Manometr hydrauliczny to przyrząd pomiarowy służący do mierzenia i wskazywania ciśnienia cieczy roboczej, najczęściej oleju hydraulicznego, w układach hydrauliki siłowej. Jest kluczowym elementem tych systemów, umożliwiającym kontrolę parametrów pracy, co przekłada się na bezpieczeństwo, wydajność i żywotność komponentów instalacji. Manometry hydrauliczne są specjalnie zaprojektowane do pracy w warunkach wysokich ciśnień, typowych dla tego typu systemów, sięgających nawet 700 bar.
Budowa i zasada działania
Kluczowe komponenty manometru hydraulicznego
Typowy manometr hydrauliczny składa się z kilku podstawowych elementów:
- Tarcza (wskaźnik): Główny element rejestrujący ciśnienie płynu i wskazujący jego wartość.
- Element pomiarowy: Najczęściej jest to rurka Bourdona, membrana lub mieszek. Pod wpływem ciśnienia element ten odkształca się, co jest przekazywane na mechanizm wskazówkowy.
- Mechanizm wskazówkowy: Przenosi odkształcenie elementu pomiarowego na ruch wskazówki po tarczy.
- Skala odczytu: Skalibrowana w odpowiednich jednostkach ciśnienia (np. bar, PSI), umożliwia odczyt wartości ciśnienia.
- Obudowa: Chroni wewnętrzne mechanizmy manometru. Może być wykonana ze stali chromowo-niklowej.
- Przyłącze: Umożliwia montaż manometru w układzie hydraulicznym. Występują przyłącza dolne (radialne) i tylne (osiowe).
- Płyn wypełniający (w manometrach glicerynowych): Najczęściej gliceryna, która tłumi drgania wskazówki, chroni mechanizm pomiarowy przed uszkodzeniami oraz smaruje ruchome części.
Zasada działania
Działanie manometrów hydraulicznych opiera się na odkształceniu elementu pomiarowego pod wpływem ciśnienia cieczy roboczej. Zmiana kształtu tego elementu jest następnie mechanicznie przekształcana na ruch wskazówki na tle skalibrowanej tarczy, wskazując aktualną wartość ciśnienia.
Najczęściej spotykane zasady działania w manometrach hydraulicznych to:
- Manometry z rurką Bourdona: Wykorzystują zakrzywioną, elastyczną rurkę o spłaszczonym przekroju. Jeden koniec rurki jest połączony z wlotem ciśnienia, a drugi, zamknięty, jest swobodny i połączony z mechanizmem wskazówkowym. Wzrost ciśnienia powoduje prostowanie się rurki, co przekłada się na ruch wskazówki. Jest to powszechnie stosowany typ w układach hydraulicznych.
- Manometry mieszkowe: Wykorzystują sprężysty mieszek, który rozszerza się lub kurczy w zależności od ciśnienia płynu hydraulicznego. Zmiana długości mieszka inicjuje ruch obrotowy tarczy ze skalą.
- Manometry membranowe: Elementem pomiarowym jest tu membrana (lub zespół membran) zamocowana między kołnierzami. Ugięcie membrany pod wpływem ciśnienia jest przekazywane na mechanizm wskazówkowy. Stosowane są przy dużych przeciążeniach, skokach ciśnienia lub pulsacjach, a także do pomiaru niskich ciśnień mediów ciekłych.
Pomiar ciśnienia w tych manometrach odbywa się zazwyczaj względem ciśnienia otoczenia (atmosferycznego), co określa się mianem ciśnienia względnego.
Rodzaje manometrów hydraulicznych
W zależności od konstrukcji i zastosowania wyróżnia się kilka typów manometrów hydraulicznych:
- Manometry glicerynowe: Są to manometry, których obudowa wypełniona jest gliceryną. Gliceryna tłumi wibracje i wstrząsy, chroniąc mechanizm pomiarowy i stabilizując wskazówkę, co jest szczególnie istotne w maszynach narażonych na drgania. Są odpowiednie do pomiaru ciśnienia mediów gazowych, oleju, wody destylowanej i innych cieczy obojętnych na stopy miedzi.
- Cyfrowe manometry hydrauliczne: Nowoczesne urządzenia oferujące wysoką dokładność i precyzję pomiaru. Mogą być stosowane w aplikacjach wysokociśnieniowych (np. powyżej 6050 PSI do około 4300 PSI) i są kompatybilne z większością mediów hydraulicznych, w tym niekorozyjnych.
- Manometry puszkowe: Stosowane głównie do pomiaru niskich ciśnień mediów gazowych suchych. Elementem pomiarowym jest puszka wykonana z dwóch połączonych membran. Nie nadają się do mediów mokrych lub wilgotnych.
Zastosowanie
Manometry hydrauliczne są niezbędne w wielu dziedzinach przemysłu i typach maszyn, gdzie kontrola ciśnienia jest kluczowa dla prawidłowego i bezpiecznego działania. Przykładowe zastosowania obejmują:
- Maszyny budowlane i rolnicze: Koparki, buldożery, dźwigi, ciągniki, gdzie układy hydrauliczne sterują wieloma funkcjami.
- Przemysł maszynowy: Prasy hydrauliczne, siłowniki, obrabiarki.
- Pompy hydrauliczne: Do monitorowania ciśnienia na wylocie pompy, co pozwala ocenić jej sprawność.
- Systemy sterowania: Do rejestracji ciśnienia w komorach siłowników podczas ich pracy.
- Próby ciśnieniowe: W diagnostyce i konserwacji układów hydraulicznych.
- Przemysł petrochemiczny (w przypadku manometrów cyfrowych).
- Instalacje energetyczne, motoryzacyjne.
Manometry pozwalają na wykrycie potencjalnych problemów, takich jak spadki ciśnienia, nieszczelności czy przeciążenia systemu, co umożliwia podjęcie odpowiednich działań konserwacyjnych i zapobiega awariom.
