Газомеры

Газомеры, газовые счетчики, приборы для измерения количества газа, проходящего через газопроводную трубу. По своей конструкции газомеры распадаются на две большие группы: 1) для измерения газа, отпускаемого отдельным потребителям, и

2) для измерения больших потоков газа.

Первая группа газомеров измеряет расход газа по принципу объёма; Г. этого типа делятся на мокрые и сухие.

Мокрый Г. (фигура 1) состоит из барабана с четырьмя камерами А, В, С и D, заключенного в устанавливаемый на месте установки кожух; нижняя часть барабана погружена в воду, которая открывает или закрывает отверстия в нем а, Ь, с и d, служащие для входа газа из газопроводящей сети через трубу Е. Через незакрытые водой входные отверстия газ проникает в соответствующие камеры барабана, а из последних, после измерения, выходит через выпускные отверстия а, Ь, с и d в трубу F, ведущую газ к потребителю. Входные и выходные из барабана отверстия расположены так, что в каждой отдельной камере при открытом одном из отверстий (входном или выходном) другое обязательно закрыто,т.е. через барабан не м. б. сквозного протока газа, а происходят последовательные наполнение газом или опорожнение от него каждой из камер.

На фигуре 1 представлено, так заканчивается наполнение газом камеры В и начинается наполнение камеры С; одновременно заканчивается опорожнение камеры I) и продолжается опорожнение камеры А; при этом попеременном наполнении и опорожнении камер барабан, в силу разницы давлений входящего и выходящего газа на разделительные стенки его, приходит во вращение, для чего достаточно разницы давления в 2—4 миллиметров водяного столба. Вращение барабана передается счетному механизму, который таким образ.регистрирует количество проходящего газа, обычно в объёмных единицах. Схема, изображенная на фигуре 1, в практике воспроизводится несколько иначе. Главное отличие состоит в том, что входные и выходные отверстия располагаются не на цилиндрич. поверхности барабана, а на его лобовых частях, имея приблизительно радиальное расположение, причем наружную цилиндрич. оболочку барабана делают сплошной и припаивают наглухо к разделительным стенкам барабана. Последнего типа барабан сист. Крослея (Crossley) изображен на фигуре 2 со снятой

верхней оболочкой. Для избежания увлечения поды разделительными стенками измерительного барабана (крыльями) число оборотов вала в час не должно превышать 120 и может уменьшаться до 80 с возрастанием диаметра измерительного барабана. Поэтому в последнее время, для увеличения пропускной способности мокрых Г., устраивают барабаны из нескольких параллельно работающих барабанов описанного типа, что позволяет довести пропускную способность мокрого Г. до 6 000 м³/ч.

Основное условие правильности работы газомера—сохранение постоянства уровня жидкости внутри его. Между тем, пропускаемый газ обычно насыщается водой и уносит ее с собой, что влечет за собой постепенное увеличение измерительн. пространства и, соответственно, уменьшение показаний газомера. Поэтому каждый Г., кроме больших стационарных, имеет запорное приспособление. прекращающее доступ в него газу, коль скоро уровень жидкости в нем понизится ниже предельной нормы. Восстановление и поддержание постоянного уровня жидкости в Г. достигается тремя путями.

1) Стационарные (большие) Г. обычно снабжают воронкой и подвижным водосливом; через воронку отдельными каплями

Ори»·* Set· ·* tantr·

доливают воду, а через водослив удаляется ее избыток. На фигуре 3 показано означенное устройство: здесь имеется водослив А системы Кинга, соединенный с водным пространством наполняемой газом камеры при помощи крана Н_г пространство над водосливом соединено особой трубочкой через кран Л i с входным отверстием газа в газомер; поэтому на воду у водослива сверху и снизу действуют одинаковые давления, что обеспечивает правильную его службу. Здесь же, внизу, у водослива установлен водяной манометр, указывающий, в миллиметров водяного столба, превышение давления входящего газа над наружной атмосферой. Водослив устанавливают на определенной потребной высоте, а газомер приводят с помощью уровней (ватерпасов) в строго горизонтальное положение.

2) Домовые Г. иногда снабжаются автоматическими приспособлениями, восстанавливающими понижающийся уровень воды. На фигуре 4 представлен регулятор уровня в виде полуцилиндрич. тела 7, вращающегося около горизонтальной оси и при нормальном уровне воды поддерживаемого выступом d. При понижении уровня тело Т наклоняется вправо и, вытесняя воду, поднимает ее уровень до нормального. Для помещения тела

Т корпус газомера продолжен по направлению образующей цилиндрической поверхности. Другая система регулировки уровня заключается в том, что в Г. имеется запасное отделение с водой. Из этого отделения вода забирается небольшими черпаками, приводимыми в движение от оси Г., и выливается в водяное его пространство, повышая

Фигура 4.

т. о. в нем уровень поды. На фигуре 5 указано одно из таких приспособлений: продолженный спереди вал а сообщает посредством рычажно-шариирной передачи b c,d.e f h качательное движение полой трубе д с вырезом с/; труба д, опускаясь вниз, захватывает отверстием η воду из запасного отделения; эта вода при движении трубы д вверх выливается в отделение А, сообщающееся с водяным пространством Г.; излишек воды из водяного пространства отводится через водослив г. Существуют еще приспособления, состоящие из запасной камеры с водой, расположенной над Г.; эта камера соединена с входной камерой для газа двумя трубками; одна из них во входной камере срезана немного ниже нормального горизонта жидкости в Г.; как скоро уровень жидкости в Г. понизится, газ отверстие трубки входит в запасную камеру и своим давлением проталкивает из нее воду по второй (водяной) трубке во входную камеру Г. до тех пор, пока поднимающийся уровень жидкости не закроет низа первой трубки, то есть пока уровень жидкости в водян. пространстве Г. не поднимется до нормального.

3) Заменяют воду в газомере какою-либо менее испаряющейся жидкостью, как,например.глицерином при 16 — 18° В6 или раствором хдорист магния.

Описанные в п. 2 приспособления несколько сложны; поэтому чаще предпочитают идти по другому пути, который обеспечивал бы правильность показаний Г. и при опускающемся в нем уровне воды. Наиболее распространенной в этом отношении является конструкция барабана с т. и. обратным измерение м: она состоит в том, что в задней части обыкновенного крослеевского барабана помещен подобный же маленький барабан, к-рый имеет общую ось через открывшееся

вращения с первым, но у которого входы и выходы в камерах расположены в прямо противоположном направлении по отношению к главному барабану, то есть у дополнительного барабана входные щели устроены па задней стороне главного барабана, где у последнего находятся его выходные отверстия, а выходные щели дополнительного барабана ведут во внутренние пространства измерительных камер главного барабана. Такое устройство ведет к тому, что, при измерении газа, последний, выйдя из главного барабана, частично поступает в щели дополнительного барабана, а из последнего вновь поступает в камеры главного барабана. Если обозначить объём измерительного пространства камеры главного барабана через а (литров) и такой же объём камеры дополнительного барабана через d (литров), то объём газа, пропускаемый Г’, за его одно полное вращение, будет равен 4(а—d) литрам. При падении уровня воды в Г. произойдет увеличение обоих объёмов and. Барабаны конструируются так, чтобы увеличение этих объёмов было одинаковым, так как в этом случае разность между ними не изменится. Обычно глубина погружения дополнительного барабана в воду равна, примерно, -/, глубины погружения главного барабана. Мокрые Г. работают нормально при давлении газа не свыше 40—50 миллиметров водяного столба.

Сухие Г. в основной своей части представляют мехи определенной емкости, которые попеременно наполняются газом и опорожняются от него. В зависимости от устройства отдельных мехов и числа их сухие Г. делятся на несколько типов. В представленном на схемах фигура 6 и 7 Г. имеются четыре камеры: две наружные камеры К и h, и две внутренние J и Внутренние камеры. и /, разделены между собой промежуточной стенкой и ограничены с других сторон параллельно движущимися крышками, соединенными с промежуточной стенкой мембранами из кожи или из специальной материи. Внешние камеры К и К_х образованы с одной стороны наружными очертаниями внутренних камер, а с другой—кожухом Г. и верхней горизонтальной стенкой, на которой расположены золотниковые аппараты

V и Я, регулирующие впуск газа в газомер и выпуск его оттуда к местам потребления. Газ по входной трубе а входит в верхнюю распределительную камеру Г. и направляется через открытое отверстие зеркала золотника в одну из измерительных камер. На фигуре С показано такое положение золотников, при котором камера К соединена со входом газа, а камера J—с выходом, в то время как камеры h, и ·/, закрыты для входа и выхода газа, причем камера^ наполнена газом, а камера К, свободна от него. В изображенном на фигуре 6 положении газ наполняет камеру К и прогоняет содержимое камеры J через выходное отверстие с. При передвижении разделительной между К и J стенки последняя с помощью рычажно-шарнирной передачи передвигает золотники

V и Я влево. Передвижение золотника V вначале не меняет положения дела в левой части Г., вследствие чего разделительная между К и J стенка продолжает двигаться вправо до своего крайнего положения; передвижение же золотника Я сообщает камеру h, со входом газа и камеру с выходом его, почему стенка между К₁ и J_x, под влиянием

напора входящего газа, двигается справа налево. При дальнейшем движении золотников золотник V разобщает камеры К и J со входом и выходом в Г.; последнее положение изображено на фигуре 7. На фигуре 8 и 9 представлены два дальнейшие положения измерительных камер и золотников. Положения Г., показанные на фигуре 6—9, дают представление о полном замкнутом цикле работы сухого газомера.

Самым слабым местом в конструкции сухих Г. являются мембраны, соединяющие промежуточную стенку М с подвижными

разделительными стенками между внутренними и наружными камерами Г. Т. к. мембраны делаются обычно из кожи, подверженной б или м. влиянию влаги и различных примесей, заключающихся в измеряемом газе, то в некоторых конструкциях этой системы Г., независимо от тщательного выбора материала, соответственной обработки его и пропитки маслом, применение кожи сужено, и мембраны делают из узких лент/соединяющих отдельные стенки измерительных камер более сложной формы (ромбоидальной, призматической и тому подобное.). Кроме того, т. к. швы в коже обычно являются причиной неплотности и газопроницаемости измерительных камер, то, взамен швов, кожу в местах соединения со стенками камер зажимают между металлическими кольцами.

Объем измерительных камер, то есть количество газа, проходящее через Г. за полный цикл его действия, регулируется тем, что в нек-рых частях рычажно-шарнирной передачи к распределительному механизму введены продольные вырезы в штангах, в которых шарниры движутся по принципу кулисных камней; переставляя камень кулисы, можно изменять степень наполнения измерительных камер газом.

Сухие газомеры обладают меньшей чувствительностью, чем мокрые; потеря напора в них—обычно около 6 миллиметров водяного столба; они, вследствие жесткости мембраны, склонны уменьшать со временем объём пропускаемого газа, в противоположность мокрым Г., где испарение воды увеличивает объём измерительного пространства. В общем точность мокрых газомеров при тщательной нх экс-плоатации надо считать выше, чем сухих. Срок службы сухих газомеров, примерно, в два раза меньше срока службы мокрых (12 и 20 лет). С другой стороны, сухие Г. имеют существенные преимущества перед мокрыми, ибо не боятся мороза, более удобны для транспорта и во многих случаях по своей точности являются вполне удовлетворительными. Статистика распространения мокрых и сухих газомеров дает следующие данные за 1910—12 гг.: в Англии применяются по преимуществу сухие Г.; во Франции—почти исключительно мокрые; в Германии примерно— 60% сухих и 40% мокрых, из последних 1 % газомеров с малоиспаряющейся жидкостью. В качестве контрольно-опытных применяются исключительно мокрые Г. Точность газомеров, то есть погрешность в показаниях их по сравнению с пропущенным объёмом газа, не должна превышать +2 %.

На корпусе каждого Г. имеется обозначение измерительного пространства (J) в л и его пропускной способности (при вышеуказанных потерях напора, то есть 4—5 миллиметров водяного столба для мокрых и 6—7 миллиметров для сухих газомеров) или характерного расхода (F) в .м³ или горелках; последнее обозначение делается из расчета 150 л газа на одну горелку в час. Соотношение между этими двумя величинами определяется тем, что J д/б. не более 1,5% от V. Наибольшая величина V, достигнутая в современных типах описанных газомеров достигает для мокрых многобарабанных Г. 6 000 м³ и для сухих— 1 000 .и³. Нормальным, наиболее распространенным размером Г. считается газомер с пропускной способностью в 5 горелок, то есть 750 л/ч, что видно, например, из статистики г. Берлина в нач. декабря 1913 г., где имелось: 2 263 газомера в 3 горелки, 373 192—в 5 горелок, 58 606—в 10, 16 348—в 20, 3 331— в 30, 1 777—в 40 и 3 664 газомера больше чем в 40 горелок. Всего было 459 181 Г. с производительностью более чем в 3 500 000 горелок, то есть в среднем приходилось 7,55 горелок на один Г., а газомеры с производительностью в 5 горелок составляли 81,2% от общего их количества.

Для поверки правильности работы Г. применяется кубицир-аппарат (фигура 10), представляющий собою цилиндр с центральной трубой, идущей к поверяемому газомеру. Цилиндр заполняется водой, по так, чтобы верх центральной трубы был выше уровня воды. Над цилиндром подвешен на блоке колокол А, края которого погружены в воду, налитую в цилиндр. Т. о., под колоколом образуется определенный объём воздуха, соединенный центральной трубой с поверяемым Г. Если позволить колоколу опускаться, то воздух из-под него будет прогоняться через Г. Сравнение объёма прогнанного через Г. воздуха с показаниями Г. дает возможность судить о точности его показаний. Так как колокол, опускаясь в воду» будет терять в своем весе, то для равномерности его хода имеется специальный компенсатор.

При поверке необходимо иметь в виду, что при пропускании черезГ.воз-духа, вместо газа, сопро- тивление в нем возрастает примерно на 20—50%.

Кроме того, как кубицир-аппараты, так и испытываемые Г. должны иметь одинаковую тсмп-ру, т. к. на каждые 2,73° разницы (° происходитизменение объёмавоздухана1%.

Вторая группа газомеров (для измерения больших потоков газа) основана на принципе измерения проходящего газа по скорости

Фигура ю.

Фигура 1 I.

его прохождения и распадается по характеру действия Г. на три системы: крыльчатые системы Ротари, электротермические системы Томаса и Г., основанные на принципе Вентури. Крыльчатый Г. представлен

Aijtin ("imoi’nH* Mi*

гн I^е;		b****vfcj У-
гн I^е;	Г: r.i	1КЛ /Wisw миллиметров
1
1		<арэ?> ц_ аД* Ш
Апамс

Аитеяшг ям“ a

Фигура 12.

на фигура 11. Газ, проходя Г., приводит в движение крыльчатку и вращает вертикальную ее ось; движение последней передается счетному механизму. Точность измерения такими Г., в зависимости от чистоты газа, колеблется в пределах от +2 до +5 % количества пропущенного газа, причем минимальный регистрируемый с указанной точностью расход составляет /s—Vs ^от пропускной способности Г., которая в этом типе Г. достигает 20 000м³/ч. Электротермия. Г. сист. Томаса (фигура 12) имеет нагреваемую <т~?ь электрич. током плати новую проволоку. Газ этой проволокой нагревается, причем повышение его 1° измеряется термоэлементами. Повышение t° проходящего газа, при известных величинах затраченной на его нагревание энергии и его теплоемкости, дает возможность определить количество пропущенного газа. Точность измерения 1. сист. Томаса достигает ± 1% от количества прокушенного газа. Г. типа Вентур и представляет собою обыкновенную, суженную посредине трубу Вентури (смотрите Водомеры, фигура 1). При прохождении газа через горло (узкое отверстие) трубы он увеличивает свою скорость и уменьшает давление. По разнице давлений у входа в трубу и в горле трубы Вентури судят о количестве протекающего газа.

Все Г. второй группы могут работать при высоких давлениях газа, что несвойственно первой группе.