Деформационные манометры.

В этих приборах измеряемое давлениеили разрежение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов, дефор­мация которых, пропорциональная измеряемому параметру, че­рез рычаги передается на стрелку или перо прибора. При сня­тии давлениячувствительный элемент возвращается в первона­чальное положение под воздействием упругой деформации. Де­формационные манометры нашли широкое применение в про­мышленности, что обусловлено простотой и надежностью конст­рукции, наглядностью показаний, малыми габаритами, высокой точностью и широкими пределами измерения.

В качестве чувствительных элементов деформационных ма­нометров и измерительных преобразователей давления, разре­жения и перепада давлений используют одновитковую трубча­тую пружину (рис. 3, а), сильфон (рис. 3, б), мембранную коробку (рис. 3, в), многовитковую трубчатую пружину (рис. 13, г), вялую мембрану (рис. 3,д), жесткую мембрану (рис. 3,е).

Рнс. 3. Чувствительные элементы деформационных манометров и измери­тельных преобразователей давления, разрежения и перепада давлений:

а - одновитковая трубчатая пружина; б - сильфон; в - мембранная коробка: г -многовитковая трубчатая пружина; d -вялая мембрана с пластинчатой пружиной; е - жест­кая мембрана

6.1 Манометры с трубчатой пружиной

В трубчато-пружинном манометре с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 4), получившем наибольшее распространение,

Рис. 4. Трубчато-пружинный манометр с одновитковой трубчатой пру­жиной

Рис. 5. Мембранный дифманометр ДМ

чувствительным элементом является трубчатая пружина 2. представляющая собой полую трубку овального или эллиптиче­ского сечения, согнутую по дуге окружности на 180—270°. Ма­лая ось эллипса трубки расположена параллельно, а большая ось — перпендикулярно плоскости чертежа. Один конец трубча­той пружины жестко соединен с держателем 1. укрепленным винтами в круглом корпусе 3 манометра. Держатель имеет резьбовой ниппель, предназначенный для крепления прибора на трубопроводе или аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец трубчатой пружины 2 закрыт пробкой 6 с шар­нирной осью и запаян. Свободный конец пружины поводком связан с передаточным механизмом 7, состоящим из зубчатого сектора и сцепленной с ним шестеренки, на ось которой наса­жена стрелка 4.

Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного люфтами в соединениях, передаточный механизм снабжен упругим спи­ральным волоском 5. Внутренний конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний - на неподвижной плате механизма. Воло­сок постоянно прижимает шестеренки со стрелкой в направле­нии, противоположном перемещению звеньев механизма под дей-ствием давления, что устраняет влияние люфтов в соединениях, и стрелка прибора начинает перемещаться одновременно с от­клонением чувствительного элемента.

Под действием давления среды, сообщающейся с внутренней полостью трубчатой пружины, последняя несколько распрямля­ется, свободный конец ее перемещается и тянет за собой поводок, который через передаточный механизм вызывает переме­щение стрелки по шкале прибора. Раскручивание трубчатойпружины, согнутой по дуге окружности, обусловлено тем, что при подаче давления ее эллиптическое сечение стремится перей­ти в круглое. При этом малая ось эллипса,расположенная в плоскости чертежа, увеличивается, и волокна пружины, находя­щиеся на радиусе г₁ переходят на больший радиус окружности г΄1, а волокна, находящиеся на радиусе г₂, переходят на мень­ший радиус г΄2. Так как длина трубчатой пружины остается не­изменной, а один ее конец жестко заделан в держателе, в пру­жине возникают внутренние напряжения, приводящие к ее рас­кручиванию и перемещению свободного конца. Последний и, следовательно, стрелка прибора перемещаются пропорциональ­но изменению измеряемого давления, поэтому манометр имеет равномерную шкалу.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной подразде­ляются на образцовые, контрольные и технические с классами точности 0,2—4 и верхними пределами измерения 0,06— 1000 МПа. Приборы выполнены в корпусах диаметрами 40— 250 мм. На базе этих манометров выпускаются вакуумметры и мановакуумметры.

6.2 Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры (далее- дифманометры), являются показывающими приборами. (Устройства, обеспечивающие электрический выходной сигнал, пропорциональный измеряемому дифференциальному давлению называются измерительными преобразователями разности давления.)

Дифманометры в основном применяются в технологических процессах для измерения, контроля, регистрации и регулирования следующих параметров:

- расхода различных жидких, газообразных и парообразных сред по перепаду давления на разного рода сужающих устройствах (стандартных диафрагмах, соплах);

- перепада разности давления, в двух точках технологического цикла, включая потери на фильтрах;

- уровня жидких сред по величине гидростатического столба.

Мембранный дифманометр ДМ (рис. 5) является бес­шкальным прибором с индукционным датчиком, работающим с вторичными дифференциально-трансформаторными приборами. Он предназначен для дистанционного измерения избыточных давлений, разрежений или перепадов давлений жидкостей, па­ров и газов.

Чувствительным элементом дифманометра является мем­бранный блок, помещенный в корпус 1 и включающий мембран­ные коробки 7 и 9, сваренные из четырех мембран, имеющих концентрические гофры. При наложении мембран профили их совпадают, что предохраняет мембраны от разрушения при пе­регрузках. Внутренние полости коробок, заполненные водным раствором этиленгликоля, сообщаются между собой через от­верстие в перегородке 2. Мембраны изготовляют из нержавею­щей стали с высокими упругими свойствами или из бериллиевой бронзы. Давления передаются через импульсные трубки 3 и 8. С центром верхней мембраны связан сердечник 6 диффе­ренциально-трансформаторной катушки 4, закрытой колпа­ком 5.

Под действием разности давлений в камерах нижняя мем­бранная коробка сжимается, жидкость из нее поступает в верх­нюю коробку, вызывая перемещение верхнего центра и связан­ного с ним сердечника 9 индукционного датчика. При этом из­меряемая величина преобразуется в электрический сигнал и передается на вторичный прибор. Для уменьшения погрешно­сти, вызванной изменением температуры окружающей среды верхняя мембранная коробка дифманометра выполнена более жесткой, чем нижняя. Мембранные дифманометры выпускаются на предельные перепады давлений 1,6—25 кПа и 0,04— 0,63 МПа. Допускаемое статическое давление — до 25 МПа. Класс точности 1,0и 1,5.