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压力表的关键考虑因素以及设计选型

来源:作者:发表时间:2018-07-11 10:41:50

 

  当需要压力指示并且操作员可以看到它时,传统仪表提供了获取数据的有用方法,但是可能存在缺陷。

    虽然机械压力表一直是过程工业中的支柱,但它们也带来了一些挑战。尽管如此,当一种情况需要一个带有本地显示器的简单而廉价的设备时,一个仪表可以适应各种应用中的费用(见图1)。

    传统的仪表在选择过程中有一些严重的缺点需要考虑。仪表使用弹簧和齿轮的精密机构操作,使其易受冲击和损坏(见图1)。大多数操作员已经看到典型的故障,玻璃破碎,弯曲的指示针或针从断开的传动装置直接指向下方。在许多环境中,由于它们的低成本和频繁的故障,它们被认为基本上是一次性的。

    然而,使用压力表仍然是一种很好的方式来直观地显示过程中发生的事情。但是,将这些信息集中到一个集中的位置,而不必亲自到达仪表,这不是很好吗?操作员写下读数的老式剪贴板轮数需要时间,并且可能导致由人为错误导致的不准确信息。

选择考虑因素

1.当需要压力指示并且操作员可以看到它时,传统仪表提供了获取数据的有用方法,但是可能存在缺陷。

各种传统仪表仍然庞大,关键考虑因素需要进行一些分析。

    坚固耐用 - 某些型号适用于管道振动或移动设备可能会造成冲击的环境。箱体可以采用橡胶罩和加强机构进行装甲,以应对恶劣的环境,但这些选择增加了成本。

    结构材料 - 虽然最便宜的设备大多是黄铜,但工业级仪表通常由不锈钢或其他耐用材料制成。尽管如此,一定要知道润湿和非润湿部件是由什么制成的。黄铜或低碳钢组件在潮湿或轻微腐蚀性环境中会变质。

    入口配置 - 大多数较大的仪表都有一个外螺纹入口,通常是½英寸的国家管螺纹(NPT)或M20。更小和更便宜的设备可能是1/4英寸的NPT。通常期望用于拧入具有阴螺纹连接的现有压力端口。有些选项可为更复杂的安装情况提供更专业的选项,例如添加虹吸管。

    超压和爆破压力限制 - 这些名称可能令人困惑。超压限制表示单位可以承受多少而不会受到损坏。换句话说,它可以飙升并继续正常工作。除此之外,波登管可能会永久变形或机械推动超过其极限。爆破压力是某些部件失效的地方,通常是Bourdon管,将壳体打开并将过程流体释放到大气中,这通常会带来安全风险。在某些情况下,过程连接本身失败,它可以“发射仪表”作为飞行射弹。在需要额外隔离的情况下,例如使用密封,这可以为仪表增加额外的保护。但是,在发生故障的情况下,某些单元仍会释放过程流体。如果该物质易燃或有毒,则会发生安全事故。

配件和特殊改装

机械仪表的基本操作限制促使创建各种辅助设备以克服一些问题,因此在某些情况下可能需要添加这些设备。典型的例子包括:

    缓冲器 - 该装置限制了压力表的入口压力峰值,可用于两个目的:它可以抑制压力脉动,并可以改善过压保护。在任何一种情况下,它都应用于仪表的入口,并且往往会减慢响应速度。

    隔离器或密封件 - 该设备旨在防止过程流体进入机构。它通常使用外部隔膜的组合,外部隔膜接触过程流体并使用捕获填充流体将压力传递到机构。隔离器通常用于产品有害或温度极高的情况下,因此压力表受到保护。

    虹吸 -在一个计测量可冷凝蒸气的压力的情况下,通常是蒸汽,虹吸用作一种机制来捕获冷凝物和充当热障。新蒸汽对虹吸管中的一段冷凝水施加压力,最终起到填充液的作用并使装置不能看到全部蒸汽温度。

许多其他变体和特殊构造方法旨在提高性能或避免特定问题,包括:

表壳填充液 - 使用粘性液体(如甘油)填充表壳,有助于减少因脉动引起的针头移动。

伴热 - 在设备暴露在寒冷环境中的情况下,可能需要加热外壳。

防爆箱和安全玻璃 - 如果发生灾难性故障的可能性很高,有些设备会失效并向单一方向释放碎片和流体,通常在仪表后部,可能远离人。

如果应用程序依赖于其中一些更精细的预防措施,则可能建议调查一些可用于该行业的新技术改进。

 

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1.根据压力变化使管弯曲并将其系在齿轮机构上的必要性使得精密设备容易受到损坏。

基本设计改进

    由于基本仪表的用户案例仍然有效,因此各公司都试图在不失去潜在吸引力的情况下改进设计。

    数字仪表 - 一些公司已经开发出了保留基本波登管设计的方法,但用数字显示器代替了移动针。虽然这个概念很好,但执行常常会受到可见性问题和电池寿命缩短的影响。对于预期连续运行的设备而言,这些通常不实用,因此它们通常保留用于校准实验室和测试任务,可在需要时打开和关闭。

    电子仪表 - 一些最新设计将电子变送器的优点与传统机械设计的实用性结合在一起。他们使用应变消除传感器而不是波登管,以电子方式而不是机械方式处理信号。针由微型马达驱动,因此仅存在一个运动部件,使得该机构更能抵抗冲击和其他极端操作条件。

    电子仪表避免了许多机械装置的问题。消除波登管可以消除关键的故障点,因此过压能力要高得多,过程流体逸出的可能性要低得多。由于这些功能是新装置基本设计的一部分,因此不再需要许多确保良好性能所需的附件。

    使用精密的电子设备,这些新的仪表也能够监控自己的状态。没有办法验证机械压力表是否能正常工作而不能从过程和测试中移除,但只需一瞥电子压力表就可以通过闪烁的LED显示其运行状态。由于低功耗电子设备和高效设计,甚至延长了电池寿命。

2.无线压力表,如此型号,可作为实用的混合动力车,结合电子变送器的许多安全和性能优势,同时提供有效的本地显示。

    在许多方面,由于这些新设备包括能够将压力读数和状态指示发送到分布式控制系统或其他自动化的无线发射器,因此已经克服了传统仪表无法向自动化系统发送信息的最严重缺点。平台。必要时可以使用此可选功能。

 

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    一个无线压力表(见图2)包含电子仪表的所有功能,同时增加了通过网状网络传输压力读数的功能。这种额外的通信功能增加了“面向未来”,因此当工业物联网进入更多制造应用时,它可以用于复杂的网络环境中。今天可能不需要无线功能,但可能很快就会出现。

    由于该无线压力表配备了先进的传感器设计和额外的隔离器,因此不需要缓冲器。其内部集成传感器隔离器还可使过程流体不会到达传感器,从而延长其工作温度范围。由于它不需要特殊配置或其他附件,因此在要求苛刻的应用中,它通常比传统仪表更低成本。

匹配设备和应用程序

这一新的选择范围意味着可以准确选择特定情况和预算所需的项目。

传统的机械压力表 - 过程是良性的,预算有限,本地读数和中等精度填补了账单。

电子压力变送器 - 对于更极端的应用,在自动化环境中并且需要最高精度,但它是最昂贵的。

 

    无线压力表 - 这一新选择填补了其中的许多区域。过程和安全参数可能更具挑战性,并且存在与当前和未来的工厂系统无线通信的选项。价格落在其他两个选项之间,提供了一个有用的新流程解决方案。