УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области механики, а именно к измерительной техники, в частности к устройствам для измерения давления в напорных трубопроводах нефтегазодобывающей промышленности работающих при минусовых температурах окружающей среды.
Известно устройство для измерения давления (см. RU №64366 G01L 19/16) содержащее корпус с центральным осевым каналом, перекрывающий его затвор управляемый маховиком, клапан сброса давления и манометрический прибор взаимодействующий через незамерзающую жидкость и поршень перекрывающий центральный канал с измеряемой (проводимой) средой.
Недостатком известного устройства является его пониженная чувствительность измерения и невысокая надежность работы обусловленные необходимостью преодоления сил трения для страгивания поршня с места при измерении давления. При этом если верхнее уплотнительное кольцо смачивается незамерзающей жидкостью, то нижнее - проводимой средой, которая при минусовых температурах может образовывать совместно с кольцом замерзлую пробку, которая не позволит произвести измерение.
Известно также, наиболее близкое по существу, устройство для измерения давления (см. RU 2233436 G01L 19/06) прототип, содержащее корпус с осевым каналом, перекрывающий его затвор управляемый маховиком, клапан сброса давления и манометрический
прибор контактирующий через эластичную ограниченную стаканом мембрану наполненную незамерзающей жидкостью с проводимой средой.
К недостаткам известного устройства следует отнести ограниченный диапазон его применения зависящий от объема незамерзающей жидкости находящейся во внутренней полости эластичной мембраны.
Известно, что для измерения давления применяются манометрические приборы с трубчатыми пружинами, которые для измерения давления до 100 кгс/см выполнены с несколькими лежащими друг над другом витками (винтовые трубчатые пружины). Для наиболее точного измерения давления известным устройством необходимо внутреннюю полость трубчатой пружины заполнить незамерзающей жидкостью, что при измерении высоких давлений весьма проблематично. Значит остающийся в витках трубчатой пружины воздух должен сжиматься, а высвобождающийся объем заполниться незамерзающей жидкостью, и чем выше измеряемое давление, тем больший объем незамерзающей жидкости перемещается из внутренней полости эластичной мембраны во внутреннюю полость трубчатой пружины. Но так как объем незамерзающей жидкости ограничен объемом внутренней полости эластичной мембраны, то и ограничено применение известного измерительного устройства.
При этом площадь воздействия проводимой среды на незамерзающую жидкость равна площади поперечного сечения мембраны со сферическим основанием ограниченной охватывающей ее стаканом, причем зона контакта проводимой среды со сферическим основанием мембраны и стаканом представляет собой узкую кольцевую щель увеличивающуюся к центру сферы мембраны, которая предопределяет в зоне контакта возникновение кристаллической решетки замерзающей жидкости инициирующей образование замерзлой пробки, что снижает
надежность работы устройства.
Задачей полезной модели является создание более надежного устройства для измерения давления с широким диапазоном применения и с более высокой чувствительностью измерения.
Поставленная техническая задача достигается тем, что эластичная мембрана снабжена внутренней отбортовкой охватывающей бурт основания с гнездом для манометрического прибора и уплотняемой опорной гайкой устанавливаемой в корпус и закрепляемой в последнем накидной гайкой, при этом дно эластичной мембраны выполнено вогнутым
На фиг.1 показан общий вид устройства для измерения давления, продольный разрез.
Устройство состоит из корпуса 1 с осевым каналом 2 перекрываемым затвором 3 посредством маховика 4, клапана сброса давления 5. Нижний конец корпуса 1 соединен посредством конической резьбы с бобышкой 6 привариваемой к трубопроводу, а на верхнем конце корпуса 1 выполнена соосно каналу 2 расточка 7 в которую помещен измерительный узел 8, содержащий манометрический прибор 9 с трубчатой пружиной 10 и стрелкой 11, ввернутое в гнездо 12, основания 13 бурт 14 которого охвачен снаружи эластичной мембраной 15 и защитным кожухом 16 закрепляемых на бурте 14 опорной гайкой 17. Узел 8 закреплен на корпусе 1 накидной гайкой 18.
Устройство для измерения давления работает следующим образом.
Сборка устройства:
В существующую или вновь приваренную к трубопроводу бобышку 6 вворачивают посредством конической резьбы корпус 1 с затвором 3 и спускным клапаном 5. В отдельном помещении (вне зоны трубопровода) на бурт 14 основания 13 надевают мембрану 15 и кожух 16 уплотняют их опорной гайкой 17, затем до нижнего уровня центрального отверстия
гнезда 12 заполняют внутреннюю полость мембраны незамерзающей жидкостью, помещают на опорную гайку 17 накидную гайку 18 и вворачивают манометрический прибор 9, предварительно заполнив трубчатую пружину 10 незамерзающей жидкостью. Собранный измерительный узел 8 помещают в расточку 7 корпуса 1 и закрепляют накидной гайкой 18. Устройство готово к работе.
Измерение давления:
Открывают затвор 3, предварительно убедившись, что клапан 5 сброса давления закрыт. Измеряемая среда по каналу 2 поступает в расточку 7 и воздействует на мембрану 15, которая в свою очередь через незамерзающую жидкость в узле 8 на трубчатую пружину 10, последняя деформируясь под действием передаваемого давления отклоняет стрелку 11 показывающую исходную величину давления проводимой среды.
В случае когда невозможно полностью заполнить трубчатую пружину 10 манометрического прибора 9 незамерзающей жидкостью, последняя сжимает оставшийся во внутренней полости пружины 10 воздух, тем самым уменьшая свой объем в полости мембраны 15, который заполняется проводимой средой. Замена манометрического прибора:
Закрываем затвор 3, сбрасываем оставшееся давление в расточки 7 через клапан 5 и извлекаем узел 8 из расточки 7 корпуса 1. Производим необходимые операции по обслуживанию и замене прибора и в обратном порядке, предварительно закрыв клапан 5, производим сборку устройства.
Таким образом благодаря тому, что эластичная мембрана выполнена с внутренней отбортовкой и охватывает бурт основания в гнездо которого ввернут манометрический прибор уплотняемый (герметизируемый) опорной гайкой устанавливаемой в корпусе и
закрепляемой в последнем накидной гайкой позволило не увеличивая габаритов измеряемого устройства:
- увеличить объем незамерзающей жидкости помещаемой во внутреннюю полость мембраны, тем самым расширить диапазон измеряемых давлений заявляемым устройством;
- увеличить поверхность эластичной мембраны взаимодействующей с проводимой средой, тем самым уменьшить вероятность образования замерзлых пробок, что повысило надежность работы заявляемого устройства;
- увеличить суммарную составляющую образованную от действия давлений на наклонные поверхности мембраны, тем самым повысить чувствительность измерения давления заявляемым устройством.