Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

н а п о р о м еры — манометры избыточного давления для изме­ рения давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа;

в а к у у м м е т р ы — для измерения вакуума или абсолютного давления менее 1000 Па;

т я г о м е р ы — вакуумметры для измерения разрежения в газо­ вых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа;

м а н о в а к у у м м е т р ы — для измерения избыточного давления

манометры для измерения разности двух давлений, ни одно из ко­

признакам разделяются на следующие группы:

манометры с видимым уровнем, в которых давление столба уравновешивающей жидкости определяется по разности уровней в двух сообщающихся сосудах, из которых один или оба сделаны из прозрачного материала;

поплавковые манометры, в которых давление столба уравнове­ шивающей жидкости определяется по положению поплавка, нахо­ дящегося в одном из двух сообщающихся сосудов;

кольцевые манометры, выполненные в виде разделенного перегородкой и частично заполненного уравновешивающей жид­ костью полого кольца, в котором давление столба уравновешиваю­ щей жидкости определяется по углу поворота кольца или по моменту силы, создаваемому кольцом;

колокольные манометры, в которых давление столба уравнове­ шивающей жидкости определяется по перемещению колокола, погруженного в уравновешивающую жидкость, или по создаваемой колоколом силе.

Манометры с видимым уровнем разделяются на следующие группы:

однотрубные, в которых площадь сечения одного из сообщаю­ щихся сосудов во много раз меньше площади другого;

двухтрубные, в которых оба сообщающихся сосуда имеют близкие по размеру площади сечения.

Деформационные манометры по конструктивным признакам разделяются на следующие группы:

трубчато-пружинные манометры, в которых упругим чувстви­ тельным элементом является трубчатая пружина;

мембранные манометры, в которых упругим чувствительным элементом является мембрана или мембранная коробка;

манометры с вялой мембраной, в которых измеряемое давление или разность давлений воспринимается вялой мембраной и пре­

68

образуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устрой­ ством; сильфонные манометры, в которых упругим чувствительным элементом является сильфон.

Трубчато-пружинные манометры в свою очередь разделяются на манометры общего назначения, не требующие специального исполнения и защиты и применяющиеся для измерения давления (разрежения) водяного пара, неагрессивных жидкостей и газов, и на манометры специального назначения, требующие специаль­ ного исполнения и защиты для предохранения приборов от воздей­ ствия измеряемой среды, вибраций, сотрясений и т. д.

Для внешнего отличия крышка (кожух) и корпус приборов специального назначения окрашиваются в условные цвета: для водорода — в темно-зеленый, для ацетилена — в белый, для других

В приборах с корпусом из пластмассы черного цвета в услов­ ный цвет окрашивается кольцо крепления стекла прибора. На циферблат наносится наименование измеряемого прибором газа, подчеркнутое чертой соответствующего цвета. На циферблат прибора для измерения давления (разрежения) кислорода, кроме того, наносится надпись «Маслоопасяоі».

Корпусы манометров общего назначения покрываются либо прозрачным лаком', либо краской черного цвета, а с целью предо­ хранения от коррозии хромируются, никелируются или обрабатыва­ ются аналогичными способами.

Применение приборов не по назначению недопустимо и может привести к взрыву 'или быстрому выходу измерительного меха­ низма из строя.

Жидкостные манометры. U-образный манометр — наиболее про­

трубки, укрепленной на деревянном основании, и циферблата, рас­ положенного между коленами трубки или непосредственно за труб­ кой. На циферблате нанесены деления через один миллиметр, причем нулевая отметка ставится в середине шкалы.

Трубка до нулевой отметки заполняется жидкостью — водой, ртутью, спиртом и т. п., удельная плотность которой известна. Затем прибор устанавливают по отвесу и одно колено соединяют с пространством, где нужно измерить давление. После подключе­ ния давления жидкость в одном колене опустится, а в другом колене соответственно поднимется.

Результат измерения U-образным манометром избыточного дав­ ления не зависит от площади сечения трубки и равен произведению разности уровней жидкости в коленах трубки на удельную плотность.

69

Для изготовления U-образных манометров обычно применяются стеклянные трубки с внутренним диаметром 5—8 мм.

. При калиброванных трубках отсчет при измерении ведется по одному, колену, а результат удваивается. При некалиброванных трубках отсчет ведется по высоте уровней в обоих коленах, а ре­ зультат суммируется.

Разновидностью U-образного манометра является однотрубный манометр, у которого одно из колен заменено чашкой. Нулевая отметка на циферблате такого манометра расположена внизу шкалы, и отсчет ведется по уровню жидкости в трубке. Действи­ тельная высота столба всегда больше кажущейся, и для устранения

Рис. 17. Устройство мембранного тягсшапоромера

отсчет брать по одному колену, пренебрегая понижением уровня в чашке.

Погрешность U-образных манометров из-за неточности отсчета колеблется в пределах ± 1 мм столба заполняющей жидкости.

Микроманометры с постоянным углом наклона трубки являются обычными однотрубными приборами, у которых трубка наклонена

кгоризонту под некоторым углом.

Вмикроманометрах с наклонной трубкой измеряемое давление равно произведению длины перемещения столба жидкости в на­

клонной трубке на размер удельной плотности этой жидкости и на синус угла наклона трубки. Точность микроманометров с постоян­ ным углом наклона капиллярной трубки составляет ±2% от верх­ него предела шкалы прибора. Для измерения давления или разре­ жения, меняющихся в больших пределах, применяются микромано­ метры с переменным углом наклона трубки.

Мембранные тягомеры и напоромеры. Мембранные тягомеры,

напоромеры и тягонапоромеры применяются для измерения малых давлений или разрежений сухих газов, имеющих температуру не выше 60° С и не действующих разрушающе на материал деталей

70

прибора (латунь, бронза и красная медь). Эти приборы выпуска­ ются для утопленного монтажа и имеют профильную шкалу.

На рис. 17 приведена схема мембранного тягонапоромера. Чувствительным элементом прибора является герметичная мем­ бранная коробка 5. Измеряемое избыточное давление подводится к штуцеру, соединенному с внутренней полостью мембранной коробки трубкой 1. Под действием измеряемого давления жесткий центр верхней мембраны начинает перемещаться. Это перемещение посредством поводка 8 и рычага 7 передается через тягу 2 на ось 4 стрелки 3. Стрелка устанавливается на нулевую отметку шкалы

изменяется; малая ось сечения увеличивается.

Основной деталью трубчато-пружинного манометра с одновит­ ковой пружиной (рис. 18) является согнутая по кругу полая трубчатая пружина 1, имеющая в сечении форму овала или эллипса. Пружина одним концом впаяна в держатель 2, который оканчива­ ется ниппелем 4 с резьбой для присоединения манометра к объекту измерения. Другой конец пружины закрыт пробкой 3 и при по­ мощи поводка 5 соединен с сектором 6. Сектор 6 может поворачи­ ваться на своей оси и при помощи зубчатого зацепления приводить во вращение трибку (маленькую шестерню). Ось трибки проходит через отверстия в тех же пластинах, что и ось сектора. Для уничто­ жения мертвого хода в зубчатом зацеплении трибки с сектором трибка снабжается спиральной пружиной, которая прижимает трибку к сектору, чем и уничтожаются зазоры в зацеплении,

71

давления 1568 кПа следует установить манометр со шкалой до

2500 кПа и т. д.

При резко колеблющейся нагрузке наивысшее рабочее давление не должно выходить за пределы двух третей шкалы манометра. Кроме того, как при плавно меняющейся, так и при резко колеблю­ щейся нагрузке манометры не должны применяться для измерения давлений, располагающихся в пределах первой трети их шкалы. Это требование вызвано недостаточной чувствительностью пружины к давлениям, находящимся в пределах первой трети шкалы.

Выбранный манометр дол­ жен иметь пломбу, которая при­ дается прибору при государ­ ственной поверкеПломба дей­ ствительна в течение 1 года со дня опломбирования мано­ метра. При выборе манометров следует учитывать их назначе­ ние и размеры шкалы.

Для предохранения пружи­ ны прибора от действия на нее горячих паров, жидкостей или газов между манометром и отверстием для отбора давле­ ния помещают предохрани­ тельную петлю (сифонную трубку), располагая ее так, чтобы она была постоянно за­ полнена конденсатом или ка­ кой-либо нейтральной жид­ костью.

При установке манометров выше или ниже отверстия для отбора давления нужно вво­ дить поправку на высоту стол­ ба в том случае, когда измеря­ ется давление воды, жидкости или пара. В установках, где

имеют место резкие колебания или внезапные изменения давле­ ния, надлежит применять особые предохранительные приспособле­ ния— буферные емкости или дроссельные устройства, в которых пульсация давления частично поглощается.

Для уплотнения соединения приборов следует применять про­ кладки из алюминия и фибры для приборов с рабочим давлением 50 000 кПа и из красной отожженной меди при более высоких дав­ лениях.

Не допускается применение прокладок из фибры для кисло­ родных манометров, из красной меди — для ацетиленовых маномет­ ров. Не допускается также применение прокладок из свинца и кожи

7 4

и навертывание пакли для уплотнения соединения любых мано­ метров.

Для обеспечения надежной работы манометра в эксплуатацион­ ных условиях решающее значение имеют правильные выбор и уста­ новка прибора. Манометр, работающий с перегрузкой или не­ правильно установленный (например, без защиты от специальных воздействий), быстро выйдет из строя и потребует замены.

Все манометры, установленные на рабочие места и имеющие в соединительной линии трехходовой кран, должны раз в смену проверяться «на нуль». Это достигается соединением манометра с атмосферой посредством трехходового крана. При отсутствии трехходового крана подобная проверка не производится. Одновре­ менно раз в смену при помощи того же крана должна произво­ диться продувка соединительной линии в течение 20—30 с.

Область и особенности применения приборов для измерения давления и разрежения в целлюлозно-бумажной промышленности. Измерители давления и разрежения широко применяются для контроля и регулирования производственных процессов целлю­ лозно-бумажной промышленности. Например, тягомерами измеря­ ется разрежение на участке от серных печей до поглотительной аппаратуры и в других местах; манометрами измеряется давление в варочных котлах периодического и непрерывного действия, дав­ ление пара в трубопроводах перед сушильными цилиндрами бумагоделательных машин, давление хлора в цистернах хлорного склада; трубчатыми или U-образными ртутными вакуумметрами измеряется разрежение в отсасывающем ящике и в отсасывающих валах пресспата и т. д.

В условиях целлюлозно-бумажного производства применение измерителей давления и разрежения в большинстве случаев свя­ зано с необходимостью надежной защиты их измерительных уст­ ройств от воздействия агрессивных сред (кислоты, щелока, сусла, бражки и др.). В качестве защитных средств от корродирующего воздействия рабочей среды применяют разделительные камеры либо с нейтральным жидким наполнителем, либо с гибкими резиновыми мембранами.

Разделительная жидкость не должна химически реагировать и давать физическую смесь с рабочей средой. Например, наполни­ телем часто служит невязкое масло. Опыт эксплуатации подобных устройств показывает, что разделительные камеры с масляным заполнением в некоторых случаях работают ненадежно. При изме­ рении давления в варочных котлах целлюлозного производства эти камеры при выдувке и вымывке целлюлозной массы из котла не­ редко оказываются без масла, т. е. разделительные камеры отказы­ вают в работе. Кроме того, масляное заполнение камер затрудняет

продувку соединительных трубок.

Более надежна защита манометров при помощи разделительной камеры с гибкой резиновой мембраной. Камера состоит из двух крышек, между которыми помещена эластичная мембрана. Соеди­ нительные трубки и камера заполняются водой. Для предохранения

75