Ротаметры электрические

Рисунок 11.7 – Общий вид электрических ротаметров

Ротаметры типа РЭ ГОСТ 13045 – 81 предназначены для измерения объемного расхода плавноменяющихся однородных потоков чистых и слабозагрязненных жидкостей с дисперсными включениями инородных частиц, нейтральных к стали 12Х18Н9Т ГОСТ 5632 - 72, и преобразования его в индуктивность «L» по дифференциально-трансформаторной связи в пределах - 10 ÷ 0 ÷10 МГн. Ротаметры электрические РЭ выполнены в 2-х исполнениях: РЭ - пылебрызгозащищенном; РЭВ - взрывозащищенном. Ротаметры электрические взрывозащищенного исполнения РЭВ предназначены для работы во взрывоопасных помещениях и имеют взрывозащиту датчиков (взрывозащищенное исполнение 1Ехd11ВТЗ по ГОСТ 12.2.020 – 86).

Градуировка ротаметров - индивидуальная, производится заводом изготовителем по воде при температуре воды и окружающего воздуха 20 °С +5 °C.

Ротаметры типа РЭ в комплекте с вторичными приборами дифференциально-трансформаторной системы предназначены для измерения объемного расхода плавноменяющихся однородных потоков чистых и слабозагрязненных жидкостей с дисперсными включениями инородных частиц, нейтральных к стали 12Х18Н9Т ГОСТ 5632 – 72, и преобразования его измеренной величины в унифицированный электрический выходной сигнал.

Основная область применения ротаметров - измерение объемного расхода жидких сред в технологических процессах.

При выпуске из производства каждый ротаметр подвергается первичной поверке. По заказу потребителя ротаметры могут выпускаться с калибровкой, аккредитованной метрологической службой предприятия-изготовителя.

Ротаметры взрывозащищенного исполнения могут применяться для работы во взрывоопасных помещениях всех классов и наружных установках, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом 1,2 и 3 категорий групп А, Б и В согласно классификации действующего ГОСТ 12.1.011 – 78.

Вторичные приборы дифференциально-трансформаторной системы должны устанавливаться вне взрывоопасного помещения.

По защищенности от воздействия окружающей среды ротаметры соответствуют пылебрызгозащищенному исполнению IP54 по ГОСТ 14254 – 96 и взрывозащищенному исполнению 1ExdIIВТ3 по ГОСТ 12.2.020 – 86.

Ротаметры соответствуют климатическому исполнению с категорией размещения 3 по ГОСТ 15150, но для работы при температурах от минус 30 до плюс 50 °С.

По устойчивости к механическим воздействиям ротаметры соответствуют виброустойчивому исполнению L3 по ГОСТ 12997 – 84.

По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха ротаметры соответствуют группе С4 по ГОСТ 12997 – 84.

Основные технические характеристики:

- в зависимости от назначения и пределов измерения ротаметры выпускаются заводом-изготовителем в пяти базовых моделях пылебрызгозащищенного и взрывозащищенного исполнения, основные параметры и размеры которых приведены в таблице 2;

- предел основной допускаемой погрешности ротаметров в комплекте со вторичным прибором дифференциально-трансформаторной системы ± 2,5 %; ± 4 % от верхнего предела измерений при нормальной температуре окружающей среды – (20 ± 5) °С при условии, что погрешность вторичного прибора не превышает ± 1 %;

- рабочая среда - чистая и слабозагрязненная жидкость с дисперсными включениями инородных частиц, нейтральных к стали 12Х18Н9Т ГОСТ 5632 – 72;

- диапазон температуры измеряемой среды - от минус 40 °С до плюс 70 °С;

- диапазон измерения – 5 : 1;

- выходные сигналы ротаметров по взаимной индуктивности (10 – 0 –10) мГн определяются при номинальном токе питания 0,125 А частотой 50 Гц;

- питание первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя вторичного прибора и последовательной первичной обмотки индукционной катушки ротаметра осуществляется напряжением переменного тока 220 В, частотой 50 Гц от обмотки силового трансформатора усилителя вторичного прибора;

- величина потери давления от установки ротаметра в технологическую линию не более10 кПа (0,1 кгс/см²);

- рекомендуемое избыточное давление перед ротаметром должно быть не менее 50 кПа (0,5 кгс / см²);

- средний срок службы должен быть не менее двенадцати лет;

- дополнительная погрешность ротаметров, вызванная изменением геометрических размеров ротаметрической пары при изменении температуры измеряемой среды от нормальной до предельных значений не должна превышать ± 0,5 предела допускаемой основной погрешности на каждые 10 °С изменения температуры.

Принцип действия ротаметра основан на восприятии динамического напора измеряемого потока жидкости, проходящего снизу вверх тарельчатым поплавком, перемещающимся в конусном стакане, или конусным поплавком, перемещающимся относительно диафрагмы. При подъеме поплавка проходной зазор между мерительной поверхностью конуса (поплавка) и кромкой поплавка (кольца) увеличивается, при этом уменьшается перепад давления на поплавке. Когда перепад давления становится равным весу поплавка, приходящемуся на единицу площади его поперечного сечения, наступает равновесие. При этом каждой величине расхода среды при определенной ее плотности и кинематической вязкости соответствует строго определенное положение поплавка и жестко связанного с ним сердечника.

Сердечник перемещается внутри индукционной катушки, которая вместе с сердечником представляет дифференциально-трансформаторный преобразователь.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь осуществляет преобразование перемещения сердечника в комплексную взаимную индуктивность.

Для дифференциально-трансформаторных преобразователей устанавливается характеристика преобразования, определяемая формулой:

М(S) = , (11.2)

где М(S) - значение взаимной индуктивности, мГц;

S - перемещение сердечника, мм;

S_ном - номинальный рабочий ход сердечника, мм;

-номинальное значение для верхнего предела эквивалентной взаимной индуктивности, соответствующее номинальному рабочему ходу, (мГц);

e - номинальное значение угла потерь.

Для ротаметров за S_ном принимается половина рабочего хода сердечника вверх или вниз от среднего положения (электрической нейтрали).

Ротаметр состоит из двух основных частей:

- ротаметрической;

- электрической.

Ротаметрическая часть отделена от электрической части разделительной трубкой. Все узлы ротаметрической части расположены внутри стального корпуса. Основными элементами ротаметрической части являются конический поплавок, перемещающийся внутри кольцевой диафрагмы для ротаметров с верхними пределами измерения по воде от 0,63 до 63 м³/ч или тарельчатый поплавок, перемещающийся внутри вертикально расположенной конической трубки для ротаметров с верхними пределами измерения по воде от 0,025 до 0,4 м³/ч.

Внутри корпуса расположены также направляющая и втулка. Конус (диафрагма), втулка, направляющая крепятся гайкой. Для монтажа к ротаметру прилагаются прокладки, воротники (ниппели), фланцы (гайки).

Электрическая часть ротаметра (дифференциально-трансформаторный преобразователь) состоит из индукционной катушки, сердечника, жестко связанного с поплавком и перемещающегося внутри разделительной трубки, приваренной к корпусу, и двух резисторов, вмонтированных в клеммную колодку. Обмоточные данные индукционных катушек приведены в таблице 11.2.

Индукционная катушка состоит из двух обмоток:

- первичная;

- вторичная.

Вторичная обмотка состоит из двух равных секций.

Катушка при регулировке ротаметра перемещается относительно разделительной трубки под действием пружины и гаек (гайки и винта регулировочного).

Электрическая часть ротаметра помещена в пылевлагонепроницаемом кожухе.

Электрические части ротаметров РЭ-II,III,IV,V и РЭВ-II, III,IV,V являются универсальными.

Таблица 11.2 - Обмоточные данные индукционных катушек

Ротаметры взрывозащищенного исполнения имеют идентичные детали, обеспечивающие взрывозащиту и отличаются друг от друга ротаметрической частью.

Электрическая часть помещена во взрывонепроницаемую оболочку, состоящую из кожуха и крышки, которая выдерживает давление взрыва и совместно с электрическими средствами защиты исключает передачу взрыва в окружающую взрывонепроницаемую среду.

Прочность каждой взрывонепроницаемой оболочки проверяется путем гидравлических испытаний ее деталей избыточным давлением 0,4 МПа в течение 5 минут при их изготовлении.

Взрывонепроницаемость оболочки обеспечивается применением щелевой взрывозащиты.

Эти сопряжения обозначены “ВЗРЫВ” с указанием, допускаемых по ГОСТ 12.2.020 – 86 параметров взрывозащиты: максимального зазора и минимальной длины щелей, классов частоты обработки поверхностей прилегания, образующих взрывонепроницаемые щели.

У ротаметра взрывозащищенного исполнения на кожухе имеется надпись “1ExdIIВТ3” обозначающая категорию и группу взрывоопасной смеси.