Прибор для измерения давления в трубах

Манометр – это прибор для измерения давления воды в системе водоснабжения. С его помощью получают точные показатели рабочей среды на любом участке трубопровода. В зависимости от условий эксплуатации различают несколько видов таких датчиков.

Устройство манометра для измерения давления воды

Манометр имеет простую конструкцию. В приборе различают корпус и шкалу, на которой отмечены измеряемые величины. В корпусе находится трубчатая пружина. Она может быть заменена двухпластинчатой мембраной. Манометр имеет держатель, чувствительный элемент и трибко-секторный механизм.

Стрелка прибора является индикатором. Она может совершать один оборот вокруг своей оси. Для передачи вращения стрелке используются шестеренки. В конструкции прибора находится зубчатый сектор и поводок. Между шестеренками и зубьями устройства находится специальная пружина, исключающая вероятность мертвого хода.

Классификация манометров и принцип работы

В зависимости от особенностей работы устройства измерения давления классифицируются на следующие виды:

• Поршневые. В них входит цилиндр, в котором находится поршень. Во время эксплуатации на одну часть насоса действует среда, а с другой – давит груз. Бегунок перемещается, двигая стрелку. Она показывает на шкале прибора определенную величину.
• Жидкостные. В их составе находится трубка с жидкостью и подвижной пробкой. При использовании такого устройства рабочая среда давит на пробку, меняя уровень жидкости в трубке. Стрелка прибора приводится в движение.
• Деформационные. Внутри таких изделий находится мембрана, которая при деформации приводит в действие указатель над шкалой.

Современные устройства измерения давления разделяют на механические и электронные. В первом случае конструкция прибора максимально простая. В электронном манометре находится контактный узел, способный более точно измерять давление рабочей среды. Такие приборы нашли широкое применение в промышленности. Их используют как образцовые модели для проверки пневматических узлов и настройки регуляторов в различных автоматизированных систем. Многие электронные манометры сохраняют данные о пиковых значениях давления за определенный период эксплуатации.

В зависимости от особенностей работы, устройства бывают:

• Стационарные – устанавливают только на определенных агрегатах. Демонтировать такие манометры не получится. Зачастую вместе с ними используется регулятор давления воды.
• Переносные – можно устанавливать на разные агрегаты и применять в различных системах. Отличительная особенность моделей – небольшие размеры.

Многие из манометров для измерения давления используются в системах отопления загородных домов и квартир многоэтажных домов. Другие применяются для обслуживания промышленных объектов.

Особенности монтажа

Монтаж манометра возможен только на объекте со стравленным давлением. Прибор устанавливают в рабочее положение. Обычно оно прописано в инструкции. В ней также указаны допуски к установке. Монтаж манометра проводят при помощи гаечного ключа. Чтобы не перегружать корпус прибора, необходимо следить, чтобы момент закручивания не превышал 20 Н*м.

Установить манометр для измерения давления воды в водопроводе можно следующими способами:

• Прямой. Прибор монтируют в местах, отмеченных в проектных документах, к примеру, до и после задвижек. В точке установки размещается адаптер. Его соединяют с трубопроводом методом сварки или вворачивания. Манометр устанавливают прямым способом в тех случаях, когда система работает стабильно, без скачков давления.
• С применением трехходового крана. Если данные измерений нужно проверять на атмосферное давление, для этой цели устанавливают трехходовой кран. По нему подается атмосферный воздух. Замена манометра, установленного таким образом, не требует прерывания подачи среды.
• С использованием импульсной трубки. Она защищает механизм манометра от перепадов напора. Для установки прибора необходимо использовать адаптер. Затем на трубопроводе размещается трубка, трехходовой кран и сам датчик. Этот метод применяется в случаях, когда рабочая среда имеет рабочую температуру, превышающую нормативные значения.

Чтобы обеспечить стабильную работу манометра для измерения давления и снизить риск появления неисправностей, соблюдают определенные требования установки:

• Монтаж выполняется таким образом, чтобы было просто снимать измеряемые показатели, проводить обслуживания и ремонт.
• Если манометр размещают на высоте 2-3 м, диаметр корпуса должен быть больше 160 мм. Установка прибора на высоту свыше 3 м запрещена.
• Обеспечить быструю проверку датчика давления можно установкой в конструкцию трехходового крана, который должен располагаться между трубой и манометром.
• При монтаже оборудования в условиях возможного воздействия внешних неблагоприятных факторов (высокая температура, осадки), необходимо создать дополнительную защиту прибора. Для этой задачи выбирают сифоны и буферные элементы.
• Предотвратить замерзание датчика позволяет его тепловая изоляция.
• Во время подключения манометра для измерения давления нужно стравить газ, проникший в систему. Для этого фиксационную гайку на штуцере немного не докручивают.

Измерительное оборудование, не прошедшее проверку и не имеющее опечатанной пломбы на корпусе, не допускается к использованию в коммуникационных сетях. По истечении сроков проверки датчик снимают и отправляют на диагностику. Если на стекле прибора имеется трещина, или на корпусе появились видимые повреждения, датчик утилизируют.

Измеритель устанавливают в вертикальном положении. За счет этого обеспечивается нормальное считывание данных. Шкала датчика может иметь уклон не более 30 градусов. Прибор должен быть хорошо освещен и защищен от попадания солнечных лучей. Нежелательно устанавливать устройство, стрелка которого после отключения не возвращается в исходное положение.

После монтажа устройства и введения системы в эксплуатацию не следует сразу его нагружать. Напор лучше поднимать постепенно, не допуская резких скачков давления. Такие меры позволяют продлить срок службы датчика.

При установке манометра для измерения давления проверяют герметичность соединения измерительного прибора и штуцера. Для этого обычно используют ФУМ ленту или нить. Чтобы сделать место стыковки более надежным, используют герметик. Все изделия должны соответствовать условиям эксплуатации. К примеру, для перегретого пара с температурой выше 130 градусов, недопустимо применять ФУМ ленту, которая рассчитана на максимальный нагрев 95 градусов. Некоторые монтажные компании в качестве изолятора применяют паклю, чего допускать не стоит.

Манометры для измерения давления в водопроводной сети ремонтировать самостоятельно не стоит. Выбирая тип устройства, важно изучить параметры коммуникаций, в которых оно будет использоваться.

Манометр – это прибор, позволяющий измерить давление в водной системе или среде. С помощью этого простого устройства можно получить точные показатели давления в любой точке трубопровода или насосного агрегата. Ниже изучим конструкцию, принцип работы и отличия между разными видами манометров.

Устройство манометра для измерения давления воды

Манометр для измерения давления воды в водопроводе обладает очень простой конструкцией. Прибор состоит из корпуса и шкалы, на которой указывается измеряемая величина. Внутри корпуса может быть расположена трубчатая пружина или двухпластинчатая мембрана. Также внутри устройства находится держатель, трибко-секторный механизм и упругий чувствительный элемент.

Принцип действия прибора основывается на уравновешивании показателей давления посредством силы деформации мембраны или пружины. В результате этого процесса упругий чувствительный элемент смещается, что приводит в действие показывающую стрелку устройства.

Классификация манометров по принципу работы

В наши дни работающие в условиях давления устройства используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Следовательно, вместе с ними применяются и манометры, дающие точную информацию о показателях давления. При этом измерительные приборы могут отличаться между собой по конструкции и принципу действия. Имеющиеся на рынке устройства делятся на такие виды:

Поршневые манометры – в их устройство входит цилиндр, внутри которого располагается поршень. При работе на одну часть поршневого насоса действует рабочая среда – газ или жидкость, а с другой – давление груза определенной величины. Вместе с перемещением бегунка в действие приводится стрелка на шкале прибора;

Жидкостные манометры – в их конструкцию входит трубка, внутри которой находится жидкость и подвижная пробка. В процессе использования жидкостного манометра рабочая жидкость воздействует на пробку, в результате чего меняется уровень жидкости внутри трубки. В этот момент начинает двигаться стрелка прибора;

Деформационные манометры – внутри таких приборов располагается мембрана, деформация которой приводит в действие указательную стрелку над шкалой устройства.

Современные манометры также делятся между собой на механические и электронные устройства. Механический манометр для насоса или системы водоснабжения имеет простую конструкцию, однако не может достаточно точно измерить давление. В конструкцию электронного прибора входит контактный узел, который более точно измеряет давление рабочей среды.

По способу использования манометры делятся между собой на такие виды:

• Стационарные – такие приборы монтируются и применяются только на определенном агрегате без возможности демонтажа измерительного устройства. Зачастую на используемом агрегате также применяется регулятор давления для воды с манометром;
• Переносные – эти измерительные приборы могут демонтироваться и использоваться для работы с разными агрегатами и в различных системах. Переносной прибор обладает меньшими габаритами.

Каждый из перечисленных видов приборов нашел свое активное применение. Многие из современных моделей используются в системе отопления частного дома или в квартире, другие – применяются для обслуживания крупных промышленных предприятий.

Чем отличается манометр для воды от манометра для воздуха?

Не знакомые с измерительными приборами люди часто не могут отличить манометр давления воды в системе водоснабжения от прибора, который используется для измерения давления воздуха и газа. Внешне оба эти устройства практически не отличаются друг от друга. Тем не менее, различие между ними все-таки есть.

Разница между манометром для воды и воздуха заключается в конструкции и принципе их действия. В приборах для воды роль чувствительного элемента играет мембрана и сосуд с жидкостью. В воздушных манометрах чувствительным элементом служит трубчатая пружина, которая при работе заполняется газом или воздухом.

Как проверить давление воды без манометра?

Узнать показатели давления воды в трубопроводе можно без помощи манометра. Все, что для этого требуется – это использовать самодельное приспособление из прозрачного 2-метрового шланга, которое очень просто изготовить своими руками.

В основном, шланг применяется с целью получения замеров давления воды на выходе из крана. Чтобы узнать нужные показатели, один конец шланга вставляется в кран, а второй закупоривается пробкой. После этого в шланг нужно впустить немного воды.

Прежде, чем начать «эксперимент», потребуется выполнить 2 условия:

• Установить шланг в вертикальное положение;
• Переместить нижний конец шланга так, как указано в схеме.

Далее определить приблизительное давление воды можно по указанной формуле: P=Pатм*H0/H1, где:

• P – давление в системе, измеряемое в атмосферах;
• Pатм – давление, которое присутствует внутри шланга до момента открытия крана;
• H0 – высота воздушного столба внутри шланга до момента открытия крана;
• H1 – высота воздушного столба после заполнения шланга водой.

Нужно отметить, что собранное приспособление по принципу действия полностью повторяет обыкновенный жидкостный манометр.

Проверка давления исходя из расхода воды

Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:

• Узнать конфигурацию трубопровода и определить, из какого материала он изготовлен;
• Рассчитать диаметр трубы;
• Определить интенсивность вытекания жидкости;
• Определить степень открытия крана.

Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.

Определить приблизительное давление можно уже после выполненной операции, однако полученные результаты будут очень неточными. Ведь в любом случае банка будет полностью заполнена менее, чем за 10 секунд, из-за чего полученная величина давления будет значительно меньше, чем по регламенту. Тем не менее, отталкиваться всегда нужно от того, что 3-литровая емкость будет полностью заполняться водой за 7 и менее секунд. В таком случае давление внутри трубопровода будет наиболее приближенным к регламентированному.

В чем измеряется давление воды в водопроводе холодного или горячего водоснабжения? Каким образом снимаются замеры давления? Существуют ли какие-то нормативные границы его значения? В этой статье мы постараемся ответить на эти вопросы, а заодно научиться рассчитывать падение давления в водопроводе с известными параметрами.

Единицы

Для начала выясним, какие единицы измерения давления воды в водопроводе используются в настоящее время.

Атмосфера

Эта единица соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Здесь, однако, есть небольшая тонкость: речь идет об избыточном давлении относительно атмосферного. Его значение в водопроводе в 0,2 атмосферы, показанное манометром, соответствует абсолютному значению в 1,2 атмосферы.

Полезно: вместо слова «атмосфера» часто используется равноценное понятие — кгс/см2.
Физический смысл единицы — усилие, с которым масса в 1 кг при земном ускорении свободного падения будет давить на площадь в 1 см2.

Устаревшая единица измерения, заимствованная из использовавшейся до СИ системы измерений СГС. О ней достаточно знать, что бар приблизительно (с точностью около 2%) равен атмосфере. Довольно часто манометр для измерения давления воды в водопроводе имеет две шкалы — в барах и мегапаскалях.

Мегапаскаль

Паскаль соответствует одному ньютону на квадратный метр поверхности. Поскольку масса в один килограмм давит на основание с силой в 9,8 ньютонов, 1 мегапаскаль примерно соответствует 9,8 кгс/см2. Иногда это значение округляют до 10.

Напор

Под понятием напора, измеряемого в метрах, понимается высота водяного столба, соответствующая определенному избыточному давлению. Как узнать напор при известных показаниях манометра в кгс/см2? Достаточно просто умножить их на 10: одна избыточная атмосфера способно поднять водяной столб на 10 метров.

Замеры

Прибор для измерения давления воды в водопроводе, как известно, называется манометром. Цена наиболее доступных манометров начинается примерно от 150-200 рублей; впрочем, цифровые устройства могут обходиться в единицы и даже десятки тысяч.

Способ измерения интересующего нас параметра своими руками прост донельзя:

1. Подмотанный льном или другим герметизирующим материалом прибор вкручивается в контрольный вентиль.
2. Вентиль открывается, после чего снимается замер.

Контрольные вентиля для снятия замеров всегда присутствуют в элеваторном узле (подача, обратка и смесь после элеватора) и в водомере (как правило, до и после счетчика). При необходимости снять замер в произвольной точке системы водоснабжения это несложно сделать, вкрутив манометр вместо заглушки в один из стояков и запустив его.

Как всегда, есть ряд тонкостей.

• Чтобы составить детальную картину работы водопровода, измерения нужно проводить в пик водоразбора, приходящийся на вечерние часы.
• Постоянно подключенный к водопроводу прибор довольно часто «залипает»: стрелка застревает в одном положении. Чтобы этого не произошло, вместо контрольного вентиля ставится трехходовой кран с дренажным отверстием, позволяющий сбросить воду из его корпуса после замера.

• Латунная трубная резьба постоянно снимаемого прибора быстро изнашивается. Решить проблему поможет простая инструкция: снабдите манометр стальным удлинителем.

Нормативы

Вот нормы давления воды в водопроводе, содержащиеся в действующем СНиП 2.04.01-85.

Расположение точки водоразбора	Давление, МПа
Нижняя в здании	Не более 0,45
Нижняя в здании, возведенном в районе со старой застройкой	Не более 0,6
Верхняя в здании	Не менее 0,2

Как несложно подсчитать, давление воды в городском водопроводе в общем случае может отличаться от его значения на верхнем этаже всего на 0,25 МПа, что соответствует напору в 25 метров. При большей высоте здания на средних этажах должна устанавливаться промежуточная подкачка.

Однако: на практике все знакомые автору насосные станции располагаются в подвале дома или в отдельном строении.
При их работе на первых этажах в точках водоразбора вполне может быть 8 — 9 кгс/см2.

На практике типовые значения давления в трассах и магистралях таковы:

• ХВС — 3 — 4 кгс/см2.
• ГВС — 3,5 — 6,5 кгс/см2.

Падение напора

При токе воды через трубу давление на выходе будет меньше, чем на входе.

Падение определяется несколькими факторами:

1. Диаметром трубы.
2. Ее длиной.
3. Шершавостью ее стенок.

1. Скоростью потока в ней.

Для расчета используется формула H = iL(1+K).

• H — падение напора в метрах. Чтобы перевести его в атмосферы, достаточно полученное значение разделить на 10.
• i — гидравлический уклон, определяющийся диаметром, материалом трубы и скоростью потока в ней.
• L -длина трубы в метрах.
• K — коэффициент, для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения принимаемый равным 0,3.

Где взять значение гидравлического уклона? В так называемых таблицах Шевелева. Приведем фрагмент одной из них, актуальной для новой стальной трубы размером ДУ15.

Расход воды, л/с	Скорость потока, м/с	1000i
0,17	1,00	266,2
0,18	1,06	296,1
0,19	1,12	327,6
0,20	1,18	360,5
0,25	1,47	560,4
0,30	1,77	807,0
0,35	2,06	1098

Значение 1000i — это гидравлический уклон при протяженности трубы в 1 км. Чтобы рассчитать значение i для погонного метра, достаточно разделить его на 1000.

Так, для стальной трубы ДУ15 длиной 25 метров при расходе воды через нее в 0,2 л/с падение напора составит (360,5/1000)*25*(1+0,3)=11,7 метра, что соответствует разнице давлений в 1,17 кгс/см2.

Заключение

Надеемся, что предложенная информация поможет читателю в реализации его собственных проектов. Узнать больше о том, какое давление воды в водопроводе считается нормой, позволит видео в этой статье. Успехов!