Что такое ротаметр и зачем он нужен

Содержание

• Устройство ротаметра и принцип его действия
• Какие бывают виды ротаметров
• Зачем нужен ротаметр в редукторе-регуляторе расхода газа — РРГ
• Как выбрать и настроить ротаметр

Измерять объемный расход негорючих, горючих газов и жидкостей приходится в разных рабочих процессах: на производствах в технологических трубопроводах и компрессорах, при диагностике двигателей, в газовой резке, автоматической, полуавтоматической и аргонодуговой сварке. Для этой цели используют простой, но точный измерительный прибор.

Поговорим об устройстве и принципе работы ротаметра, для чего он нужен, как его выбрать и настроить.

Устройство ротаметра и принцип его действия

Любой ротаметр, вне зависимости от его вида и конструктивных особенностей, расходомер. Объем потраченного газа или жидкости определяют по положению взвешенного потоком «поплавка» в конической трубке.

Конструкция проста. Можно рассмотреть её на примере ротаметра для защитного газа, который включает в себя:

• Корпус с входным и выходным штуцерами. В нем вертикально размещена прозрачная защитная колба с измерительным узлом, а также регулирующий вентиль, который открывает подачу газа.
• Измерительный узел — жестко зафиксированная стеклянная коническая трубка с чувствительным элементом. На ней находится градуированная шкала — индикатор расхода газа или газов.
• Чувствительный элемент — шарик-поплавок. Он свободно двигается вверх вниз по трубке, благодаря потоку рабочей среды. По положению поплавка относительно шкалы определяют расход газа.

Восприятие поплавком напора или давления газа — то, на чем основан принцип действия ротаметра.

На практике измерение выглядит так:

• ротаметр устанавливают на линии подачи газа;
• после начала работы газ поступает в коническую трубку и вынуждает поплавок подниматься вверх;
• в процессе перемещения поплавка на него действуют постоянная сила гравитации, подъемная сила потока и динамическое давление потока;
• когда сумма гравитационной и выталкивающей сил становится равна силе динамического давления, поплавок останавливается на определенной высоте;
• положение, которое занял поплавок, соответствует объемному расходу газа при заданном рабочем давлении.

То, как работает ротаметр, не зависит от характеристик среды: она может быть жидкой и газообразной, иметь любую плотность, вязкость, температуру и давление.

Какие бывают виды ротаметров

Выпускают несколько вариантов ротаметров. Они различаются конструктивно и по назначению.

Ротаметры со стеклянной измерительной трубкой

Это расходомеры широкого применения. Их используют для работы с агрессивными и неагрессивными веществами: водой, воздухом, газами и газовыми смесями жидкостями под давлением до 16 атм.

У бюджетных моделей измерительная трубка может быть выполнена из термопластов, которые устойчивы к воздействию повышенных температур до 120-1400.

Расходомеры с металлической измерительной трубкой

Это промышленные модели, предназначенные для работы в тяжелых условиях: при большом расходе газа и жидкости, давление до 700 атм и температуры до 4000. Трубка непрозрачна, поэтому считывать расход по шкале невозможно. Такие ротаметры передают показания на индикатор индукционным или магнитным способом.

Тестовые ротаметры

Это особый вид ротаметров для сварочных процессов МИГ/МАГ и ТИГ. Их используют с простым редукторами с двумя или одним манометром. Расход газа измеряется на выходе из горелки — расходомер устанавливают на сопло и проводят замеры в режиме тестовой продувки. 

У такого ротаметра нет регулировочного вентиля. Расход газа регулируется с помощью маховика редуктора, поэтому погрешность измерений будет выше.

Зачем нужен ротаметр в редукторе-регуляторе расхода газа — РРГ

Поплавковые ротаметры используют совместно с редукторами-регуляторами расхода. Такая система выполняет две основные функции:

• редуктор понижает давление выходящего из баллона газа до рабочего уровня и обеспечивает его стабильность, исключая перепады;
• ротаметр позволяет устанавливать и контролировать расход газа, задавая нужное значение динамического давления потока с помощью вентиля.

Ротаметр устанавливают после редуктора. Через него проходит поток газа с постоянным пониженным давлением. Использование РРГ обеспечивает стабильную подачу защитного газа в зону сварочной ванны.

Неравномерная подача, неправильно определенный расход газа приводят к нестабильности дуги, большому количеству шлака, «закипанию» металла, порам в шве.

Ротаметр позволяет не «колдовать» над настройкой расхода, а установить необходимое значение. Использовать его удобнее, чем выполнять условный расчет по манометру. Ротаметр обеспечивает точные показания даже при низком давлении и малом расходе.

Как выбрать и настроить ротаметр

В общем случае, при выборе расходомера надо отталкиваться от характеристик рабочей среды: вязкости, температуры, давления и пропускной способности или диапазона расхода. Обратите внимание на материал, из которого сделан поплавок. Например, поплавок из нержавеющей стали подходит для воздуха, воды, едкого натра, углекислоты, но его нельзя использовать с соляной кислотой. Помните о классе точности — его подбирают, исходя из допустимой погрешности измерений.

Чтобы выбрать расходомер для сварки, учитывайте:

• Что измеряет ротаметр — расход только аргона, углекислоты или работает со смесью, поэтому у него две шкалы. Для ТИГ вам подойдет аргоновый расходомер, а для МИГ — углекислотный и комбинированный. Каждая шкала промаркирована, поэтому вы не ошибетесь.
• Конструктивные особенности — расходомер может быть одинарный и двойной. Двойной ротаметр используют при сварке нержавейки, когда нужен дополнительный поддув газа для защиты корня шва, гладкого и ровного соединения без таких дефектов, как «ежики».

Если вы понимаете схему подачи газа на горелку, то сложностей с тем, как настроить ротаметр, не будет.

Сначала газ проходит от баллона через редуктор и ротаметр до аппарата: электромагнитного клапана отсечки, который играет роль запорного устройства. Затем нажимаете пусковую кнопку на горелке, и поток газа начинает выходить из сопла. Исходя из этого, настраивать ротаметр нужно при тестовой продувке.

При нажатой кнопке горелки вы задаете нужный расход с помощью вентиля на ротаметре. Используйте ту шкалу того газа, с которым работаете. Значение контролируете, следя за поднимающимся в измерительной трубке шариком-поплавком.

Мы поможем выбрать редуктор с ротаметром-расходомером или тестовый расходомер и расскажем, как им пользоваться, если возникнут затруднения.