72 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает электроконтактный манометр

Манометр электроконтактный (сигнализирующий) (принцип работы, применение, конструкция, маркировка и типы) для систем водоснабжения

В этой статье мы хотели рассказать об очередном узле обеспечивающем контроль давления в системе водопровода (водопровод – как частный случай) и управление активными составляющими в нем, например насосом. Электроконтактный манометр является прекрасной альтернативой для реле давления, о котором мы писали в одной из наших статей «Реле давления воды (установка, характеристики, конструкция, настройка)». Такой манометр в полной мере может заменить реле давления, например, обеспечить включение или отключение насоса. В следующем абзаце мы попытаемся привести все «за» и «против», чтобы понять, насколько оправдано применение реле давления или электроконтактного манометра.

Плюсы и минусы электроконтактного манометра относительно реле давления

К достоинствам электроконтактного манометра можно отнести сборку в едином корпусе для коммутационных контактов и для контрольного манометра, что не потребует дополнительных фитингов (тройников) для сборки. Хотя, если быть честным, то стоит сказать о том, что некоторые реле давления уже выпускаются с встроенными манометрами, но не все. Основным плюсом электроконтактного манометра является его простота настройки, а также более точная визуализация настроенных пределов срабатывания по давлению. То есть, в таком манометре можно установить нижний и верхний предел срабатывания при помощи контактных стрелок, без использования специализированных ключей, при этом, мы после настройки будем иметь визуально – наглядные настройки манометра, чего нет у реле. К минусам электроконтактного манометра можно отнести небольшие токи коммутации, так они в среднем 0,3-0,5 А, поэтому мощные управляемые устройства должны подключаться через дополнительные мощные реле, которые потребуют для своей работы дополнительные источники питания. Именно поэтому электроконтактный манометр называют еще и сигнализирующим, то есть он фактически сигнализирует об изменениях, а исполняющим устройством будет силовое реле. Еще одним минусом электроконтактного манометра можно назвать его стоимость, так электроконтактные манометры, представленые на рынке, продаются по цене от 60 долларов, для реле давления «нижний порог цены» начинается с 20 долларов. Сфера применения электроконтактного (сигнализирующего) манометра Электроконтактные манометры широко применяются в различных областях, они используются в разных сферах теплоснабжения, машиностроения, вентиляции, водоснабжения. К примеру, их очень часто используют для включения насосных установок (насосных станций), которые обеспечивают подачу воды.

Общие сведения об электроконтактном (сигнализирующем) манометре

Электроконтактный манометр – это прибор, который применяется для замеров избыточного давления различных рабочих сред (жидкости и газы), при этом главным критерием к рабочей среде является исключение ее кристаллизации. Электроконтактные манометры обеспечивают срабатывание группы контактов для нижнего или верхнего построечного предела, в случае перехода давления среды через метки (стрелки пределов), установленных на манометре. В итоге, в зависимости от типа манометра контакты размыкаются или замыкаются. В результате данные коммутационные режимы можно использовать для управления. В зависимости от типа манометры могут быть использованы следующие контактные группы, перечисленные в абзаце далее.

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра

В зависимости от назначения используются различные модификации манометров ЭКМ, имеющие различные типы электрических схем:
– тип 1 – одноконтактный на замыкание;
– тип 2 – одноконтактный на размыкание;
– тип 3 – двухконтактный на размыкание-размыкание;
– тип 4 – двухконтактный на замыкание-замыкание;
– тип 5 – двухконтактный на замыкание-размыкание;
– тип 6 – двухконтактный на размыкание-замыкание.

(Для наглядности далее приведено обозначение возможных коммутирующих групп на электрической схеме, для манометров типа с 3 по 6)

Так, из принятых стандартов для сигнальных устройств, следует сказать о цветовой маркировке коммутационных проводов электроконтактных манометров.
При изготовлении, а соответственно и при подключении коммутационных проводов манометров приняты следующие цвета:

– минимум – синий;
– красный – максимум;
– желтый – общий.

Принцип работы электроконтактного (сигнализирующего) манометра

Принцип работы электроконтактных манометров заключается в том, что при достижении определенного (установленного) давления, стрелка, которая является подвижным контактом, замыкает (или размыкает) электрическую цепь, происходит срабатывание встроенной контактной группы. В зависимости от типа исполнения допускается как замыкание, так и размыкание электрических цепей. Такие широкие возможности электроконтактных манометров позволяют их использовать в различных отраслях производства. Маркировка электроконтактный (сигнализирующих) манометров Все электроконтактные манометры имеют маркировку, в которой указываются все технические параметры устройств.

Электроконтактный манометр ЭКМ100АВм-1,0МПа-Исп.4-1.ЕxdIIВТ4, можно расшифровать как: ЭКМ –манометр электроконтактный;100 – условный диаметр корпуса; А – материал корпуса (алюминий); Вм – имеются микровыключатели;1,0 – диапазон измерений (от 0 до 1,0 МПа);Исп.4 – исполнение 4;1 – взрывобезопасное исполнение; Ех – взрывозащищенное оборудование; d – оболочка взрывозащищенная; IIВ – подгруппа приборов;Т4 – температурный класс.

Виды манометров и принцип работы

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Читать еще:  Как различить фазу и ноль

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

  • Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.
  • Абсолютное давление – полное давление с учетом давления атмосферы, отсчитываемое от абсолютного нуля.
  • Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями.
  • Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
  • Дифференциальное давление – разность двух измеряемых давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:

  • манометры избыточного давления,
  • манометры абсолютного давления,
  • барометры,
  • вакуумметры,
  • мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;
  • напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа);
  • тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения до 40 кПа;
  • дифференциальные манометры – средства измерений разности давлений.

Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:

  • жидкостные манометры;
  • пружинные манометры;
  • мембранные манометры;
  • электроконтактные манометры (ЭКМ);
  • дифференциальные манометры.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.

Существует группа жидкостных дифманометров, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:

а — трубчатые пружины;

в, г — плоские и гофрированные мембраны;

д — мембранные коробки;

е — вялые мембраны с жестким центром

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА

Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.

Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

Читать еще:  Как правильно точить ножовку по дереву видео

1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.

Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;

Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;

Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;

Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;

Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;

Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.

Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.

  • Электроконтактные манометры на микровыключателях: виброустойчивые (жидконаполненные), промышленные, в нержавеющем корпусе, коррозионностойкие с плоской мембраной или трубчатой пружиной.
  • Электроконтактные манометры с магнитомеханическими контактами: коррозионностойкие с плоской или трубчатой мембраной, промышленные.
  • Электроконтактные манометры взрывозащищённые: с взрывонепроницаемой оболочкой из нержавеющей стали или сплава алюминия, а также используемые для малых давлений.
  • Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Самодельный электроконтактный манометр своими руками

Здравствуйте! Многие знают не понаслышке о таком измерительном приборе как манометр. Но многие трудно представляют себе устройство и принцип его действия.

Манометр предназначен для измерения давления жидкости или газа. Причем манометр для измерения давления газа и жидкости конструктивно не отличаются друг от друга. Так что если у вас где нибудь завалялся манометр для измерения давления жидкости, то его можно смело использовать для измерения давления газа и наоборот.

Устройство и принцип действия манометра

Чтобы лучше понять как устроен и работает манометр посмотрите на рисунок ниже

Манометр состоит из корпуса со шкалой измерения, медной плоской трубочки 1 свернутой в форме окружности, штуцера 2, передаточного механизма 3 от трубочки на стрелку 4. При помощи штуцера манометр заворачивается в сосуд, где предстоит измерять давление среды(газа или жидкости).

Как работает манометр

При подаче через штуцер 2 газа и жидкости под давлением свернутая трубка 1 будет стремится распрямится, при этом через передаточный механизм движение трубки передастся на стрелку 4. Она в свою очередь укажет величину давления, которое можно считать при помощи шкалы. При уменьшении давления трубочка опять будет сворачиваться и стрелка укажет понижение давления.

Устройство электроконтактного манометра

Как устроен электроконтактный манометр думаю вы догадались сами. Он ни чем по конструкции не отличается почти от обычного манометра, только за исключением того, что имеет встроенные контакты. Их обычно бывает два и их положение на шкале манометра можно изменять.

А если у вас нет электроконтактного манометра, а он сильно нужен? Что тогда делать? Тогда нужно сделать самодельный электроконтактный манометр.

Как сделать самодельный электроконтактный манометр я расскажу. Для этого вам понадобится простой манометр, две небольшие полоски жести от консервной банки, двусторонний скотч и два тонких проводка.

При помощи острого шила подковырните и снимите большое стопорное кольцо. Затем снимите стекло и затем резиновую шайбу. Просверлите в корпусе манометра два отверстия, чтобы через них вывести два проводка.

Читать еще:  Как хранить паяльную лампу

Из жести вырежьте две полоски и согните их в форме буквы Г. К основанию припаяйте тонкий изолированный проводок. Из двустороннего скотча вырежьте две полоски, равные по размеру полоскам и наклейте его на полоски. Далее приклейте полученные контакты к шкале манометра в заданных пределах давления.

Проводки пропустите через отверстия и выведите наружу.

Установите на место резиновую прокладку а затем и стекло. Зафиксируйте все стопорным кольцом. Все, самодельный электроконтакный манометр готов. К примеру такой я использовал в самодельной автоматической системе водоснабжения частного дома.

Схема подключения электроконтактного манометра

Чтобы данным манометром воздействовать на какой либо исполнительный механизм, нужна специальная схема. Пример данной схемы вы видите ниже на рисунке

При минимальном давлении среды(газа или жидкости) в электроконтактном манометре окажутся замкнутыми контакты 1 и 2. При этом сработает электромагнитное реле К1. Оно в свою очередь своими контактами К1.1 подаст питание на обмотку магнитного пускателя К3. Контактами К3.1 оно зашунтирует контакты К1.1, при этом при размыкании контактов в манометре 1 и 2 реле К1 отпустит свои контакты К1.1. Но при этом обмотка К3 пускателя будет продолжать обтекаться током. Своими контактами К3.2 магнитный пускатель подаст питание на двигатель М насоса или компрессора.

При дальнейшем повышении давления в манометре замкнуться контакты 1 и 3. при этом сработает электромагнитное реле К2 и своими контактами разомкнет цепь питания катушки К3 магнитного пускателя. Контакты К3.2 при этом разомкнуться и питание двигателя М исчезнет. При дальнейшем понижении давления и замыкании контактов манометра 1 и 2 цикл повторится.

Электроконтактные манометры

Электроконтактные манометры используются для управления клапанами, насосами, иными активными компонентами трубопроводных систем с целью контроля в них давления. Сокращённое обозначение ЭКМ. Может применяться в качестве полноценной замены реле давления.

Конструкция

Всё устройство собрано в корпусе, имеющем форму цилиндра. Манометр состоит из чувствительного элемента, циферблата, стрелки и задающих контактов.

Для большей части моделей чувствительным элементом является трубка Бурдона. Стрелка жёстко закреплена на её свободном конце и перемещается вместе с ним. В термоманометрах избыточного давления роль чувствительного элемента выполняет пружина биметаллическая.

Принцип работы

Алгоритм работы электроконтактного манометра простой. Стрелка играет роль подвижного контакта, перемещаясь при изменении давления .На приборе устанавливается одно или два фиксированных значения последней величины. При их достижении стрелкой происходит замыкание цепи, либо её размыкание. И, соответственно, включение активного компонента, либо его выключение.

Классификация ЭКМ

По компоновке манометры принято подразделять на группы, одно или двухконтактные. Первые, при срабатывании, замыкают цепь, либо размыкают её. Это, соответственно, I или II вариант исполнения (в соответствии с положениями норматива 2405-88). Подобные манометры применяются достаточно редко. Вторые имеют настройку на два значения показателя давления. Данные приборы подразделяются на 4 варианта исполнения (согласно тому же ГОСТ):

  • III – имеют пару размыкающих контактов;
  • IV – комплектуются двумя замыкающими контактами;
  • V – более сложный вариант. Первый контакт, имеющий синюю маркировку, работает на размыкание при достижении минимального показателя давления. Второй контакт красный, рассчитанный на замыкание цепи при достижении максимального давления;
  • VI – работает зеркально относительно предыдущего варианта. При достижении минимального заданного давления цепь замыкается. При максимальном, размыкается.

Стандартным считается пятый тип. Именно данный вариант применяется в подавляющем большинстве схем. Поясним это на примере функционирования гидронасоса. Пока давление не достигло первого значения (уставки), он накачивает жидкость в систему. При показателях давления между выставленными значениями насос отключен. Система работает штатно. При достижении 2-ой уставки насос получает команду на откачку (с целью снижения давления).

Типы устройства электронной части и контактных групп

Электроконтактная часть, в зависимости от марки и назначения манометра, бывает двух видов. Она может совмещаться напрямую с механизмом измерительного устройства, являясь его неотъемлемым элементом, либо монтироваться на переднюю часть манометра в виде присоединяемой электронной группы (ЭКГ).

ЭКМ производятся с контактами трёх типов:

  • Механические;
  • Индуктивная пара (магнитное пожатие);
  • Микровыключатели.

Маркировка изделия

В паспортах, ТО и технической литературе на данную тему используются следующие обозначения.

В конструкторской документации электроконтактный манометр обозначается следующим образом (согласно ЕСКД)

Буквенно-цифровая маркировка, наносимая на манометры, может выполняться согласно двум действующим нормативным документам.

ГОСТ за номером 2405-88. Согласно данному документу обозначение должно состоять из названия прибора, функционального назначения последнего, и части серийно-порядковой.

После неё стандартом разрешено размещать дополнительную информацию, которая обязательно должна сообщаться на подобные изделия.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector