayaçlara kıyasla daha yüksek bir basınç düşüşüne neden olurlar.

Çözüm

Oval dişli akış ölçerin çalışma şekli, yaratıcı makine mühendisliğinin gücünün bir kanıtıdır. Birbirine geçen rotorları, belirli hacimlerdeki sıvıları doğrudan ölçmesine olanak tanır ve özellikle zorlu ve viskoz sıvılar için ulaşılması zor bir doğruluk ve güvenilirlik seviyesi sunar. Sade ve sağlam tasarımı, kritik akış ölçüm uygulamalarında olağanüstü değer ve güven sunarken, az bakımla uzun bir kullanım ömrü garanti eder. Oval dişli akış ölçer, doğruluk, güvenilirlik ve uyarlanabilirlik gerektiren her türlü işlem için en iyi tercih olmaya devam ediyor.

Aşağıdaki videoda oval dişli akış ölçerin nasıl çalıştığını açıkça görebilirsiniz