Мановакуумметры КМВ

Мановакуумметры КМВ: устройство, принцип действия, классификация и применение

Мановакуумметры КМВ представляют собой комбинированные приборы, предназначенные для измерения как избыточного давления, так и разрежения (вакуума) газовых сред. Аббревиатура КМВ расшифровывается как «Мановакуумметр». Данные приборы относятся к механическим (деформационным) средствам измерения давления, в которых чувствительным элементом является трубчатая пружина (трубка Бурдона) или мембранная коробка. Их ключевое преимущество – способность измерять давление относительно атмосферного в двух диапазонах: положительном (избыточное) и отрицательном (вакуум). Шкала прибора, как правило, имеет двустороннюю градуировку с нулем посередине.

Устройство и принцип действия

Основу конструкции мановакуумметра КМВ составляет чувствительный элемент, преобразующий энергию деформации под воздействием давления в механическое перемещение. В зависимости от типа элемента различают:

Трубчато-пружинные (с трубкой Бурдона): Чувствительным элементом является полая трубка, согнутая по окружности, один конец которой запаян и связан через тягу с передаточным механизмом, а второй – открыт и жестко закреплен для подвода измеряемого давления. При подаче избыточного давления трубка стремится распрямиться, при разрежении – согнуться сильнее. Это движение через передаточный механизм (трибко-секторный или рычажный) преобразуется в угловое перемещение стрелки по шкале.
Мембранные (с мембранной коробкой или гофрированной мембраной): Чувствительный элемент состоит из одной или нескольких соединенных герметичных коробок с гофрированными стенками. Под действием давления мембранная коробка деформируется, вызывая перемещение центральной части, которое через механизм передается на стрелку. Мембранные коробки часто используются в вакуумметрической части из-за высокой чувствительности к малым перепадам давления.

Корпус прибора, обычно из стали или алюминиевого сплава, защищает механизм от внешних воздействий. Шкала имеет четкую двустороннюю разметку: вправо от нуля – значения избыточного давления (в МПа, бар, кгс/см²), влево – значения разрежения (в кПа, мм рт. ст., мм вод. ст.). Соединение с технологическим процессом осуществляется через штуцер с резьбой (чаще всего метрической М20х1.5 или трубной G1/2).

Классификация и основные технические характеристики

Мановакуумметры КМВ классифицируются по нескольким ключевым параметрам: типу чувствительного элемента, классу точности, диапазонам измерения, назначению и условиям эксплуатации.

Классификация по типу чувствительного элемента и назначению

КМВ-1, КМВ-2: Общепромышленные модели с трубчатой пружиной. Наиболее распространенный тип для общих задач.
КМВ-100В, КМВ-100Р: Виброустойчивые исполнения с заполнением корпуса демпфирующей жидкостью (глицерин, силикон) для работы на насосах, компрессорах, гидравлических системах с пульсациями давления.
КМВ-Т (КМВУ): Коррозионно-стойкие модели с разделительной мембраной или изготовленные из нержавеющей стали для работы с агрессивными средами (аммиак, хладоны, химически активные газы).
КМВ-Э (Электроконтактные): Оснащены одной или двумя группами электрических контактов, которые могут коммутировать внешние цепи при достижении заданных пороговых значений давления или вакуума. Используются в системах сигнализации и автоматического управления.
КМВ-П (Пропускающие): С фланцевым соединением, где среда проходит через полый корпус. Часто используются в качестве датчиков для локального визуального контроля.

Основные технические параметры (типовые значения)

Ниже представлена сводная таблица типовых характеристик для серийных мановакуумметров КМВ.

Параметр	Типовые значения / Варианты исполнения
Диапазон измерения вакуумметрической части	-0.1…0 МПа (-1…0 бар, -760…0 мм рт. ст.)
Диапазон измерения манометрической части	0…0.1; 0.16; 0.25; 0.4; 0.6; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.0; 10.0; 16.0; 25.0 МПа (и в соответствующих бар, кгс/см²)
Класс точности	1.0; 1.5; 2.5 (для общепромышленных моделей). Для образцовых и прецизионных – 0.6; 0.4.
Диаметр корпуса (условный)	40, 50, 60, 63, 100, 150, 160 мм
Присоединительная резьба	М20х1.5 (метрическая), G1/2 (дюймовая трубная), 1/4″ NPT
Рабочее положение	Радиальное (штуцер внизу), торцевое (штуцер сзади). Ограничения указываются в паспорте.
Рабочая температура окружающей среды	-40…+70 °C (для стандартных). Температура измеряемой среды: до +100 °C, для моделей с заполнением – до +80 °C.
Степень защиты	IP40, IP53, IP54 (защита от брызг и пыли)
Материал чувствительного элемента	Латунь, бронза, нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 08Х17Н15М3Т)
Материал корпуса	Сталь, алюминиевый сплав, нержавеющая сталь

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Мановакуумметры КМВ находят широкое применение в системах, где необходим контроль как давления, так и разрежения относительно атмосферы.

Теплоэнергетика и котельные установки: Контроль разрежения в топках паровых и водогрейных котлов (тягодутьевые устройства), измерение давления питательной воды, пара низкого давления, газа перед горелками. Виброустойчивые модели (КМВ-100В) устанавливаются на питательных насосах.
Холодильные и компрессорные станции: Мониторинг давления и вакуума в нагнетательных и всасывающих линиях компрессоров хладагента (аммиак, фреоны). Для агрессивных сред применяются коррозионно-стойкие исполнения КМВ-Т.
Гидравлические и пневматические системы: Контроль давления в напорных гидролиниях и разрежения во всасывающих магистралях насосов.
Вентиляция и кондиционирование (промышленное): Проверка давления и разрежения в воздуховодах, фильтрах, на стороне всасывания и нагнетания вентиляторов.
Химическая и нефтегазовая промышленность: Контроль технологических процессов, связанных с созданием вакуума или работой под небольшим избыточным давлением.

Монтаж, эксплуатация и поверка

Правильный монтаж и эксплуатация – залог долговечной и точной работы прибора.

Требования к монтажу:

Установка должна производиться на вертикально или горизонтально расположенном патрубке или трехходовом кране (манометрическом кране), позволяющем отключать, продувать и обнулять прибор.
Необходимо исключить передачу механических напряжений от трубопровода на штуцер прибора.
Для измерения давления агрессивных, вязких, кристаллизующихся сред или сред с высокой температурой (>+100°C) обязательна установка разделительных устройств (мембранных разделителей, сильфонов) или устройств охлаждения (петли, змеевики).
При работе с пульсирующими средами следует применять демпферы или виброустойчивые модели с заполнением.

Эксплуатация и обслуживание:

Запрещается эксплуатация при давлении, превышающем верхний предел шкалы более чем на 25%.
В процессе эксплуатации необходимо визуально контролировать целостность стекла, корпуса, отсутствие подтеканий.
Стрелка в отсутствие давления/разрежения должна находиться на нулевой отметке (допускается незначительное смещение в пределах половины допуска основной погрешности).

Поверка и калибровка:

Мановакуумметры КМВ, используемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (ГОСТ 8.102), подлежат периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) обычно составляет 1-2 года, если иное не указано в паспорте. Поверка осуществляется методом сравнения с показаниями образцового средства измерения (образцового мановакуумметра или компаратора давления) с использованием гидравлического, пневматического или газового пресса. Проверяются основные и дополнительные погрешности в нескольких точках шкалы как для вакуумметрической, так и для манометрической части.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

Простота конструкции, надежность и долговечность.
Независимость от источника электропитания.
Наглядность и удобство визуального контроля.
Широкий диапазон измеряемых давлений и разнообразие исполнений.
Относительно низкая стоимость.

Недостатки:

Механический гистерезис (особенно после длительной работы на верхнем пределе).
Чувствительность к вибрациям и пульсациям (кроме специальных моделей).
Необходимость в ручном считывании показаний, невозможность прямой интеграции в АСУ ТП (кроме электроконтактных моделей).
Требовательность к условиям эксплуатации (температура, агрессивность среды).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается мановакуумметр КМВ от тягонапоромера ТН?

По принципу действия и назначению это аналогичные приборы для измерения малых давлений и разрежений. Термин «тягонапоромер» исторически чаще применяется в теплоэнергетике для контроля тяги и дутья в котельных установках и обычно имеет шкалу в единицах Па или мм вод. ст. Мановакуумметр КМВ – более универсальное название, а его шкала часто градуируется в МПа, бар, кгс/см². Конструктивно различия могут быть минимальны.

Что означает класс точности 1.5 на мановакуумметре?

Класс точности 1.5 означает, что допускаемая основная приведенная погрешность прибора не превышает ±1.5% от верхнего предела измерения (суммы диапазонов вакуумметрической и манометрической частей). Например, для прибора КМВ со шкалой -0.1…+0.9 МПа верхний предел = 1.0 МПа. Погрешность в любой точке шкалы не должна превышать ±0.015 МПа (±1.5% от 1.0 МПа).

Можно ли использовать мановакуумметр КМВ для измерения давления кислорода?

Нет, для измерения давления кислорода или других окисляющих газов необходимо применять специальные кислородные манометры. Их отличительная особенность – обезжиренные внутренние полости и контактирующие с кислородом детали из материалов, не вызывающих искрообразования и не склонных к возгоранию (как правило, латунь или нержавеющая сталь с особыми условиями обработки). Использование стандартного КМВ для кислорода недопустимо из-за риска взрыва.

Почему стрелка мановакуумметра не возвращается к нулю?

Неполный возврат стрелки к нулю (остаточное отклонение) может быть вызван несколькими причинами: механическим заеданием в передаточном механизме, остаточной деформацией (усталостью) чувствительного элемента после работы в зоне высоких давлений, загрязнением механизма. Такой прибор требует ремонта в специализированной мастерской и последующей поверки. Эксплуатация с неисправностью запрещена.

Как выбрать диаметр корпуса мановакуумметра?

Диаметр корпуса (40, 60, 100, 150 мм) выбирается исходя из условий видимости и расстояния до оператора. Для щитового монтажа на панелях управления, где расстояние считывания может составлять несколько метров, применяют приборы с диаметром 100-160 мм. Для локального монтажа непосредственно на оборудовании или трубопроводах часто достаточно приборов диаметром 50-63 мм.

Что делать, если измеряемая среда замерзает зимой в приборе?

Для измерения давления сред, замерзающих при низких температурах (например, вода), необходимо либо применять приборы с заполнением корпуса незамерзающей жидкостью (например, на основе глицерина), либо обеспечивать обогрев точки отбора давления и подводящего импульсного трубопровода, либо использовать разделители мембранного типа с заполнением «сухой» стороной антифризом.

В чем разница между КМВ-100В и КМВ-100Р?

Оба исполнения являются виброустойчивыми с заполнением корпуса жидкостью. Буква «В» обычно указывает на общепромышленное виброустойчивое исполнение. Буква «Р» может обозначать «радиационностойкое» или специализированное исполнение для определенных отраслей. Точную спецификацию необходимо уточнять в техническом паспорте на конкретную модель, так как обозначения у разных производителей могут различаться.

Заключение

Мановакуумметры КМВ остаются востребованным, надежным и экономичным средством для оперативного визуального контроля давления и разрежения в различных технологических процессах энергетики, ЖКХ и промышленности. Правильный выбор типа, диапазона и материала исполнения в соответствии с условиями эксплуатации, а также соблюдение правил монтажа и своевременное проведение поверок обеспечивают их длительную и безотказную работу. Несмотря на развитие цифровых систем, механические мановакуумметры в силу своей автономности и надежности продолжают занимать важную нишу в системах контроля и безопасности.