12-3. Дифманометры кольцевые

Дифманометры кольцевые применяют в промышленности для измерения расхода газа по перепаду давления в сужающем устройстве. Дифманометры этого типа используются также для измерения малого вакуумметрического и избыточного давления газа.

Схема дифманометра кольцевого показана на рис. 12-3-1. Дифманометр представляет собой замкнутое полое кольцо, разделенное вверху непроницаемой перегородкой, а в нижней своей части на угол, равный а, заполненное разделительной жидкостью (водой или трансформаторным маслом).

Рис. 12-3-1. Схема дифманометра кольцевого.

Кольцо может поворачиваться на некоторый угол (обычно 40—50° С) около оси, перпендикулярной плоскости окружности. Осью кольца является опорная призма (одна или две), расположенная в центре кольца и опирающаяся на стальную подушку (одну или две), заделанную в кронштейне, который на схеме не показан. К нижней части кольца прикреплен груз который создает противодействующий момент и определяет максимальное значение угла поворота кольца при заданном верхнем пределе измерения разности давлений.

Давления к обеим полостям кольца, образованным перегородкой и разделительной жидкостью, подводятся посредством гибких резиновых трубок. Противодействующий момент, создаваемый резиновыми трубками, мал и не оказывает существенного влияния на угол поворота кольца. Подвижная система дифманометра До заполнения кольца разделительной жидкостью и снятом грузе балансируется с помощью специальных грузов так, чтобы центр тяжести подвижной системы совпадал с осью вращения. На схеме

кольцевого дифманометра (рис. 12-3-1) балансирные грузы не показаны.

Кольцо дифманометра будет находиться в равновесии до тех пор, пока в обеих его полостях давление одинаково, т. е. Если будет больше то под действием разности давлений независимо от движения кольца разделительная жидкость в нем переместится на угол таким образом, действующая на жидкость разность давлений будет уравновешиваться столбом жидкости т. е. где плотности соответственно разделительной жидкости и среды, находящейся над жидкостью. При этом действующая на перегородку кольцевой трубки разность давлений создает движущую силу. Эта сила приложенная в центре тяжести перегородки, находящейся на расстоянии от оси вращения кольца, будет создавать вращающий момент

благодаря которому кольцевая трубка повернется на некоторый угол

Противодействующий момент создается силой тяжести груза и определяется уравнением

Для равновесия кольца необходимо, чтобы существовало равенство моментов Отсюда получаем уравнение, выражающее зависимость угла поворота кольца от измеряемой разности давлений:

или

где расстояние от оси вращения кольца до центра тяжести груза; площадь поперечного сечения кольца (площадь перегородки).

Из полученных уравнений вытекает, что угол поворота кольца зависит от размеров кольца: чем больше тем больше угол поворота кольца. При постоянных значениях угол поворота кольца зависит от силы тяжести груза чем меньше сила тяжести груза, тем больше угол поворота кольца. Изменение верхнего предела измерения разности давлений осуществляется в ряде случаев путем изменения силы тяжести груза и для этого груз делают составным из отдельных пластин. Верхний предел измерения кольцевого дифманометра можно также менять изменением значения Этот метод также находит применение в приборах, выпускаемых отечественными приборостроительными заводами.

Из вышеизложенного также следует, что угол поворота кольца дифманометра не зависит от плотности разделительной жидкости

и плотности среды, находящейся над ней, и температурный коэффициент кольцевого дифманометра с замкнутым кольцом практически равен нулю.

Однако плотность разделительной жидкости при заданных размерах кольца определяет верхний предел измерения разности давлений, которая может быть измерена данным дифманометром. Увеличить этот верхний предел измерения разности давлений при данной разделительной жидкости и при тех же размерах кольца не представляется возможным.

Рис. 12-3-2. Дифманометр кольцевой типа ДК-Ф. 1 — груз; 2 — циферблат; кольцо прямоугольного сечения; 4 — призменные опоры; лекало; 6 — рычаг с шестеренчатой передачей; 7 — ферродинамический преобразователь лекало; 9 — рычажная система с указателем.

Как видно из полученных уравнений, шкала кольцевого дифманометра, градуированная в единицах давлений, будет неравномерной. Для получения равномерной шкалы прибора в передаточный механизм отсчетного устройства и преобразователя вводят лекальные пластины нужного профиля (рис. 12-3-2),

Профиль лекала прибора со шкалой, градуированной в единицах давления, будет отличаться от профиля лекала дифманометра, предназначенного для измерения расхода газа по перепаду давления в сужающем устройстве.

Профиль лекала дифманометров-расходомеров выполняется так, чтобы прибор показывал не перепад давления а корень квадратный из перепада, т. е. величину, прямо пропорциональную расходу В этом случае шкала прибора, градуированная в единицах расхода, получается равномерной.

Дифманометры кольцевые изготовляются с отсчетными устройствами или без них и снабжаются одним или двумя передающими ферродинамическими преобразователями. Эти дифманометры могут быть использованы для работы в комплекте с одним или двумя вторичными ферродинамическими приборами

Дифманометры с кольцом, изготовленным из стали, и с резиновыми подводящими трубками рассчитаны на предельно допускаемое рабочее избыточное давление не более

Кольцевые дифманометры-расходомеры выпускаются на предельные номинальные перепады давления (400, 630, 1000 и 1600 Па). Дифманометры выпускаются также в качестве тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров. Тягомеры и напоромеры имеют те же верхние пределы измерения, что и

дифманометры-расходомеры ДК-Ф. Тягонапоромеры выпускаются с верхними пределами измерения избыточного и йакуумметрического давлений .