Medidor de Vazão Helicoidal de Alta Pressão para Bancadas de Teste Hidráulico e Teste de Vazamento

Projetado para bancadas de teste onde um componente é julgado bom ou ruim por alguns mililitros de óleo por minuto a 40 MPa. O medidor mede o volume deslocado real, mantém sua calibração de óleo frio a óleo quente e fornece uma saída de pulso que seu CLP pode totalizar sem uma tabela de correção de viscosidade.

Medidor de vazão helicoidal de alta pressão, corpo de 40 MPa com flanges de alta resistência.

Segunda visualização: câmara de medição compacta dimensionada para vazamentos de 0,05 L/min.

Por que as Bancadas de Teste Não Podem Viver com uma Leitura Inferida

Uma bancada de teste hidráulico faz uma pergunta repetidamente: esta válvula, bomba ou cilindro vazou mais do que o limite? A 35 MPa, a faixa de aprovação é frequentemente de 0,05 a 0,5 L/min contra um fundo de óleo que muda de temperatura em 40 °C durante um turno. Qualquer instrumento que infira o fluxo a partir da velocidade do rotor ou da diferença de pressão irá desviar nessa faixa, e o desvio se torna rejeições falsas, peças retestadas e discussões com a produção.

Medidores de turbina são a primeira escolha usual e a primeira falha usual: o arrasto do rolamento aumenta à medida que a viscosidade do óleo sobe em baixas temperaturas, então o fator K aprendido durante uma corrida de aceitação de verão não corresponde mais a uma manhã de inverno. Diferenciais em ummedidor de placa de orifício sofrem o problema oposto, pois a viscosidade altera o próprio coeficiente de descarga. Nenhum dos instrumentos diz ao operador se a bancada ou a peça está fora de tolerância.

Um medidor de engrenagem helicoidal conta o volume deslocado. O volume aprisionado entre os rotores helicoidais e a parede da câmara é fixo pela geometria, de modo que a mesma contagem de pulsos corresponde aos mesmos mililitros a 20 °C e a 70 °C. O que muda com a viscosidade é a pressão necessária para girar as engrenagens, não a medição — e em uma bancada que opera a 40 MPa, a pressão é a única coisa já disponível em abundância.

Duas Condições de Trabalho, Medidas Lado a Lado

Como a Medição Helicoidal Mantém a Precisão em Baixo Fluxo e Alta Pressão

Dois rotores helicoidais engrenam dentro de uma câmara de precisão. A pressão do produto os gira; a linha de engrenagem veda a entrada da saída, de modo que um volume conhecido é transportado pela parede da câmara a cada rotação. Como os rotores são helicoidais em vez de retos, a transferência de volume é contínua e gradual: não há abertura e fechamento súbitos de um bolso, que é o que produz o baixo pulso e o baixo ruído para os quais este projeto é conhecido em uma bancada onde um manômetro está sendo observado.

Cada rotação gera um número fixo de pulsos de um captador sem contato, e o fator K em pulsos por litro é estabelecido em um equipamento de calibração gravimétrica em cinco pontos, incluindo a extremidade de baixo fluxo onde os testes de vazamento realmente ocorrem. A 0,05 L/min o medidor está girando lentamente, mas ainda girando, e o volume aprisionado por rotação nunca muda — é por isso que a relação de turndown atinge 1:200 sem uma mudança de tecnologia.

O manuseio de pressão vem da carcaça e dos rolamentos, não do princípio de medição. A parede da câmara é de seção espessa e os pinos do rotor correm em buchas de carboneto de tungstênio, de modo que 40 MPa contínuos e 50 MPa de pico não distorcem a lacuna de medição. Um pequeno vazamento interno na linha de engrenagem existe e aumenta com a pressão diferencial; ele é caracterizado no certificado, para que o software de teste de vazamento possa subtraí-lo ou trabalhar contra uma curva corrigida.

Projeto Estrutural para Picos de Pressão, Contaminação e Serviço Contínuo

As bancadas de teste são hostis de três maneiras específicas, e o projeto mecânico responde a cada uma delas:

• Picos de pressão e eventos de válvula de alívio. Uma câmara de paredes espessas, placas de extremidade aparafusadas com vedações metal-metal e uma capacidade de pico de 50 MPa mantêm a lacuna de medição estável quando uma válvula direcional fecha abruptamente.
• Óleo contaminado. Rotores de aço ferramenta endurecido e pinos de rolamento de carboneto de tungstênio toleram a partícula ocasional que um projeto de aço inoxidável contra aço inoxidável arranharia. Especificamos filtragem absoluta de 10 µm a montante e a maioria das bancadas já a fornece para o componente sob teste.
• Serviço contínuo de três turnos. O conjunto de rotores e os rolamentos são fornecidos como um par casado, de modo que o desgaste é corrigido no local substituindo o par e recalibrando, em vez de descartar todo o instrumento.

Seis Vantagens em uma Bancada de Teste

Seleção, Filtragem e Calibração para Integração em Bancada

Comece pelo menor fluxo que você precisa resolver. Para detecção de vazamento a 0,05–2 L/min, escolha DN6; para uma bancada de dinamômetro operando 5–80 L/min, escolha DN20. Se uma única bancada precisar fazer ambos, instale o medidor pequeno no ramal de vazamento e o maior na linha de retorno — veja o restante de nossagama de deslocamento positivo para os tamanhos intermediários — dois instrumentos custam menos do que as rejeições causadas por esticar um medidor em uma faixa de 1:2000.

A montagem é simples porque não há requisito de corrida reta: o medidor pode ficar no bloco do manifold, a montante do acoplamento de teste, com cotovelos em ambos os lados. Duas regras se aplicam. Mantenha a seta de fluxo alinhada com o fluxo real e, para instalação horizontal, mantenha o eixo do rotor horizontal para que o ar não possa ser aprisionado após uma troca de óleo. Para bancadas que limpam em ambas as direções, peça a versão bidirecional com saída de pulso dupla.

Calibre com óleo mineral ISO VG 46 a 40 °C em um equipamento gravimétrico, registre cinco pontos e publique uma curva de correção de viscosidade para a faixa de operação para que o CLP possa compensar se a bancada operar fria ou quente. Se a bancada testar fluidos diferentes de óleo mineral, calibramos com seu fluido em vez disso — o fator K é uma propriedade da geometria, não de alegações de marketing.

Layout de integração (desenho esquemático): medição de vazamento e limpeza em fluxo total em um medidor.

Caso de Aplicação 1: Fabricante de Válvulas Hidráulicas, Itália

Caso de Aplicação 2: Remanufaturador de Componentes Hidráulicos, Chile

Especificações Técnicas

Perguntas Frequentes

Por que não usar um medidor de turbina ou Coriolis em uma bancada de teste hidráulico?

Um medidor de turbina depende de pás suportadas por rolamentos que desaceleram à medida que a viscosidade do óleo aumenta com a temperatura, de modo que uma partida a frio a 20 °C e uma operação quente a 65 °C fornecem fatores K diferentes, a menos que você corrija continuamente. Em uma bancada de vazamento onde o critério de aprovação é frequentemente alguns mililitros por minuto, esse desvio pode ser maior do que o vazamento medido. Medidores Coriolis são precisos e medem massa diretamente, mas as menores unidades custam várias vezes mais, são sensíveis à pulsação da bomba e são superdimensionados para testes de aprovação/reprovação rotineiros. Um medidor de engrenagem helicoidal mantém a precisão volumétrica em toda a faixa de viscosidade, aceita 40 MPa de pressão de trabalho e produz uma saída de pulso que o CLP totaliza sem nenhuma camada de conversão.

Como a contaminação do óleo afeta a precisão e a vida útil?

Partículas duras são o principal limitador de vida. Engrenagens e rolamentos operam com folgas medidas em micrômetros, de modo que uma partícula de 50 µm pode arranhar uma face do rotor e alterar permanentemente o volume aprisionado. A pressão da bancada é normalmente registrada por umtransmissor de pressão no mesmo manifold, e os dois canais devem ser calibrados contra a mesma referência. Especificamos filtragem absoluta de 10 µm a montante, que a maioria das bancadas de teste já fornece para o componente sob teste. Nosso conjunto de rotores usa aço ferramenta endurecido com pinos de rolamento de carboneto de tungstênio, que tolera finas partículas ocasionais muito melhor do que projetos de aço inoxidável contra aço inoxidável. Quando a precisão desvia mais de 0,3% em relação à sua referência, o par de engrenagens e os rolamentos são substituídos como um conjunto casado no local e o medidor é recalibrado — a carcaça e o sensor permanecem em serviço, de modo que o reparo leva horas, não semanas.

O medidor pode ser montado diretamente no manifold da bancada de teste?

Sim, e é assim que a maioria de nossos clientes o instala. Como o princípio de medição conta volumes aprisionados em vez de inferir velocidade, nenhuma corrida reta a montante ou a jusante é necessária, de modo que o medidor pode ficar próximo a um bloco de manifold, um acoplamento de liberação rápida ou uma válvula direcional. Duas condições se aplicam: mantenha a seta de direção do fluxo alinhada com o fluxo real e, para montagem horizontal, mantenha o eixo do rotor horizontal para que o ar não possa ser aprisionado após uma troca de óleo. Onde uma bancada limpa em ambas as direções, peça a versão bidirecional com saída de pulso dupla. Envie-nos o desenho do manifold antes da liberação do pedido e confirmaremos a orientação, folga e rosca de conexão por escrito.

Qual fluido e condições de calibração são usados?

Calibramos com óleo mineral ISO VG 46 a 40 °C, a menos que sua especificação diga o contrário, em um equipamento gravimétrico com balança rastreável e correção de temperatura. Cinco pontos são registrados em toda a faixa de fluxo, incluindo a extremidade de baixo fluxo onde os testes de vazamento ocorrem. O certificado declara o fator K em pulsos por litro, o desvio em cada ponto e a temperatura ambiente e do fluido durante o teste. Como a viscosidade e a temperatura alteram ligeiramente o fator K, também publicamos uma curva de correção para sua faixa de operação para que o CLP possa compensar quando a bancada opera a 30 °C ou 70 °C. A calibração com seu próprio fluido está disponível quando a bancada manipula fluidos diferentes de óleo mineral.

Produtos Relacionados e Leitura Adicional

A instrumentação de bancada de teste é geralmente especificada em conjunto, então estas páginas são as que os engenheiros pedem em seguida:

• Medidores de vazão de deslocamento positivo — a gama completa, incluindo as versões de gás tipo úmido e de disco.
• Medidor de vazão de pistão alternativo — alta precisão em montagem horizontal ou vertical para bancadas de calibração.
• Medidores de vazão de placa de orifício — medição de pressão diferencial onde o fluxo é estável e a faixa é fixa.
• Transmissores de pressão — o canal de pressão que normalmente fica ao lado do canal de fluxo em uma bancada.
• Estudo de caso: fluxo de água de resfriamento em uma usina siderúrgica — uma instalação em circuito fechado com as mesmas restrições de pulsação e filtragem.

Envie-nos o desenho do manifold e o limite de vazamento que você precisa resolver, e nósconfirmaremos tamanho, conexão e fator K por escrito antes da liberação do pedido.