Электроконтактный манометр: принцип действия, устройство и особенности

Электроконтактные манометры (ЭКМ) одновременно измеряют давление и управляют внешними электроцепями в автоматических системах контроля. Они обеспечивают нормальную работу технологических установок, сигнализируя о недопустимом изменении заданных значений давления. Рассказываем о принципе действия, конструктивных особенностях, видах, плюсах и минусах электроконтактных манометров. Статья поможет вам в выборе подходящей модели ЭКМ.

Что это за прибор

Электроконтактный манометр — это прибор, который служит для управления электрической нагрузкой в зависимости от измеряемого давления. Вид и принцип работы у ЭКМ такие же, как у обычного технического манометра. Отличие только в дополнительных элементах устройства: сигнальных стрелках и контактных группах.

В этих манометрах совмещаются функции показывающих и сигнализирующих устройств. Они позволяют не только отслеживать изменения давления в реальном времени, но и автоматически запускать или останавливать технологические процессы при достижении предельных значений.

Сферы применения

Электроконтактные манометры применяются для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в различных средах: жидких и газообразных. Они также позволяют управлять внешними электроцепями за счет включения и выключения коммутационных контактов. В таком качестве ЭКМ часто применяются в схемах сигнализации и автоматизации технологических процессов.

С помощью электроконтактных манометров обеспечивается безопасность персонала, который обслуживает оборудование. Ведь для безопасной работы с оборудованием важно, чтобы его рабочие параметры не выходили за допустимые пределы. Если такое произойдет, благодаря манометру автоматика получит соответствующий сигнал и немедленно остановит оборудование, не давая ему включаться, пока показатель давления не нормализуется.

Например, при падении давления воды в трубопроводе благодаря электроконтактному манометру может включаться насос. Или просто подается звуковой/световой сигнал — таким образом ЭКМ позволять узнать, что в одной из систем снизилось или повысилось предельно допустимое давление.

Электроконтактные манометры используются для контроля давления не только в промышленных технологических линиях, но и в бытовых трубопроводах.

Устройство

Рисунок 1. Устройство электроконтактного манометра.

1 — трубчатая пружина, 2 — держатель, 3 — тяга, 4 — сектор, 5 — трибка, 6 — показывающая стрелка, 7 — круговая шкала, 8 — поводок, 9 — контакт, 10 и 11 — сигнальные стрелки (уставки).

Электроконтактный манометр имеет корпус в форме цилиндра. По конструкции он напоминает общетехнический. Отличия заключаются в следующих дополнительных деталях устройства:

• две сигнальные стрелки для задания величины давления включения/отключения;
• контактные группы для замыкания/размыкания показывающей стрелки.

Все стрелки располагаются в манометре на одной оси, но места их крепления изолированы и не соприкасаются друг с другом. Ось показывающей стрелки изолирована от механизма и вращается независимо от других элементов устройства.

Электроконтактная часть может быть не только совмещенной непосредственно с механизмом прибора, как описано выше, но и присоединяемой к манометру в виде приставки с электрическими контактами. В этом случае электроконтактная группа размещается на передней части устройства.

Принцип действия ЭКМ

Принцип работы электроконтактных манометров тот же, что у технических аналогов. Но к ЭКМ добавлены электрические контакты, и это влияет на принцип действия.

Измеряемое давление поступает внутрь трубчатой пружины (1), одним концом закрепленной в держателе (2). Второй конец пружины свободен. Когда внутрь трубки подается давление, ее свободный конец через тягу (3) переходит на сектор (4) и трибку (5) со стрелкой (6), которая насажена на ее ось. Стрелка движется вдоль шкалы (7) и показывает точное значение давления. Вместе с ней перемещается поводок (8), который несет на себе контакт (9). Поводок перемещается между двумя сигнальными стрелками, или уставками (10, 11).

Когда давление достигает заданного уставками значения, поводок замыкается со стрелкой. По такому принципу происходит размыкание или замыкание электроцепи, к которой подключены контакты устройства. Замыкание/размыкание цепи вызывает включение/выключение сигнального или регулирующего оборудования. Электроконтактный манометр можно настроить на срабатывание по повышению или понижению уровня давления.

Преимущества и недостатки ЭКМ

Главное преимущество электроконтактных манометров — в том, что один прибор выполняет сразу две функции: позволяет контролировать давление и показывает текущее его значение. При установке этих манометров не требуется никаких тройников или фитингов, поскольку устройства уже собраны в едином корпусе.

К плюсам ЭКМ также относится простота настройки и точная визуализация установленных пределов срабатывания по давлению. Для того, чтобы установить пороговые значения в манометре, не нужен специализированный инструмент, достаточно индикаторной отвертки. Необходимые значения легко устанавливаются путем вращения винта в головке, расположенной на наружной стороне стекла устройства.

Электроконтактный манометр может заменить собой реле давления. Принцип работы тот же, но чтобы обеспечить контроль давления нагревательного котла, например, нужно два реле (отдельно низкого и отдельно высокого давления) или только один ЭКМ с двумя контактными группами.

Недостатки ЭКМ связаны с низкими коммутационными токами. Из-за низких токов подключать управляемые устройства большой мощности приходится через промежуточные реле. Если подключать их напрямую, высок риск обгорания контактов в манометре.

Также к минусам этих устройств до недавнего времени причисляли низкую вибростойкость и довольно высокую погрешность. Но приборостроение не стоит на месте. Эксплуатационные показатели современных манометров улучшены, а прежние недостатки устранены.

Виды электроконтактных манометров

Модификации манометров по электрическим схемам

В зависимости от исполнения электрических схем существуют различные модификации электроконтактных манометров:

• одноконтактные — срабатывают или только на замыкание (исполнение I), или только на размыкание (исп. II);
• двухконтактные — настроены на пары значений (исп. III-VI).

Исполнение III — манометры с контактами на размыкание-размыкание, IV — на замыкание-замыкание, V и VI — с одним размыкающим и одним замыкающим контактами, в исп. V — левый размыкающий, правый замыкающий, в исп. VI — наоборот.

Рисунок 2. Самые распространенные схемы манометров — с двумя контактами: исполнения III-VI.

Основные типы манометров по исполнению контактов

В зависимости от исполнения контактов выделяют следующие виды электроконтактных манометров:

• с механическими (скользящими) контактами;
• с магнитомеханическими контактами;
• на микровыключателях.

Манометры с механическими контактами имеют самое простое устройство среди ЭКМ. Они рассчитаны на работу при напряжении до 250 В и выдерживают разрывную мощность до 10 Вт или до 20 В·А, соответственно, постоянного или переменного тока.

Для повышения надежности коммутирующего устройства в ЭКМ устанавливаются магнитомеханические контакты. Эти манометры способны коммутировать большие токи с увеличенной разрывной мощностью электроконтактов по сравнению с аналогами со скользящими контактами. От механических они отличаются тем, что на обратной стороне контактов прибора закреплены малые магниты для усиления прочности механического соединения. Разрывная мощность этих манометров увеличена — до 30 Вт постоянного или до 50 В·А переменного тока.

ЭКМ на базе микровыключателей имеют тот же принцип работы, что другие, но отличаются высокой надежностью, отличными характеристиками электроконтактной группы и компактными размерами. В таких приборах микровыключатели размыкают или замыкают электроцепь под воздействием кулачка, закрепленного на трибке передаточного механизма. В некоторых манометрах возможно наличие двух передаточных механизмов, которые не зависят друг от друга: один связан со стрелкой, другой — с микровыключателем. Входы механизмов соединены с чувствительным элементом. Микровыключатели работают при напряжении до 380 В с током коммутации до 5 или 10 А, т. е. устройство можно включать непосредственно в цепь сигнализации и управления.

Что учесть при выборе

Выбирая оптимальный электроконтактный манометр, ориентируйтесь на условия будущей эксплуатации:

• Защита от коррозии. Если прибор будет эксплуатироваться в агрессивной среде, вне помещений, лучшим выбором станет исполнение из нержавеющей стали или в коррозионностойком корпусе. Манометры в обычном исполнении в таких условиях быстро выработают свой ресурс.
• Защита от пыли и влаги. Если место будущей эксплуатации ЭКМ характеризуется запыленностью, присутствием влаги, стоит отдать предпочтение манометрам с повышенной пылевлагозащитой. Защита от проникновения пыли и влаги во время работы прибора обеспечивается специальной оболочкой.
• Виброустойчивость. Для работы в технологическом процессе, где присутствует вибрация, следует выбрать прибор с гидрозаполнением. Такие модели заполняются демпфирующей жидкостью (на основе глицерина или силикона), которая позволяет защитить устройство от интенсивного истирания из-за вибраций, воздействующих на корпус, или пульсации измеряемой среды. Виброустойчивые манометры работают годами там, где технические не прослужат и месяца из-за воздействия вибраций. Кроме того, из-за снижения колебаний стрелки виброустойчивые модели отличаются повышенной точностью измерения.
• Работа с низкими диапазонами давления. Если требуется измерять диапазоны давления до 50 КПа, лучше всего с этой задачей справятся манометры с магнитной конструкцией. Они не чувствительны к числу срабатываний, поскольку в их устройстве нет трущихся деталей.
• Взрывозащита. В условиях высокого риска возникновения взрыва следует использовать специальные манометры во взрывозащищенном исполнении. Такие приборы оснащены взрывонепроницаемой оболочкой. Эта оболочка выдерживает давление взрыва в корпусе и не передает его в окружающую среду. Взрывонепроницаемость также обеспечивается «щелевым» соединением элементов корпуса и низкой шероховатостью поверхностей скрепляемых деталей в манометре.

Одна модель может сочетать в себе несколько видов защиты от влияния внешней среды. Например, пользуются популярностью коррозионностойкие виброустойчивые электроконтактные манометры.

В нашем каталоге вы найдёте ЭКМ ведущих российских производителей. Манометры поставляются с гарантией, паспортной документацией и первичной поверкой завода-изготовителя. Наши специалисты проконсультируют вас по ассортименту и помогут в выборе подходящих моделей.