Débitmètre à engrenages hélicoïdaux haute pression pour bancs d'essai hydrauliques et tests d'étanchéité

Conçu pour les bancs d'essai où un composant est jugé bon ou mauvais par quelques millilitres d'huile par minute à 40 MPa. Le débitmètre mesure le volume déplacé réel, conserve son étalonnage de l'huile froide à l'huile chaude, et fournit une sortie d'impulsion que votre API peut totaliser sans table de correction de viscosité.

Débitmètre à engrenages hélicoïdaux haute pression, corps 40 MPa avec brides robustes.

Deuxième vue : chambre de mesure compacte dimensionnée pour les débits de fuite à partir de 0,05 L/min.

Pourquoi les bancs d'essai ne peuvent pas se passer d'une lecture déduite

Un banc d'essai hydraulique pose une question répétée : cette vanne, pompe ou ce vérin a-t-il fui plus que la limite ? À 35 MPa, la bande de passage est souvent de 0,05 à 0,5 L/min sur un fond d'huile dont la température varie de 40 °C pendant un quart de travail. Tout instrument qui déduit le débit de la vitesse du rotor ou de la différence de pression dérivera sur cette bande, et la dérive se traduira par de faux rejets, des pièces retravaillées et des arguments avec la production.

Les débitmètres à turbine sont généralement le premier choix et la première défaillance : la traînée des roulements augmente avec la viscosité de l'huile à basse température, de sorte que le facteur K appris lors d'une course d'acceptation estivale ne correspond plus à un matin d'hiver. Les différentiels à travers undébitmètre à plaque à orificesouffrent du problème inverse, car la viscosité modifie le coefficient de décharge lui-même. Aucun des deux instruments n'indique à l'opérateur si le banc ou la pièce est hors tolérance.

Un débitmètre à engrenages hélicoïdaux compte le volume déplacé. Le volume piégé entre les rotors hélicoïdaux et la paroi de la chambre est fixe par la géométrie, de sorte que le même nombre d'impulsions correspond aux mêmes millilitres à 20 °C et à 70 °C. Ce qui change avec la viscosité, c'est la pression nécessaire pour faire tourner les engrenages, pas la mesure — et sur un banc qui fonctionne à 40 MPa, la pression est la seule chose déjà disponible en abondance.

Deux conditions de fonctionnement, mesurées côte à côte

Comment la mesure à engrenages hélicoïdaux maintient la précision à faible débit et haute pression

Deux rotors hélicoïdaux s'engrènent dans une chambre de précision. La pression du produit les fait tourner ; la ligne d'engrènement isole l'entrée de la sortie, de sorte qu'un volume connu est transporté autour de la paroi de la chambre à chaque rotation. Parce que les rotors sont hélicoïdaux plutôt que droits, le transfert de volume est continu et graduel : il n'y a pas d'ouverture et de fermeture soudaine d'une poche, ce qui produit le faible bruit et la faible pulsation pour lesquels cette conception est connue sur un banc où l'on surveille un manomètre.

Chaque rotation génère un nombre fixe d'impulsions à partir d'une sonde sans contact, et le facteur K en impulsions par litre est établi sur un banc d'étalonnage gravimétrique à cinq points, y compris l'extrémité à faible débit où les tests d'étanchéité s'exécutent réellement. À 0,05 L/min, le débitmètre tourne lentement mais tourne toujours, et le volume piégé par rotation ne change jamais — c'est pourquoi le rapport de plage atteint 1:200 sans changement de technologie.

La gestion de la pression provient du boîtier et des roulements, pas du principe de mesure. La paroi de la chambre est épaisse et les axes des rotors tournent dans des paliers en carbure de tungstène, de sorte que 40 MPa en continu et 50 MPa en pointe ne déforment pas l'espace de mesure. Une petite fuite interne existe le long de la ligne d'engrènement et augmente avec la pression différentielle ; elle est caractérisée sur le certificat, de sorte que le logiciel de test d'étanchéité peut la soustraire ou travailler contre une courbe corrigée.

Conception structurelle pour les pics de pression, la contamination et le fonctionnement continu

Les bancs d'essai sont hostiles de trois manières spécifiques, et la conception mécanique répond à chacune d'elles :

• Pics de pression et événements de soupape de décharge. Une chambre à paroi épaisse, des plaques d'extrémité boulonnées avec des joints métal-métal et une capacité de pointe de 50 MPa maintiennent l'espace de mesure stable lorsqu'une vanne directionnelle se ferme brusquement.
• Huile contaminée. Les rotors en acier à outils durcis et les axes de roulement en carbure de tungstène tolèrent la particule occasionnelle qu'un design acier inoxydable sur acier inoxydable rayerait. Nous spécifions une filtration absolue de 10 µm en amont et la plupart des bancs la fournissent déjà pour le composant testé.
• Fonctionnement continu trois postes. L'ensemble rotor et les roulements sont fournis en paire appairée, de sorte que l'usure est corrigée sur site en remplaçant la paire et en recalibrant, plutôt qu'en mettant au rebut l'instrument entier.

Six avantages sur un banc d'essai

Sélection, filtration et étalonnage pour l'intégration au banc

Commencez par le plus petit débit que vous devez résoudre. Pour la détection de fuite à 0,05-2 L/min, choisissez DN6 ; pour un banc d'essai dynamique fonctionnant à 5-80 L/min, choisissez DN20. Si un seul banc doit faire les deux, installez le petit débitmètre sur la branche de fuite et le plus grand sur la ligne de retour — consultez le reste de notregamme de débitmètres volumétriquespour les tailles intermédiaires — deux instruments coûtent moins cher que les rejets causés par l'étirement d'un débitmètre sur une plage de 1:2000.

Le montage est simple car il n'y a pas d'exigence de ligne droite : le débitmètre peut être placé sur le bloc collecteur, en amont du raccord de test, avec des coudes des deux côtés. Deux règles s'appliquent. Gardez la flèche de débit alignée avec le débit réel, et pour une installation horizontale, gardez l'axe de l'arbre du rotor horizontal afin que l'air ne puisse pas être piégé après une vidange d'huile. Pour les bancs qui rincent dans les deux sens, commandez la version bidirectionnelle avec double sortie d'impulsion.

Calibrez avec de l'huile minérale ISO VG 46 à 40 °C sur un banc gravimétrique, enregistrez cinq points et publiez une courbe de correction de viscosité pour la plage de fonctionnement afin que l'API puisse compenser si le banc fonctionne à froid ou à chaud. Si le banc teste des fluides autres que l'huile minérale, nous calibrons avec votre fluide à la place — le facteur K est une propriété de la géométrie, pas des affirmations marketing.

Schéma d'intégration (dessin schématique) : mesure de fuite et rinçage à plein débit sur un seul débitmètre.

Cas d'application 1 : Fabricant de vannes hydrauliques, Italie

Cas d'application 2 : Remanufacturier de composants hydrauliques, Chili

Spécifications techniques

Questions fréquemment posées

Pourquoi ne pas utiliser un débitmètre à turbine ou Coriolis sur un banc d'essai hydraulique ?

Un débitmètre à turbine repose sur des pales supportées par des roulements qui ralentissent à mesure que la viscosité de l'huile augmente avec la température, de sorte qu'un démarrage à froid à 20 °C et une course à chaud à 65 °C donnent des facteurs K différents à moins de corriger en continu. Sur un banc de fuite où le critère de passage est souvent de quelques millilitres par minute, cette dérive peut être supérieure à la fuite mesurée. Les débitmètres Coriolis sont précis et mesurent la masse directement, mais les plus petites unités coûtent plusieurs fois plus cher, sont sensibles aux pulsations de la pompe et sont surdimensionnés pour les tests de passage/échec de routine. Un débitmètre à engrenages hélicoïdaux maintient la précision volumétrique sur la plage de viscosité, accepte une pression de travail de 40 MPa et produit une sortie d'impulsion que l'API totalise sans aucune couche de conversion.

Comment la contamination de l'huile affecte-t-elle la précision et la durée de vie ?

Les particules dures sont le principal facteur limitant la durée de vie. Les engrenages et les roulements fonctionnent avec des jeux mesurés en micromètres, de sorte qu'une particule de 50 µm peut rayer une face de rotor et modifier le volume piégé de manière permanente. La pression du banc est normalement enregistrée par untransmetteur de pressionsur le même collecteur, et les deux canaux doivent être étalonnés par rapport à la même référence. Nous spécifions une filtration absolue de 10 µm en amont, que la plupart des bancs d'essai fournissent déjà pour le composant testé. Notre ensemble rotor utilise de l'acier à outils durci avec des axes de roulement en carbure de tungstène, qui tolère les fines particules occasionnelles beaucoup mieux que les conceptions acier inoxydable sur acier inoxydable. Lorsque la précision dérive de plus de 0,3 % par rapport à votre référence, la paire d'engrenages et les roulements sont remplacés sur site en tant qu'ensemble appairé et le débitmètre est recalibré — le boîtier et le capteur restent en service, de sorte que la réparation prend des heures, pas des semaines.

Le débitmètre peut-il être monté directement sur le collecteur du banc d'essai ?

Oui, et c'est ainsi que la plupart de nos clients l'installent. Parce que le principe de mesure compte les volumes piégés plutôt que de déduire la vitesse, aucune section droite en amont ou en aval n'est requise, de sorte que le débitmètre peut être placé près d'un bloc collecteur, d'un raccord rapide ou d'une vanne directionnelle. Deux conditions s'appliquent : gardez la flèche de direction du débit alignée avec le débit réel, et pour un montage horizontal, gardez l'axe de l'arbre du rotor horizontal afin que l'air ne puisse pas être piégé après une vidange d'huile. Là où un banc rince dans les deux sens, commandez la version bidirectionnelle avec double sortie d'impulsion. Envoyez-nous le dessin du collecteur avant la validation de la commande et nous confirmerons l'orientation, le dégagement et le filetage de connexion par écrit.

Quel fluide et quelles conditions d'étalonnage sont utilisés ?

Nous calibrons avec de l'huile minérale ISO VG 46 à 40 °C, sauf indication contraire de votre spécification, sur un banc gravimétrique avec une balance traçable et une correction de température. Cinq points sont enregistrés sur la plage de débit, y compris l'extrémité à faible débit où s'exécutent les tests d'étanchéité. Le certificat indique le facteur K en impulsions par litre, l'écart à chaque point, et la température ambiante et du fluide pendant le test. Parce que la viscosité et la température modifient légèrement le facteur K, nous publions également une courbe de correction pour votre plage de fonctionnement afin que l'API puisse compenser lorsque le banc fonctionne à 30 °C ou 70 °C. L'étalonnage avec votre propre fluide est disponible lorsque le banc manipule des fluides autres que l'huile minérale.

Produits associés et lectures supplémentaires

L'instrumentation des bancs d'essai est généralement spécifiée ensemble, de sorte que ces pages sont celles que les ingénieurs demandent ensuite :

• Débitmètres volumétriques — la gamme complète, y compris les versions gaz humide et à disque.
• Débitmètre à piston alternatif — haute précision en montage horizontal ou vertical pour les bancs d'étalonnage.
• Débitmètres à plaque à orifice — mesure de pression différentielle où le débit est constant et la plage est fixe.
• Transmetteurs de pression — le canal de pression qui se trouve normalement à côté du canal de débit sur un banc.
• Étude de cas : débit d'eau de refroidissement dans une aciérie — une installation en boucle fermée avec les mêmes contraintes de pulsation et de filtration.

Envoyez-nous le dessin du collecteur et la limite de fuite que vous devez résoudre, et nousconfirmerons la taille, la connexion et le facteur K par écritavant la validation de la commande.