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针对压力表远程和化学密封功能的工作理念详细先容

编辑:ca88会员登录入口发表时间:2019-01-09

    即使在压力脉动不成问题的情况下,隔离膜片也具有优点。下面小编针对压力表远程和化学密封功能的工作理念为您做详细先容。考虑食品加工系统的情况,大家ca88会员登录入口必须远程测量混合容器内的压力:


    将容器连接到压力表的管的存在引起卫生问题。管内的滞留过程流体(在这种情况下,一些液体食品)将促进微生物生长,无论容器清洁的程度如何或频率如何,最终都会污染容器。即使是自动就地清洗和就地蒸汽(分别为CIP和SIP)协议,其中容器在批次之间进行化学清洗也无法防止这个问题,因为清洗剂从不清洗管道的整个长度(最终,测量仪内的波登管或其他传感元件)。


    这个问题的解决方案是在容器上安装隔离膜片,并在液体填充的毛细管中将感测到的压力传递给仪器。过程压力压在该膜片上,而膜片又将压力传递给毛细管内的“填充液”。然后,这种密封的填充液压在仪器的传感元件(隔膜,波登管,波纹管等)上。工艺(食品)液体不能进入该密封管,隔离膜片将在每个CIP循环中清洗。因此,大家完全消除了微生物污染的问题:


    这种系统通常被称为远程密封,并且它们可用于许多不同的压力仪器,包括仪表,变送器和开关。如果隔离隔膜和填充液的目的是保护敏感仪器免受腐蚀性或其他刺激性化学物质的影响,则通常将其称为化学密封。


    下图显示了配有化学密封隔膜的压力表。请注意,此特定仪表上的化学密封与仪表紧密耦合,因为此处唯一的目标是保护仪表免受恶劣工艺流体的影响,而不是远程安装仪表的能力:


    面向法兰底部的视图显示薄金属隔离膜片保持工艺流体不进入量规机构。只有惰性填充液占据了隔膜和压力表的波登管之间的空间:


    下图显示了填充流体如何将过程流体压力传递到压力表的波登管元件,同时将波登管与过程流体隔离(此处显示在管道内):


    这种化学密封计和远程密封计之间的唯一区别是用于将仪表连接到远程隔膜的小直径毛细管。显示远程密封系统内部的插图如下:


    直读式压力表不是唯一受益于远程密封的压力仪表。压力开关和压力变送器也可以采用远程密封,原因相同:保护变送器传感器免受恶劣的过程流体的影响,消除脉冲管堵塞问题,和/或防止有机过程流体会产生“死端”管长度停滞和港口微生物生长。在这张照片中,您可以看到三个压力传感装置(仪表,变送器和开关,从上到下),每个装置都有自己的远程密封,用于检测大型管道中的流体压力:

    压力变送器(横河电机单元)是此处显示的唯一使用毛细管的仪器。另外两种仪器使用短长度的刚性管。在这张照片中可以看到毛细管是一个用黑色塑料覆盖的盘管。它实际上是一个非常小直径的金属管,封闭在螺旋金属保护套中,而后者又被黑色塑料覆盖。

    这种特殊的应用恰好在废水处理中,污泥倾向于堵塞连接到主管道的仪器脉冲管线。通过远程密封,可以完全消除这个问题。

    下图显示了配备远程密封隔膜的罗斯蒙特1151型电子压力变送器。在这里,大家可以看到保护毛细管免受损坏的盘绕金属(“装甲”)护套(图下 - 左图):

    密封隔膜的近视图显示其波纹设计,允许金属容易弯曲并将压力传递到毛细管内的填充液(上图 - 右)

    与压力传感舱的隔离膜片一样,这些远程膜片仅需要将过程流体压力传递到填充流体并且(最终)传递到仪器内部的拉紧传感元件。因此,如果这些膜片设计成易于弯曲,则它们的功能最佳。这允许传感隔膜将大部分反作用力提供给流体压力,就好像它是流体系统中唯一的弹簧元件一样。

    毛细管和变送器传感器舱之间的连接点标有警告,不要拆卸,因为这样做会使空气进入填充系统(或填充液体从系统中逸出),从而破坏其准确性。

    为了使远程密封系统工作,密封隔膜和压力传感元件之间的液压“连接”必须完全无气体,因此将从一端到另一端的“稳固”运动传递。填充系统中存在气泡将导致一些隔离膜片的运动“丢失”,而不是完全转移到仪器的压力传感元件上。因此,毛细管系统必须始终保持完全密封!即使只是短暂的一瞬间,也会破坏这种封印,这将破坏系统。

    在这张照片中可见的保护措施是涂在螺钉头和毛细管连接器上的橙色化合物。这仅仅是工厂密封仍然完好无损的视觉指示,因为螺杆或管连接器的任何运动都会破坏脆性橙色化合物并背叛破裂。

    使用远程隔膜的潜在问题是如果压力仪器位于远离过程连接点(垂直)的位置,则由填充流体产生的静水压力。例如,位于其连接的容器下方的压力计将记录比容器内实际压力更大的压力,因为容器的压力会增加由管道中的液体引起的静水压力:


    该压力可以通过公式P =ρgh或P =γh计算,其中ρ是填充液体的质量密度,或γ是填充液体的重量密度。例如,填充有重量密度为58.3磅/英尺3的填充液的12英尺毛细管高度将产生几乎700磅/英尺2或4.86PSI的高压。如果压力仪器位于过程连接点下方,则必须将此4.86 PSI偏移量合并到仪器的校准范围内。如果大家希翼这种压力仪器能够精确测量0到50 PSI的过程压力范围,大家必须将其校准到4.86到54.86 PSI的实际范围。

    存在相反的问题,其中压力仪器位于高于过程连接的位置:此处仪器将记录比实际在容器内部的压力更低的压力,抵消由静水压力公式ρgh或γh预测的量。

    平心而论,这个问题不仅限于远程密封系统 - 即使是非隔离系统,其中管道充满了工艺液体也会出现这种偏移误差。然而,在填充毛细管系统中,保证垂直偏移产生压力偏移,因为填充流体总是液体,并且液体产生的压力与液柱的垂直高度及其密度成正比。许多常见的远程密封填充流体的比重等级大于1(即它们比水密度大),这意味着由静水压力引起的偏移误差将甚至大于充水管的偏移误差。

    隔离填充压力仪器特有的类似问题是由极端温度引起的测量误差。假设远程密封压力仪的充满液体的毛细管太靠近热蒸汽管,炉子或其他一些高温源。填充流体的膨胀可以使隔离膜延伸到其开始张紧的点,并且对填充流体施加高于和超过过程流体的压力。如果填充流体凝结或甚至冻结使得它不再按预期流动,则冷却温度也可能对填充的毛细管造成严重破坏。通过将填充流体的体积保持在最小值可以减轻填充流体膨胀/收缩效应,这就是使用毛细管(小直径)管将远程密封件与仪器连接的原因。

    远程密封压力仪器的另一个问题是当填充流体移动通过小直径毛细管时由填充流体的粘度引起的时间延迟。这使得压力仪缓慢地响应过程流体压力的变化,好像压力仪器配备有(不希望的)压力缓冲器。虽然最小的毛细管直径减小了温度变化的影响,但它增加了时间延迟的影响。

    正确安装仪器和正确选择填充液有助于避免此类问题。总而言之,远程和化学密封压力仪器出现问题的可能性在很大程度上被它们在正确应用中的优势所抵消。

    一些隔膜密封的压力变送器配有紧密耦合密封而不是远程密封,以最大限度地减少由毛细管内的填充液引起的静水,温度和时间延迟效应。


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