1.2.2. Механические приборы для измерения давления

Механические приборы получили наибольшее распространение, так как они характеризуются следующими преимуществами: простотой уст­ройст­ва и использования, портативностью, универсальностью, практичес­ки неограниченным диапазоном измерения, начиная от нескольких килопаскалей и до сотен мегапаскалей.

По типу упругих элементов, применяемых для измерения давления, механические приборы подразделяются на пружинные, мембранные и сильфонные.

М

Рис. 1.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной: 1 – трубчатая пружина; 2 – стрелка; 3 – зубчатый сектор; 4 – тяга; 5 – корпус манометра; 6 – ниппель; 7 – основание манометра; 8 – трибка

анометры с одновитковой пружиной. Пружинные приборы появились на двести лет позднее жидкостных (1846–1848). Основной деталью пружинных манометров является полая трубка с поперечным сечением в виде овала или эллипса. По имени автора одного из первых манометров такая трубка называется еще трубкой Бурдона (рис. 1.1). Один конец трубки заканчивается ниппелем с резьбой для подключения к сосуду, в котором измеряется давление, а второй запаян. Свободный запаянный конец трубчатой пружины при помощи тяги шарнирно соединяется с зубчатым сектором, находящимся в зацеплении с маленькой шестеренкой (трибкой). На ось трибки насажена стрелка, которая указательным концом подходит к шкале, нанесенной на циферблате.

Если манометр присоединить к полости с избыточным давлением, то силы давления в трубке несколько распрямляют ее, свободный конец трубки при этом перемещается, тяга поворачивает зубчатый сектор и находящуюся с ним в зацеплении трибку. По положению стрелки на шкале судят о величине измеряемого давления.

Трубчатые вакуумметр и мановакуумметр. Трубчатая пружина может быть использована и в вакуумметре, т. е. приборе для измерения разрежения (отрицательного избыточного давления).

Если пружину соединить с пространством, в котором имеет место разрежение, то под действием внешнего атмосферного давления она будет деформироваться. Причем свободный конец будет перемещаться не вверх, как у манометра, а вниз. Соответственно и стрелка будет поворачиваться в противоположную сторону.

Шкала вакуумметра может размечаться в миллиметрах ртутного столба. Предельное значение шкалы (760 мм рт. ст.) наносится условно, так как полный вакуум практически не достижим.

Если в одном и том же месте по условиям работы установки возможно и избыточное давление, и вакуум, то используется комбинированный прибор, называемый мановакуумметром. Предельное значение шкалы манометрического давления может быть любым и зависит лишь от использованной в данном манометре трубки. Зная, на какое избыточное давление рассчитана трубка мановакуумметра, мож­но найти соотношение между длина­ми манометрической и вакуумметриче­ской шкал. Так, если манометрическая шкала рассчитана на 1,0 МПа, вакуум­метрическая шкала будет занимать от шкалы давления, если на 2,0 МПа, то и т. д., чем больше избыточное давление, на которое ассчитан мановакуум­метр, тем меньше размер вакуумметрической шкалы и ниже точность измерения вакуума.

ВОПРОС №2

К предохранительным устройствам относятся импульсно-предохранительные устройства (ИПУ). Предохранительные устройства предназначены для обеспечения безопасной работы оборудования и систем электростанций путём защиты от превышения давления рабочей среды (насыщенного или перегретого водяного пара) выше допустимой величины. Предохранительные устройства срабатывают автоматически и, открываясь, сбрасывают избыток рабочей среды из защищаемого сосуда или системы в атмосферу.

Настройка ИПУ на заданное давление открытия и закрытия производится только импульсным клапаном (ИК). Это обеспечивается путём сжатия пружины ИК в положение, обеспечивающее открытие клапана при давлении настройки. Закрывается ИК и ИПУ в целом при давлении более низком, чем номинальное.

Предохранительные устройства котлов

Безопасность эксплуатации и надежность котельных сооружений напрямую зависит от предохранительных устройств, которыми оборудован котел. Предохранительные устройства котлов выбрасывают лишнюю рабочую среду за пределы оборудования, тем самым снижая в отопительной системе давление.

К предохранительным устройствам относят:

МПУ (предохранительные установки с разрушающимися мембранами);

Пружинные предохранительные клапаны прямого действия;

Рычажно-грузовые клапаны прямого действия;

Предохранительные клапаны непрямого действия (импульсные предохранительные установки), которые состоят из ИК (импульсного клапана) и ГПК (главного предохранительного клапана).

На территории России другие предохранительные устройства котлов можно эксплуатировать только с разрешения Госгортехнадзора.