Какво е диафрагмено уплътнение?
Мембранният уплътнител е тънък, гофриран диск, използван за изолиране на измерваната среда от инструмента за измерване на налягането. Пространството между диафрагмата и манометъра, трансмитера на процеса или превключвателя за налягане е запълнено със системна течност, която хидравлично предава налягането от гъвкавата диафрагма. Благодарение на гофрираната структура на диафрагмата, контактната площ между средата и диафрагмата е относително голяма, осигурявайки по-точни измервания на налягането, особено при изключително ниски налягания (По-малко или равно на 8,7 бара / 600 mbar).
Като предотвратява директния контакт между средата и елемента за измерване на налягането, мембранното уплътнение също:
Елиминира запушването и кристализацията в измервателния уред
Минимизира корозията
Предпазва чувствителния елемент от екстремни температури
Когато се използва с диафрагмено уплътнение, измервателният уред може да се използва в температурен диапазон от -130 до +750 градуса F (-90 до +399 градуса ) и с корозивни, високовискозни или токсични среди. За взискателни промишлени приложения, като производство на биоетанол, производство на торове и филтриране на отпадъчни води, се предлагат различни дизайни на диафрагмено уплътнение, материали и преносни течности.
Защо да използваме диафрагмени уплътнители?
Добре{0}}проектираният диафрагмен уплътнител може да осигури ефективна защита, като минимизира въздействието върху точността. Следователно диафрагмените уплътнения могат да удължат живота на инструментите за измерване на налягането, спестявайки на потребителите значително време и разходи в дългосрочен план.
Мембранните уплътнения също така поддържат дистанционна инсталация от порта под налягане чрез специално-проектирана капилярна тръба, пригодена за специфични приложения. Освен това, благодарение на широката си гама от технологични връзки, материали и аксесоари, диафрагмените уплътнители отговарят на множество индустриални стандарти.
Трансмитерите за налягане-с диафрагма са трансмитери за налягане от фланцов-тип. Тези трансмитери за налягане измерват налягане, диференциално налягане, ниво и дебит чрез инсталиране на диафрагмено уплътнение.
Принцип на измерване на мембранни трансмитери за налягане
При някои химически или санитарни приложения е необходимо измервателният уред да се изолира от налягането на работния флуид.
Мембранното уплътнение действа като защитен интерфейс между измервателния уред и технологичната среда.
Мембраната и контактните части са направени от материал, -устойчив на технологична течност и са заварени към дъното на измервателния модул.
Капилярна тръба или свързваща втулка се използва за свързване на диафрагменото уплътнение и сензора в измервателния модул.
Тази празнина трябва да се дегазира под вакуум, след това да се напълни с подходящо масло и да се запечата.
Измереното налягане упражнява сила върху външната повърхност на диафрагмата.
Когато диафрагмата се огъне навътре, тя се опитва да компресира течността за пълнене вътре в инструмента.
Тази течност за пълнене е несвиваема, така че силата се предава директно към измервателния уред.
Целият принцип на работа на мембранния трансмитер за налягане се основава на принципа на Паскал.
Този принцип гласи, че налягането, действащо върху течност, се предава във всички посоки без загуба.
За да функционира правилно този процес, силата, необходима за преместване на диафрагмата, трябва да бъде по-голяма от силата, необходима за преместване на чувствителния елемент в измервателния модул.
На практика това означава, че колкото по-малко сила е необходима за преместване на измервателния елемент, толкова по-лесно е да се изгради прецизна уплътнителна система.
Как да изберем мембранен трансмитер за налягане?
Надежден и здрав дизайн
Надеждна монтажна конструкция
Изцяло-заварена конструкция, безрезбови връзки
100% тестван с хелий, гарантиращ липса на течове
Извитият дизайн на диафрагмата защитава целостта на уплътнението на диафрагмата.
Множество опции за свързване на процеса
Ние предлагаме разнообразие от диафрагмени уплътнители, за да отговарят на различни изисквания за монтаж и приложение:
DN40 до DN100 фланцови диафрагмени уплътнения с изравнена диафрагма, подходящи за общи приложения
Мембранни уплътнения с удължения (50 до 200 mm), подходящи за запушване-склонни към вискозни течности или монтирани наравно-към стените на резервоара за предотвратяване на блокиране на процеса
Мембранни уплътнения с фланцови адаптери, заварени или резбови връзки, подходящи за технологични връзки с малък-диаметър с подобрена производителност
Мембранни уплътнения с DIN, SMS или -щипкови връзки за безопасност на храните, подходящи за санитарни приложения
Опциите за монтаж на адаптер позволяват на диафрагмените уплътнения да се адаптират към специални връзки, като по-специално подобряват чувствителността на сензора при специални условия.
Моля, свържете се с нас за конкретна информация за диафрагмения уплътнител.
Твърд монтаж
Ако температурата не надвишава 150 градуса, трансмитерите за налягане с диафрагмени уплътнения могат да бъдат твърдо монтирани или директно монтирани.
Капилярен монтаж
Използването на капиляр може да ограничи влиянието на температурата на процеса върху точността на инструмента.
Капилярна дължина от 500 mm може да намали температурата на инструмента до стайна температура.
Дължината на капиляра трябва да бъде възможно най-малка, тъй като влияе върху точността на измерване и времето за реакция.
Дължините на капилярите варират от 0,5 m до 15 m и са снабдени със защитни ръкави от PVC (от -10 до +80 градуса) или от неръждаема стомана (от -40 до 350 градуса).
Вътрешният диаметър е 1 mm за стандартни приложения и 2 mm за специални приложения.
Температурните промени по дължината на капиляра ще повлияят на точността на инструмента.
Дължината на капиляра е подходяща както за ниско{0}}налягане, така и за високо-налягане на системата за балансиране.
За твърд монтаж капилярът може да се монтира само от страната с ниско{0}}налягане; за дистанционно монтирани системи с единично-мембранно уплътнение, капилярът може да се монтира само от страната на високо-налягане. Температурната компенсация трябва да се извърши фабрично, за да се гарантира точност.
Материали на диафрагмата
За приложения, включващи корозивни течности, диафрагмените уплътнения се предлагат в различни корозионно-устойчиви материали (неръждаема стомана, Hastelloy C, Monel, тантал, титан, цирконий, никел и др.).
Повърхностно покритие
За хигиенни и почистващи приложения (-почистване на място) качеството на повърхността на диафрагмата и компонентите-в контакт с течност е критично.
За да се предотврати замърсяване от остатъци от продукта или микроорганизми, трябва да се провери покритието на повърхността.
Предлагат се различни средни стойности на грапавост за диафрагмени уплътнения: Ra по-малко от 0,4 до 0,8 µm за гладки повърхности и Ra по-малко от 1,6 µm близо до заваръчни шевове.
Дебелина на диафрагмата и материали
Диафрагмата е гъвкав метален измервателен елемент.
За оптимална гъвкавост и чувствителност дебелината на диафрагмата трябва да бъде възможно най-голяма.
Предлага се в различни материали (неръждаема стомана, Hastelloy C, Monel, тантал и др.) и може да бъде покрит (PFA, PVDF, злато и др.), за да устои на химическата атака на измерваната течност.
Дебелината варира в зависимост от материала. Диафрагмата е заварена към уплътнението на диафрагмата и ние използваме тестване с хелий, за да проверим уплътнението.
Опаковъчна течност
Използваната течност за пълнене трябва да е подходяща за температурния диапазон на приложение.
Трябва да се вземат предвид минималната и максималната температура на течността, която се тества, както и температурата на околната среда.
Освен това течността за пълнене трябва да е съвместима с течността, която се тества, особено за течности като кислород.
За приложения в хранително-вкусовата промишленост минералното масло за пълнене може да се използва за предотвратяване на замърсяване на тестваната течност в случай на разкъсване на диафрагмата.
Пръстен за промиване
Изравнените пръстени се предлагат като опция за системи за уплътнение на диафрагмата и се предлагат в различни материали.
Промиващият пръстен е монтиран между мембранното уплътнение и връзката на технологичния фланец.
Това е компонентът в контакт с течността.
Пръстенът има един или два отвора за промиване и почистване на повърхността на мембраната.
Може да се използва и като пръстен за калибриране чрез прилагане на натиск през тези отвори.
Технически данни
Точност: ±0,1 при 20 градуса
Тези стойности трябва да се добавят към класа на точност на трансмитера за налягане: ±0,065% за диференциално и относително налягане и 0,2% за абсолютно налягане.
Въпреки това, точността на вакуума на стандартните модели не може да се гарантира, че ще надвишава 20 Torr (27 mbar abs).
Това е така, защото повечето опаковъчни течности съдържат следи от уловен въздух или газ, които се разширяват значително близо до абсолютната нула.
Това разширение засяга измервателната единица на инструмента.
Температура на технологичния флуид: Минимум -90 градуса, максимум +400 градуса, в зависимост от вида на уплътнителната течност и използвания материал на диафрагмата.
Ефектът на температурата
Трансмитерите за налягане- с диафрагмено уплътнение се състоят от мембранно уплътнение (със или без капилярна тръба) и модул за измерване на налягането.
Инструментът се пълни с уплътнителна течност при определена температура (обикновено +20 ±2 градуса), наречена референтна температура.
Промените в температурата на околната среда или температурата на измерваната течност ще доведат до пропорционална промяна в обема на уплътнителната течност. Това ще повлияе на вътрешното налягане на измервателната система, като по този начин ще внесе грешки.
За да се сведе до минимум тази грешка, промените в обема, причинени от температурата, трябва да бъдат компенсирани.
Диафрагмите с малък-диаметър могат да компенсират само малки промени в обема.
Затова препоръчваме използването на диафрагмено уплътнение с възможно най-голям диаметър, в зависимост от условията на процеса.
Когато температурата на процеса е между +150 градуса и +250 градуса, трябва да се използва радиатор между разделителя на диафрагмата и измервателната клетка, за да се предотврати температурна дифузия.
Когато температурата е над 250 градуса, трябва да се използва капилярно диафрагмено уплътнение, за да се предпази инструментът от въздействието на високо-температурни процеси.
Това ще намали температурата на измервателната клетка до близка до температурата на околната среда.
За да сведете до минимум влиянието на температурата:
Използвайте подходяща течност за пълнене;
Изберете възможно най-големия диаметър на диафрагмата;
Минимизирайте вътрешния обем на инструмента, доколкото е възможно;
Използвайте капилярни възли или радиатори, за да намалите температурния ефект върху сензора;
Изолирайте сензора и капиляра от околната температура и/или използвайте трасираща капилярка;
Поискайте фабрична компенсация на налягането и температурата.
Какви са предимствата на трансмитерите за налягане-с диафрагма?
Функцията на диафрагменото уплътнение е да изолира инструмент за измерване на налягане от технологичната среда. Обикновено се използва при най-сложните измервателни задачи. По-долу са някои от основните предимства на диафрагмените-предаватели на налягане:
(a) Минимално въздействие върху точността: Добре{0}}проектираният диафрагмен уплътнител може да осигури ефективна защита, като минимизира влиянието върху точността. Следователно диафрагмените уплътнения могат да удължат живота на инструментите за измерване на налягането, спестявайки на потребителите значително време и пари в дългосрочен план.
(b) Множество опции за свързване към процеса: Мембранните уплътнения също поддържат дистанционна инсталация от порта под налягане чрез персонализирана капилярна тръба, която може да бъде персонализирана за вашето конкретно приложение. Освен това, поради наличието на множество опции за свързване към процеса (фланец, резба и т.н.), той може да отговори на много индустриални стандарти.
(c) Подходящ за широк диапазон от тежки измервателни среди: Когато се използват диафрагмени уплътнения, измервателните уреди могат да се използват в температурен диапазон от -130 до +750 градуса F (-90 до +399 градуса ) и могат да се използват с корозивни, високовискозни или токсични среди. За високотемпературни измервания трансмитерите за налягане може да изискват кондензатор в определени ситуации.
(d) Точно измерване при ултра-ниски налягания: Предимството на диафрагмените уплътнения се крие в относително голямата „контактна повърхност“ между средата под налягане и диафрагмата. Поради това са осигурени точни измервания на налягането, особено при изключително ниско налягане (< 600 mbar). Furthermore, low-pressure transmitters are easy to disassemble, for example, for cleaning or calibration. More importantly, the relatively large contact area between the medium and the diaphragm ensures even more accurate pressure measurements.
Какви са индустриалните приложения на диафрагмените уплътнители?
Мембранните уплътнения обикновено се използват за защита на трансмитери за налягане от един или повече вредни фактори в технологичната среда. Системите с диафрагмено уплътнение са подходящи за измерване на ниво, плътност, дебит и налягане и се използват в следните сценарии:
Изключително високи или ниски температури на флуида;
Корозивни течности, които могат да корозират материалите, с които влизат в контакт;
Течности под налягане, които могат да запушат връзката към сензора, предотвратявайки достигането на налягането до измервателния модул на конвенционален трансмитер за налягане;
Вискозни флуиди или флуиди с риск от втвърдяване (изсъхване или полимеризация) във връзката със сензора, предотвратявайки достигането на налягането до измервателния модул или правейки диафрагмата на конвенционален трансмитер за налягане неподвижна;
Течности, които могат да замръзнат при спадане на температурите;
Използва се в приложения с високи хигиенни изисквания, изискващи специфични повърхностни условия за предотвратяване на бактериален растеж;
Използва се при приложения за проникване на водород: когато присъстват водородни йони (H+) и могат да проникнат през диафрагмата;
За вакуумни приложения запечатаните с мембрана трансмитери за вакуумно налягане се монтират под порта за високо-налягане, за да се намали ефектът на вакуума върху течността за пълнене на трансмитера. Минималната дължина на капиляра зависи от разстоянието между мястото за монтиране на трансмитера и порта за ниско-налягане. Всички кухини в модула са пълни с масло, включително диафрагмата, капиляра и мембраната-запечатано тяло на трансмитера за налягане. Въпреки че производственият процес помага да се осигури високо-качествено пълнене с масло, температурно-предизвиканите грешки остават присъщо ограничение на диафрагмените-уплътнени системи.
Трансмитерът за диференциално налягане от капилярен тип може да се използва за измерване на нивото. Определете минималните и максималните разлики в налягането, които трябва да бъдат измерени
Най-ниско ниво на течността:
PMin=(SGp xa) – (SGf xd)
Това е: Минимално измеримо налягане (LRV), когато налягането на дъното на резервоара е високо
Това е: Максимално измеримо налягане (-URV), когато налягането на дъното на резервоара е ниско
PMax=(SGp xb) – (SGf xd)
Това е: Максимално измеримо налягане (URV), когато налягането на дъното на резервоара е високо
Това е: Максимално измеримо налягане (-LRV), когато налягането на дъното на резервоара е ниско
където:
Най-ниско ниво на течност при 4 mA
Най-високо ниво на течност при 20mA
a=Разстояние между долната точка на измерване и най-ниското ниво на течността
b=Разстояние между долната точка на измерване и най-високото ниво на течността
d=Разстояние между двете точки на измерване
SGf=Специфично тегло на течността за пълнене на капилярите
SGp=Специфично тегло на технологичния флуид
Измерване на плътност или интерфейс
Изчислете минималните и максималните разлики в налягането, които трябва да бъдат измерени
Pmin=(SGmin – SGf) x (d);
Минимална плътност, 4mA изход
Pmax=(SGmax – SGf) x (d);
Максимална плътност, 20mA изход
Къде: d=Разстояние между двете сонди
SGmax=Максимално специфично тегло
SGmin=Минимално специфично тегло
SGf=Специфично тегло на течността за пълнене на капилярите
