Пружинный манометр Практическая

Практическая работа

Цель работы: изучение пружинных манометров типа ОБМ (устройство, принцип действия, работа).

Пружинный манометр типа ОБМ

Манометр (от греческого manos — редкий, неплотный и metreo-измеряю) — прибор для измерений избыточного давления (давления выше атмосферного) паров, газов или жидкостей, заключенных в замкнутом пространстве. Разновидностью манометра является вакуумметр — прибор для измерений давления, близкого к нулю и мановакуумметр прибор для измерений разряжения и избыточного давления.

Самыми популярными у потребителей являются манометры с трубкой Бурдона или деформационные манометры, конструкцию которых придумал Э. Бурдон в 1849г.

Трубка Бурдона — главный конструктивный элемент манометра, его чувствительный элемент, являющийся первичным преобразователем давления.

Трубка Бурдона выполнена обычно из латуни или фосфористой бронзы, имеет на низкие давления форму полукруга, на средние и высокие давления форму витка. Одним концом трубка соединена с входным штуцером манометра, который является присоединительным элементом к измеряемой среде а второй конец запаян и расположен консольно. Путем применения трубок более сложной формы (спиральной, винтообразной) можно получать приборы с большей чувствительностью, но меньшим пределом измерения.

Принцип действия деформационных манометров.

Под давлением среды консольно расположенный конец трубки Бурдона перемещается — трубка старается распрямиться. Величина этого перемещения пропорциональна величине давления.

Несложная рычажно-зубчатая передача приводит в движение стрелку, указывающую на шкале прибора величину давления. Такое устройство имеют большинство манометров отечественных марок МП, МТП, ДМ ТМ, М 3/1, ОБМ, МТИ, МПТИ, МО, немецкие манометры Wika 111.10, 111.12, 213.53, RCh, RСhg, RChgG и манометры других производителей.

Общий вид пружинного манометра типа ОБМ показан на рис.1.

Рисунок 1 – Пружинный манометр типа ОБМ

Рисунок 2 — Схема устройства манометра с трубкой Бурдона

1-трубка Бурдона, 2-тяга передаточного механизма, 3-зубчатый сектор, 4-стрелка, 5-штуцер

В качестве чувствительных элементов у манометров ис­пользуются трубчатые пружины. Как видно из рис. 3, один конец трубчатой пружины 3 переходит в штуцер 7 для восприятия измеряемого давления. Под действием давления свободный конец манометрической трубки 5 будет деформи­роваться (изгибаться), причем величина упругой деформации пропорциональна измеряемому давлению. В силу этого со­отношения измерительная стрелка 1 за счет перемещения кинематического узла (трибка 2 — сектор 4 — поводок 6) показывает относительно шкалы прибора истинное значение измеряемого давления.

Рисунок 3 – Кинематическая схема манометра с трубкой Бурдона

1-стрелка, 2- трибка, 3 – пружина, 4-зубчатый сектор, 5-датчик давления (манометрическая трубка), 6-поводок, 7-штуцер

Пружинные показывающие и самопишущие манометры ремонтируются силами ремонтных служб метрологического подразделения. Для этого на специальном участке рабочие места должны быть оборудованы резервными стеклами стан­дартного ряда диаметром 60, 100, 160 и 250 мм, стандартны­ми шкалами, специальными съемниками для демонтажа из­мерительных стрелок с осей приборов; струбцинами для крепежа деталей манометров, набором лерок для восстановления забитых резьб штуцеров М 20X1,4, приспособлениями для вычерчивания шкал, наборами пинцетов и часовых луп, на­борами газовых горелок малой величины для пайки чувстви­тельных элементов (пружин).

Наиболее трудоемкими операциями является замена чув­ствительного элемента (трубки) манометра и регулировка кинематического звена «сектор — трибка» (см. рис. 3).

Замену чувствительного элемента прибора производят после его использования для замера давления, превышающе­го максимальное. В результате этого трубка растягивается, возникает остаточная деформация, не подлежащая ремонту. Для ремонта такого прибора производят его полную разбор­ку, штуцер 7 закрепляют в тиски и с помощью газовой горелки демонтируют трубку 5 из платы. После оплавления припоя неисправную трубку извлекают пассатижами, а на ее место после зачистки поверхности устанавливают аналогич­ную манометрическую пружину (на заданный предел измере­ния давления). Место пайки обрабатывают растворителем — канифолью с ацетоном (спиртом) или соляной кислотой.

studfile.net

Виды манометров и принцип их работы

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Основная классификация манометров ведется по критерию принципа измерения давления. Применение какого-либо конкретного из видов манометров обуславливается особенностями технологического процесса, сферой использования, а также возможностью применения в тех или иных условиях. Всего имеется пять видов данных приборов:
— жидкостные манометры;
— пружинные манометры;
— мембранные манометры;
— электроконтактные манометры (ЭКМ);
— дифференциальные манометры.

Принцип работы жидкостного U-образного манометра

Из всех приведенных выше видов приборов для измерения давления самыми простыми являются жидкостные манометры. Они представляют собой U-образную стеклянную трубку, заполненную до половины жидкостью и снабженной шкалой обычно в миллиметрах и паскалях. Уровень жидкости в трубке обязательно должен находиться напротив нулевой отметки шкалы. Если один конец трубки соединить с местом измерения давления газа, а второй конец трубки оставить открытым, то жидкость в первой трубке опустится, а во второй – поднимется. Разность уровней жидкостей относительно нуля будет величиной, определяющей давление в миллиметрах столба жидкости. Причем площадь сечения трубки никоим образом не будет влиять на показания прибора. Жидкостные U-образные манометры применяются для измерения низкого давления с диапазонами показаний

100, 160, 250, 400, 600 и 1000 миллиметров столба жидкости. При заполнении трубки водой отсчет ведется в миллиметрах водяного столба (мм в.ст.), ртутью – в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст.). При заполнении жидкостных U-образных ртутных манометров необходимо поверх ртути в обе трубки налить 8-10 мм воды или технического масла во избежание попадания паров ртути в помещение.

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли

пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Конструкция пружинного манометра

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

Электроконтактный манометр

В качестве чувствительного элемента в мембранных манометрах выступает волнистая металлическая мембранная камера, которая зажата между двумя фланцами. Под воздействием давления мембрана выгибается вверх и с помощью передаточного механизма поворачивает стрелку. Величина изгиба мембраны и, следовательно, поворота стрелки зависит от давления. Мембранные манометры менее чувствительные и точные, чем пружинные.

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

 

teplovichek.com

Трубчато-пружинные манометры

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Классификация манометров

По принципу действия манометры можно разделить на следующие группы:

Жидкостные манометры – в которых измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости.

Грузопоршневые манометры – в которых измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением, создаваемым весом поршня и грузов.

Деформационные манометры — – в которых измеряемое давление или разность давлений определяется по деформации упругого чувствительного элемента.

Электрические манометры – принцип действия которых основан на зависимости электрических параметров манометрического преобразователя от измеряемого давления.

Жидкостные и поршневые манометры применяют преимущественно для поверки и градуировки приборов, измеряющих давление, а также при лабораторных исследованиях.

 

Трубчато-пружинные манометры

В трубчато-пружинном манометре упругим чувствительным элементом является трубчатая пружина. Схема устройства трубчато-пружинного манометра приведена на рис. 7.1, а.

Упругий элемент этого прибора представляет собой согнутую по кругу полую трубку 5, имеющую в сечении форму эллипса или удлиненного овала. Один конец этой трубки впаян в держатель 11, второй конец заглушён пробкой 9. Держатель прикреплен к корпусу 4 манометра винтами и имеет выступающий из корпуса штуцер / с резьбой, посредством которого подсоединяют прибор к измеряемой среде. Внутри штуцера имеется канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки 5. В верхней части держа­теля расположена площадка, на которой смонтирован передаточ­ный механизм. Свободный конец трубки шарнирно соединен с по­водком 10, второй конец которого также шарнирно связан с зуб­чатым сектором 8. Сектор может свободно вращаться вокруг оси, проходящей через его середину и фиксированной в отверстиях нижней и верхней пластин механизма 7.

Сектор 8 зубчатым зацеплением соединен с трибкой (малень­кой шестерней), не видимой на рисунке. Трибка жестко сидит на оси, проходящей через те же пластины, что и ось сектора.

Схема устройства трубчато-пружинного манометра

Чтобы избежать мертвого хода, к трибке присоединен упру­гий металлический волосок 6, другой конец которого крепится к какой-либо неподвижной части манометра. Таким образом, трибка всегда прижата к сектору силой упругости волоска, поэ­тому в зацеплении нет зазоров, которые являются причиной мертвого хода. На ось трибки плотно насажена стрелка 2. Под дей­ствием давления трибка раскручивается и тянет поводок, который поворачивает сектор 8 вокруг оси. Поворачиваясь, сектор вращает трибку с насаженной на ее ось стрелкой, указывающей на шкале 3 величину измеряемого давления.

 

 

Манометр с многовитковой (геликоидальной) пружиной

 

Винтовая трубчатая пружина (геликоидальная) представляет собой полую спиральную трубку с витками, расположенными по винтовой линии. В сечении эта пружина имеет форму эллипса или удлиненного овала.

Самопишущие манометры с вин­товой трубчатой пружиной пред­назначены для измерения и записи давления жидкости, пара и газов и относятся к группе технических манометров. Устройство самопи­шущего манометра с геликоидаль­ной пружиной показано на рис. 7.2. Измеряемое давление подво­дится к штуцеру 2, закрепленному в нижней части корпуса прибора (не показанного на рисунке), и через капиллярную трубку / воз­действует на геликоидальную пру­жину 5.

Рис. 7.2. Схема манометра с винто­вой трубчатой пружиной

Один конец пружины припаян к угольнику, который крепится к корпусу, другой — соединен с осью 6. При повышении давления свободный конец пружины пере­мещается в направлении, пока­занном стрелкой, и вращает ось 6. Вращение оси через закрепленный на ней рычаг 7 и тягу 10 передается рычагу 4, жестко сидящему на одной оси со стрелкой 3. Таким образом, изменение давления пере­мещает на пропорциональный угол стрелку 3, на конце которой закреплено перо //. Перо записывает изменения давления на диаграммном бланке 12, перемещаемом часовым механизмом или синхронным электродвигателем СД-60. На рычаге 7 имеется ползун 8 с винтом 9. Вращением винта 9 при регулировке прибора можно изменять размах стрелки 3 при одном и том же значении измеряемого параметра.

 

Мембранные манометры

В мембранном манометре упругим чувствительным элементом является мембрана (упругая пластина) или мембранная коробка. Устройство мембранного манометра показано на рис. 7.3.

Давление, подаваемое на штуцер 1, действует на мембрану 3, и зажатую между крышками 2 и 10 корпуса. Под действием давле­ния мембрана прогибается, и прогиб ее через толкатель 4, рычаг 9 и сектор 8, расположенные в корпусе 7, приводит к пропорциональному угловому перемещению стрелки 6. При этом стрелка по шкале 5 показывает значение измеренного давления.

 

 

Рис. 7.3. Мембранный манометр

Рис. 7.4. Дифманометр с вялой мембраной

 

Снльфонный манометр.

Принцип дей­ствия прибора основан на пневматической силовой компенсации. Измеряемое давление или разрежение действует на сильфон 9.

Сильфонный тягонапоромер ТНС-П Сильфонный самопишущий манометр

и передается рычагу 8, который перемещает заслонку 4относительно сопла 5. При этом давление на выходе пневмоусилителя 6 изме­няется и с выхода поступает в линию дистанционной передачи и на сильфом обратной связи 7. Усилие обратной связи, действуя через рычаг 1 и сухарик 2 на рычаг 8, держит заслонку 4 относи­тельно сопла 5 на расстоянии, соответствующем значению измеря­емого параметра. Таким образом, давление на выходе пневмоуси­лителя будет соответствовать значению измеряемого параметра. Регулировка прибора осуществляется перемещением сухарика 2 вдоль рычагов 1 и 8. Настройка нулевого значения выполняется пружиной 3.

На рис. 7.9 показано устройство сильфонного самопишущего манометра. Давление через штуцер / подается в камеру 2, где находится сильфон 4. Внутреннее пространство сильфона сообщается с атмосферой. Внутри сильфона расположена пружина 3, противодействующая сжатию его. В дно сильфона упирается штифт 5, соединенный с рычагом 6, передающим движение от сильфона к рычагу 7. Рычаг 7 тягой 8 соединен с рычагом 9, передающим движение стрелке 10 с укрепленным на ней пером.

Классификация термометров

Приборы для измерения температуры подразделяются на следующие виды:

1. Термометры расширения, в которых используется изменение объема или линейного размера тел при измерении температуры:

— жидкостные (стеклянные) — основанные на тепловом расширении тел.

— деформационные (дилатометрические) — основанные на разности коэффициентов линейного расширения твердых тел.

— биметаллические – имеющие чувствительные элементы в виде пружин различной формы из двух металлов с разными коэффициентами расширения.

2. Манометрические термометры – основанные на свойстве жидких и газообразных веществ, заключенных в замкнутом объеме, изменять свое давление при изменении температуры.

3. Термометры сопротивления – основанные на свойстве металлов и сплавов в зависимости от температуры изменять электрическое сопротивление.

4. Термоэлектрические термометры – основанные на термоэлектрическом эффекте – свойстве двух разнородных проводников, одни концы которых электрически соединены, под влиянием теплового воздействия на спай создавать на противоположных концах ЭДС, т.е. термопары.

 

Биметаллические термометры

Чувствительный элемент биметаллического термометра пред­ставляет собой пружину, состоящую из двух, спаянных по всей плоскости пластин, имеющих существенно различные термические коэффициенты линейного расширения. Изменение температуры вызывает различное линейное удли­нение пластин. Так как пластины не могут перемещаться относительно друг друга, пружина прогибается в сторону пластины, имеющей мень­ший термический коэффициент линей­ного расширения. Чем больше раз­ница термического коэффициента линейного расширения пластин, тем больший прогиб пружины при из­менении температуры.

При изменении температуры биметаллическая пружина 1 прогнется вниз. При этом тяга 2 повернет стрелку 4 вокруг оси 3. Стрелка покажет но шкале 5 значение измеренной температуры.

 

 

Манометрический термометр

 

Капилляр 2 изготовляется из бесшовной сталь­ной или медной трубки внутренним диаметром 0,1—0,5 мм. Длина капилляра может изменяться от нескольких сантиметров до де­сятков метров в зависимости от расстояния между местом изме­рения и вторичным прибором. Вторичным прибором служит ма­нометр с трубчатой одновитковой или многовитковой пружиной 6. Перемещение свободного конца пружины с помощью передаточ­ного механизма 5 преобразуется в перемещение пера 4 на диа­грамме 3.

 

 

Объемный счетчик СВШ

 

 

На рисунке показана схема работы объемного счетчика СВШ с овальными шестернями. Шестерни размещены внутри пустотелого закрытого корпуса на двух параллельных осях. Ось одной из шестерен вращает счетный механизм, расположенный снаружи крышки. Поверхности шестерен должны возможно ближе прилегать к поверхности корпуса, так как от этого зависит точность измерения. При протекании жидкости через измерительную камеру под дейст­вием разности давлений на входе и выходе возни­кает вращающий момент, обусловленный овальной формой шестерен. При каждом обороте шестерни подают определенный объем жидкости из входной полости камеры в выходную. Следовательно, объем­ное количество жидкости, протекающей через счет­чик, равно произведению измерительного объема камеры на число оборотов шестерен. Таким образом, измерение объема жидкости сводится к измерению числа оборотов. За время одного рабочего цикла из измерительной камеры вытесняются четыре серпообразных объема (заштрихованы), которые и составляют измери­тельный объем камеры.

Такие счетчики выпускаются для измерения объема воды, лег­ких нефтепродуктов и масел. В последнее время их применяют на нефтяных промыслах для измерения нефти, добываемой из сква­жин. Калибр выпускаемых счетчиков от 12 до 250 мм, предел измерения от 0,01 до 250 м³/ч. Погрешность измерения ±0,5— 1,0%.

Классификация уровнемеров

По назначению приборы делятся на:

— сигнализаторы, контролирующие предельное значение уровня,

— уровнемеры, непрерывно измеряющие значение уровня

— измерители раздела двух сред.

 

По принципу действия:

— механические (поплавковые)

— пьезометрические (манометрические)

— электрические (кондуктометрические, емкостные)

— Акустические (ультразвуковые)

 

Уровнемер УДУ-5

 

Схема прибора УДУ-5, являюще­гося основной базовой конструкцией, показана на рисунке. Поплавок 1 уров­немера, подвешенный на перфорирован­ной мерной ленте 2, при своем движе­нии скользит вдоль направляющих струн 3. Струны жестко закреплены на днище резервуара и натянуты натя­жными гайками 4, установленными на крышке верхнего люка резервуара. Лен­та по роликам 5 проходит через гид­розатвор 6 и вращает мерный шкив 7. Последний вращает механизм счетчика, показания которого соответствуют уров­ню нефтепродукта в резервуаре.

Уровнемер УДУ-5 предназначен для измерения уровня однородных взрыво­опасных и невзрывоопасных, агрессив­ных (с агрессивностью, не превышаю­щей агрессивность сернистой нефти) и неагрессивных, электропроводных и неэлектропроводных жидкостей в резер­вуарах промышленного назначения.

 

 

Схема уровнемера УДУ-5

АКУСТИЧЕСКИЕ УРОВНЕМЕРЫ

В акустических уровнемерах уровень определяется по времени прохождения ультразвуковых волн от излучателя до уровня жидкости. В акустических уровнемерах обычно используется принцип отражения звуковых волн от границы раздела жидкость—газ (воздух).

Блок-схема ультразвуко­вого уровнемера показана на рисунке. В комплект при­бора входят пьезоэлектриче­ские излучатели 3, электрон­ный блок 1 и вторичный при­бор 11.

Электронный блок состоит из генератора 1, задающего частоту повторения импуль­сов, генератора 2импульсов, посылаемых в измеряемую среду, приемного усилителя 4, измерителя времени 5. Генератор 1 управ­ляет работой генератора 2и схемой измерения времени. Генера­тор 2формирует короткие импульсы для возбуждения пьезо­электрического излучателя 3. Электрический импульс, преобра­зованный с помощью пьезоэлектрического излучателя в ультра­звуковой, распространяется в жидкой среде, отражается от гра­ницы раздела жидкость—воздух и возвращается обратно, воздействуя на приемный излучатель, где снова преобразуется в электрический импульс.

Рис. 10.7. Блок-схема ультразвукового уровнемера

Классификация манометров

По принципу действия манометры можно разделить на следующие группы:

Жидкостные манометры – в которых измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости.

Грузопоршневые манометры – в которых измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением, создаваемым весом поршня и грузов.

Деформационные манометры — – в которых измеряемое давление или разность давлений определяется по деформации упругого чувствительного элемента.

Электрические манометры – принцип действия которых основан на зависимости электрических параметров манометрического преобразователя от измеряемого давления.

Жидкостные и поршневые манометры применяют преимущественно для поверки и градуировки приборов, измеряющих давление, а также при лабораторных исследованиях.

 

Трубчато-пружинные манометры

В трубчато-пружинном манометре упругим чувствительным элементом является трубчатая пружина. Схема устройства трубчато-пружинного манометра приведена на рис. 7.1, а.

Упругий элемент этого прибора представляет собой согнутую по кругу полую трубку 5, имеющую в сечении форму эллипса или удлиненного овала. Один конец этой трубки впаян в держатель 11, второй конец заглушён пробкой 9. Держатель прикреплен к корпусу 4 манометра винтами и имеет выступающий из корпуса штуцер / с резьбой, посредством которого подсоединяют прибор к измеряемой среде. Внутри штуцера имеется канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки 5. В верхней части держа­теля расположена площадка, на которой смонтирован передаточ­ный механизм. Свободный конец трубки шарнирно соединен с по­водком 10, второй конец которого также шарнирно связан с зуб­чатым сектором 8. Сектор может свободно вращаться вокруг оси, проходящей через его середину и фиксированной в отверстиях нижней и верхней пластин механизма 7.

Сектор 8 зубчатым зацеплением соединен с трибкой (малень­кой шестерней), не видимой на рисунке. Трибка жестко сидит на оси, проходящей через те же пластины, что и ось сектора.

Схема устройства трубчато-пружинного манометра

Чтобы избежать мертвого хода, к трибке присоединен упру­гий металлический волосок 6, другой конец которого крепится к какой-либо неподвижной части манометра. Таким образом, трибка всегда прижата к сектору силой упругости волоска, поэ­тому в зацеплении нет зазоров, которые являются причиной мертвого хода. На ось трибки плотно насажена стрелка 2. Под дей­ствием давления трибка раскручивается и тянет поводок, который поворачивает сектор 8 вокруг оси. Поворачиваясь, сектор вращает трибку с насаженной на ее ось стрелкой, указывающей на шкале 3 величину измеряемого давления.

 

 



infopedia.su

Принцип — действие — пружинный манометр

Принцип — действие — пружинный манометр

Cтраница 1

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под действием измеряемого давления. Величина этой деформации передается показывающей или самопишущей части прибора, градуированного в единицах давления.  [1]

Принцип действия пружинных манометров состоит в использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под действием измеряемого давления. Величина этой деформации передается на стрелку или перо.  [2]

Принцип действия пружинных манометров основан на измерении давления ( разрежения) по величине деформации упругих чувствительных элементов.  [4]

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругой деформации специальных пружин, возникающей под действием измеряемого давления. Величина этой деформации передается показывающей или самопишущей части прибора, градуированного в единицах давления.  [5]

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругости полой пружины.  [6]

Принцип действия пружинных манометров основан на использовании упругих свойств пружины, при изменении давления среды, заполняющей полую часть этой пружины.  [7]

Принцип действия их аналогичен принципу действия пружинных манометров с одновитковой трубчатой пружиной.  [9]

Принцип действия их аналогичен принципу действия пружинных манометров с однозитковой трубчатой пружиной. В вакууметрах давление внутри трубчатой пружины меньше атмосферного давления, поэтому она не стремится выпрямиться ( как в пружинных манометрах), а, наоборот, еще больше скручивается.  [10]

Вакуумметры применяют для измерения разрежения. Принцип действия их аналогичен принципу действия пружинных манометров с одновитковой трубчатой пружиной.  [12]

Вакуумметры применяют для измерения разрежения, а мано-вакуумметры-давления и разрежения. Принцип действия этих приборов аналогичен принципу действия пружинных манометров с одновитковой трубчатой пружиной.  [13]

Чувствительным элементом пружинного манометра ( рис. 128) или мановакуумметра служит согнутая по кругу на угол 270 полая металлическая трубка овального или эллиптического сечения, изготовленная из латуни или стали. Открытый конец трубки закреплен на корпусе прибора, а внутренняя полость трубки соединена с полостью измеряемого давления. Второй конец трубки закрыт и соединен с передаточным механизмом и указателем. Принцип действия одновиткового пружинного манометра и мановакуумметра основан на использовании свойства такой пружины деформироваться ( распрямляться) при увеличении разности давлений внутри и снаружи трубки. При уменьшении разности внутреннего и наружного давлений свободный конец трубки перемещается в обратном направлении.  [14]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Трубчато-пружинные манометры

В трубчато-пружинном манометре упругим чувствительным элементом является трубчатая пружина. Схема устройства трубчато-пружинного манометра приведена на рис. 7.1, а.

Упругий элемент этого прибора представляет собой согнутую по кругу полую трубку 5, имеющую в сечении форму эллипса или удлиненного овала. Один конец этой трубки впаян в держатель 11, второй конец заглушён пробкой 9. Держатель прикреплен к корпусу 4 манометра винтами и имеет выступающий из корпуса штуцер / с резьбой, посредством которого подсоединяют прибор к измеряемой среде. Внутри штуцера имеется канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки 5. В верхней части держа­теля расположена площадка, на которой смонтирован передаточ­ный механизм. Свободный конец трубки шарнирно соединен с по­водком 10, второй конец которого также шарнирно связан с зуб­чатым сектором 8. Сектор может свободно вращаться вокруг оси, проходящей через его середину и фиксированной в отверстиях нижней и верхней пластин механизма 7.

Сектор 8 зубчатым зацеплением соединен с трибкой (малень­кой шестерней), не видимой на рисунке. Трибка жестко сидит на оси, проходящей через те же пластины, что и ось сектора.

Схема устройства трубчато-пружинного манометра

Чтобы избежать мертвого хода, к трибке присоединен упру­гий металлический волосок 6, другой конец которого крепится к какой-либо неподвижной части манометра. Таким образом, трибка всегда прижата к сектору силой упругости волоска, поэ­тому в зацеплении нет зазоров, которые являются причиной мертвого хода. На ось трибки плотно насажена стрелка 2. Под дей­ствием давления трибка раскручивается и тянет поводок, который поворачивает сектор 8 вокруг оси. Поворачиваясь, сектор вращает трибку с насаженной на ее ось стрелкой, указывающей на шкале 3 величину измеряемого давления.

Манометр с многовитковой (геликоидальной) пружиной

Винтовая трубчатая пружина (геликоидальная) представляет собой полую спиральную трубку с витками, расположенными по винтовой линии. В сечении эта пружина имеет форму эллипса или удлиненного овала.

Самопишущие манометры с вин­товой трубчатой пружиной пред­назначены для измерения и записи давления жидкости, пара и газов и относятся к группе технических манометров. Устройство самопи­шущего манометра с геликоидаль­ной пружиной показано на рис. 7.2. Измеряемое давление подво­дится к штуцеру 2, закрепленному в нижней части корпуса прибора (не показанного на рисунке), и через капиллярную трубку / воз­действует на геликоидальную пру­жину 5.

Рис. 7.2. Схема манометра с винто­вой трубчатой пружиной

Один конец пружины припаян к угольнику, который крепится к корпусу, другой — соединен с осью 6. При повышении давления свободный конец пружины пере­мещается в направлении, пока­занном стрелкой, и вращает ось 6. Вращение оси через закрепленный на ней рычаг 7 и тягу 10 передается рычагу 4, жестко сидящему на одной оси со стрелкой 3. Таким образом, изменение давления пере­мещает на пропорциональный угол стрелку 3, на конце которой закреплено перо //. Перо записывает изменения давления на диаграммном бланке 12, перемещаемом часовым механизмом или синхронным электродвигателем СД-60. На рычаге 7 имеется ползун 8 с винтом 9. Вращением винта 9 при регулировке прибора можно изменять размах стрелки 3 при одном и том же значении измеряемого параметра.

studfile.net

Пружинные манометры и вакуумметры. — Студопедия.Нет

Принцип действия этих приборов основан на деформации различного рода упругих элементов: трубчатых пружин, мембран, сильфонов.

Пружинные манометры применяются для измерения давления от 0,001 МПа до 1000 МПа.

 

Манометры с трубчатой пружиной.

Рабочей частью манометра (рис.10 а) служит изогнутая стальная или латунная трубка (трубчатая пружина). Одним концом она впаяна в штуцер, которым манометр присоединяется к сосуду, где требуется измерить давление. Трубка 1 имеет овальное сечение и при повышении давления разгибается. Другой конец трубки связан с передаточным механизмом 3 со стрелкой 4, которая поворачивается вокруг своей оси при повышении давления. Угол поворота стрелки зависит от величины давления. Вакуумметры и мановакуумметры устроены аналогично манометру.

 

 

 

 

Достоинства: большой диапазон измерений, возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний, простота и надежность конструкции.

Недостатки: потеря чувствительным элементом своих упругих свойств с течением времени.

 

Мембранные манометры.

В мембранных манометрах упругим элементом является мембрана (рис.10 б). мембранные приборы нашли широкое применение при измерении низкого давления и разряжения, в тягометрах и напорометрах.

 

Дифференциальные манометры.

Дифференциальные манометры применяются для измерения разности давлений, т.е. перепада давлений. В качестве дифманометра могут быть использованы U- образные жидкостные манометры, трубчатые и мембранные манометры [4].

Дифференциальный трубчатый манометр имеет в корпусе прибора две независимо действующие пружины одинакового диаметра. Одним концом

 

 

 

пружины впаяны в общий держатель с двумя ниппелями для присоединения к двум источникам измеряемого давления. Другим концом каждая из пружин связана самостоятельным механизмом.

Чувствительным электродом дифференциального мембранного манометра (рис.11) является мембрана. В зависимости от перепада давлений мембрана прогибается в ту или другую сторону. Большим преимуществом мембранного дифманометра является то, что он выдерживает практически любые перегрузки.

При открытых вентилях 1 и закрытом уравновешивающем вентиле 2 в камерах А и В корпуса 3, разделенных упругой мембраной 4 из бронзы нержавеющей стали, создаются давления Р₁ и Р₂ соответственно. Если давления Р₁ и Р₂неодинаковы, то мембрана под действием сил давления деформируется, заставляя вертикально перемещаться шток 5, являющийся сердечником электромагнита 6.

Индивидуальность катушки при этом изменяется, и эти изменения регистрируются на шкале вторичного электронного регистратора.

Дифманометры мембранные электрические компенсационныетипаДМ-Э и ДМ-ЭР имеют унифицированный выходной сигнал постоянного тока 0-5 мА и 0-20 мА; используются в комплекте с милливольтметрами, а также с другими устройствами в информационно-измерительных системах.

Дифманометры типа ДМ-Э предназначены для измерения перепадов давления (выходной сигнал пропорционален перепаду давления), а типа ДМ-ЭР — для измерения расхода по перепаду давления в суживающих устройствах (выходной сигнал пропорционален расходу). Принцип действия дифманометров основан на электрической силовой компенсации усилия, развиваемого мембраной под действием измеряемого перепада давления.

Дифманометры ДМ-Э1 и ДМ-ЭР 1 класса точности 1,5 рассчитаны на давление 0,25 МПа и выпускаются на предельные номинальные перепады давления от 160 до 1000 Па, а приборы ДМ-Э2 и ДМ-ЭР2 классов точности 1 и 1,5 рассчитаны на давление 1 МПа и перепады давления от 1000 до 6300 Па.

 

4.3. Поршневые манометры.

 Поршневые манометры предназначены для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, т.к. обладают высокой чувствительностью. По точности они приближаются к жидкостным манометрам. Для непосредственных замеров поршневые манометры употребляются редко (рис 12). [2]

 

 

Рис. 12. Схема грузопоршневого манометра

Рабочими частями поршневого манометра является цилиндр 1 и поршень 2 с тарелкой 3, на которую может быть положен груз 4. Поршень хорошо пригнан к цилиндру. Под поршень манометра залито масло. Площадь поршня точно равна 1см², поэтому каждый кг груза, положенный на тарелку манометра, создает давление в 1

кг/см². Сам поршень с тарелкой весит точно 1кг. Давление, создаваемое прессом, передается через штуцер к присоединенным проверяемым приборам и уравнивается давлением поршня, которое определяется весом поршня, тарелки и находящихся в ней грузов. При помощи этого манометра можно измерить давление до 60 кг/см².

 

 

Рис.13. Схема ртутного чашечного манометра

Барометры.

Барометры служат для измерения атмосферного давления. По конструктивному оформлению барометры разделяются на ртутные и пружинные.

Ртутный чашечный барометр приведен на рис. 13. Действие прибора основано на уравновешивании давления атмосферы давлением ртутного столба, заключенного в барометрической трубке. Чашечный барометр состоит из стеклянной трубки 1, чашки 2, металлической оправы 3, нониуса с механизмом перемещения, коррекционного термометра А и колпачка с кольцом для подвеса.

Пружинный барометр – анероид, состоит из металлической гофрированной коробки, находящейся под вакуумом и реагирующей на изменение атмосферного давления; передаточного механизма; показывающей части, состоящей из стрелки, отмечающей изменение атмосферного давления на шкале прибора; дугообразного ртутного термометра.

 

Тепловые манометры. 

 Используют для измерения небольших абс. давлений (1-103 Па). Действие основано на линейной зависимости теплопроводности газов от степени их разрежения в указанных пределах. Манометр представляет собой стеклянный баллон, внутр. полость к-рого соединена с аппаратом, где измеряется давление. Внутри баллона находится тонкая вольфрамовая нить, нагреваемая электрич. током. При изменении давления изменяется тсплоотвод от нити. Если поддерживать постоянным ток накала нити, то при изменении давления изменится ее т-ра. Изменяя силу тока так, чтобы эта т-ра оставалась постоянной, можно за меру измеряемого давления принять величину тока или напряжения, подаваемого на нить.

studopedia.net

Деформационные манометры. Устройство. Принцип действия.

В деформационных манометрах используется зависимость деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы отизмеряемого давления. Пропорциональная давлению деформация или сила преобразуются в показания или соответствующие изменения выходного сигнала. Большинство деформационных манометров и дифманометров содержат упругие чувствительные элементы, осуществляющие преобразование давления в пропорциональное перемещение рабочей точки.

Наиболее распространенные упругие чувствительные элементы представлены на рис. 1. К их числу относятся трубчатые пружины, сильфоны, плоские и гофрированные мембраны, мембранные коробки, вялые мембраны с жестким центром.

Рис. 1. Упругие чувствительные элементы деформационных манометров

 а — трубчатые пружины; б — сильфоны; в, г — плоские и гофрированные мембраны; д — мембранные коробки; е — вялые мембраны с жестким центром

Статической (упругой) характеристике чувствительного элемента, связывающей перемещение рабочей точки с давлением, присуще наличие начальной зоны пропорциональных перемещений, в которой имеют место упругие деформации, и нелинейной области, в которой возникают пластические деформации. Несовершенство упругих свойств материалов чувствительных элементов обусловливает наличие гистерезиса статической характеристики и упругое последействие. Последнее проявляется в запаздывании перемещения рабочей точки по отношению к приложенному давлению и медленном возвращении ее в начальное положение после снятия давления.

Форма и крутизна статической характеристики зависят от конструкции чувствительного элемента, материала, температуры. Рабочий диапазон выбирается в области упругих деформаций с обеспечением запаса на случай перегрузки чувствительного элемента давлением.

Полые одновитковые трубчатые пружины (см. рис. 1, а), имеют эллиптическое или плоскоовальное сечение. Один конец пружины, в который поступает измеряемое давление, закреплен неподвижно в держателе, второй (закрытый) — может перемещаться. Под действием разности измеряемого внутреннего давления и внешнего атмосферного трубчатая пружина деформируется: малая ось сечения трубки увеличивается, большая уменьшается, при этом пружина раскручивается и ее свободный конец совершает перемещение в 1 …3 мм. Для давлений до 5 МПа трубчатые пружины изготовляют из латуни, бронзы, а для более высоких давлений — из легированных сталей и сплавов никеля.

Сильфонные и мембранные чувствительные элементы имеют более широкие возможности для увеличения эффективной площади с целью получения требуемого перестановочного усилия, что позволяет использовать их для измерения малых избыточных давлений и разрежения. Сильфон (см. рис. 1, б) — это тонкостенная трубка с поперечными кольцевыми гофрами на боковой стенке. Жесткость сильфона зависит от материала, наружного и внутреннего диаметров, толщины стенки заготовки, радиуса закругления гофр r и угла их уплотнения a, числа гофр. Сильфоны бывают цельнотянутыми и сварными. Благодаря значительному прогрессу в технологии изготовления сильфонов, они получили широкое распространение в манометрах и дифманометрах с силовой компенсацией.

Наиболее разнообразными по конструкции являются мембранные чувствительные элементы. Представленная на рис. 1 в, плоская или пластинчатая мембрана представляет собой гибкую тонкую пластину, закрепленную по окружности. Под влиянием разности давлений, действующих с обеих сторон на мембрану, ее центр перемещается. Плоская мембрана имеет нелинейную упругую характеристику и малые перемещения рабочей точки, в связи с чем ее в основном применяют для преобразования давления в силу (пьезоэлектрические преобразователи), поверхностные деформации (тензопреобразователи) и малые перемещения (емкостные и резонансные преобразователи). Преобразователи с такими чувствительными элементами рассмотрены в разделе электрических манометров.

Для улучшения статической характеристики используют гофрированные мембраны и мембранные коробки (см. рис. 1, г, д). Профили мембран могут быть пильчатыми, трапецеидальными, синусоидальными. Гофрирование мембраны приводит к увеличению ее жесткости, спрямлению статической характеристики и увеличению зоны пропорциональных перемещений рабочей точки. Более широко используются мембранные коробки, которые представляют собой сваренные или спаянные по внешней кромке мембраны. Жесткость коробки вдвое ниже жесткости каждой из мембран. В дифманометрах, чувствительных элементах регуляторов прямого действия используются мембранные блоки, включающие две коробки и более.

Для измерения малых давлений применяются вялые мембраны (см. рис. 1, е), изготовленные из бензомаслостойкой прорезиненной ткани. В центре мембраны крепятся металлические пластины, в одну из которых упирается винтовая пружина, выполняющая функции упругого элемента.

Упругие свойства материалов чувствительных элементов зависят от температуры. Так, у трубчатых пружин температурный коэффициент снижения жесткости при росте температуры достигает 3 * 10 ^-4°С. Это определяет необходимость защиты приборов от воздействия высоких температур измеряемой среды. С течением времени у упругих чувствительных элементов накапливаются пластические деформации и уменьшаются упругие, это приводит к снижению крутизны статической характеристики прибора и ее смещению. Процесс изменения статической характеристики ускоряется при повышенной температуре и пульсации измеряемого давления. Конструкция деформационных манометров и дифманометров обычно предусматривает возможность коррекции отклонений показаний или выходного сигнала, вызванных старением упругого чувствительного элемента.

В соответствии с используемым в приборах типом рассмотренных чувствительных элементов деформационные манометры подразделяются на пружинные, сильфонные и мембранные, разновидности этих групп приборов показывающих и с дистанционной передачей показаний рассмотрены ниже.

Показывающие манометры (механические)

Большинство показывающих, самопишущих и сигнализирующих манометров с трубчатой пружиной являются устройствами прямого преобразования, в которых давление последовательно преобразуется в перемещение чувствительного элемента и связанного с ним механически показывающего, регистрирующего или контактного устройства.

Рис. 2. Пружинный показывающий механический манометр

1 — одновитковая трубчатая пружина; 2 — держатель; 3 — пробка; 4 — поводок; 5 — зубчатый сектор; 6 — шестерня; 7 — стрелка

Схема показывающего пружинного манометра представлена на рис. 2. Одновитковая трубчатая пружина 1 с одного конца приварена к держателю 2, прикрепленному к корпусу манометра. Нижняя часть держателя заканчивается шестигранной головкой и штуцером, с помощью которого к манометру подсоединяется трубка, подводящая давление. Свободный конец пружины 1 припаян к пробке 3, шарнир- но соединенной с поводком 4.

При перемещении свободного конца пружины поводок поворачивает зубчатый сектор 5 относительно оси О, вызывая поворот шестерни (трибки) 6 и сидящей на одной оси с ней показывающей стрелки 7. Пружина, не приведенная на рисунке, обеспечивает поджатое зубцов трибки к зубцам сектора, убирая люфт. Статическая характеристика манометра может подстраиваться за счет изменения точки закрепления поводка 4 в прорези сектора 5 и смещения положения стрелки, устраняя мультипликативную и аддитивную погрешности. На рис. 2 показано радиальное размещение штуцера. Манометры также изготавливаются с его осевым размещением.

Пружинные показывающие манометры выпускаются с верхним пределом измерения от 0,1 МПа (1 кгс/см2) до 103 МПа (104 кгс/см2) в соответствии со стандартным рядом. Пружинные вакуумметры имеют диапазон измерения — 0,1…0 МПа, а мановакуумметры при нижнем пределе измерения — 0,1 МПа имеют верхний предел измерения по избыточному давлению от 0,1 до 2,4 МПа. Образцовые показывающие пружинные манометры имеют класс точности 0,15; 0,25 и 0,4; рабочие 1,5; 2,5; 4, рабочие повышенной точности 0,6 и 1.

Для сигнализации предельных отклонений давления в цепях защиты и позиционного регулирования широко применяютсяэлектроконтактные манометры. Схема манометра типа ЭКМ представлена на рис. 3. В показывающий манометр дополнительно введены две стрелки 2, 3, к которым упругими токоподводами поджаты электрические контакты 4.

Рис. 3. Электроконтактный манометр:

1 — показывающая стрелка; 2, 3 — стрелки; 4 — электрические контакты; 5 — поводок; 6 — электрический контакт

Стрелки 2,3 с помощью торцевого ключа и поводка 5 устанавливаются против значений сигнализируемого давления. Показывающая стрелка 1 также снабжена электрическим контактом 6. Если давление находится в пределах рабочего диапазона, то электрические цепи сигнализации разомкнуты. При достижении показывающей стрелкой любой из контактных замыкается электрическая цепь, вызывая срабатывание сигнализации. Электрические контакты остаются замкнутыми при нахождении показывающей стрелки за пределами рабочего диапазона давления, поскольку стрелки 2, 3 ограничивают смещение контактов внутрь рабочего диапазона, а вне его контакты увлекаются показывающей стрелкой 1. Класс манометров и вакуумметров 1, 5; пределы измерения соответствуют стандартному ряду.

Для целей сигнализации и позиционного регулирования используются реле давления типа РД, которые не имеют показывающей шкалы и имеют верхние пределы измерения в диапазоне 12— 1600 кПа. Их настройка на верхний или нижний предел срабатывания производится по показаниям контрольного манометра. Разрывная мощность контактов при активной нагрузке составляет 10 Вт (ф. «Метран»).

Промышленностью выпускаются механические показывающие и самопишущие манометры (МТП, МТС), вакуумметры (ВТП, ВТС) и мановакуумметры (МВТП, МВТС) с одновитковой трубчатой пружиной. Самопишущие приборы имеют дисковую диаграмму, совершающую один оборот за 8, 12 или 24 ч, ее вращение осуществляется электрическим двигателем или часовым механизмом, имеющим 8-суточный завод. Класс точности манометров 1; 1,5; 2,5.

Сильфонные чувствительные элементы используются в механических показывающих и самопишущих дифманометрах типа ДСП и ДСС. Схема их чувствительного элемента, представляющего сильфонный блок, дана на рис. 4, а, на рис. 4, б приведен внешний вид дифманометра с вентильным блоком. Под действием разности давлений рабочий сильфон 1, расположенный в плюсовой камере дифманометра, сжимается и кремнийорганическая жидкость 2, заполняющая внутреннюю полость сильфона 1, частично вытесняется во внутреннюю полость сильфона 3, находящегося в минусовой камере дифманометра. При этом перемещается шток 4, жестко соединенный с дном сильфона 3. Работающие на растяжение пружины 5 одним концом прикреплены к неподвижному стакану 6, а другим — к концу штока 4. Со штоком 4 соединен конец рычага 7, который с помощью торсиона 8, отделяющего внутреннюю полость дифманометра от атмосферы, поворачивает ось 9, связанную с записывающим или показывающим устройством. Резиновые кольца 10 служат для ограничения хода штока 4 при односторонних перегрузках.

Рис. 4. Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

Первые три гофра 11 представляют собой термокомпенсатор, воспринимающий изменение внутреннего объема жидкости 2 при изменении температуры прибора. Дифманометры снабжаются вентильным блоком, включающим запорные вентили 12 и уравнительный 13. Подключение к объекту измерения дифманометра с открытым уравнительным вентилем позволяет исключить воздействие одностороннего рабочего давления на чувствительный элемент. При закрытых вентилях 12 и открытом 13 указатель дифманометра дол-жен находиться на начальной отметке, что используется при проверке его работоспособности и настройке.

Дифманометры ДС могут иметь сигнализирующее устройство и пневматические преобразователи. Привод диаграммной бумаги при регистрации показаний, как и в манометрах МТС, производится синхронным двигателем или часовым механизмом. Дифманометры имеют верхний предел измерения от 6,3 кПа до 0,16 МПа при рабочем давлении 16 и 32 МПа, класс точности 1; 1,5. Дифманометры- расходомеры, работающие с сужающими устройствами, могут иметь манометрическую часть, производящую регистрацию статического давления до 32 МПа, и интегратор для суммирования расхода.

Мембранные упругие чувствительные элементы, чаще в виде мембранных коробок, используются в приборах для измерения напора и разрежения. Схема профильного напоромера типа НМП и его внешний вид представлены на рис. 5.

Рис. 5. Схема и внешний вид профильного мембранного напоромера НМП:

1 — штуцер; 2 — мембранная коробка; 3 — система рычагов и тяг; 4 — ось; 5 — показывающая стрелка; 6 — профильная шкала; 7 — корректор

Измеряемое давление через штуцер 1 на задней стенке прибора подается во внутреннюю полость мембранной коробки 2. С помощью системы рычагов и тяг 3, изображенных на схеме упрощенно, перемещение центра мембранной коробки преобразуется в пропорциональный угол поворота оси 4, на которую насажена показывающая стрелка 5, перемещающаяся вдоль профильной шкалы б. Для настройки начального положения показывающей стрелки используется корректор 7, находящийся на лицевой панели. Эти приборы выпускаются так же, как тягомеры и тягонапоромеры. Диапазон измерения приборов достигает 25 кПа в соответствии со стандартным рядом при классе точности 1,5; 2,5.

С использованием мембранных чувствительных элементов выпускаются реле (сигнализаторы) напора и тяги типа РД, которые работают в диапазоне от -12 до 12 кПа.

studfile.net