Принцип действия уравнительного сосуда
Разделительные сосуды предназначены для предохранения внутренних полостей измерительных приборов от воздействия агрессивных измеряемых сред, а также предотвращения поступления вязких сред в эти полости. Отделение прибора от измеряемой среды происходит посредством разделительной жидкости.
Конструктивное исполнение разделительного сосуда не сложное (рис. 8.15,а): к стальному сосуду приварены подводящий, отводящий и контрольный патрубки. В одной части (верхней или нижней) разделительного сосуда находится измеряемая жидкость (например, газ), поступающая от измеряемого пространства, в другой – иная, не смешивающаяся с измеряемым веществом жидкость, удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к заполнению внутренней полости прибора.
Рис. 8.15. Внешний вид (а) и схема подсоединения (б) разделительного сосуда:
а – вид сосуда; б – схема подсоединения; 1 – металлический объем; 2 – присоединительный патрубок; 3 – трубопровод; 4 – разделительный сосуд; 5 – измерительный прибор
Применение разделительного сосуда поясняет рис. 8.15,б. Если по трубопроводу протекает мазут, попадание которого во внутренние полости прибора из-за его высокой вязкости (а при низкой температуре и застывании) не желательно, то на выходе пробоотбора через коренной клапан устанавливается разделительный сосуд. Расстояние между ними невелико. Этот сосуд с отводящим трубопроводом и измерительным прибором наполовину заполняется водой. Разогретый мазут из-за более низкой плотности заполняет верхнюю часть разделительного сосуда, а в нижней его части остается вода. Изменение давления приводит к варьированию уровня раздела мазута и воды. При значительно превосходящем объеме сосуда относительно объема внутренней полости чувствительного элемента измерительного прибора варьирование уровня разделения в сосуде мало.
В табл. 8.3 приведены основные параметры и размеры разделительных сосудов.
Таблица 8.3
Основные параметры и усредненные размеры
разделительных сосудов
Внутренний объем сосуда, см3 | Внутренний диаметр, мм | Размеры, мм | ||
Высота | Ширина 1 | Ширина 2 | ||
1100 | 140 | 530 | 280 | 210 |
470 | 90 | 490 | 230 | 160 |
90 | 35 | 440 | 175 | 100 |
По рабочему давлению сосуды производятся для измерений давлений 6,3; 25 и 40 МПа.
Рис. 8.13,б иллюстрирует применение разделительного сосуда при условии, что измеряемое вещество легче разделительной жидкости. Если удельный вес измеряемой среды выше удельного веса разделительной жидкости, то разделительный сосуд и измерительный прибор устанавливаются выше пробоотбора.
В качестве разделительной жидкости могут использоваться вода, глицерин, водоглицериновые смеси, минеральные масла.
Для разделения измеряемой среды и полости чувствительного элемента применяют также устройства, используемые в качестве разделительных камер кислородсодержащих сред (см. п.2.2.3).
Уравнительные сосуды применяются для исключения влияния на результат измерения дифманометров-расхо-домеров и перепадомеров, а также дифманометров-уровнемеров столба жидкости в импульсных подводящих линиях. Причем величина такого воздействия столба может определяться как его высотой, так и плотностью находящейся в нем жидкости. Плотность жидкости в значительной степени зависит от ее температуры. Этим обусловлена необходимость прокладки обеих импульсных линий («плюсовой» и «минусовой») в одинаковых температурных условиях.
Необходимость применения уравнительных сосудов при измерении перепада давления на сужающем устройстве можно продемонстрировать рис. 8.16. Измерительный преобразователь разности давлений с мембранными коробками в качестве чувствительного элемента установлен на трубопроводе с сужающим устройством. Измеряемая среда в трубопроводе – газ. В определенный момент времени при оптимальном заполнении импульсных линий рабочей жидкостью и дифференциальном давлении, равном нулю, «минусовая» и «плюсовая» камеры имеют одну степень объемной деформации. При увеличении перепада на сужающем устройстве возрастает давление в импульсной линии «плюсового» давления, и «плюсовая» камера сжимается, вытесняя рабочую жидкость в «минусовую». При этом из-за уменьшения объема «плюсовой» камеры снижается уровень рабочей жидкости в импульсной линии «плюсового» давления на величину h. Соответственно выходной сигнал преобразователя будет, согласно выражению (3.6), пропорционально уменьшен на величину hrg. При увеличении перепада давления будут возрастать h и погрешность проводимых измерений. Этим обстоятельством обусловлена необходимость применения уравнительных сосудов.
Конструктивная особенность уравнительного сосуда состоит в значительном превышении его площади поперечного сечения над площадью поперечного сечения импульсной линии. Механизм этого явления более подробно описан в 3.2 (о чашечных манометрических приборах), где показана возможность снижения погрешности из-за варьирования гидростатическим столбом путем увеличения поперечного сечения сосуда. Таким образом, конструкция уравнительного сосуда предусматривает значительную площадь его поперечного сечения. Эти сосуды устанавливаются как основная цилиндрическая образующая вертикально.
Рис. 8.16. Схема работы измерительного преобразователя разности давлений на трубопроводе:
а – при отсутствии перепада давления; б – при воздействии дифференциального давления; 1 – трубопровод с сужающим устройством; 2 – измерительный преобразователь разности давлений; 3, 4 – «плюсовая» и «минусовая» камеры соответственно
Размеры уравнительных сосудов, а они по конструкции идентичны разделительным (рис. 8.15а), приведены в табл. 8.4.
Меньший уравнительный сосуд предназначается для работы в комплекте с сильфонными и мембранными дифманометрами, больший – для поплавковых измерителей.
При использовании современных дифманометров из-за незначительного объема их «плюсовой» и «минусовой» камер применять уравнительные сосуды нецелесообразно.
Таблица 8.4
Основные параметры и усредненные размеры
уравнительных сосудов
Внутренний диаметр сосуда, мм | Объем вытесняемой жидкости, см3 | Размеры, мм | ||
Высота | Ширина 1 | Ширина 2 | ||
90 | 250 | 320 | 210 | 160 |
140 | 610 | 360 | 260 | 210 |
По рабочему давлению уравнительные сосуды аналогичны разделительным и производятся для измерения давлений 6,3; 25 и 40 МПа.
В паровых средах для обеспечения заполнения подводящих к измерителю импульсных линий жидкой фазой, поддержания этого заполнения постоянным применяются уравнительные конденсационные сосуды. их отличительной особенностью служит горизонтальное расположение образующего сосуд цилиндра (рис. 8.17).
Рис. 8.17. Схема уравнительного конденсационного сосуда
Отводящий патрубок расположен снизу по оси цилиндра. Его ось для увеличения высоты рабочего пространства сосуда смещена вверх. Диаметр сосуда составляет 89 или 108 мм, длина – 200…270 мм. Рабочее давление – 4 или 10 МПа. Для более высоких давлений уравнительные конденсационные сосуды изготавливаются по документации, определяемой межведомственными нормами.
Импульсные линии, особенно в условиях измерения давления пара, не должны теплоизолироваться. Это требуется для охлаждения жидкости, контактирующей с измерительным прибором, до допустимой температуры, а также для конденсации жидкости из измеряемого пара и заполнения импульсных линий.
Источник
| Рис. S.6. Схемы уровнемеров с однокамерным (а) н двухкамерным (ff) уравнительными сосудами |  |
В этих схемах уравнительный сосуд устанавливается на максимальной отметке уровня в закрытых резервуарах, на максимальной или минимальной отметках в открытых резервуарах. Уравнительный сосуд обеспечивает постоянство уровня в одной из импульсных линий, который (при отсутствии сосуда) может изменяться из-за изменения объема камер дифманометра. В такой схеме диапазон измерения уровнемеров определяется только предельными номинальными перепадами дифманометров. При нижнем пределе измерения О верхние пределы по уровню выбираются из ряда 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 6300 см. Обычно уравнительные сосуды выпускаются теми же заводами, что и дифманометры. Например, МПО Манометр выпускает несколько исполнений однокамерных уравнительных сосудов типа СУМ на давления 6,3 25 и 40 МПа. В схемах с однокамерными сосудами на показаниях уровнемера сказывается изменение параметров контролируемой среды и температуры воды в уравнительном сосуде. Последний источник погрешности может быть устранен использованием двухкамерных уравнительных сосудов (рис. 5.6, б). Обычно они применяются в схемах уровнемеров с двусторонней шкалой. Пределы измерения таких уровнемеров определяются верхними пределами измерения дифманометров и размерами двухкамерного уравнительного сосуда. Выпускается несколько модификаций таких сосудов с диапазонами измерения из ряда (200 315 500 800 1250) мм.
[c.354]
В химической промышленности они применяются в основном при больших расстояниях перемещения, для порошкообразных и в том числе для абразивных материалов, способных разрыхляться и легко образовывать смесь с воздухом. Камерные насосы работают по принципу аэрации материала в закрытой камере и подачи полученной смеси из сосуда в транспортный трубопровод. По числу камер (сосудов) насосы разделяются на однокамерные, работающие периодически, и двухкамерные, работающие почти непрерывно. Кроме того, различают камер-
[c.24]
При измерении уровня жидкости в резервуарах, работающих под разрежением или давлением не более 2 кгс/см , применяют однокамерные сосуды типа П-350, а при давлении до 64 кгс/см — сосуды типа П-752 (рис. 7-6).
[c.547]
Рассмотрим схему измерения уровня воды в барабане парогенератора дифманометром с использованием однокамерного уравнительного сосуда (рис. 19-2-3). Уравнительные сосуды этого типа применяют на парогенераторах с давлением пара в барабане р [c.534]
| Рис. 19-2-3. Схема измерения уровня воды в барабане дифманометром с использованием однокамерного уравнительного сосуда. |  |
Пример 2. Произведем расчет шкалы вторичного прибора дифманометра с использованием однокамерного уравнительного сосуда. Абсолютное давление пара в барабане парогенератора р = 160 кгс/см (16 МПа). Шкала уровнемера N = 315 мм. Высота столба воды в сосуде 1 и трубе 2 Н = 2 Л – 10 = 0,630 м. Заданы значения g = 9,8155 м/с (для Москвы) р = 590,53 кг/м р” = 103,79 кг/м Рв = 1005,3 кг/м (при р = 160 кгс/см и [c.535]
Схема измерения уровня воды в конденсаторе турбины по разности давлений с помощью дифманометра (типа ДМ и др.) с использованием однокамерного уравнительного сосуда приведена на рис. 19-3-1. Уравнительный сосуд 3 соединен посредством трубы 2 с паровым пространством конденсатора 1, а труба 6 присоединена ко всасывающей трубе конденсатного насоса. По трубе 4 через ограничительную диафрагму 5 непрерывно поступает в небольшом
[c.544]
Для присоединения дифманометров к подогревателям применяют обычно однокамерные уравнительные сосуды, которые по своему устройству аналогичны уравнительному сосуду, рассмотренному
[c.546]
Расчет шкалы дифманометров-уровнемеров или их вторичных приборов производят на номинальные параметры подогревателей с учетом типа уравнительного сосуда. При измерении уровня в ПВД, ПНД и сетевых подогревателях с использованием однокамерных уравнительных сосудов необходимо иметь в виду, что отклонение
[c.546]
| Рис. 14.4. Схема уровнемера с однокамерным уравнительным сосудом |  |
Простейшей схемой измерения уровня жидкости в резервуаре под давлением является представленная на рис. 14.4 схема измерения уровня в барабане котла с использованием однокамерного уравнительного сосуда.
[c.143]
| Рис. 14.5. Изменение показаний уровнемера с однокамерным уравнительным сосудом при изменении давления в барабане | |
Схема измерения уровня в конденсаторе турбины представлена на рис. 14.11. В схеме показан однокамерный уравнительный сосуд 1, посредством трубки 2 соединенный с паровым пространством конденсатора 3. Для того чтобы испарение воды в сосуде 1 не приводило к уменьшению уровня, а также для стабилизации температуры воды в плюсовой импульсной трубке в нее непрерывно по трубе 4 через ограничительную диафрагму 5 подается конденсат из напорной линии кон-денсатного насоса. Избыток конденсата стекает по напорной линии 2 в конденсатор. Трубка 6 присоединена к всасывающей трубе конденсатного насоса, уровень в этой трубке соответствует измеряемому уровню.
[c.146]
Измерение уровня воды в деаэраторах и конденсата в регенеративных подогревателях производится с помощью таких же дифманометров-уровнемеров и вторичных приборов, что и при измерении уровня в конденсаторе турбины. В этих случаях для дифманометров применяются однокамерные уравнительные сосуды, сходные по устройству с сосудами типа СУМ (рис. 5-5).
[c.367]
Существуют две разновидности дифманомет-рических уровнемеров с одно- и двухкамерными уравнительными сосудами. Схемы с однокамерным уравнительным сосудом (рис. 5.6, а) используются в уровнемерах с односторонней шкалой.
[c.353]
При использовании однокамерного сосуда для присоединения дифманометра к барабану на парогенераторах с номинальным давлением пара в барабане р 40 кгс/см (4 МПа) возмоншые изменения (завышения) показаний уровнемера находятся в допустимых пределах. На парогенераторах с давлением пара в барабане более 45 кгс/см (4,5 МПа) однокамерный уравнительный сосуд применять нецелесообразно.
[c.536]
Для измерения уровня жидкости в резервуарах широкое применение получили гидростатические уровнемеры (рис. 5-4), состоящие из однокамерного уравнительного сосуда 1 и сильфониого механического или мембранного электрического дифманометра-уровнемера 2.
[c.365]
На рис. 5-5 показан однокамерный цилиндрический уравнительный сосуд типа СУМ, предназначенный для измерения уровня жидкости в резервуарах, который состоит из обечайки 1 с приваренными к ней сферическими днищами 2 и 3, штуцеров 4 и 5 с внутренней резьбой для присоединения сосуда к резервуару и дифманометру- уровнемеру, штуцера 6 с пробкой 7 и двух ушек 8 по бокам сосуда для его установки. Сосуд имеет внутренний диаметр 90 и высоту 250—330 мм. Он изготовляется из стали 35, Х18Н10Т или Х17Н13М2Т и рассчитан на условное давление 6,3 25 или 40 МПа. Сосуд типа СУМ-6,3 выпускается четырех исполнений (на рисунке показан сосуд исполнения 1). Сосуд исполнения 2 характеризуется тем, что у него штуцера 4 я 5 выполнены с накидными гайками и ниппелями. Сосуды исполнений 3 и 4 отличаются соот-
[c.365]
Теплотехнические измерения и приборы
(1984) — [
c.143
]
Источник
Уравнительные конденсационные сосуды предназначены для поддержания постоянства и равенства уровней конденсата в соединительных линиях, передающих перепад давления от диафрагмы к датчикам разности давлений, при измерении расхода пара. Уравнительные сосуды предназначены для поддержания постоянного уровня жидкости в одной из двух соединительных линий при измерении уровня жидкости в резервуарах с использованием датчиков разности давлений.
Разделительные сосуды предназначены для защиты внутренних полостей датчиков от непосредственного воздействия измеряемых агрессивных сред путем передачи давления через разделительную жидкость
По устойчивости к климатическим воздействиям сосуды имеют следующие исполнения по ГОСТ 15150:
У2* – для работы при температуре от минус 30 до 50 °С;
У2** – для работы при температуре от минус 50 до 80 °С;
УХЛЗ. 1 * и ТЗ* – для работы при температуре от 5 до 50 °С;
УХЛ3.1** и ТЗ** – для работы при температуре от минус 10 до 80 °С.
По требованию заказчика могут изготавливаться сосуды следующих климатических исполнений по ГОСТ 15150:
Т2 – для работы при температуре от минус 10 до 50 °С;
ТВЗ – для работы при температуре от 1 до 50 °С;
М4 – для работы при температуре от минус 10 до 40 °С и в атмосфере типа II или IV по ГОСТ 15150.
По согласованию с заказчиком могут изготавливаться сосуды других климатических исполнений по ГОСТ 15150.
Относительная влажность окружающего воздуха – до 95% при 35 °С.
31.1Обозначение сосудов при заказе и в документации другой продукции, в которой они могут быть применены, должно включать: наименование, условное обозначение, условное предельное давление,
обозначение материалов, применяемых в сосудах (А- для углеродистой стали, Б – для нержавеющей стали), обозначение вида климатического исполнения.
Условное обозначение материалов, применяемых в сосудах:
31.1 углеродистая сталь – А;
нержавеющая сталь – Б.
РАЗДЕЛИТЕЛИ МЕМБРАННЫЕ
Принцип работы
На чувствительный элемент измерительного устройства, которое соединено с разделителем, через мембрану и разделительную жидкость передается измеряемое давление. Разделительная мембрана предохраняет жидкость от прямого контакта со средой. При этом выбираются такая жидкость и допустимая деформация мембраны, чтобы вносимая разделителем дополнительная погрешность была не выше, чем указано в разделе технических данных. Разделитель соединяется с измерительным устройством непосредственно или с помощью соединительного рукава.
Устройство
Мембранный разделитель имеет достаточно простую конструкцию: нижний и верхний фланцы соединяются болтами, а между ними находится корпус с мембраной. Также изготавливаются модели изделий с открытой мембраной. Такие устройства в основном используются для работы с кристаллизующимися средами. Благодаря особенностям их конструкции не скапливается осадок, который может помешать подаче давления. Разделители с открытой упругой мембраной для предотвращения ее повреждения транспортируются в защитном кожухе. При выборе модификации мембранного разделителя необходимо учитывать особенности разных моделей устройств и характеристики измеряемых жидких сред.
Разделители предназначены для предохранения внутренней полости чувствительных элементов измерительных устройств (манометров и преобразователей давления) от попадания в нее сред, агрессивных, горячих, кристаллизующихся, несущих взвешенные твердые частицы.
При необходимости, сторона мембраны разделителя, соприкасающаяся с агрессивной измеряемой средой, может быть защищена фторопластом.
Разделители могут соединяться с измерительным устройством непосредственно или через соединительный рукав модели 55004 (рис. 7).
Разделитель с измерительным устройством функционирует при температурах, указанных в техническом описании измерительного устройства.
Диапазон давления
Диапазон измерения давления, MРa 0,025 … 60
Температурный диапазон
Климатическое исполнение стандартное (°C) – 30…+ 60
Относительная влажность окружающего воздуха (% при 35°C) 98
Температура измеряемой среды (°C) – 40…+ 170
Технические характеристики
Технические условия (ТУ) 25-05.2343-78
Дополнительная погрешность вносимая разделителем (%) 1
Марки разделительной жидкости ПЭС-2; ПМС-6; ПМС-50
Источник