Конструкции первичных преобразователей
Конструктивно первичный преобразователь расхода (ППР) электромагнитного типа состоит из проточной части – трубы из немагнитной стали, имеющей изоляционное покрытие, электродного узла, включающего пару или более электродов и индуктора, состоящего из пары катушек и создающего магнитное поле.
Кроме трубы с футеровкой существуют конструкции с трубой из непроводящего материала и даже из металлической трубы без изолирующего покрытия [10]. В последнем случае ППР, кроме изолированных от трубы измерительных электродов, имеет также две пары токовых и потенциальных электродов, с помощью которых сервоусилители, задают ток в трубе, пропорциональный расходу, поддерживая потенциал проводящей трубы равный потенциалу измерительного электрода.
Керамические трубы используются в конструкциях ППР ЭМР Danfoss, Krohne, Yamatake, ТБН-Энергосервис и др. Если первые в списке обеспечивают герметичность конструкции с помощью пайки электродов , то другие, утверждают, что только наличие уплотнений и компенсаторов позволяют исключить растрескивание керамики и обеспечить допустимую скорость изменения температуры среды до 100°С/c.
Футеровка, тем не менее, является самым практичным и применяемым элементом конструкции ППР. Материал футеровки определяет как технические параметры (стабильность геометрических размеров и формы), так и технологические (диапазон допустимых температур и давлений рабочей среды), и, кроме того, эксплутационные характеристики (надежность, долговечность). В качестве изоляционного покрытия используются: твердая резина, полиэтилены, полипропилены, эмаль, стекловолокно, фторопласты, в том числе армированные сеткой из нержавеющей стали для повышения прочности, керамика и т.п.
Самыми распространенными материалами являются фторопласты (PTFE, PFA и др.), поскольку наряду с исключительно высокими изоляционными свойствами, они обладают высокой стойкостью к агрессивным средам, низкой адгезией и адсорбцией, высокой рабочей температурой. Однако многие фторопласты имеют высокий температурный коэффициент объемного расширения, склонны к холодотекучести, имеют низкую конструкционную прочность. Полимер PFA (прозрачный фторопласт) имеет сравнительно меньшую пористость и текучесть и более механически прочен. Для дополнительного повышения прочности футеровки трубы из фторопласта армируют металлической сеткой из немагнитной нержавеющей стали.
Для ППР больших диаметров при измерении водных растворов используется также твердые и обычные резины на базе фторкаучуков и бутиленовых каучуков.
Футеровка из термореактивных пластмасс на фенолформальдегидной основе, в том числе и армированной стекловолокном (АГ4, АГС), недопустима с точки зрения санитарных норм и, кроме того, подвержена влиянию высокой температуры, что ограничивает срок службы ЭМР в системах тепло- и водоснабжения. Имелись случаи разрушения такой изоляции при эксплуатации в тепловых сетях.
Интересно, что эмалевое покрытие труб встречалось у первых ЭМР, но было отвергнуто из-за его хрупкости, которая приводила к потере изоляционных свойств. Но в настоящее время ЗАО «Промсервис» (г.Димитровград) в своей конструкции ППР ЭМИР (ПРАМЕР 540), видимо, на новом витке развития технологии, вернулись к эмалевому покрытию [11].
Новый полимер Фортран, по заявлению конструкторов Арзамасского приборостроительного завода, является весьма перспективным, так как устойчив к воздействию высокой температуры и давлению, хорошо сохраняет форму и имеет низкий коэффициент теплового расширения. |