загрузка...
 
6.6. Витратоміри обтікання (ротаметри)
Повернутись до змісту

6.6. Витратоміри обтікання (ротаметри)

Витратоміри обтікання відносяться до великої групи витратомірів, що називаються також витратомірами постійного перепаду тиску, або ротаметрами. У цих витратомірах обтічне тіло (поплавець, поршень, поворотний клапан, пластинка, кулька та ін.) сприймає з боку набіжного потоку силовий вплив, який при зростанні витрати збільшується і переміщає обтічне тіло, у результаті чого сила, яка переміщає, зменшується і знову врівноважується протидіючою силою. Протидіючою силою є вага обтічного тіла при русі потоку вертикально знизу нагору або сила протидіючої пружини у випадку довільного напрямку потоку. Вихідним сигналом розглянутих перетворювачів витрати служить переміщення обтічного тіла. На рис.6.11 наведені принципові схеми перетворювальних елементів витратомірів обтікання, що дістали найбільшого поширення.

Згідно зі схемою рис.6.11 а в конічній трубці 1 розміщений поплавець 2, при підніманні якого нагору під дією потоку збільшується площа прохідного кільця між поплавцем і стінкою конічної трубки, що приводить до зменшення сили, створюваної потоком, яка діє на поплавець. Речовина, протікаючи через прорізи, надає поплавцю обертання, і він центрується в середині потоку. При рівновазі сил, які діють на поплавець, він установлюється на висоті, що відповідає вимірюваному значенню витрати. Аналогічно збільшується кільцевий перетин між конічним клапаном 2 і циліндричним сідлом 1 (рис.6.11 б). На схемі рис.6.11 в при підніманні поршня 1 збільшується площа вихідного бічного отвору 3 у стінці циліндра 2.

Подпись: 
Рисунок 6.11 - Схеми витратомірів обтікання

Витратоміри обтікання, які застосовуються для вимірювання витрати рідин і газів, мають кілька різновидів. Найпоширеніші з них наведені на рис.6.12.

У ротаметрах зі скляною конічною трубкою 1 (рис.6.12 а), призначених для вимірювання газів або прозорих рідин, шкала 4 нанесена безпосередньо на зовнішній поверхні скла. Покажчиком служить верхня горизонтальна площина обертового поплавця 2. На нижньому патрубку є сідло, на яке опускається поплавець при нульовій витраті речовини. На верхньому патрубку є обмежник ходу поплавця 3.

Подпись: 
Рисунок 6.12 - Конструктивні схеми ротаметрів

Для вимірювання витрати непрозорих рідин (рис.6.12 б) застосовують циліндричну скляну трубку 3 і циліндричний поплавець 1 з отвором посередині, через який проходить нерухомий стрижень 2 конічного перетину. При переміщенні уздовж трубки 1 поплавець одночасно обертається, а кільцевий змінний отвір для потоку створюється між поплавцем і стрижнем 2. Ротаметри зі скляними трубками виготовляють на максимальний тиск 0,6 МПа.

Для вимірювання витрати газів і рідин на технологічних потоках застосовуються ротаметри, забезпечені передавальними перетворювальними елементами з електричним (рис.6.12 в) або пневматичним вихідним сигналом.

Ротаметр, показаний на рис.6.12 в, складається з металевого корпусу 3, усередині якого при зміні витрати переміщається обтічне тіло — клапан конічного профілю 1. Між робочою поверхнею клапана 1 і кільцевою діафрагмою 2 створюється змінний прохідний отвір. Із клапаном 1 за допомогою штока 4 зв'язане осердя 5 диференціально-трансформаторного перетворювального елемента 7, котушка якого намотана на трубку 6 з немагнітної сталі. Клас точності цих ротаметрів у комплекті із вторинним приладом - 2,5.

У поршневому витратомірі постійного перепаду тиску (рис.6.12 в) маса поршня 2 з вантажами 1 і штока із осердям 3 зрівноважується перепадом тиску до і після вихідного прямокутного отвору 6 у бічній стінці циліндра. Передавальний перетворювач тут виконаний у вигляді осердя 3 з м'якої сталі, що переміщається усередині немагнітної трубки, на якій установлена індукційна котушка 4. Чим більша витрата речовини, тим вище піднімається поршень і відкривається прохідний перетин у бічній стінці. Тиск за отвором 6 через канал 5 передається у верхню частину поршня. Таким чином, перепад тиску на отворі і на поршні той самий. Цей перепад створює підйомну силу поршня, що зрівноважується вагою рухомої системи. Змінюючи вагу рухомої системи за допомогою змінних вантажів 1, змінюють межу вимірювання витратоміра.



загрузка...