Manometr glicerynowy to mechaniczny przyrząd do pomiaru ciśnienia, którego obudowa jest częściowo lub niemal całkowicie wypełniona gliceryną. Ciecz nie bierze bezpośredniego udziału w pomiarze ciśnienia. Jej zadaniem jest tłumienie drgań mechanizmu, ograniczanie gwałtownych ruchów wskazówki oraz ochrona elementów wewnętrznych przed przedwczesnym zużyciem.
Manometry glicerynowe są stosowane przede wszystkim tam, gdzie występują pulsacje ciśnienia, wibracje maszyn, uderzenia hydrauliczne lub trudne warunki środowiskowe. Można je spotkać w hydraulice siłowej, układach pneumatycznych, sprężarkach, pompach, agregatach, instalacjach przemysłowych, maszynach budowlanych oraz urządzeniach rolniczych.
Najważniejsza różnica między manometrem suchym a glicerynowym dotyczy stabilności wskazania. W zwykłym manometrze wskazówka może szybko drgać, przez co dokładny odczyt staje się utrudniony. Gliceryna spowalnia ruch mechanizmu i stabilizuje wskazówkę. Dzięki temu operator może łatwiej ocenić rzeczywiste ciśnienie w instalacji.
Jak działa manometr glicerynowy?
W większości mechanicznych manometrów przemysłowych pomiar odbywa się za pomocą rurki Bourdona. Jest to odpowiednio ukształtowany, sprężysty element metalowy, który pod wpływem ciśnienia próbuje się wyprostować. Niewielkie odkształcenie rurki jest przenoszone przez mechanizm przekładniowy na wskazówkę poruszającą się po tarczy.
Gliceryna znajduje się wewnątrz obudowy manometru, wokół mechanizmu wskazującego. Nie powinna natomiast swobodnie przedostawać się do instalacji procesowej. Medium mierzone, na przykład olej hydrauliczny, woda lub sprężone powietrze, trafia do elementu pomiarowego przez przyłącze manometru.
Wypełnienie glicerynowe spełnia kilka funkcji:
- tłumi drgania wskazówki,
- ogranicza wpływ pulsacji ciśnienia,
- smaruje ruchome elementy mechanizmu,
- zmniejsza zużycie przekładni,
- ogranicza skraplanie wilgoci wewnątrz obudowy,
- poprawia czytelność wskazań,
- może wydłużać okres prawidłowej pracy urządzenia.
Manometr glicerynowy nie usuwa pulsacji z instalacji. Stabilizuje jedynie pracę mechanizmu pomiarowego i sposób prezentowania wyniku. Jeżeli w układzie występują bardzo silne skoki ciśnienia, konieczne może być zastosowanie dodatkowego tłumika pulsacji, dławika, rurki kapilarnej lub separatora.
Obecność gliceryny nie oznacza również, że manometr staje się odporny na każde przeciążenie. Przekroczenie maksymalnego zakresu pomiarowego nadal może doprowadzić do trwałego odkształcenia rurki Bourdona, przesunięcia punktu zerowego albo całkowitego uszkodzenia przyrządu.
Warto zwrócić uwagę na korek lub membranę kompensacyjną znajdującą się w obudowie. W zależności od konstrukcji producent może wymagać odpowietrzenia manometru po zamontowaniu. Jest to potrzebne, ponieważ zmiany temperatury powodują rozszerzanie i kurczenie się cieczy wypełniającej. W zamkniętej obudowie może wtedy powstać dodatkowe ciśnienie wpływające na położenie wskazówki.
Sposób odpowietrzania zawsze należy sprawdzić w instrukcji konkretnego modelu. Nie każdy manometr posiada taki sam korek i nie każdy powinien być otwierany w identyczny sposób.
Dlaczego warto stosować manometry glicerynowe?
Największą zaletą manometru glicerynowego jest stabilne wskazanie w warunkach, w których zwykły manometr suchy może być trudny do odczytania. Dotyczy to szczególnie maszyn wyposażonych w pompy tłokowe, sprężarki, silniki spalinowe i układy hydrauliczne generujące pulsacje.
Manometry glicerynowe są często montowane:
- na agregatach hydraulicznych,
- przy pompach i sprężarkach,
- na rozdzielaczach hydraulicznych,
- przy filtrach ciśnieniowych,
- w układach smarowania,
- na prasach hydraulicznych,
- w maszynach budowlanych i rolniczych,
- w instalacjach wodnych,
- w myjkach ciśnieniowych,
- na reduktorach i regulatorach ciśnienia.
W hydraulice siłowej drgania mogą być przenoszone bezpośrednio z pompy, silnika lub konstrukcji maszyny na obudowę przyrządu. Jednocześnie ciśnienie może zmieniać się wielokrotnie w ciągu sekundy. W takich warunkach wskazówka suchego manometru porusza się bardzo szybko, a elementy przekładni są poddawane ciągłym obciążeniom.
Gliceryna tworzy opór dla ruchu mechanizmu. Wskazówka porusza się wolniej, ale jej położenie jest łatwiejsze do odczytania. Ma to duże znaczenie podczas regulacji zaworu przelewowego, kontroli pracy pompy albo wykrywania spadków ciśnienia.
Manometr wypełniony gliceryną może być także lepiej chroniony przed wilgocią znajdującą się w powietrzu wewnątrz obudowy. Ograniczenie kondensacji poprawia widoczność tarczy i zmniejsza ryzyko korozji mechanizmu. Nie oznacza to jednak, że każdy manometr glicerynowy jest automatycznie wodoodporny. O odporności na kurz i wodę informuje stopień ochrony IP podany przez producenta.
Gliceryna ma również ograniczenia. Jest cieczą lepką, a jej lepkość rośnie przy niskiej temperaturze. W zimnym otoczeniu wskazówka może reagować wolniej. Przy wysokiej temperaturze gliceryna może zmieniać właściwości, rozszerzać się lub z czasem ciemnieć. Dokładny zakres temperatury zależy od modelu manometru, materiału uszczelnień, rodzaju okienka i składu cieczy wypełniającej.
Nie należy przyjmować jednej temperatury granicznej dla wszystkich urządzeń. W części konstrukcji przy bardzo niskiej lub wysokiej temperaturze lepszym rozwiązaniem będzie manometr z olejem silikonowym. Ostateczną decyzję trzeba podjąć na podstawie karty katalogowej.
Jak dobrać manometr glicerynowy do instalacji?
Dobór należy rozpocząć od określenia maksymalnego i typowego ciśnienia roboczego. Zakres manometru nie powinien kończyć się dokładnie na wartości, która regularnie występuje w instalacji.
W praktyce zaleca się, aby normalne ciśnienie robocze znajdowało się w środkowej części skali, zwykle między 25% a 75% jej pełnego zakresu. Dobrym punktem wyjścia jest wybór manometru, którego maksymalny zakres jest około dwa razy większy od typowego ciśnienia roboczego.
Przykład:
- typowe ciśnienie robocze: 100 bar,
- zalecany zakres początkowy: 0-200 bar,
- położenie wskazówki podczas normalnej pracy: około połowy skali.
Jeżeli w instalacji występują silne pulsacje, bezpieczniej jest przyjąć, że normalne maksymalne ciśnienie nie powinno przekraczać około 50% pełnej skali. Dla układu pracującego pulsacyjnie przy ciśnieniu 160 bar można więc rozważyć manometr o zakresie 0-315 lub 0-400 bar, zależnie od spodziewanych skoków ciśnienia i zaleceń producenta maszyny.
Zakres pomiarowy można wstępnie dobrać według zależności:
Zakres manometru ≈ 2 × typowe ciśnienie robocze
Wzór jest wskazówką, a nie uniwersalną zasadą projektową. Trzeba dodatkowo uwzględnić chwilowe przeciążenia, charakter pracy układu, wymaganą dokładność oraz dostępne standardowe zakresy.
Drugim parametrem jest średnica tarczy. Popularne manometry glicerynowe mają obudowy o średnicy 40, 50, 63, 80, 100 lub 160 mm. Mała tarcza sprawdza się w kompaktowych urządzeniach, natomiast większa zapewnia lepszą czytelność z większej odległości.
Kolejnym elementem jest klasa dokładności. Wartość klasy oznacza maksymalny dopuszczalny błąd wyrażony jako procent pełnego zakresu skali.
Dla manometru 0-250 bar o klasie 1,6 maksymalny błąd wynikający z klasy dokładności wynosi:
250 bar × 1,6% = 4 bar
Oznacza to dopuszczalne odchylenie rzędu 4 bar w warunkach określonych dla danego przyrządu. Klasa dokładności odnosi się do pełnego zakresu, a nie do aktualnie wskazywanej wartości.
Trzeba również dobrać:
- rodzaj przyłącza,
- wielkość gwintu,
- położenie przyłącza,
- materiał części mających kontakt z medium,
- temperaturę medium i otoczenia,
- zakres pomiarowy,
- klasę dokładności,
- średnicę obudowy,
- stopień ochrony IP,
- materiał okienka,
- sposób montażu.
Przyłącze może być dolne, tylne lub umieszczone w innej pozycji charakterystycznej dla konkretnej konstrukcji. W Polsce często spotyka się gwinty G1/4 i G1/2, ale w maszynach importowanych mogą występować między innymi przyłącza NPT. Gwintu walcowego G nie należy traktować jako zamiennika gwintu stożkowego NPT.
Materiał elementu pomiarowego musi być zgodny z medium. Standardowe manometry mogą być przeznaczone do wody, powietrza i olejów, które nie powodują korozji stopów miedzi. Do mediów agresywnych, instalacji chemicznych albo środowiska o podwyższonej odporności korozyjnej stosuje się manometry wykonane ze stali nierdzewnej lub wyposażone w separator membranowy.
Checklista przed zakupem obejmuje 10 pytań:
- Jakie jest typowe ciśnienie robocze?
- Jakie jest maksymalne ciśnienie chwilowe?
- Czy w instalacji występują pulsacje?
- Czy urządzenie jest narażone na drgania?
- Jakie medium będzie mierzone?
- Jaka jest temperatura medium i otoczenia?
- Jaki gwint znajduje się w punkcie pomiarowym?
- Czy potrzebne jest przyłącze dolne czy tylne?
- Jaka średnica tarczy zapewni czytelny odczyt?
- Jaka klasa dokładności jest wymagana?
Podczas montażu manometr należy dokręcać za powierzchnię przeznaczoną na klucz, a nie przez obracanie obudowy. Użycie obudowy jako uchwytu może uszkodzić przyłącze, uszczelnienie albo mechanizm.
Nie wolno także wprowadzać do instalacji przypadkowych materiałów uszczelniających. Rodzaj uszczelnienia musi być zgodny z typem gwintu, ciśnieniem, temperaturą i medium. Po zamontowaniu instalację należy uruchamiać stopniowo. Gwałtowne otwarcie zaworu może wywołać uderzenie ciśnienia przekraczające zakres manometru.
Jeżeli wskazówka po odłączeniu ciśnienia nie wraca do zera, możliwe przyczyny to przeciążenie, uszkodzenie mechanizmu, wpływ ciśnienia w obudowie albo nieprawidłowe odpowietrzenie. Takiego objawu nie należy ignorować, szczególnie gdy manometr służy do regulacji elementów zabezpieczających instalację.
FAQ – najczęstsze pytanie o manometr glicerynowy
Manometr glicerynowy to mechaniczny miernik ciśnienia z obudową wypełnioną gliceryną. Ciecz tłumi drgania mechanizmu, stabilizuje wskazówkę i zmniejsza zużycie ruchomych elementów.
Gliceryna ogranicza szybkie ruchy wskazówki wywołane drganiami i pulsacjami ciśnienia. Smaruje także mechanizm oraz pomaga ograniczać kondensację wilgoci wewnątrz obudowy.
Samo wypełnienie glicerynowe nie musi oznaczać wyższej klasy dokładności. Zapewnia jednak stabilniejsze wskazanie w warunkach drgań, dlatego odczyt może być bardziej użyteczny i powtarzalny.
Tak. Manometry glicerynowe są powszechnie używane w hydraulice siłowej, ponieważ dobrze radzą sobie z drganiami maszyn i pulsacjami generowanymi przez pompy. Trzeba dobrać odpowiedni zakres, przyłącze, materiał oraz temperaturę pracy.
Dla typowego ciśnienia roboczego 100 bar często wybiera się zakres 0-200 bar. Jeżeli występują silne skoki lub pulsacje, może być potrzebny większy zakres. Ostateczny wybór powinien uwzględniać maksymalne ciśnienie chwilowe.
Niewielka przestrzeń powietrzna może być elementem konstrukcji i umożliwiać rozszerzanie się cieczy pod wpływem temperatury. Poziom wypełnienia należy oceniać zgodnie z instrukcją producenta. Gwałtowny ubytek gliceryny może natomiast świadczyć o nieszczelności.
Niektóre modele wymagają otwarcia lub przycięcia korka kompensacyjnego po ustawieniu manometru w pozycji roboczej. Inne konstrukcje są fabrycznie szczelne. Należy postępować zgodnie z instrukcją konkretnego urządzenia.
Może, jeżeli producent dopuszcza taką temperaturę. Gliceryna gęstnieje w niskich temperaturach, co może spowolnić reakcję wskazówki. Do bardzo niskich temperatur częściej wybiera się inne ciecze wypełniające, na przykład olej silikonowy.
Tak. Wyciek może być skutkiem uszkodzenia obudowy, korka, okienka lub uszczelnienia, a także działania wysokiej temperatury i silnych drgań. Nieszczelny manometr powinien zostać skontrolowany lub wymieniony.
Wymiana jest potrzebna, gdy wskazówka nie wraca do zera, obudowa jest pęknięta, gliceryna wycieka, tarcza jest nieczytelna, mechanizm zacina się albo urządzenie zostało poddane ciśnieniu przekraczającemu jego zakres.