Ротаметри тіапа РПФ призначені для вимірювання об'ємної витрати плавноменяющіхся однорідних потоків чистих і слабозабруднених агресивних рідин з дисперсними немагнітними включеннями сторонніх часток, нейтральних до фтороіласту і перетворення величини витрати в уніфікований пневматичний сигнал. Ротаметри працюють в комплекті з вторинними пневматичними приладами або пристроями з межами зміни тиску повітря від 0,2 до 1,0 кгс / см 2
Ротаметри призначені для експлуатації в макрокліматичних районах з помірним кліматом.
В позначенні ротаметра букви позначають:
Р - ротаметр; П - пневматичний; Ф - фторопластовий.
Через надмірну кількість використаного вимірюваних рідин ротаметри випускаються заводом-виробником в 3-х базових моделях. Кожна базова модель має уніфікований корпус ротаметричний частини. Межі вимірювання витрат для даних моделей виходять установкою відповідного вимірювального конуса, а умовний прохід-установкою відповідного коміра.
Ротаметри типу РПФ мають єдину уніфіковану пневмоголовку перетворюючу величину витрати в пневматичний сигнал і забезпечує місцеві свідчення.
Основна допустима похибка за шкалою місцевий показань і пневмосигналу ± 2,5%; ± 4%.
Виконання ротаметра- пилебризгозащіщенное.
Харчування ротаметра здійснюється стисненим повітрям тиском 1,4 ± 0,14 кгс / см 2 по ГОСТ 26.015-81. Повітря класу О, 1, 3 по ГОСТ 17433-80. Для забезпечення роботи приладу моделі РПФ при мінусових температурах стиснене повітря, що надходить в прилад, повинен мати точку роси на 10 "З нижче температури навколишнього повітря.
Межі зміни вихідного пневмосигнала від 0,2 до 1 кгс / см 2.
Градуювання ротаметрів - індивідуальна, проводиться заводом-виробником по воді при температурі води і навколишнього повітря (20 ± 5) ° С.
Шкала місцевих показань ротаметра - умовна рівномірна. Витрата в м 3 / ч визначається по таблиці, зазначеної в паспорті, методом лінійної інтерполяції.
При вимірюванні витрати рідини, що має відмінні від води значення в'язкості і щільності, необхідно провести перерахунок витрат з води на дану вимірювану рідину згідно з розрахунком 4Е2.833.706РР.
Температура вимірюваної рідини від 5 до 100 ° С.
Температура навколишнього середовища від мінус 30 до 50 ° С.
Відносна вологість навколишнього середовища від 30 до 80% '.
Додаткова похибка ротаметра, викликана зміною температури навколишнього повітря, не повинна перевищувати 0,5 абсолютного значення основної похибки на кожні 10 ° С відхилення температури від 20 ° С в діапазоні температур від мінус 30 до 50 ° С.
Матеріал деталей, що стикаються з вимірюваним середовищем, фторопласт-4 ТУ6-05-810-76.
Матеріал уплотненія- фторопласт-4 ТУ6-05-810-76.
Приєднання ротаметра до трубопроводу-фланцеве.
Найбільша відстань передачі вихідного сигналу ротаметра до вторинного приладу-300 м.
Величина втрати тиску від установки ротаметра в технологічну лінію-не більше 0,1 кгс / см 2.
Середній термін служби повинен бути не менше 6 років.
Пристрій і робота ротаметра
Ротаметр типу РПФ складається з двох основних частин: ротаметричний і пневматичної (пневмоголовка).
Принципове пристрій ротаметра показано на малюнку 1.
Ротаметричний частина призначена для розміщення ротаметричний пари мерітельний конус-поплавок, що реагує на зміну потоку вимірюваної рідини і приєднання приладу в технологічну лінію.
Корпус ротаметричний частини 1 являє собою прямоточну трубу з привареними на кінцях кільцями 6. Усередині корпусу розташовані, що переміщається під дією вимірюваного потоку поплавок 2, жорстко пов'язаний з парними магнітами 7, конус мерітельний 4, направляючі 3, 12. Корпус ротаметричний частини футерован фторопластом-4 , а напрямні 3, 12, поплавок 2, конус мерітельний 4 виконані із фторопласта-4. До корпусу ротаметричний частини приварена плата 26, що служить для закріплення корпусу пневмоголовкі.
Пневмоголовка призначена для забезпечення місцевих показань і перетворення висоти підйому поплавка, що залежить від величини витрати, в пневматичний вихідний сигнал
Механізм переміщення 10 шарнірно з'єднаний з реле механічним 8 тягою 11, перетворює вертикальне переміщення штока 14 в обертальний рух стрілки 9
Для регулювання верхньої межі вимірювання служить напрямна 19 Гайка 21 служить для контровки направляючої 19
Всі деталі пневмоголовкі захищені від впливу навколишнього середовища (пилу, бризки) і механічних пошкоджень кришкою, яка кріпиться до корпусу за допомогою 3-х гвинтів
Принцип дії ротаметра заснований на сприйнятті поплавком, що переміщається в конусі вимірювальному 4, динамічного напору, що проходить від низу до верху вимірюваного потоку рідини (рис 1)
При підйомі поплавця прохідний зазор між мірильною поверхнею конуса і кромкою поплавка збільшується, при цьому зменшується перепад тиску на поплавці
Коли перепад тиску стає рівним вазі поплавка, що припадає на одиницю площі його поперечного перерізу, настає рівновага При цьому кожній величині витрати вимірюваної рідини при певній її щільності і кінематичної в'язкості відповідає строго певне положення поплавця
В принципі магнітопневматіческого перетворювача використовується властивість сприйняття стежить магнітом 6, механічного переміщення здвоєних магнітів 7, жорстко пов'язаних з поплавком, і перетворення цього переміщення в вихідний пневматичний сигнал.
Переміщення поплавця вгору викликає зміна положення стежить магніту 6 і жорстко пов'язаної з ним заслінки 5 При цьому зазор між соплом і заслінкою зменшується, командне тиск збільшується збільшуючи тиск на виході реле пневматичного 4 (рис 4)
Посилений за потужністю сигнал надходить у внутрішню порожнину стакана 15 (рис 2) Під дією цього сигналу відбувається стиснення пружного елемента (сильфон 17 - пружина 24) сервоприводу 16, переміщення вгору штока 14, жорстко пов'язаного з нижнім кінцем сильфона 17, сопла 25, реле механічного 8, укріплених на штоку 14
Рух штока 14 і реле механічного 8 відбувається до тих пір, поки що стежить магніт 5 з заслінкою не займуть початкове положення щодо здвоєних магнітів 7.
При русі поплавця вниз змінюється положення стежить магніту 5 і пов'язаної з ним заслінки, при цьому зазор між заслінкою і соплом 25 збільшується, зменшуючи тим самим командне тиск і тиск на виході реле пневматичного Надмірна повітря з порожнини склянки 15 (рис 2) через клапан реле пневматичного стравливается в атмосферу Так як тиск в склянці 15 зменшилася, шток 14 під дією пружного елемента (сильфон - пружина) разом з реле механічним 8 переміщається вниз (в сторону руху поплавця) до тих пір, поки що стежить маг ит 5 з заслінкою не займуть початкове солодження щодо здвоєних магнітів.
Повітря, очищений від пилу, масла, надходить на вхід реле пневматичного, далі через кільцевий зазор клапана I, через дросель 4 в камеру сопла «Б», якого. Одночасно, повітря надходить на вихід реле пневматичного (далі до вторинного приладу) і в камеру «А»,
При зменшенні зазору між соплом 9 і заслінкою 2 тиск в камері «Б» зростає.
Тиск в камері «Б» зменшується. а отже, зменшується: тиск на мембрани 8, 10,
Мембрана 8 відкриває клапан 7, через який повітря з камери. «А» стравливается в атмосферу, а мембрана 10 прикриває клапан 1, зменшуючи надходження повітря в реле пневматична, тиск на виході реле пневматичного зменшується.
2.1 Опис лабораторного стенду
Основними завданнями лабораторного стенду
«Перевірка працездатності ротаметра»
1) ознайомлення студентів з вимірюванням витрати рідини методом постійного перепаду тисків;
2) ознайомлення студентів з призначенням ротаметра пневматичного типу РП;
3) ознайомлення студентів з пристроєм ротаметра пневматичного типу РП.
Структурна схема стенду представлена на малюнку 3
Рисунок 3 Схема лабораторного стенду
Для подачі води, витрата якої вимірюється і регулюється стендом, необхідно відкрити вентиль 1. При цьому потрібно вигнати повітря з трубопроводу: допомогою допоміжних вентилів 2 і 3. Після вентилі 2 і 3 потрібно закрити, а вентиль 4 відкрити. Ротаметр 5 вимірює витрата рідини в трубопроводі. Регулювання витрати відбувається за допомогою регулюючого клапана 6. Після проходження води через ротаметр і регулюючий клапан, вона потрапляє в ємність 7. Для зливу води з ємності необхідно відкрити клапан 8. При закритому клапані 8 можна спостерігати зміну витрати на зміну швидкості додавання рівня води в ємності .
При виконанні лабораторної роботи порівнюються показання ротаметра з показаннями вторинного приладу, при прямому та зворотному ході.
Перевірка місцевих показань і пневмосигнала ротаметра при прямому ході
Порівняння свідчення ротаметра і вторинного приладу роблять в п'яти шести точках рівномірно розподілених за шкалою. Зміна величини завдання на вторинному приладі призводить до зміни сигналу посилається на виконавчий механізм, який в свою чергу змінює витрата рідини.
Всі показання приладів записуються в звіт. Перевірка місцевих показань і пневмосигнала ротаметра при зворотному ході.
За даними показань приладів проводитися звіт основної похибки і варіації.
Перевірка місцевих показань і пневмосигнала ротаметра при зворотному ході
При зворотному ході порівняння показань ротаметра і вторинного приладу проводиться по тим же самим точкам шкали, що і при прямому оді.
Всі показання приладів записуються в звіт. Після проведення досвіду проводиться роботка результатів. Знаходиться основна допустима похибка, варіація.
Основна допустима похибка за шкалою парних показань і пневмосигналу не повинно підвищувати ± 4%.
Рекомендована форма протоколу перевірки ротаметра.