IV. Реле давления

- Реле давления называются приборы, которые предназначены не для непрерывного контроля давления, а для дискретного управления

исполнительными механизмами или сигнализации при достижении давле-

ния (вакуума) определенной заданной величины.

В отличие от выходного сигнала манометров выходной сигнал (ток или напряжение) реле изменяется скачкообразно при достижении входной величины (давлением, вакуумом) заданного значения.

3ависимость между входной величиной (Р) и выходной величиной (U, I) реле в равновесном режиме называется статической характе-ристикой. Эта характеристика задается аналитически (в виде уравне­ния) или графически (рис. 20). Работа реледавления характеризуется

Р < Р₂ выходная величина не из­меняется и только при достижении значения, равного P₂< произойдет ее мгновенное изменение, т.е. ре­ле сработает. В этот момент выход­ная величина изменяется скачком от значения U₀ = 0 до U₁ = Umax и при дальнейшем возрастании дав­ления Р остается неизменной.

При умень­шении давления P до некоторого момен­та она остается постоянной. При Р =Р1< Р2 -происходит скачкообразное изменение выходной величины до

Величина ^P=P₂ - P ₁ называется дифференциалом реле и имеет большое значение в системах сигнализации и блокировки. В некоторых типах реле предусмотрено изменение этой ве­личины с помощью специального узла настройки дифференциала. Отно­шение К =P₁/P₂ называется коэффициентом возврата реле, который определяет дифференциал реле.

Каждое реле имеет настроечный орган, с помощью которого может изменяться давление срабатывания контактов - давление настройки.

Рис.21

Н а рис.21 приведена схема конструкции реле давления с регули­руемым дифференциалом. Давление срабатывания кон­тактов определяется суммой значений, выставленных на шкале настройки и шкале дифференциала, а давление отпускания определяет шкала настройки. Во время ра­боты прибора сила, созда­ваемая давлением контроли­руемой среды, воздействует на шток I и уравновешива­ется упругой деформацией пружины 2.С момента превышения значения давления контролируе­мой среды, установленного на шкале 9,сильфон 3 начнет сжиматься, а шток I перемещаться вверх. Это вызовет перемещение жестко свя­занных рычагов 4 и 5 вокруг оси 6 по часовой стрелке. Конец рыча­га 4 при своем движении доходит до выступа в окне рычага 7 и, та­ким образом, происходит включение узла дифференциала в работу. Движение механизма прекращается, т.е. этому препятствует усилие пружины 8, При повышении давления контролируемой среды на величи­ну, большую установленной на шкале 10, вновь возобновляется дви­жение системы рычагов 4 и 5 и происходит замыкание электрических контактов II.

При понижении давления контролируемой среды движение деталей механизма происходит в обратном направлении. При этом рычаг 7 под действием усилия пружины 8 доходит до упора (основание панели), а рычаг 4 выходит из зацепления с ним, после чего происходит размы­кание электрических контактов прибора.

Степень растяжения пружины 8 определяет величину дифферен­циала, а степень сжатия пружины 2 - давление размыкания контак­тов прибора.

В качестве чувствительного элемента, воспринимающего давле­ние среды, используется сильфон или мембрана.

У. ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА ПРИБО РОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Для получения точных показаний величины давления (разреже­ния) каждый прибор должен быть правильно установлен.

При проведении измерений с помощью жидкостных и грузовых ма­нометров необходимо следить за установкой их строго по уровню.

При монтаже отборных устройств приборов с упругими чувстви­тельными элементами указывается, что длина соединительных трубо­проводов для манометров, вакуумметров с одновитковой пружиной не должна превышать 100 м; для манометров с многовитковой пружиной и сильфоном - 30 м. При монтаже на расстоянии менее одного метра от трубопровода манометра, имеющего кран, дополнительное запорное устройство не устанавливается. В остальных случаях у места отбора давления ставится запорная арматура. При выборе места подключения манометра необходимо обеспечить, чтобы направление потока совпа­дало с направлением стенок трубопровода. Следует избегать близо­сти заслонок, шиберов, изгибов трубопровода.

В горизонтальных и наклонных трубопроводах импульсные линии для измерения давления пара или запыленного газа следует подклю­чать к верхней части трубопровода, а при измерении давления жидкости - сбоку.

Соединительные линии должны иметь уклон, чтобы конденсирую­щаяся в трубах, заполненных газами, влага не мешала передаче дав­ления или разрежения.

Отборные устройства для запыленных газов должны иметь пробки для прочистки труб. В месте измерения давления газа с большим со­держанием пыли рекомендуется установить устройство, показанное на рис.22.

При измерении давления воды или газа, когда не требуется принимать мер против замерзания и когда нет сильной пульсации давления, манометры устанавливаются, как показано на рис.23 а, б.

Рис.22

Для уменьшения влияния пульсации давления трубку после

запор­ного вентиля рекомендуется несколько удлинить и изогнуть.

Большое значение при работе манометра имеет предохранение его от сильных пульсаций давления. Для этого можно прикрывать запорный вентиль, но при этом возникает опасность полного перекрытия венти­ля, что приводит к неверным показаниям манометра. Пульсации можно несколько уменьшить увеличением расстояния между местом измерения давления в среде и манометром; существует также устройство, назы­ваемое антипульсатором, поглощающее пульсацию (рис.23,в).

Для сглаживания пульсации перед манометрами иногда устанавли­вают дроссель в виде игольчатого вентиля или диафрагмы с очень уз­ким отверстием.

При измерении давления жидкостей, во избежание погрешности измерений за счет воздействия гидростатического столба жидкости, заполняющей соединительную линию, следует стремиться к тому, чтобы прибор и точки отбора давления находились в одной горизонтальной плоскости.

При установке прибора выше или ниже точки отбора давления необходимо вводить поправку в показания прибора. Величина поправки равна разности уровней места отбора давления и места установки прибора, умноженной на плотность измеряемой жидкости.

При использовании манометров или вакуумметров необходимо учи­тывать, что при измерении продукт будет попадать во внутреннюю

п олость чувствительного элемента. Если это допустимо для неагрес­сивных газов или жидкостей (воздух, машинное масло и т.п.), то при измерении давления в агрессивных средах или таких пищевых продуктах, как молоко, молочнокислые продукты и т.д., необходимо отделить внутреннюю полость чувствительного элемента от продукта. В противном случае может, во-первых, подвергнуться коррозии чувст­вительный элемент, а во-вторых, попадание внутрь чувствительного элемента пищевых продуктов вызывает появление застойных зон, что приводит к бурному развитию микрофлоры и порче продукта.

В этих случаях применяют либо разделительные сосуды, либо разделительные мембраны. Разделительные сосуды монтируются вблизи отборного устройства (рис.24). Импульсная трубка от места измерения до разделительного сосуда заполняется измеряемой средой, а от разделительного сосуда до прибора - раздели­тельной жидкостью. В качестве разделительных жидкостей может применяться вода (для средств с удельным весом меньше I), глицерин, керосин, четыреххлористый углерод и другие жидкости, не смешивающиеся с измеряемым веществом.

Принцип действия разделительных мембран РМ (рис.25) основан на том, что измеряемая среда отделяется от чувствительного элемента

Рис.24

мембраной. При этом надмембранное простран­ство заполняется разделительной жидкостью (кремнийорганическая жидкость № 2 по ТУ 2416-54). Измеряемое давление подводится им­пульсной трубкой к мембране и через разделительную жидкость воз­действует на чувствительный элемент прибора.

При выборе прибора кроме функциональных признаков, которым он должен удовлетворять, необходимо также

учитывать пределы из­меряемого давления и допускаемую погрешность измерений. Класс точности прибора должен обеспечивать измерения с необходимой точ­ностью, а допустимое рабочее давление (разрежение) не должно пре­вышать 3/4 верхнего предела шкалы.

Рис.25