摘要:從大量程壓力變送器工作原理入手,時其機(jī)械部總組件進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的受力分析,通過構(gòu)造力學(xué)模型、確定受壓薄弱部位滿足的強(qiáng)度條件,轉(zhuǎn)換成包含壁厚、熔深等物理量的數(shù)學(xué)關(guān)系式,計算出具體尺寸數(shù)值,為強(qiáng)度設(shè)計提供可靠依據(jù)。此設(shè)計方法對其它高壓壓力容器、管道的強(qiáng)度設(shè)計具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。Sam壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
1、引言
壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中#為常用的一種壓力儀表,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。FKP#05是一種大量程(測量范圍0-r50MPa)、螺紋連接安裝型壓力變送器,能精que測量流體的壓力,并把它轉(zhuǎn)換成DC4- 2OmA的輸出信號。該變送器采用了由微加工技術(shù)制成的硅微電容傳感器和微處理器,具有優(yōu)異的特性和功能,小巧、輕便,環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)良。FKP#05壓力變送器工作原理如圖1所示,在檢測部內(nèi),輸入壓力被轉(zhuǎn)化為靜電電容,在傳輸部對與壓力成正比的檢測信號進(jìn)行放大運(yùn)算,發(fā)送輸出DC4-2OmA的電流信號。
2、整體結(jié)構(gòu)和受力分析
FKP#05型壓力變送器的機(jī)械部總組件結(jié)構(gòu)如圖2所示。壓力變送器與現(xiàn)場壓力管道通過連接管采用NPT1/2圓錐管螺紋密封連接,正常工作時被測流體充滿連接管,管內(nèi)部壓力為流體工作壓力,流體壓力通過密封膜片一和變送器內(nèi)部填充介質(zhì)進(jìn)行傳遞,大氣壓力通過密封膜片二和變送器內(nèi)部填充介質(zhì)進(jìn)行傳遞,因此壓力傳感器高壓側(cè)和連接管內(nèi)部承受的壓力為流體工作壓力,壓力傳感器低壓側(cè)承受的壓力為大氣壓力。
通過上述分析可以看出:壓力變送器正常工作時,其機(jī)械部總組件的連接管壁和焊縫是受壓部位中#為薄弱的環(huán)節(jié)。如果管壁設(shè)計較薄、焊縫熔深太淺,將使管壁、焊縫破裂導(dǎo)致被測流體或填充介質(zhì)泄露。由于低壓側(cè)大氣壓力1.01X105Pa,約為高壓側(cè)工作壓力50M Pa的11500,受壓非常小,不再計算低壓側(cè)部位的強(qiáng)度。以下針對壓力傳感器高壓側(cè)和連接管內(nèi)部承受壓力進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計,重點(diǎn)對連接管壁厚以及焊縫W- I、焊縫W-II、焊縫W-III的熔深進(jìn)行計算。
5、結(jié)束語
一般情況下,F(xiàn)KP#05
壓力變送器內(nèi)部填充介質(zhì)和被測液體無強(qiáng)腐蝕性,所處溫度變化范圍較小(范圍在一150C-85"C),因此本文強(qiáng)度設(shè)計計算中忽略腐蝕裕量、溫度影響等因素。上述強(qiáng)度設(shè)計計算僅僅是#基礎(chǔ)的設(shè)計計算,是產(chǎn)品設(shè)計的地衣步.在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計中,shou先按照理論設(shè)計值(考慮腐蝕裕量、應(yīng)力集中、溫度變換等多個因素后的尺寸值)確定具體尺寸值,進(jìn)行產(chǎn)品樣機(jī)試制,通過壓力試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和性能評價試驗(yàn)等手段進(jìn)行驗(yàn)證、評價。然后通過驗(yàn)證、評價結(jié)果對尺寸值進(jìn)行必要調(diào)整,包括尺寸放大和縮小.#后按照調(diào)整后的尺寸安排產(chǎn)品小批量試制、試驗(yàn)和工業(yè)化考核,驗(yàn)證合格后的尺寸就是設(shè)計的#終尺寸。這樣設(shè)計計算,既避免了材料的浪費(fèi),可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的小型化,又使產(chǎn)品的安全可靠性得到了保證。本文所運(yùn)用的力學(xué)建模和設(shè)計方法對其它高壓壓力容器、管道的強(qiáng)度設(shè)計計算具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。
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