Как выбрать разделительную диафрагму для приборов, работающих под давлением?

Современные производственные процессы предъявляют все более высокие требования к точности и надежности приборов для измерения давления, и в некоторых областях применения, где существуют химические или гигиенические соображения, может потребоваться изоляция прибора для измерения давления от рабочей среды.

Такая изоляция достигается с помощью чувствительной к давлению диафрагмы, изготовленной из материала, устойчивого к рабочей среде, и заключенной в систему, установленную на... он прибор для измерения давления . Затем пространство между диафрагмой и измерительным элементом откачивается, заполняется подходящей заправочной жидкостью и герметизируется. Давление в процессе работы оказывает усилие на открытую поверхность диафрагмы, и по мере изгиба диафрагма вдавливается внутрь и сжимает жидкость, которая подается непосредственно в измерительный элемент.

Применение диафрагменного уплотнения/химического уплотнения

Знание того, в каком процессе требуется использование диафрагменного уплотнения, имеет решающее значение для поддержания целостности и продления срока службы прибора. Диафрагма обычно необходима в следующих условиях:

• Когда рабочая среда вызывает коррозию рабочих частей стандартного оборудования. манометр или передатчика.
• Технологическая среда является вязкой или содержит твердые частицы, которые могут привести к засорению входного отверстия.
• Технологический материал со временем склонен к затвердению, например, может замерзнуть при понижении температуры или застыть при высыхании.
• Важно исключить образование бактерий в технологических соединениях, например, в пищевой промышленности и производстве напитков.

Возможные проблемы при выборе диафрагменного уплотнения

Избегание распространенных ошибок повысит шансы на успешный выбор и установку диафрагменного уплотнения.

• Слишком малый диаметр диафрагмы или ее недостаточная гибкость для компенсации естественного термического расширения заполняющей жидкости приводят к смещению нуля и ложным показаниям давления.
• Технологические или окружающие температуры превышают допустимый диапазон рабочих температур заправочной жидкости.
• В системах измерения перепада давления получение очень малых дифференциальных показаний может быть невозможно из-за силы, необходимой для привода диафрагмы и измерительного элемента.
• Инерция заполняющей жидкости превышает силу, необходимую для перемещения измерительного элемента.
• Длина и внутренний диаметр капилляра в сочетании с вязкостью заполняющей жидкости создают сопротивление, что приводит к неприемлемому увеличению времени отклика системы.
• Температура технологического процесса может влиять на температуру окружающей среды вблизи технологического процесса.
• Следует проявлять осторожность при выборе системы герметизации для измерения вакуума или высокого вакуумного давления. Хотя в большинстве стандартных вакуумных применений они работают нормально, по мере приближения давления к идеальному вакууму достижение приемлемого уровня точности становится все сложнее.

Функциональные характеристики

Точность диафрагменного уплотнения при 20°C может варьироваться в зависимости от химических свойств, и эти значения необходимо добавлять к классу точности прибора. Однако точность вакуума не может быть гарантирована выше -0,85 бар в стандартных исполнениях. Это связано с тем, что большинство заправочных жидкостей содержат микроскопические количества воздуха или захваченных газов, которые имеют тенденцию значительно расширяться при приближении к абсолютному нулю. Это расширение влияет на измерительный элемент в приборе.

Влияние температуры

Вся система измерения давления заполняется соответствующей рабочей жидкостью при определенной температуре (обычно 20 °C), называемой эталонной температурой. Повышение или понижение температуры окружающей среды или рабочей жидкости приводит к пропорциональному изменению объема заполняющей жидкости. Следовательно, это влияет на внутреннее давление замкнутой системы измерения, что может привести к нулевой погрешности прибора. Для минимизации этого необходимо компенсировать изменение объема, вызванное температурой. Диафрагмы малого диаметра могут компенсировать лишь небольшое изменение объема. В зависимости от условий процесса рекомендуется использовать химические уплотнения с диафрагмами максимально возможного эффективного диаметра. Кроме того, если температура процесса превышает 150 °C, но ниже 250 °C, необходимо установить прибор с градирней, чтобы избежать влияния теплопередачи между диафрагменным уплотнением и прибором. При температуре выше 250 °C следует использовать капиллярную линию для защиты прибора от высоких температур процесса.

Выбор рабочей жидкости имеет большое значение для диапазона рабочих температур химического уплотнения, поэтому необходимо учитывать минимальную и максимальную температуры рабочей среды. Кроме того, рабочая жидкость должна быть совместима с рабочей средой, особенно если речь идет о таких средах, как кислород, или для применения в пищевой промышленности. Это важно в случае разрыва диафрагмы, когда рабочая жидкость может смешаться с рабочей средой.

Приборы для измерения давления с капилляром

Использование капилляра позволяет дистанционно считывать показания прибора и ограничивает влияние температуры процесса (выше 250°C) на точность прибора. Длина капилляра в 500 мм обычно достаточна для поддержания температуры прибора близкой к температуре окружающей среды.

Длина капилляра должна быть как можно короче. Рекомендуется не превышать шесть метров, поскольку колебания температуры вдоль капилляра могут повлиять на точность и время отклика.

Для манометров с капиллярным датчиком требуется подходящий настенный или панельный монтажный фланец или кронштейн для установки манометра или преобразователя давления. Разница высот между манометром и мембранным уплотнением увеличивает общую погрешность из-за гидростатического воздействия на заправочную жидкость, часто называемого давлением напора. Если такая разница известна, потребуется компенсация на этапе изготовления или при точечной калибровке.

Диафрагменные уплотненияМожет устанавливаться на большинство манометров, датчиков или реле давления. Собственное производство позволяет разрабатывать индивидуальные уплотнения для уникальных OEM-приложений, а установка и заполнение диафрагменных уплотнений в приборы других производителей может быть выполнена с минимальной задержкой.