2.3.2 Мембранные и сильфонные приборы

а Мембранный манометр

Устройство мембранного манометра показано на рисунке 2.7,б. Упругим элементом манометра является гофрированная мембра­на 6, края которой зажаты между фланцами чашек 1 и 2. Чаш­ка имеет ниппель 7 для присоединения манометра к аппарату, в котором измеряется давление. Верхняя чашка 2 представля­ет собой одно целое с корпусом манометра 4. В центре мембра­ны 6 закреплена стойка 5, шарнирно соединенная с поводком 3. Последний соединен с сектором зубчато-секторного передаточ­ного механизма. Мембранные манометры этого типа предна­значены для измерения давления от 0,02 до 3 МПа.

Перемещения центра мембраны под действием давления невелики и составляют 1,5—2,0 мм, что уменьшает чувстви­тельность манометров и требует применения механизма с большим передаточным числом. Эти недостатки мембранных манометров ограничивают область их применения.

Наиболее удобны мембранные манометры для измерения давления вязких жидкостей или химически агрессивных сред, так как прямой и широкий канал в ниппеле манометра и боль­шая полость под мембраной дают свободный проход для вяз­кой жидкости и устраняют возможность засорения. Простота конфигурации чувствительной части манометра позволяет лег­ко защищать мембрану от действия агрессивной среды.

Пружинно-мембранные приборы отличают­ся от рассмотренных выше тем, что мембрана, воспринимающая давление, выполнена из гибкого материала (вялая мем­брана), а давление уравновешивается цилиндрической винтовой пружиной. Гибкие мембраны обычно изготавливают из рези­ны, прорезиненной ткани, пластмассы, фосфористой и бериллиевой бронзы, нержавеющей стали.

Диапазон измеряемых давлений мембранными ма­нометрами определяется прочностью мембраны и жесткостью пружины.

К не­достаткам мембранных приборов относятся неболь­шой ход подвижного цент­ра чувствительного элемен­та, значительное отклоне­ние жесткости мембраны от расчетной и трудность ре­гулировки жесткости мембран. Эти недостатки мем­бранных чувствительных элементов устраняются в приборах, построенных по схеме силовой электричес­кой или пневматической компенсации.

Максимальный диапазон измерений мембранных манометров 0—3 МПа, вакуумметров — от —0,1 до 0 МПа. Клас­сы точности приборов 1,5 и 2,5. Кроме рассмотренных приборов выпускаются показывающие мембранные тягомеры, напоромеры и тягонапоромеры классов точности 1,5; 2,5.

б Сильфонные манометры применяют для измерения давлений до 2,5 МПа (до 25 кгс/см²). Они могут быть как показывающие, так и самопи­шущие. Предельные номинальные перепады давлений состав­ляют 0,0063—0,25 МПа. Предельное допустимое рабочее избыточ­ное давление: 6,3; 16 и 32 МПа. Классы точности сильфонных по­казывающих и самопишущих манометров 1,0 и 1,5.

2.3.3 Приборы с трубчатыми пружинами

а Одним из наиболее рас­пространенных видов пружинных манометров является мано­метр с одновитковой трубчатой пружиной. Принцип действия его основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации одновитковой трубчатой пружины.

Рисунок 2.8-Одновитковый трубчатый манометр

Одновитковые трубчатые манометры выпускаются как образцовые, контрольные, рабочие, электроконтактные, дифференциальные и с дистанционной передачей.

Основной деталью одновиткового трубчатого манометра (рисунок 2.8,) является согнутая по дуге круга трубка 4 эллипти­ческого или овального сечения. Одним концом трубка впаяна в держатель 7, оканчивающийся ниппелем для присоединения к источнику измеряемого давления. Внутри держателя прохо­дит канал, который соединяется с внутренней полостью труб­ки 4. Перемещение конца одновитковой трубчатой пружины (трубки) 4 при подаче давления через тягу 5 передается сек­тору /, который вращается на оси 6. При помощи зубчатого за­цепления перемещение сектора вызывает вращение трубки 2, на оси которой находится показывающая стрелка 3. Отсчет показаний

ведется по шкале; угол поворота стрелки равен 270—300 °С.

Для измерения давлений до 5 МПа трубки изготавливают из латуни или бронзы, а для более высоких давлений — из ста­ли. Размеры трубок могут быть различными. С увеличением

Максимальный угол раскручивания трубчатой пружины при верхнем пределе измерения равен 6—8°.

Имеются манометры с рычажным передаточным механиз­мом, в которых тяга 5 связана с дугообразным рычажком, же­стко скрепленным со стрелкой. Угол поворота стрелки состав­ляет 90°.

Показывающие манометры с одновитковой трубчатой пру­жиной без устройств передачи показаний на расстояние имеют круглый корпус диаметром от 40 до 250 мм. Класс точности приборов может быть 0,4 , 0,6; 1,0; 1,6 и 2,5 или 4,0. Наиболее вы­сокий класс точности имеют приборы в корпусах диаметром 160 и 250 мм. Приборы в корпусах 40 и 60 мм выпускаются только классов точности 2,5 или 4,0.

Диапазоны измерений манометров от 0—0,1 МПа до 0—10³ МПа; вакуум­метров — от —0,1 до 0 МПа.

Наряду с рассмотрен­ными приборами, осна­щенными одинаковой трубчатой пружиной, в практике измерения дав­ления и разрежения полу­чили широкое распростра­нение манометры и ва­куумметры, снабженные электроконтактными сиг­нализирующими устрой­ствами. Эти средства из­мерений давления получили название электроконтактных. Класс точности электроконтакт­ных манометров и вакуумметров 1,5. Погрешность срабатывания сигнализирующего устройства ±2.5%.

Для измерения давления различных газов (кислорода, аце­тилена и др.) корпуса манометров окрашивают в соответству­ющие цвета: для измерения давления кислорода — в голубой, водорода — в темно-зеленый, ацетилена — в белый, хлора — в серовато-зеленый, остальных горючих газов — в красный, а остальных негорючих газов — в черный.

Для проверки технических манометров, а также измерения давления в лабораторных условиях применяют образцовые ма­нометры с условной шкалой, разделенной на 100 или 250 де­лений. Для перевода делений шкалы в величины давления слу­жит переводная таблица, приводимая в аттестате прибора. Класс точности образцовых приборов 0,16; 0,25 и 0,4.

Рисунок 2.9-Схема манометра с многовитковой трубкой

б Принципиальная схема манометра с многовитковой винто­вой трубчатой пружиной показана на рисунке 2.9. Манометры с многовитковой трубкой отличаются от одновитковых формой рабочего органа, имеющего вид цилиндрической (винтовой) спирали с 6—9 витками, свернутой из плоской трубки. Эту трубку можно рассматривать как ряд одновитковых трубок, соединенных последовательно. Поэтому перемещение свободно­го конца трубки и величина вращающего момента значительно больше, чем у одновиткового манометра.

Манометры с много­витковой трубкой применяют, главным образом, как самопи­шущие приборы, приборы с передачей показаний на расстояние и приборы для сигнализации и регулирования.

Класс точности показывающих и самопи­шущих приборов с многовитковой трубчатой пру­жиной 1,0; 1,5. Диапазоны измерений манометров от 0—0,6 МПа до О— 160 МПа; вакууммет­ров—от —0,06—0 МПа до—0,1—0 МПа.