Ротаметр для газа, воды, аргона. принцип работы

Принцип работы ротаметра

Газообразная или жидкая среда поступает через входное отверстие в донной части ротаметра, движется вверх через колбу, а затем покидает прибор через выходное отверстие в верхней части. Результатом направленного вверх движения среды в конусообразной колбе является перемещение поплавка. Для того, чтобы поплавок перемещался в строго вертикальном направлении: вверх и вниз, монтаж ротаметра должен осуществляться в вертикальном исполнении. Для того, чтобы поплавок не выходил из колбы в верхней и донной ее частях устанавливаются стопорные устройства, такими устройствами могут быть пластмассовые или металлические фиксаторы. В качестве направляющего устройства для поплавка вдоль стенок внутри колбы проходят стеклянные или пластмассовые кромки, или ребра, которые предотвращают отклонение, переворачивание или заклинивание поплавка в колбе.

Обычно у ротаметра имеется шкала для снятия показаний о количестве движущейся среды. Шкала может быть выгравирована на самой колбе или же на какой-нибудь полоске, находящейся рядом с колбой. Шкала откалибрована в единицах измерения расхода потока, в кубических метрах, например. Фактическое показание изменяется в соответствии с изменением положения поплавка относительно шкалы.

Что выбрать

Считается, что для бытовых условий сварки — кратковременных, эпизодических операций — подойдет любое устройство, которое совпадет по резьбе с баллоном.

Операцию вроде сварки мангала для дачи может выдержать даже углекислотный редуктор, накрученный на кислородный баллон (если используется газовая сварка) или на из 80% аргона и 20% углекислоты. Другое дело, что впоследствии это механизм придется выбросить.

Типичным примером такого редуктора, предназначенного для работы с СО₂, является очень известный и популярный среди сварщиков старой закалки УР 6-6.

Он компактный, недорогой, а благодаря наличию двух манометров позволяет довольно удобно определять расход «на глаз». Для бытовой сварки высокая точность не нужна. Один манометр при этом показывает остаточное давление в баллоне, а второй ориентирован на демонстрацию расхода газа — литр в минуту.

Кислородный и аргоновый регуляторы ля сварки теоретически взаимозаменяемы. При этом кислородный будет работать хуже с падением давления в баллоне до критической точки около 1 атмосферы.

В качестве примера аргонового редуктора для сварки можно назвать АР-40-2 отечественного производства. Существует и действительно универсальный регулятор давления — АР-40/У-30 (аргоновый редуктор/углекислотный). Он выдержит и перепады температур, и высокое давление.

Если нет ограничений по финансам, а объем сварочных работ предполагается высоким, то стоит предпочесть устройство не с дополнительным манометром, а с ротаметром.

Ротаметр значительно точнее показывает расход газовой смеси, поскольку работает по иным принципам — он делает измерения в режиме реального времени. Такими приборами пользуются профессионалы.

Список источников

svarka.guru
vchemraznica.ru
stroymaster-base.ru
svaring.com

ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТАМЕТРОВ «ЭМИС»-МЕТА 215»

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).

На точность показаний оказывают влияние такие рабочие параметры, как плотность, вязкость, температура и давление. При этом перепад давления при прохождении веще¬ства через прибор остается постоянным. Следует учитывать тот факт, что при отклонении температуры окружающей среды от стандартных условий, доля от пределов допускаемой основной приведенной погрешности составит 0,5% на каждые 10 ºС. При необходимости в комплект поставки входят рубашки обогрева. Они оснащены специальными штуцерами, с помощью которых к измерительным трубкам подводятся горячее масло или пар. Стоит отметить, что климатическое исполнение прибора соответствует ГОСТ 15150-69 и обозначается как «УХЛ. Категория размещения 1».

Сертификация

Металлические ротаметры «ЭМИС»-МЕТА 215» внесены в Единый Госреестр СИ РФ под № 48744-11. Также они признаны утвержденными средствами измерения в республиках Беларусь и Казахстан

Кроме того, были получены сертификаты:

Варианты исполнения

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

«ЭМИС»-МЕТА 215-Ex» — «искробезопасная электрическая цепь» с маркировкой 1ExibIIBT2/T4 по ГОСТ 31610.11;
«ЭМИС»-МЕТА 215-Вн» — «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ ГОСТ IEC 60079-1 с маркировкой 1ExdIIBT2/T4;
кислородное исполнение «К» с маркировкой «Кислород. Опасно!».

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

Редуктор

Однокамерный и двухкамерный (двухступенчатый) регулятор давления с последовательным расположением полостей снижения давления настраивается поворотом ручного регулятора изменения потока подачи СО₂.

Манометр на входе регистрирует давление двуокиси углерода в баллоне. Второй – в камере регуляции, сети раздачи угольного ангидрида. Не ограничиваясь функцией регистратора изменений, редуктор работает как стабилизатор выходного давления.

Расход диоксида углерода в баллоне не должен влиять на то, какое давление углекислоты должно быть при сварке полуавтоматом. Мембрана редуктора занимает позицию пропуска газа в полость камеры снижения рабочего давления при первичной настройке. Изменение параметров напряжения управляющей пружины приводит в действие противоположную регулировочную пружину.

Площадь открытого сечения впускного клапана плавно меняется в сторону увеличения, но расход углекислоты при сварке полуавтоматом остаётся прежним. Постоянство либо изменение выходного давления корректируется по текущему показанию манометра регулировочным винтом.

Манипуляциями входящего в комплектацию шарового крана ведётся уточнение величины газоистечения. Расходная шайба с дюзой корректируют выпуск по величине значения давления в рабочей камере.

Защитой пневморедуктора занимается вмонтированный предохранительный клапан. Скачок давления приведёт к разрыву мембраны. Потеря герметичности входным штуцером с увеличением пропуска газа ведёт к превентивному запиранию системы.

Пневморедукторы классифицируются по количеству ступеней выравнивания давления (камер). Двухступенчатый редуктор с последовательным снижением давления в неотапливаемом помещении в зимнее время незаменим.

Разделение пневморегуляторов по условиям использования:

сетевые – работа в стационарной сети углекислотной станции;
рамповые – обслуживание многопостовых участков.

Важно! Использование редуктора на наклонённом, лежачем баллоне недопустимо!

Взаимозаменяемость кислородного и углекислотного

Конструктивно они сходны, а заменяемость частична. Кислородный редуктор рассчитан на давление в 2,5 раза выше, эксплуатационные требования жёстче. Диоксид углерода химически нейтрален и не повреждает мембрану. А углекислотный на кислородном баллоне долго не выдержит именно из-за разрушения мембраны.

Но применение не по назначению будет ошибкой. При сварке с диоксидом углерода кислородный редуктор замерзает. Коэффициент расширения углекислоты приводит к понижению температуры на редуцирующем клапане до –60 С. Кристаллизация влаги приведёт к выходу из строя устройства.

Требования взрывобезопасности диктуют ставить на кислород редуктор с накидными гайками. Баллон углекислотный позволительно крепить хомутом – утечка не приведёт к пожару.

УР 6-6

Среди многообразия редукторов выделяют компактный универсальный стрелочный УР 6-6 с калиброванным жиклёром. Пригоден для регуляции подачи аргона, иных газов и смесей с предельной долей кислорода до 23% на газобаллонном оборудовании 20–50 л. Ударопрочный корпус выполнен из латуни. Рекомендовано подключение электроподогревателя.

Технические характеристики:

встроен очистной фильтр во впускной клапан, противодействующий обратному стравливанию в баллон;
входное давление – до 20 МПа;
пропускная способность – до 1,8 м3/час. (30 л/мин.);
рабочее давление – 0,35 МПа;
предел неравномерности рабочего давления – 4%
вес – 0,7 кг;
считается самой экономичной моделью.

С ротаметром

Гарантируется точность управления и показаний газопотока

Манометр указывает единицы расходования. Прибор настроен и уточняющие регулировки нежелательны. Двухротаметрные редукторы предназначаются для защиты шва химически активных металлов с обеих сторон.

Измерение по перепаду давления

Чаще всего данный способ предполагает использование диафрагмы. В этом случае в трубопроводе для сужения потока устанавливается диафрагма, обычно представляющая собой пластину с отверстием в середине. Давление проходящего через диафрагму газа падает, при этом разница давлений до сужения и после него пропорциональна скорости, а значит и расходу проходящего газа. Используя дифференциальные датчики давления, можно узнать разницу давлений и перевести эти значения в значение расхода.

Еще одним прибором, использующим перепад давления для измерения расхода, является труба Вентури. В этом устройстве сужение и расширение трубопровода происходят постепенно. Труба представляет собой два усеченных конуса, соединенных узкими концами. При этом конус расширения имеет большую длину, чем конус сужения.

Подвидом трубы Вентури можно считать измерительное сопло, в котором, присутствует конус сужения, но в отличие от трубы Вентури, отсутствует расширяющаяся часть. Данный прибор используется в случае, если турбулентность потока крайне высока.

Также существуют расходомеры, в которых сужение потока создается при помощи клинового ограничителя. В остальном данные расходомеры аналогичны прочим приборам, использующим принцип измерения по перепаду давления.

Преимуществом данных расходомеров является достаточно высокая точность измерения, а также не столь значительное повышение стоимости при увеличении диаметра трубопровода. Основным недостатком же является то, что установленная диафрагма вызывает значительные потери напора проходящего по трубопроводу газа. Труба Вентури создает гораздо меньшие потери, чем диафрагма, однако является достаточно габаритной и дорогой. Кроме этого данные расходомеры плохо применимы при небольших значениях расхода.

На следующем графике можно увидеть значения потерь давления для разных типов сужающих устройств:

Продолжение:

Подобрать расходомер, подходящий для решения Вашей задачи, можно в каталоге продукции или обратившись к нашим техническим специалистам.

МОНТАЖ РОТАМЕТРОВ

Установка ротаметров должна осуществляться на строго вертикальном участке трубы, поток по которой движется по направлению снизу вверх (при стандартном исполнении). При спецификации «Г» участок трубопровода должен располагаться горизонтально, а направление потока должно быть слева направо.
Что касается длин прямых участков, то до и после прибора они должны составлять не менее 5 диаметров условного прохода.
На месте установки не должно быть сильной вибрации, высокой температуры и магнитного поля. В частности, нельзя производить монтаж оборудования рядом с трансформатором или другими механизмами, способными повлиять на показания.
Регулирующие устройства рекомендовано устанавливать после расходомера, а устройства отключения – до него.
При загрязнении измеряемой среды примесями, подверженными магнитному воздействию, используют магнитный фильтр. Магнитный фильтр не входит в длину прямого участка. Его рекомендуется устанавливать в шести — десяти диаметрах условного прохода перед прибором. Отметим, что такой фильтр возможно применять только при фланцевом типе присоединения.
На участке монтажа не должно быть напряжения трубопровода, а сам расходомер не должен выполнять функцию опоры.
При монтаже необходимо выбирать удобные для доступа места.

Цветовая маркировка

По сути своей редуктор — это регулятор давления смеси для сварки. Он в обязательном порядке входит в состав оборудования для сварочного полуавтомата, использующего принцип сварки в защищенной газовой среде. Минимум два редуктора (каждый к своему баллону) используют в установке газовой сварки и резки.

Безусловно, лучшим решением будет выбирать для баллона с определенным газом только специально предназначенный для него редуктор. Существует строгая система цветовой маркировки:

голубой цвет с черной надписью — кислород;
белый с красным текстом — ацетилен;
черный с синей надписью — технический аргон;
черный с белой надписью — сырой аргон;
черный с желтой надписью — углекислота (СО2).

В зависимости от того, применяется ли вами газовая сварка, аргонодуговая либо сварка в углекислоте, выбирайте соответствующий редуктор.

На рынке или в магазине это легко сделать по цвету — цвет редуктора ля сварки соответствует цвету баллона, для которого он предназначен. Голубой — для кислорода, черный — для аргона (он же подойдет для углекислого газа), и так далее.

#1

Отправлено 21 Март 2011 13:19

Добрый день.

Подскажите какой недорогой редуктор или регулятор лучше купить для того, чтобы варить в смеси аргона и уклекислоты, и подойдет ли он для сварки только в углекислоте? И ещё — можно ли заправлять смесь арг+Со2 80/20 в баллон для только аргона или только углекислоты?

Это интересно: Использование углекислоты для сварки полуавтоматом — познаем по порядку

Принцип работы и существующие виды

Несмотря на количество видов и разнообразия, механизм действия у всех ротаметров практически одинаковый. Внутри вертикальной трубки в виде конуса находится поплавок, который служит индикатором. Жидкость, либо газ, поступая снизу, толкает вверх поплавок, соответственно чем больше расход то тем выше поднимается поплавок. Для определения объема на трубке ротаметра нанесена шкала с делениями обозначающая единицу объема определенного вещества на единицу времени. Так как плотность объема у каждого вещества разная отсюда выделяют отдельно:

ротаметры для газов и паров;
ротаметры для масел;
ротаметры для воды и других жидкостей.

Существует несколько фирм, которые занимаются надежными и качественными ротаметрами, например www.rotametry.ru, на сайте вы найдете широкий ассортимент различных видов ротаметров.

Различия присутствуют также и по материалу изготовления:

С пластмассовой и стеклянной колбой обычно принято использовать в среде с минимальным давлением, так как они наиболее уязвимы и могут деформироваться. Однако стекло ни как не влияет на точность измерения и не поддается коррозии, а значит вполне уместно его применение в кислотной среде

Также часто применяют стеклянный ротаметр для воды или других не мутных прозрачных жидкостей, так как важно при измерении видеть шкалу деления. Подобные ротаметры наиболее простые и часто используются для бытовых измерений.
С металлическим (магнитным) корпусом дает возможность его применения в среде с сильным давлением, так как прочность наибольшее преимущество данного ротаметра

Также его применяют при измерении темной густой среды, где невозможно рассмотреть шкалу деления. На поплавке расположен специальный механизм, который заменяет шкалу деления.
Электронный ротаметр отличается от всех наиболее точным измерением. Отличная альтернатива обычному ротаметру особенно при использовании в лабораторных исследованиях. Стойкий к сильным давлению и перепадам температур используется ротаметр для газа и воздуха. В зависимости от назначения поплавок может быть изготовлен из нержавеющей стали, титана, алюминия.

Ротаметры достаточно просты в использовании, экономичные, так как не требуют дополнительных ресурсов, незаменимы и востребованы уже долгое время.

Устройство и виды расходомера

Номинально расходомер для теплого пола предназначен для измерения расхода теплоносителя, то есть он фиксирует объем теплоносителя, который проходит через точку подключения в единицу времени. Этот измерительный прибор еще называют ротаметром.

В продаже имеются ротаметры разных моделей. Есть такие, что выполняют одну только функцию измерения. Для такого ротаметра дополнительно устанавливают перекрывной вентиль. Такой узел регулируется вручную. При настройке системы оператор прикрывает или приоткрывает вентиль в зависимости от показаний расходомера. Есть разнообразные модели с вмонтированным вентилем. Некоторые из них позволяют осуществлять автоматическое регулирование потока теплоносителя.

Поплавковый ротаметр с пластиковым корпусом

В системах теплых полов обычно используют поплавковые ротаметры. В металлическом или пластиковом корпусе находится прозрачная поликарбонатная колба. Скорость циркуляции теплоносителя определяется поплавком, находящимся внутри колбы. Принцип работы его основан на скорости всплывания поплавка в постоянно поступающей и топящей (обтекающей) его жидкости. Эту схему можно назвать вечно всплывающим поплавком. Пружина пытается вернуть поплавок на место. Чем сильнее поток, тем больше притапливается поплавок.

Поплавковый ротаметр вкручивается вертикально на подающем коллекторе. Классическая схема комплектации гребенки (коллекторов) – это расходомеры с вентилями на подающем коллекторе и термостаты на обратном.

Ротаметры для воды

Материал корпуса таких приборов выбирается по тем же критериям, что и для газовых ротаметров, однако далее конструкция претерпевает изменения, которые связаны с различиями в плотностях воды и газа. Чаще всего расход воды устанавливают, используя датчики оптического или теплового типа.

Оптический ротаметр для воды действует так. Прозрачный корпус с поплавком размещается перед источником света. Его лучи проходят через рассеиватель, и собираются фокусирующей линзой, которая располагается с противоположной стороны прибора. Яркость источника освещения устанавливается таким образом, чтобы интенсивность внешнего света не влияла на точность показаний прибора. Отражённый линзой свет поступает на фотоумножитель, усиливается и передаётся на триггер, которые начинает формировать импульсы определённой частоты. Интенсивность и амплитуда частотных колебаний преобразуются в единицы расхода воды.

Подобным образом действует и лазерный ротаметр, но вместо оптических параметров света используются квантовые. Такие ротаметры более компактны, а потому успешно применяются в целях измерения текущих значений расхода воды в трубопроводах малых поперечных сечений.

При высокой степени загрязнения воды оптические и лазерные ротаметры неэффективны. В таких случаях устанавливают приборы ультразвукового или механического типа.

Технические характеристики и документация на ротаметры

GR-065

Без выходного сигнала (только визуальная индикация)

Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPT Предел измерения, л/мин: 0,002…43,3 Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 12 / -20…+ 90 Материал / Среда измерения: Нержавеющая сталь, стекло / Вода, газы

Документация на сайте производителя