Урок 47-48. ДС-П. ДМ-П.

Дифманометри сильфонні пневматичні типу ДС – П призначені для роботи в системах автоматичного контролю, управління та регулювання параметрів виробничих технологічних процесів з метою видачі інформації у вигляді уніфікованого пневматичного вихідного сигналу про перепад тиску, витрату рідин та газів, рівень рідини.

Дифманометри забезпечують передачу вихідного сигналу по пневматичній лінії зв’язку з внутрішнім діаметром 6 мм та довжиною  від 3 до 300 м.

Дифманометри виготовляються таких модифікацій на граничні номінальні перепади тиску:

• ДС – П3 – 630; 1000; 1600; 2500 кгс/м².
• ДС – П4 – 0,4; 0,63; 1,0; 1,6 кгс/см².
• ДС – П5 – 2,5; 4; 6,3 кгс/см².
• Гранично допустимий робочий надлишковий тиск – 100; 400 кгс/см². Технічні дані.
• Тиск живлення дифманометра – 1,4 ± 0,14 кгс/см².
• Вихідний сигнал від 0,2 ÷ 1,0 кгс/см².
• Витрата повітря – 3л/хв..
• Клас точності – 1; 1,5.  Розрахункове значення вихідного сигналу Р_вих. для номінального перепаду тиску визначається по формулі:

де ΔР _розр. – розрахункове значення перепаду тску;

 ΔР _max. – граничний вимірюємий перепад тиску.

Будова та робота.

Дифманометр ДС – П4 складається з вимірювального блоку та уніфікованого пневмоперетворювача.  Принцип дії дифманометра оснований на пневмосиловій компенсації, де зусилля, яке виникло у вимірювальному блоці, урівноважується (компенсується) зусиллям, яке виникло в сильфоні зворотного зв’язку.

Принципова схема приладу показана на мал..1

Мал..1 Принципова схема дифманометра

 1 – корпус; 2 – основа; 3 – чутливі елементи (сильфони); 4 – запобіжні клапани; 5 – компенсаційний термосильфон; 6 – тяга стрічкова; 7 – важіль виводу; 8 – ущільнююча мембрана; 9 – Т – подібний важіль; 10 – пружина коректора нуля; 11 – Г – подібний важіль; 12 – рухома опора; 13 – сопло; 14 – засовка; 15 – сильфон зворотного зв’язку; 16 – пневмопідсилювач; 17 – камера; 18,21 – кульковий клапан; 19 – постійний дросель; 20 – мембрана. 

Під дією різниці тисків (перепаду) що підводиться в „+” і „–” камери від звужуючого пристрою, на чутливому елементі (сильфонах) 3, виникає пропорційне перепаду зусилля, яке через систему важелів і тяг передається засовці 14 пневмоперетворювача.

Конструкція дифманометра ДС – П показана на мал..2

1 – корпус сильфонного блоку; 2 – основа корпусу; 3 – чутливі елементи (сильфони); 4 – запобіжні клапани; 5 – компенсаційний термосильфон; 6 – тяга стрічкова; 7 – важіль виводу; 8 – ущільнююча мембрана; 9 – Т – подібний важіль; 10 – пружина коректора нуля; 11 – Г – подібний важіль; 12 – рухома опора; 13 – сопло; 14 – засувка; 15 – сильфон зворотного зв’язку; 16 – пневмопідсилювач;

 Решта позначень: кріплення перетворювача, кришка та ін.. 

У випадку приближення засовки 14 до сопла 13 тиск в камері „б” пневмопідсилювача 16 зросте і мембранна 20 з прогумованого полотна переміститься вниз, в результаті чого клапан 18 прикриється, а клапан 21 – відкриється.

Тоді, тиск в камері „а” – збільшиться. Даний тиск являється вихідним сигналом дифманометра, одночасно тиск надходить в сильфон зворотного зв’язку 15, який створює момент на Г – подібному важелі 11, зрівноважуючи момент від перепаду тиску.

Вимірювальні блоки дифманометрів ДС – П3; ДС – П4; ДС – П5 мають аналогічну конструкцію та відрізняються між собою тільки вузлами чутливих елементів.

Чутливий елемент вимірювального блоку – сильфони 3 з однієї сторони жорстко зв’язані з основою 2, а з другої сторони – клапанами 4. Клапани 4 з’єднані між собою. Пружина 36 не дозволяє самовільне зближення сильфонів 3.

Внутрішня порожнина вузла чутливого елементу заповнюється сумішшю дистильованої води 60% з гліцерином 40%, або поліетилсалоксанова рідина ПЕС – 2. На заповнених блоках ставлять клеймо: гліцерин з водою – буквами „ВГ”, кремнійорганічною рідиною – буквами „КР”.

Отвір, призначений для заповнення, закривають заглушкою 22.

Зміну об’єму в сильфонному блоці в зв’язку з коливанням температури, сприймає компенсаційний сильфон 5.

В нормальних умовах роботи вимірювального блоку клапани 4 відкриті і при робочих переміщеннях сильфонів 3 забезпечується вільне протікання рідини з одного сильфона в інший.

При односторонньому перевантаженні вимірювального блоку з сторони „+” або „-” камер, закривається клапан чутливого елементу, який знаходиться в зоні перенавантаження тиску. При цьому перекривається частина рідини, яка заповнює вимірювальний вузол та виконує роль „рідинної подушки” та захищає сильфон від руйнування.

Зв’язок чутливого елементу – сильфона 3 важелем виводу 7 здійснюється при допомозі стрічкової тяги 6. Вивід важеля 7 з порожнини робочого тиску ущільнений з допомогою пружної металевої мембрани 8. Важелі 9 та 11 пневмоперетворювача встановлені на стрічкових опорах 29 і 30.

Пружина коректора нуля 10 призначена для встановлення початкового значення вихідного сигналу 0,2 кгс/см², а рухома опора 12 – для налагодження дифманометра на заданий діапазон вимірювання.

Дифманометри мембранні пневматичні типу ДМ – П призначені для роботи в системах автоматичного контролю, управління і регулювання параметрів виробничих технологічних процесів з метою видачі інформації у вигляді уніфікованого пневматичного вихідного сигналу про перепад тиску, витрату неагресивних газів. Дифманометри забезпечують передачу вихідного сигналу по пневматичній лінії зв’язку з внутрішнім діаметром 6мм і довжиною від 3 до 300м. Дифманометри призначені для роботи при температурі навколишнього середовища від +5 до +50°С і відносною вологістю від 30 до 80%. Дифманометри можуть працювати у вибухонебезпечних приміщеннях. Вони не призначені для роботи в умовах підвищеної концентрації пилу, а також інтенсивних механічних дій. Технічні дані. Дифманометри ДМ – П виготовляються двох модифікацій: ДМ – П і ДМ – П2. Вимірюють граничні номінальні перепади тисків: 

• ДМ – П1 – 10; 16; 25; 40; 63; 100 кгс/м²;
• ДМ – П2 – 100; 160; 250; 400; 630 кгс/м².

 Гранично допустимий робочий надлишковий тиск для ДМ – П1 – 2,5 кгс/см², ДМ – П2 – 10 кгс/см². 

• Тиск живлення дифманометра – 1,4 ±10% кгс/см².
• Вихідний сигнал від 0,2 ± 1,0 кгс/см².
• Витрата повітря живлення – 3л/хв..
• Клас точності – 1.

Розрахункове значення вихідного сигналу Р вих. для номінального перепаду тиску визначається по формулі

• де ΔР _розр. – розрахункове значення перепаду тску;
•      ΔР _max. – граничний вимірюємий перепад тиску.

  Будова та робота. Дифманометри ДМ – П побудовані на блочному принципі і складаються з пневмосилового перетворювача та вимірювального блоку. Дифманометри ДМ – П1 і ДМ – П2 відрізняються між собою тільки розмірами вимірюючого блоку. Принцип дії дифманометра ґрунтується на пневмосиловій компенсації, де зусилля, яке виникло у вимірювальному блоці зрівноважується (компенсується) зусиллям, яке виникло в сильфоні зворотного зв’язку. Принципова схема дифманометра показана на мал..1.

Мал..1 Принципова схема дифманометра ДМ – П. 

Під  дією різниці тисків (перепаду), що підводяться в “ + ” і “ – ” камери від звужуючого пристрою на чутливому елементі 10 виникає пропорційне перепаду тисків зусилля, яке через важіль 9 передається Т – подібному важелю 8, на якому закріплена засувка 1. Під дією цього зусилля Т – подібний важіль переміститься відносно нерухомої опори 12. Засовка 1 наблизиться до сопла 2 і зменшить прохід повітря живлення через сопло. В лінії сопла збільшиться тиск повітря, що передається в пневмопідсилювач 3, підсилюється по потужності та передається одночасно на вихід до вторинного пневматичного приладу, або іншого пристрою і в сильфон зворотного зв’язку 4. В сильфоні зворотного зв’язку виникне зусилля напрямлене вверх і буде діяти на Г – подібний важіль. Г – подібний важіль під дією зусилля сильфона зворотного зв’язку, буде змінювати своє положення відносно нерухомої опори. Закріплена на Г – подібному важелі рухома опора 6 буде змінювати положення Т – подібного важеля та відхиляти засувку від сопла до того моменту, поки зусилля на вимірювальному блоці не зрівняється із зусиллям сильфона зворотного зв’язку. Система стане в рівновагу та встановиться незмінний вихідний сигнал. Схема пневмосилового перетворювача показана на мал..2 і 3.

Вимірювальний блок складається з чутливого елементу та вузла важільного виводу вимірювального зусилля з камер робочого тиску. Схема вимірювального блоку показана на мал..4. Фланці 2 і 3 вимірювального блоку створюють робочі камери дифманометра. В якості чутливого елементу використана вертикально розміщена мембрана з прогумованого полотна 4, яка розділяє вимірювальну камеру на дві: “ + ” і “ – ”. Два типи мембран дозволяє охопити границю виміру за перепадом від 0 ÷ 10 кгс/м² до 0 ÷ 630 кгс/м². Зв'язок жорсткого центру вимірювального мембранного вузла з важелем виводу 7 здійснюється при допомозі стрічкової тяги 8. Вивід важеля 7 (див.А-А) із зони робочого тиску ущільнений пружною мембраною 12. Дві пружні стрічки 15 утримують важіль виводу від осьового переміщення при дії на мембрану робочого тиску.  Конструкція виводу має можливість повороту важеля 7 з траверсою 13 відносно умовної осі. За допомогою різьбових пробок 6 можливо переміщувати кінці жорстких стрічок 15, що змінює положення умовної осі повороту важеля 7 і дозволяє змінювати вплив робочого тиску на вихідний сигнал дифманометра.