Манометры эксцентрические
Манометры эксцентрические: конструкция, применение и технические аспекты
Эксцентрический манометр – это показывающий прибор для измерения избыточного давления сред, у которого крепление штуцера (процессного присоединения) смещено относительно центральной оси циферблата. Ключевая особенность конструкции – расположение трубчатой пружины (трубки Бурдона) и передаточного механизма с одной стороны от оси циферблата, а штуцера – с противоположной. Это смещение, или эксцентриситет, определяет специфику монтажа, эксплуатации и области применения данных приборов.
Конструктивные особенности и принцип действия
Основу эксцентрического манометра составляет трубчатая пружина (трубка Бурдона), выполненная, как правило, из латуни, бронзы или нержавеющей стали. Под действием измеряемого давления трубка стремится распрямиться. Ее свободный конец через тягу и передаточный механизм (сектор, трибка) приводит во вращение ось со стрелкой. Шкала прибора проградуирована в единицах давления (МПа, бар, кгс/см², psi). Корпус эксцентрического манометра, в отличие от радиального или осевого (торцевого), имеет смещенное вниз отверстие для крепления. Это позволяет устанавливать прибор непосредственно на вертикальный штуцер или трехходовой кран без использования дополнительных гнутых отводов (коленцев), что упрощает монтаж и повышает надежность соединения.
Области применения и преимущества
Эксцентрические манометры нашли широкое применение в системах, где требуется прямой монтаж на вертикально расположенный штуцер, и важна компактность и обзорность шкалы. Основные сферы использования:
- Теплоэнергетика и ЖКХ: Контроль давления в системах отопления, тепловых пунктах, на коллекторах.
- Водоснабжение и водоочистка: Мониторинг давления в насосных станциях, фильтрационных установках, трубопроводах.
- Промышленные установки: Оборудование для сжатого воздуха, гидравлические контуры, технологические линии с неагрессивными средами.
- Холодильное и климатическое оборудование: Контроль давления хладагентов.
- Прямой монтаж на вертикальный штуцер без дополнительных адаптеров.
- Хорошая обзорность шкалы, так как стрелочный механизм расположен выше оси присоединения.
- Компактность установки в условиях ограниченного пространства.
- Снижение количества резьбовых соединений, что минимизирует точки потенциальных утечек.
- Как правило, более простая и ремонтопригодная конструкция по сравнению с осевыми моделями.
- Ориентация: Эксцентрический манометр предназначен для монтажа на вертикальный штуцер. Установка в других плоскостях может привести к дополнительной погрешности из-за влияния веса механизма.
- Затяжка: Монтаж осуществляется ключом под шестигранник штуцера. Запрещается прилагать усилие к корпусу прибора, это ведет к его деформации и заклиниванию механизма. Рекомендуется использовать уплотнительный материал (лен, фум-ленту, анаэробный герметик) для обеспечения герметичности.
- Запорный клапан (трехходовой кран): Настоятельно рекомендуется устанавливать манометр через трехходовой кран. Это позволяет:
- Отключать манометр от системы для замены или поверки.
- Продувать подводящий канал для проверки показаний.
- Сбрасывать давление в манометре до «нуля» для контроля.
- Защищать чувствительный механизм от гидроударов при пуске системы.
- Условия эксплуатации: Температура окружающей среды обычно от -40°C до +60°C. Температура измеряемой среды не должна превышать пределов, указанных для конкретной модели (обычно до +100°C для стандартных моделей). При работе с высокотемпературными средами (пар) необходимо использовать сифонные трубки (гидрозатворы) для охлаждения среды перед манометром.
- Поверка и калибровка: Манометры, используемые в коммерческом учете или на объектах, подконтрольных Ростехнадзору, подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 1-2 года.
Преимущества эксцентрической схемы:
Классификация и технические характеристики
Эксцентрические манометры классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют их выбор для конкретной задачи.
По классу точности
Класс точности определяет допустимую погрешность прибора, выраженную в процентах от диапазона измерения. Основные классы для промышленных эксцентрических манометров: 1.0, 1.5, 2.5. Чем меньше число, тем выше точность.
По диапазону измеряемых давлений
Диапазоны стандартизированы. Выбор зависит от рабочего давления в системе. Рекомендуется, чтобы рабочее давление находилось в пределах 1/3 – 2/3 шкалы прибора для обеспечения наименьшей погрешности и долговечности.
| Типовой ряд, бар | Область применения |
|---|---|
| 0…1.6; 0…2.5 | Системы вентиляции, слабонапорные гидравлические системы |
| 0…4; 0…6; 0…10 | Системы отопления, водоснабжения, сжатого воздуха |
| 0…16; 0…25; 0…40 | Промышленные гидравлические системы, насосное оборудование |
| 0…60; 0…100; 0…160 | Высоконапорные системы, испытательные стенды |
По диаметру корпуса
Наиболее распространенные диаметры: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160 мм. Выбор зависит от требуемой обзорности и условий монтажа.
По материалу корпуса и внутренних компонентов
| Компонент | Материал | Стойкость и применение |
|---|---|---|
| Корпус | Сталь, сталь с гальваническим покрытием, нержавеющая сталь (AISI 304, 316) | Защита от внешней среды. Нержавеющая сталь – для агрессивных условий. |
| Трубка Бурдона | Латунь, бронза, нержавеющая сталь, фосфористая бронза | Выбор в зависимости от измеряемой среды. Нержавеющая сталь – универсальна для воды, воздуха, газов, умеренно агрессивных сред. |
| Механизм | Латунь, сталь, нержавеющая сталь | Влияет на долговечность и стойкость к вибрациям. |
| Стекло | Обычное силикатное, акриловое (органическое), закаленное, триплекс | Акрил менее устойчив к царапинам, но безопаснее при разрушении. Закаленное стекло – повышенная прочность. |
По типу присоединения
Присоединение эксцентрических манометров – всегда резьбовое, нижнее. Основные типы резьбы: метрическая (M), трубная цилиндрическая (G), трубная коническая (NPT). Наиболее распространен в РФ тип – метрическая резьба (М20х1.5). Важно учитывать не только тип резьбы, но и стандарт (DIN, ГОСТ, ASME).
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Правильный монтаж критически важен для точности и срока службы манометра.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие эксцентрического манометра от осевого (торцевого)?
Главное отличие – в расположении присоединительного штуцера относительно оси циферблата. У эксцентрического штуцер смещен вниз, а механизм расположен сверху. У осевого (торцевого) штуцер расположен строго по центру сзади корпуса. Эксцентрический монтируется на вертикальный штуцер, осевой – на горизонтальный (торчащий из стены или панели).
Можно ли установить эксцентрический манометр на горизонтальный трубопровод?
Да, но для этого потребуется использование дополнительного углового отвода (коленца), что нивелирует ключевое преимущество эксцентрического манометра – прямой монтаж. В таком случае часто логичнее выбрать радиальный манометр.
Что означает класс точности 1.5?
Это означает, что допустимая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1.5% от его диапазона измерения. Для манометра 0-10 бар максимальная погрешность в любой точке шкалы составит ±0.15 бар.
Какой материал трубки Бурдона выбрать для воды и для сжатого воздуха?
Для неагрессивных сред (вода, воздух, инертные газы) оптимальным и наиболее распространенным материалом является латунь или бронза. Для сред с повышенными требованиями к чистоте или при наличии конденсата с неопределенным составом предпочтительна нержавеющая сталь.
Почему стрелка манометра не возвращается к нулю после сброса давления?
Это явление – «залипание» на нуле. Основные причины: износ или деформация механизма, усталость трубки Бурдона, попадание загрязнений в передаточный механизм или в трубку. Такой прибор требует ремонта или замены. Небольшой сдвиг нуля (в пределах половины класса точности) иногда можно скорректировать регулировочным винтом, если он предусмотрен конструкцией.
Обязательно ли использовать трехходовой кран?
Строго обязательно для систем, работающих непрерывно, и для защиты от гидроударов. Для простых, малозначимых систем с низким и стабильным давлением допускается прямой монтаж, но это снижает ремонтопригодность и безопасность.
Как подобрать диапазон измерений манометра?
Рабочее давление в системе должно находиться в пределах 1/3 – 2/3 шкалы прибора. Например, для системы с рабочим давлением 8 бар оптимальным будет манометр с верхним пределом 16 бар (8/16 = 0.5 или 50% шкалы). Нельзя выбирать манометр, у которого рабочее давление близко к максимальному значению шкалы – это приведет к ускоренному износу и возможному разрушению.
Заключение
Эксцентрические манометры представляют собой надежное и практичное решение для контроля давления в широком спектре инженерных систем, где предусмотрен вертикальный монтаж. Понимание их конструктивных особенностей, правил выбора по классу точности, диапазону, материалам и условиям монтажа является обязательным для обеспечения долговечной и безотказной работы. Соблюдение рекомендаций по установке через трехходовые краны и учет характеристик измеряемой среды позволяют минимизировать эксплуатационные риски и поддерживать точность измерений в течение всего межповерочного интервала. При выборе между эксцентрической, радиальной и осевой схемой решающим фактором должна стать не стоимость, а соответствие конструкции прибора конкретным условиям монтажа и эксплуатации на объекте.