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OPTIMASS 3000
Notice technique
Capteur de mesure pour débit-masse
• Premier choix pour les applications faible débit
• Enveloppe secondaire résistante à la pression certifiée
• Encombrement identique pour les trois tailles, en Hastelloy® ou en acier
inoxydable
La présente documentation n'est complète que si elle est utilisée avec la
documentation concernant le convertisseur de mesure.
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SOMMAIRE
OPTIMASS 3000
1 Caractéristiques produit
1.1
1.2
1.3
1.4
3
La solution pour les mesures fiable débit ....................................................................... 3
Caractéristiques et options .............................................................................................. 5
Combinaisons de capteur / convertisseur de mesure..................................................... 6
Principe de mesure (tube en Z simple)............................................................................ 6
2 Caractéristiques techniques
2.1
2.2
2.3
2.4
8
Caractéristiques techniques ............................................................................................ 8
Précision de mesure ...................................................................................................... 12
Guide pour pression de service maximale..................................................................... 13
Dimensions et poids ....................................................................................................... 15
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5
Dimensions générales .......................................................................................................... 15
Raccords NPT ....................................................................................................................... 16
Brides de raccordement ....................................................................................................... 17
Raccords hygiéniques ........................................................................................................... 18
Version avec enveloppe de réchauffage / port de purge...................................................... 19
3 Montage
20
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
Fonction de l'appareil..................................................................................................... 20
Inserts en plastique........................................................................................................ 20
Support du débitmètre ................................................................................................... 21
Deux orifices de montage............................................................................................... 21
Montage horizontal......................................................................................................... 22
Montage vertical ............................................................................................................. 22
Vidange par écoulement gravitaire ................................................................................ 23
Ports de purge ................................................................................................................ 24
4 Notes
2
25
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Caractéristiques produit
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OPTIMASS 3000
CARACTÉRISTIQUES PRODUIT 1
1.1 La solution pour les mesures fiable débit
L'OPTIMASS 3000 est une solution rentable de mesure de précision adaptée à toutes les
applications à faible débit.
Associé à la puissance du MFC 300, l'OPTIMASS 3000 fournit des mesures précises en termes de
masse, de volume, de densité et de concentration.
Capacités de diagnostic exhaustives
Raccords process standard disponibles, y compris raccords hygiéniques
Enveloppe secondaire certifiée en acier inoxydable 316L
Éléments électroniques standard pour tous les capteurs, avec stockage redondant des données d'étalonnage et des
capteurs
5 Éléments électroniques modulaires avec une gamme d'options de sortie (voir la documentation correspondante pour
plus de détails)
1
2
3
4
1 Boîtier de raccordement à distance
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1 CARACTÉRISTIQUES PRODUIT
OPTIMASS 3000
Caractéristiques:
•
•
•
•
•
•
Tube de mesure en Z
Vidange et nettoyage facile
Enveloppe de réchauffage en option
Installation et mise en route simplifiées
Concept électronique modulaire - éléments électroniques et capteurs faciles à remplacer
Redondance des données - remplacement « plug & play » précis des éléments électroniques
Industries:
•
•
•
•
•
•
Eaux usées
Chimiques
Agroalimentaire
Papeteries
Produits pharmaceutiques
Automobile
Applications :
• Distribution de parfums et enrobage de précision pour l'industrie pharmaceutique
• Injection et dosage de CO2 pour le secteur agroalimentaire
• Odorisation du gaz naturel et du propane
• Bancs d'essai pour moteurs dans l'industrie automobile
4
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CARACTÉRISTIQUES PRODUIT 1
OPTIMASS 3000
1.2 Caractéristiques et options
Avantages particuliers
• Faible perte de charge - le concept de tube en Z
garantit une faible chute de pression au sein du
débitmètre
• Vidangeable par écoulement gravitaire
• Enveloppe secondaire certifiée
• Tube de mesure standard 150 barg / 2175 psig
• Tube de mesure Hastelloy® 300 Barg / 4351
psig.
Options de raccordement
• Raccords NPT de série
• Également disponible avec raccords
hygiéniques standard
• Gamme de brides jusqu'à ASME 600
Enveloppe de réchauffage & piquages de purge
• Enveloppe de réchauffage en option pour
l'utilisation avec des produits sensibles à la
température.
• Empêche la solidification du produit à mesurer
• Raccord de purge en option comme protection
en cas de défaillance du tube de mesure.
• Le port de purge permet d'évacuer les produits
chimiques dangereux en toute sécurité.
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1 CARACTÉRISTIQUES PRODUIT
OPTIMASS 3000
1.3 Combinaisons de capteur / convertisseur de mesure
Convertisseur
MFC 010
MFC 300
Configuration
Compact
Compact
Version
séparée,
intempéries
Version
séparée,
murale
Version
séparée, rack
OPTIMASS 3000
3010C
3300C
3300F
3300W
3300R
1.4 Principe de mesure (tube en Z simple)
Structure du tube du débitmètre, vue de dessus
1
2
3
4
Tube de mesure
Bobines d'excitation
Capteur 1
Capteur 2
Capteur statique hors tension et non traversé par le produit
1
2
3
4
Tube de mesure
Bobines d'excitation
Capteur 1
Capteur 2
Un débitmètre massique simple tube en Z et effet Coriolis se compose d'un tube de mesure en Z
simple (1), de deux bobines d'excitation (2) et de deux capteurs (3 et 4) positionnés de chaque
côté des bobines d'excitation.
6
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OPTIMASS 3000
CARACTÉRISTIQUES PRODUIT 1
Capteur sous tension
1 Tube de mesure
2 Direction de l'oscillation
3 Onde sinusoïdale
Lorsque le débitmètre est sous tension, les bobines d'excitation font vibrer le tube de mesure, ce
qui le fait osciller et produit une onde sinusoïdale (3). L'onde sinusoïdale est surveillée par les
deux capteurs.
Capteur sous tension traversé par le produit
1 Ecoulement du produit mesuré
2 Onde sinusoïdale
3 Déphasage
Lorsqu'un fluide ou un gaz traverse le tube, l'effet Coriolis génère un déphasage de l'onde
sinusoïdale détecté par les deux capteurs. Ce déphasage est directement proportionnel au débit
massique.
La mesure de la densité est réalisée en évaluant la fréquence de vibration et la mesure de la
température est réalisée avec un capteur Pt500.
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Caractéristiques techniques
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
2.1 Caractéristiques techniques
• Les données suivantes sont fournies pour les applications générales. Si vous avez une
application spécifique, veuillez contacter votre représentant local.
• Des informations complémentaires (certificats, outils spéciaux, logiciels,...) et une
documentation produit complète peuvent être téléchargées gratuitement de notre site
Internet (centre de téléchargement).
Système de mesure
Principe de mesure
Débit-masse par effet Coriolis
Domaine d'application
Mesure du débit-masse et de la masse volumique de fluides et de gaz
Valeurs mesurées
Masse, masse volumique, température
Valeurs calculées
Volume, masse volumique de référence, concentration, vitesse
Conception
Version de baseVersion de base
Le système comporte un capteur de mesure ainsi qu'un convertisseur de
mesure pour traiter le signal de sortie.
Avantages particuliers
Capteur de mesure sans maintenance, entièrement soudé, avec tube de
mesure en Z
Types
Version compacte
Convertisseur de mesure intégré
Version séparée
Disponible avec les versions terrain, mur ou baie 19" du convertisseur de
mesure
Version Modbus
Capteur de mesure avec éléments électroniques intégrés offrant une sortie
Modbus pour raccordement à un AP
Incertitude de mesure
Masse
Liquide
± 0,1 % du débit réel mesuré + stabilité du zéro
Gaz
± 0,5 % du débit réel mesuré + stabilité du zéro
Répétabilité
Inférieure à 0,05 % + stabilité du zéro (incluant les effets combinés de
répétabilité, linéarité et hystérésis)
Stabilité du zéro
Acier inox/Hastelloy®
0,0057 % du débit maximal selon la taille du capteur
Conditions de référence
Produit
Eau
Température
+20°C / +68°F
Pression de service
1 barg / 14,5 psig
Influence d'une variation de la température de process sur le point zéro du capteur de mesure
Acier inox/Hastelloy®
0,0056 % pour 1°C / 0,0031 % pour 1°F
Influence d'une variation de la pression de service sur le point zéro du capteur de mesure
Acier inox/Hastelloy®
0,013 % du débit maximal pour 1 barg / 0,0009 % du débit maximal pour
1 psig
Masse volumique
8
Plage de mesure
400...3000 kg/m3 / 25...187 lbs/ft3
Précision
± 2 kg/m3 / ± 0,13 lbs/ft3
Étalonnage sur site
± 0,5 kg/m3 / ± 0,033 lbs/ft3
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OPTIMASS 3000
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
Température
Précision
± 1°C / ± 1,8°F
Conditions de service
Débits maximaux
01
20 kg/h / 0,733 lbs/min
03
130 kg/h / 4,766 lbs/min
04
450 kg/h / 16,5 lbs/min
Température ambiante
Version compacte avec convertisseur en
aluminium
-40...+60°C / -40…+140°F
Version compacte avec convertisseur en
acier inox
-40...+55°C / -40…+130°F
Versions séparées
-40...+65°C / -40…+149°F
Plage de température étendue : 65°C/149°F pour certaines options d'E/S.
Contactez le fabricant pour de plus amples informations.
Température de process
Acier inox/Hastelloy®
-40…+150°C / -40…+302°F
Pression nominale à 20°C/68
20 C/68°F
C/68 F
Tube de mesure
Acier inox
-1…150 barg / -14,5…2175 psig
Hastelloy®
-1…300 barg / -14,5…4351 psig
Enveloppe extérieure
Homologation DESP/CRN
-1…30 barg / -14,5…435 psig
Lorsque la pression de service est supérieure à 30 barg/435 psig, prévoyez
obligatoirement un disque de rupure.
Propriétés du fluide
États physiques admissibles
Liquides, gaz
Teneur en gaz admissible (volume)
Contactez le fabricant pour de plus amples informations.
Teneur en solides admissible (volume)
Contactez le fabricant pour de plus amples informations.
Classe de protection (selon EN 60529)
IP 67, NEMA 4X
Conditions de montage
Sections droites amont
Pas nécessaires
Sections droites aval
Pas nécessaires
Matériaux
Débitmètre en acier inox
Tube de mesure
Acier inox 316L (1.4435)
Raccordements process
Acier inox 316L (1.4435)
Socle
Acier inox 316L (1.4435)
Enveloppe extérieure
Acier inox 316L (1.4435)
Débitmètre Hastelloy®
Hastelloy
Tube de mesure
Hastelloy® C-22
Raccordements process
Hastelloy® C-22
Socle
Acier inox 316L (1.4435)
Enveloppe extérieure
Acier inox 316L (1.4435)
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
Version avec enveloppe de réchauffage
Enveloppe de réchauffage
Acier inox 316L (1.4435)
Toutes les versions
Boîtier électronique du capteur de
mesure
Acier inox 316L (1.4409)
Boîtier de raccordement (version
séparée)
Aluminium moulé sous pression (revêtement en polyuréthane)
Acier inox 316 (1.4401) en option
Raccordements process
Fileté
NPT-M
¼"
Bride
DIN
DN15 / PN40…63
ASME
½" / ASME 150…600
JIS
15A / 20K
Raccords sanitaires
Tri-clover
½"
Tri-clamp DIN 32676
DN10
Raccordements électriques
Raccordements électriques
Pour des données détaillées complètes sur l'alimentation électrique, la
consommation électrique, etc., voir la fiche technique du convertisseur de
mesure correspondant.
E/S
Pour des données détaillées complètes sur les options E/S, y compris les
flux de données et les protocoles, voir la fiche technique du convertisseur de
mesure correspondant.
Homologations
Mécanique
Compatibilité électromagnétique (CEM)
selon CE
Namur NE 21/5.95
2004/108/CE (CEM)
2006/95/CE (directive basse tension)
Directive européenne sur les
équipements sous pression
DESP 97/23/CE (selon les règles de fabrication AD 2000)
Factory Mutual/CSA
Classe I, Div. 1 groupes A, B, C, D
Classe II, Div. 1 groupes E, F, G
Classe III, Div. 1 zones à atmosphère explosive
Classe I, Div. 2 groupes A, B, C, D
Classe II, Div. 2 groupes F, G
Classe III, Div. 2 zones à atmosphère explosive
ANSI/CSA (Dual Seal)
12.27.901-2003
ATEX (selon 94/9/CE)
OPTIMASS 3300C Sorties signal non Ex I, sans enveloppe de réchauffage/isolation
Compartiment de raccordement Ex d
II 2 G Ex d [ib] IIC T6....T1
II 2 D Ex tD A21 IP6x T160°C
Compartiment de raccordement Ex e
II 2 G Ex de [ib] IIC T6....T1
II 2 D Ex tD A21 IP6x T160°C
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OPTIMASS 3000
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
OPTIMASS 3300C Sorties signal non Ex I, avec enveloppe de réchauffage/isolation
Compartiment de raccordement Ex d
II 2 G Ex d [ib] IIC T6....T1
II 2 D Ex tD A21 IP6x T170°C
Compartiment de raccordement Ex e
II 2 G Ex de [ib] IIC T6....T1
II 2 D Ex tD A21 IP6x T170°C
OPTIMASS 3300C Sorties signal Ex I, sans enveloppe de réchauffage/isolation
Compartiment de raccordement Ex d
II 2(1) G Ex d [ia/ib] IIC T6....T1
II 2(1) D Ex tD [iaD] A21 IP6x T160°C
Compartiment de raccordement Ex e
II 2(1) G Ex de [ia/ib] IIC T6....T1
II 2(1) D Ex tD [iaD] A21 IP6x T160°C
OPTIMASS 3300C Sorties signal Ex I, avec enveloppe de réchauffage/isolation
Compartiment de raccordement Ex d
II 2(1) G Ex d [ia/ib] IIC T6....T1
II 2(1) D Ex tD [iaD] A21 IP6x T170°C
Compartiment de raccordement Ex e
II 2(1) G Ex de [ia/ib] IIC T6....T1
II 2(1) D Ex tD [iaD] A21 IP6x T170°C
OPTIMASS 3000 / 3010C sans
réchauffage/isolation
II 2 G Ex ib IIC T6…T1
OPTIMASS 3000 / 3010C sans
réchauffage/isolation
II 2 G Ex ib IIC T6…T1
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II 2 D Ex ibD 21 T150°C
II 2 D Ex ibD 21 T165°C
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
2.2 Précision de mesure
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
X Débit [%]
Y Erreur de mesure [%]
Erreur de mesure
L'erreur de mesure provient des effets combinés de la stabilité du zéro et de la précision.
Conditions de référence
12
Produit
Eau
Température
+20 °C/+68 °F
Pression de service
1 barg/14,5 psig
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CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
OPTIMASS 3000
2.3 Guide pour pression de service maximale
Remarques
• S'assurer que le débitmètre soit utilisé dans les limites de pression préconisées.
• La classe de pression maximale de tous les raccords hygiéniques est de 10 barg à
130 °C/145 psig à 266 °F.
Reclassement de la pression/température pour toutes les tailles/matériaux de
débitmètre, système de mesure métrique
X Température [°C]
Y Pression [barg]
1 Tube de messure Hastelloy® C22
2 Tube de mesure en acier inoxydable 316L
3 Enveloppe extérieure
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
Reclassement de la pression/température pour toutes les tailles/matériaux de
débitmètre, système de mesure impérial
X Température [°F]
Y Pression [psig]
1 Tube de messure Hastelloy Hastelloy® HC22
2 Tube de mesure en acier inoxydable 316L
3 Enveloppe extérieure
Brides
• Le classement des brides DIN est basé sur EN 1092-1 2001, tableau 18, limite d'élasticité
1 %, groupe de matériaux 14EO
• Le classement des brides ASME est basé sur ASME B16.5 2003, tableau 2, groupe de
matériaux 2.2
• Le classement des brides JIS est basé sur JIS 2220: 2001, tableau 1, division 1, groupe de
matériaux 022a
Remarques
• La pression de service maximale correspond soit à la classe de pression de la bride, soit à la
classe de pression du tube de mesure, SUIVANT LA VALEUR LA PLUS BASSE.
• Le fabricant recommande de remplacer les joints régulièrement afin d'assurer l'intégrité
hygiénique du raccord.
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CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
OPTIMASS 3000
2.4 Dimensions et poids
2.4.1 Dimensions générales
Poids des débitmètres en Hastelloy® (H) et en acier inoxydable (S)
Poids [kg]
H/S 01
H/S 03
H/S 04
16
16
16
Acier inoxydable (compact)
22,1
22,1
22,1
Aluminium (à distance)
13,2
13,2
13,2
14
14
14
Aluminium (compact)
Acier inoxydable (à distance)
Poids [lbs]
H/S 01
H/S 03
H/S 04
Aluminium (compact)
35,2
35,2
35,2
Acier inoxydable (compact)
48,62
48,62
48,62
Aluminium (à distance)
29,04
29,04
29,04
Acier inoxydable (à distance)
30,8
30,8
30,8
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
Dimensions
Taille [mm]/[pouces]
S/H 01
S/H 03
A
180/7,1
B
132/5,2
C
156/6,1
D
123,5/4,9
E
98,5/3,9
F
137/5,4
G
60/2,4
H
160/6,3
J1
348/13,7
J2
269/10,6
Diamètre intérieur du tube de
mesure [mm]
1,2
S/H 04
2,6
4,0
2.4.2 Raccords NPT
Type de raccord
¼¨ NPT(M)
16
Dimension K
[mm]
[pouces]
256±3
10,1 ±0,1
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OPTIMASS 3000
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
2.4.3 Brides de raccordement
Type de raccord
Dimension K
[mm]
[pouces]
ASME150
286±3
11,3 ±0,1
ASME300
286±3
11,3 ±0,1
ASME600
295±3
11,6 ±0,1
DN15 PN40
286±3
11,3 ±0,1
DN15 PN63
295±3
11,6 ±0,1
15 A JIS 20 K
286±3
11,3 ±0,1
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2 CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
OPTIMASS 3000
2.4.4 Raccords hygiéniques
Type de raccord
Dimension K
[mm]
[pouces]
DN10 DIN32676
260±3
10,2 ±0,1
½¨ Tri-clover
262±3
10,3 ±0,1
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CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES 2
OPTIMASS 3000
2.4.5 Version avec enveloppe de réchauffage / port de purge
Taille du débitmètre
A [mm]/[pouces]
01
03
129 ±5,0 / 5,01 ±0,2
B
45º (environ)
C
45º ±6º
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04
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Montage
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3 MONTAGE
OPTIMASS 3000
3.1 Fonction de l'appareil
Ce débitmètre massique est conçu pour mesurer directement le débit-masse, la masse
volumique et la température du produit. Il permet également de mesurer indirectement des
paramètres tels que la masse totale, la concentration en substances dissoutes et le débitvolume. En cas d'utilisation en atmosphère explosible, l'équipement est en outre soumis à des
codes et spécifications particuliers, décrits dans une documentation séparée.
3.2 Inserts en plastique
Figure 3-1: Inserts en plastique du socle
Les quatre orifices de montage dans le socle du débitmètre sont équipés d'inserts en plastique.
Ne pas retirer les inserts avant l'installation.
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MONTAGE 3
OPTIMASS 3000
3.3 Support du débitmètre
Figure 3-2: Support du débitmètre
Utiliser le socle pour monter et supporter tout le poids du débitmètre.
NE PAS utiliser la tuyauterie process pour supporter le poids du débitmètre. Cela risquerait de
l'endommager.
3.4 Deux orifices de montage
Figure 3-3: Utilisation de deux orifices pour monter le débitmètre
1 Il est recommandé d'utiliser les QUATRE orifices de montage pour fixer le débitmètre.
2 Il est possible de fixer le débitmètre en utilisant uniquement deux des orifices de montage.
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3 MONTAGE
OPTIMASS 3000
3.5 Montage horizontal
Figure 3-4: Montage horizontal
Monter le débitmètre sur une surface ferme et solide.
NE PAS monter le débitmètre à l'envers.
3.6 Montage vertical
Figure 3-5: Direction d’écoulement vertical
Si le débitmètre est monté verticalement, l'écoulement DOIT se faire vers le haut.
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MONTAGE 3
OPTIMASS 3000
3.7 Vidange par écoulement gravitaire
Angles de montage vertical pour une vidange par écoulement gravitaire
Si le débitmètre est monté verticalement et que l'installation nécessite une vidange par
écoulement gravitaire, monter le débitmètre suivant l'angle indiqué dans le tableau. Les angles
sont marqués sur le socle du débitmètre.
Figure 3-6: Angle de rotation pour une vidange par écoulement gravitaire
1 Rotation de 7º dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la verticale pour une vidange par écoulement gravitaire (voir le tableau pour connaître les tailles de débitmètre appropriées).
2 Rotation de 13º dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la verticale pour une vidange par écoulement gravitaire (voir le tableau pour connaître les tailles de débitmètre appropriées).
Définition des angles
Taille de débitmètre
Angle de rotation (dans le sens des aiguilles d'une montre)
01
7º
03
13º
04
13º
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3 MONTAGE
OPTIMASS 3000
3.8 Ports de purge
Ports de purge
• Les débitmètres avec port de purge sont équipés de raccords femelles NPT ¼".
• Les raccords NPT sont scellés avec des prises NPT et un ruban PTFE.
NE PAS RETIRER LES prises NPT.
Le débitmètre est scellé en usine et rempli de d’azote sec. Retirer les prises et laisser de
l'humidité pénétrer dans le débitmètre peut endommager l'appareil. En cas de panne supposée
du tube de mesure, dépressuriser le débitmètre (lorsque c'est possible en toute sécurité) et
retirer les prises. Purger l'enveloppe du débitmètre pour retirer le produit mesuré.
Disques de rupture
• Si la pression de service est plus élevée que la pression prévue de l'enceinte de confinement,
des disques de rupture DOIVENT être commandés.
• La pression de rupture des disques est de 20 barg à 20 ºC/290 psig à 68 ºF.
• Si les conditions d'utilisation diffèrent de la commande d'origine, CONTACTER le fabricant
pour savoir si le disque installé est adapté.
• Si le produit à mesurer est dangereux, il est recommandé d'installer un tuyau
d'échappement sur le filetage NPT mâle afin de procéder à une évacuation en lieu sûr.
• S'assurer que la flèche sur le disque de rupture pointe dans la direction opposée du
débitmètre.
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Notes
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