Смотровое стекло
или Смотровое стекло водомер — это тип датчика уровня , прозрачная трубка, через которую оператор резервуара или котла может наблюдать за уровнем жидкости, содержащейся внутри.
Жидкость в цистернах
[ редактировать ]Простые смотровые стекла могут представлять собой пластиковую или стеклянную трубку, соединенную с дном резервуара с одного конца и с верхом резервуара с другого. Уровень жидкости в смотровом стекле будет таким же, как уровень жидкости в баке. Однако сегодня сложные поплавковые выключатели заменили смотровые стекла во многих подобных приложениях.
Паровые котлы
[ редактировать ]Если жидкость опасна или находится под давлением, необходимо принять более сложные меры. В случае котла давление воды внизу и пара вверху одинаково, поэтому любое изменение уровня воды будет видно на манометре. Прозрачная трубка (само «стекло») может быть заключена в металлический кожух или кожух из закаленного стекла, чтобы предотвратить ее повреждение в результате царапин или ударов и обеспечить защиту операторов в случае поломки. Обычно он имеет узорчатую заднюю панель, чтобы сделать увеличительный эффект воды в трубке более очевидным и облегчить чтение. В некоторых локомотивах, где котел работает при очень высоком давлении, сама труба изготавливается из закаленного стекла, армированного металлом. [1] Важно поддерживать уровень воды на указанном уровне, иначе верхняя часть топки будет обнажена, что создаст опасность перегрева и приведет к повреждению и, возможно, катастрофическому выходу из строя.
Чтобы проверить, что устройство показывает правильные показания и соединительные трубы к котлу не засорены накипью , необходимо «поднять» уровень воды, быстро открывая краны по очереди и пропуская непродолжительную струю воды через сливной кран. . [2]
Национальный совет инспекторов котлов и сосудов под давлением рекомендует проводить ежедневную процедуру проверки, описанную Американским национальным институтом стандартов, глава 2, часть I-204.3, датчик уровня воды. Хотя эта процедура не является строго обязательной, она предназначена для того, чтобы позволить оператору безопасно проверить, что все части смотрового стекла работают правильно и имеют свободные соединения с котлом, необходимые для правильной работы.
Отказ
[ редактировать ]Манометрическое стекло на котле необходимо периодически проверять и заменять, если видно, что оно изношено в районе сальниковых гаек , но сбой в работе все равно может произойти. Ожидается, что водители будут иметь с собой две или три стеклянные трубки, предварительно обрезанные до необходимой длины, вместе с пеньковыми или резиновыми уплотнителями, чтобы заменить трубки на дороге. [1] Знакомство с этим тревожным явлением считалось настолько важным, что стекло часто намеренно разбивалось, когда водитель-стажер находился на подножке, чтобы дать ему возможность попрактиковаться в установке новой трубки. [3] Хотя в креплениях установлены автоматические шаровые краны для ограничения выброса пара и кипящей воды, они могут выйти из строя из-за накопления известкового налета. Это была стандартная процедура: держать черпак для угля перед лицом, в то время как другая рука, держащая крышку для защиты, закрывала клапаны на обоих концах стакана.
Рефлекторные датчики
[ редактировать ]Рефлекторный манометр более сложен по конструкции, но может дать более четкое различие между газом (паром) и жидкостью (водой). Вместо того, чтобы содержать среду в стеклянной трубке, манометр состоит из вертикально ориентированного металлического корпуса с прорезями и прочной стеклянной пластины, установленной на открытой стороне прорези, обращенной к оператору. Задняя часть стекла, контактирующая с носителем, имеет канавки, расположенные вертикально. Канавки образуют зигзагообразный узор с углами 90°. Падающий свет, попадающий на стекло, преломляется на задней поверхности, контактирующей с носителем. В области контакта с газом большая часть света отражается от поверхности одной канавки к другой и обратно к оператору, приобретая серебристо-белый цвет. В области, которая контактирует с жидкостью, большая часть света преломляется в жидкость, в результате чего эта область кажется оператору почти черной. Хорошо известными марками рефлекторных датчиков являются Clark-Reliance, IGEMA, TGI Ilmadur, Penberthy, Jerguson, Klinger, Cesare-Bonetti и Kenco. Из-за едкого характера средств для борьбы с накипью в котлах («умягчители воды») рефлекторные датчики имеют тенденцию относительно быстро вытравливаться водой и терять свою эффективность при отображении уровня жидкости. Поэтому для некоторых типов котлов, особенно работающих при давлении выше 60 бар, рекомендуются двухцветные манометры.
Двухцветные датчики
[ редактировать ]Двухцветный манометр обычно предпочтителен для едких сред, чтобы обеспечить защиту стекла. Прибор состоит из вертикально ориентированного металлического корпуса с прорезями и прочного простого стекла спереди и сзади. Передняя и задняя поверхности кузова находятся в непараллельных вертикальных плоскостях. За корпусом датчика расположены источники света с двумя совершенно разными длинами волн, обычно красными и зелеными. Из-за разного преломления красного и зеленого света область жидкости кажется оператору зеленой, а область газа — красной. В отличие от рефлекторного датчика, стекло имеет плоскую поверхность, которая не требует прямого контакта со средой и может быть защищена слоем стойкого к каустике прозрачного материала, такого как кремнезем. Известными производителями двухцветных уровнемеров высочайшего качества являются Clark-Reliance, Klinger, FPS-Aquarian, IGEMA и Quest-Tec.
Магнитный индикатор
[ редактировать ]В магнитном индикаторе поплавок на поверхности жидкости содержит постоянный магнит. Жидкость содержится в камере из прочного немагнитного материала, без использования стекла. Индикатор уровня состоит из нескольких поворотных магнитных лопастей, расположенных одна над другой и расположенных рядом с камерой, содержащей поплавок. Две поверхности лопастей окрашены в разный цвет. Когда магнит проходит вверх и вниз за лопастями, он заставляет их вращаться, отображая один цвет для области, содержащей жидкость, и другой для области, содержащей газ. В литературе различных производителей указано, что магнитные индикаторы наиболее подходят для очень высокого давления и/или температуры, а также для агрессивных жидкостей.
История
[ редактировать ]Первый локомотив, оснащенный этим устройством, был построен в 1829 году Джоном Растриком на его заводе в Стоурбридже. [4]
Современное промышленное смотровое стекло
[ редактировать ]Промышленные инструменты наблюдения изменились вместе с самой промышленностью. Более сложное по конструкции, чем водомер, современное смотровое стекло, также называемое смотровым окном или смотровым окном, можно найти на емкостях с рабочей средой на химических заводах и в других промышленных объектах, включая заводы по производству фармацевтических препаратов, продуктов питания, напитков и биогаза. [5] Смотровые стекла позволяют операторам визуально наблюдать за процессами внутри резервуаров, труб, реакторов и сосудов.
Современное промышленное смотровое стекло представляет собой стеклянный диск, удерживаемый между двумя металлическими рамами, которые крепятся болтами и прокладками, либо стеклянный диск приваривается к металлической раме при изготовлении. Для этой цели используется либо натриево-известковое стекло, либо боросиликатное стекло , а металл, обычно нержавеющая сталь, выбирается в зависимости от желаемых прочностных свойств. Боросиликатное стекло превосходит другие составы по стойкости к химической коррозии и температурной устойчивости, а также прозрачности. [6]
Сплавленные смотровые стекла также называют механически предварительно напряженным стеклом, поскольку стекло укрепляется за счет сжатия металлического кольца. К стеклянному диску и окружающему его стальному кольцу применяется тепло, вызывающее плавление материалов. [7] Когда сталь остывает, она сжимается, сжимая стекло и делая его устойчивым к растяжению. Поскольку стекло обычно ломается под напряжением, механически предварительно напряженное стекло вряд ли сломается и подвергнет опасности рабочих. Самые прочные смотровые стекла изготавливаются из боросиликатного стекла из-за большей разницы в коэффициенте расширения.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Белл, AM (1950). Локомотивы . Лондон: Virtue and Company Limited. стр. 38, 284.
- ^ Неизвестный автор (1957). Справочник для машинистов паровозов. Лондон: Британская транспортная комиссия.
- ^ Гассон, Гарольд (1973). Расстрельные дни . Оксфорд: Оксфордская издательская компания. п. 20. ISBN 0-902888-25-0 .
- ^ Снелл, Джон Б. (1971). Машиностроение: Железные дороги . Лондон: Лонгман.
- ^ Папалиас, Джордж. «Смотровое стекло» . www.papailias.com . Архивировано из оригинала 29 октября 2017 г. Проверено 21 декабря 2017 г.
- ^ Университет Делавэра, факультет химии и биохимии. «Физические свойства стекла» . www1.udel.edu . Архивировано из оригинала 5 декабря 2017 г. Проверено 21 декабря 2017 г.
- ^ Леман, Ричард. «Механические свойства стекла» (PDF) . Стекольная инженерия . 150 (312). Государственный университет Рутгерса, Нью-Джерси.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Рефлекторный манометр, плоский стеклянный или прозрачный манометр и манометр с портами, FPS-Aquarian [1]. Архивировано 4 июля 2017 г. на Wayback Machine.