Ротаметр для газа своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Ротаметр. Устройство, принцип действия, виды и типы ротаметров.

Наиболее распространенными представителями расходомеров постоянного перепада являются ротаметры. Ротаметры используются в промышленных и лабораторных условиях для измерения небольших объемных расходов жидкостей (верхние пределы от 0,002 до 70 м3/ч) или газов (верхние пределы от 0,05 до 600 м3/ч) в вертикальных трубопроводах диаметром 3. 150 мм.

Ротаметры обладают рядом достоинств : простота устройства; возможность измерения малых расходов жидкостей и газов в трубопроводах малых диаметров; высокая точность при индивидуальной градуировке прибора; малая потеря давления; практически равномерная шкала; динамический диапазон G в.п /G н.п достигает десяти.

Недостатками ротаметров являются необходимость установки только на вертикальных участках трубопроводов; трудности дистанционной передачи показаний и записи; непригодность для измерения расхода сред с высокими давлением и температурой.

В простейшем виде ротаметр представляет собой вертикальную коническую (расходящуюся вверх) стеклянную трубку 1 (рис. 1), внутри которой располагается поплавок 2. Поплавки могут иметь различную форму. Одна из форм — цилиндрическая с нижней конической частью и верхним бортиком с вырезанными на нем косыми канавками. Контролируемая среда при протекании через эти канавки обеспечивает вращение поплавка, при этом он центрируется по оси трубки и устраняется его трение о стенки.

Рис. 1. Схема ротаметра : 1 — стеклянная трубка; 2 — поплавок

Между бортиком поплавка и стенкой трубки образуется кольцевой зазор f к , при прохождении через который поток сужается, скорость его растет, и возникает разность между давлением р 1 в сечении АА до начала сужения и давлением р 2 в самом узком сечении ВВ кольцевой струи. С подъемом поплавка площадь f к увеличивается. Принцип действия ротаметра основан на уравновешивании при любом расходе силы тяжести поплавка силами, действующими на него со стороны жидкости. При этом вертикальное положение поплавка будет однозначно связано с расходом.

Перепад давления на поплавке оказывается не зависящим от расхода. Поэтому ротаметры относятся к группе расходомеров постоянного перепада.

Положение поплавка зависит не только от расхода, но и от плотности контролируемой среды, т.е. градуировка ротаметра должна производиться с ее учетом. Из-за большого разнообразия контролируемых сред ротаметры подразделяются на две группы: для жидкостей, которые градуируются на воде, и для газов, которые градуируются на воздухе. Если такие ротаметры используются для измерения расхода других сред, то их показания нужно умножать на поправочный множитель к.

Наибольшее влияние на погрешность оказывает изменение структуры потока вследствие турбулентности, погрешность определения плотности среды, отличие действительных размеров трубки и поплавка от расчетных, отличие массы поплавка от расчетной. Эти погрешности имеют достаточно большие значения, причем некоторые из них возрастают к началу шкалы.

Основная погрешность ротаметров обычно равна ±(2. 3) %, при индивидуальной градуировке она может быть уменьшена до±(0,5. 1) %. Обычно нижний предел измеряемого расхода ротаметра составляет 0,1 от верхнего предела. Важным отличием ротаметров от других типов расходомеров является незначительная и почти постоянная в рабочем диапазоне потеря давления. У стандартных расходомеров она не превышает 10 кПа для жидкостных приборов и 5 кПа для газовых.

Ротаметры выпускаются нескольких типов . Стеклянные показывающие ротаметры типа РМ имеют шкалу, нанесенную на наружную поверхность конической стеклянной трубки. Шкалы могут градуироваться в различных единицах: в единицах расхода, в процентах от максимального деления, в миллиметрах, в долях отношений диаметра трубки к диаметру поплавка. Очевидно, что в последних случаях ротаметр снабжается градуировочной характеристикой.

Показания считываются по положению верхней горизонтальной плоскости поплавка. Ротаметры со стеклянной конической трубкой применяются для измерения расхода газов или прозрачных жидкостей, находящихся под давлением не более 0,6 МПа (6 кгс/см 2 ).

Для измерения расхода сред с избыточным давлением до 6,4 МПа (64 кгс/см 2 ) используются ротаметры с металлической конической трубкой. Обычно такие ротаметры снабжаются дифференциально-трансформаторными или пневматическими преобразователями для дистанционной передачи показаний. Основная приведенная погрешность ротаметров с дифференциально-трансформаторным преобразователем в комплекте с вторичным прибором составляет ±2,5 %, с пневматическим выходным сигналом ±(1,5. 2,5) %.

В зависимости от диапазона измерения, плотности и агрессивности среды поплавки изготавливаются из нержавеющей стали, титана, алюминиевых сплавов, пластмассы, фторопласта.

Ротаметр для газов – это простейшее устройство, которое в значительной степени облегчает деятельность человека, осуществляющего огневые работы. Прибор позволяет контролировать процесс, определить расход газа. Что представляет из себя оборудование, как им пользоваться, узнаем далее.

Принцип работы

Устройство отличается простой конструкцией и функциональным применением. Состоит из вертикальной трубки, в которой находится поплавок, контролирующий поток газа в трубопроводе. Во время движения среды последняя воздействует на специальные ребра, в зависимости от интенсивности определяется уровень. Использование редуктора с ротаметром сопровождается незначительной погрешностью.

Дополнительные функции

На современном рынке располагается большое количество изделий, которые различаются по конструктивному исполнению, сфере применения и с дополнительными функциями. Отдельные модели используются для аргона и углекислоты, некоторые для других разновидностей газа. Кроме этого, оборудование применяется для автоматического поддержания заданного расхода и понимания давления. Современные приборы обязаны соответствовать техническим условиям и государственным стандартам 13861, 12.2.008. Эксплуатация определяется инструкцией, которая идет в комплекте.

Преимущества

Современные газовые ротаметры с регулятором обладают рядом достоинств:

Простая конструкция и понятная шкала, которая позволяет без проблем оценивать потребление. Работать с этим оборудованием может каждый человек, в том числе без профессиональных навыков.
Диапазон шкалы огромный, а погрешность считывания минимальная. Специальной расшифровки не требуется, оценка производится визуальным способом. Показания видны на расстоянии 2-3 метров.
На рынке располагается несколько вариантов исполнения подобного устройства, которые отличаются по типу материала, по вариантам исполнения и так далее.
Продукция различается безвредностью и экологической чистотой. Их можно применять в промышленности, в том числе для решения профильной задачи в сфере сварочных работ.

Среди прочих моментов выделяется долговечность и надежность, что в сочетании с местом эксплуатации является важной особенностью.

Где заказать?

Ротаметр. Устройство, принцип действия, виды и типы ротаметров.

Рис. 1. Схема ротаметра : 1 — стеклянная трубка; 2 — поплавок

Во многих отраслях промышленности применяются универсальные приборы учета – ротаметры. Они являются расходомерами обтекания, измеряя объемный расход газа и жидкостей. Полученные значения выводятся на дисплей, а также, при необходимости, передаются посредством цифрового и аналогового выходных сигналов.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РОТАМЕТРОВ

Принцип работы ротаметра заключается в следующем: поток жидкости, пара или газа воздействует на поплавок и заставляет его передвигаться по проточной части прибора. В итоге расстояние между поплавком и конической трубкой становится больше, а гидравлическая сила воздействия на поплавок - меньше. В определенный момент гидравлическая сила и сила тяжести компенсируют друг друга (сила воздействия пружины, если ротаметр горизонтального типа), и движение поплавка прекращается. Расстояние, на которое он успевает переместиться, показывает текущий расход. Полученное значение поступает на узел индикации. Стрелка индикатора показывает мгновенный расход по шкале, а на жидкокристаллический дисплей выводятся показатели мгновенного расхода и накопленного значения.

Однако, по желанию заказчика, прибор может быть изготовлен с аналоговым токовым сигналом и цифровым протоколом HART. Также при отсутствии ЖК-дисплея и выходного сигнала возможно применение до двух настраиваемых предельных выключателей.

Когда стрелка индикатора будет достигать верхнего или нижнего предельного выключателя, произойдет их срабатывание. Сигнал от предельных выключателей обычно используют для световой/звуковой сигнализации или для включения других электронных устройств. Для установки нового значения предельного выключателя достаточно ослабить винт, переместить выключатель в нужную позицию, после чего вновь затянуть винт.

Измерения ротаметром осуществляются с достаточно высокой точностью. Приведенная погрешность составляет от 1,5 до 4,0 процентов, при этом требуемый класс точности выбирается при заказе (для горизонтального исполнения).

Сертификация

Варианты исполнения

Как уже было сказано выше, основные варианты исполнения – стандартный и горизонтальный. Кроме того имеются различные виды взрывозащиты:

Предлагаемые типоразмеры могут быть от 15 до 150 мм, а максимальное значение давления составляет 10 МПа. При выборе типоразмера, необходимо учитывать тот факт, что реальные значения расхода в трубопроводе могут отличаться от проектных. Поэтому рекомендуется выбирать типоразмер так, чтобы показания реального расхода находились во второй трети нормированного диапазона и выше. При этом Ду прибора, соответствующего реальному расходу, может быть меньше условного диаметра трубопровода. В таком случае применяются конические переходы (угол конуса не должен превышать 30º).

Заказчик имеет возможность выбрать материалы изготовления корпуса, фланцев, проточной части, поплавка, направляющего стержня и магнитного фильтра. На выбор представлены несколько видов нержавеющей стали, а также фторопластов для футеровки (исполнение Фт для агрессивных сред). Исходя из рекомендаций, преимущественно применяются нержавеющая сталь 304 (Н) и нержавеющая сталь 316 (Н2).

Приборы имеют муфтовое, фланцевое и зажимное присоединение. Также по спецзаказу возможно изготовление расходомера с нестандартным присоединением под необходимый диаметр условного прохода и давление

МОНТАЖ РОТАМЕТРОВ

ПРЕИМУЩЕСТВА

высокая точность;
простота установки;
возможность дистанционного получения показаний (выходные сигналы - аналоговый 4-20 мА или цифровой HART);
возможность получения предупреждающего сигнала при выходе за допустимые настраиваемые значения верхнего и нижнего предела;
наличие антикоррозионного исполнения;
возможность эксплуатации при низких температурах (с рубашкой обогрева);
градуировка под заказ, с учетом параметров измеряемой среды.

ПОВЕРКА

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Широкий диапазон измеряемых сред позволяет использовать ротаметры в самых разных отраслях промышленности. Они измеряют промышленные газы, кислород, жидкости и масла.

В химическом институте им. А.М. Бутлерова они работают на линиях подачи воздуха и азота в составе экспериментальной лабораторной установки по испытанию пылевидных катализаторов.

Если у вас остались вопросы по ротаметрам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Читайте также: