Реле тиску

Реле тиску РМ/5-25А

Реле́ ти́ску (рос. реле давления; англ. pressure switch, pressure relay; нім. Druckschalter m) — пристрій, призначений для подання сигналу після того, як тиск робочого середовища досягне заданого значення. За принципом дії пристрій являє собою двоконтактне реле комутації електричних ланцюгів , що спрацьовує при досягненні відповідних значень тиску робочої речовини.

У побуті можна часто почути «народні назви» реле тиску: «прессостат», «реле перепаду тиску», «реле насоса», «реле води», «реле компресора», «реле тиску води», «реле тиску повітря» і т.д.

Історія створення реле тиску

Рис 1."Condor"-засновник реле тиску

Аж до 30-х років минулого століття, включення і відключення насосів та компресорів вироблялося механічно і вимагало постійної участі людини. У 1935 р. одна з найстаріших німецьких компаній «CONDOR» винайшла простий і функціональний мембранно-пружинний пристрій (реле тиску), призначений для автоматизації процесу включення і відключення насоса або компресора.

Слід зазначити, що з моменту винаходу і по теперішній час, компанія CONDOR - №1 в світі по виробництву і представленні широти асортименту реле тиску.

Конструкція і принцип дії реле тиску

Рис 2.1 Конструкція реле тиску води

Рис.2.2 Реле тиску Г62-21 1 — корпус; 3, 21 — регулюючі гвинти; 3 — пружина, 4 — сідло; 5 — ричаг; 6 — вісь; 7, 8 — шайби; 9 — мембрана(діафрагма); 10 — кожух; 11, 15 - кришки; 12 – різьбовий отвір; 13 – контакти мікроперемикача; 14 — прокладка ізоляційна; 16 — мікроперемикач; 17, 19 — гвинти; 18 — гайка; 20 — грашік мідний

На корпусі реле тиску (рис. 2.1) закріплена сталева платформа 1 (важіль), яка піднімається і опускається під дією тиску води, переданого на діафрагму (мембрану) і далі на поршень. Велика пружина 2 протидіє переміщенню платформи (важеля), що виникає від тиску води. Менша пружина 3 впливає на ту ж сталеву платформу (важіль) в залежності від тиску води, змінюючи межі між тисками ввімкнення і вимикання реле. Менша пружина впливає на сталеву платформу 1 (важіль) не відразу. Тиск води, впливаючи на платформу, протидіє зусиллю, створюваному більшою пружиною, після того, як платформа впирається в малу пружину - збільшується протидія від тиску води. З цього моменту платформі (важелю) потрібно переміститися зовсім небагато, щоб контакти переключились і вимкнулися. За різке і стрибкоподібне спрацьовування електричної частини реле відповідає другий крихітний шарнір з пружинкою 4. Основна платформа і електричний шарнір не можуть знаходитися в одній площині. Між ними обов'язково має бути певний кут. Як тільки платформа піднімається вище другого шарніра - контакти клацають і вимикають електродвигун насоса. І навпаки: як тільки платформа виявляється нижче площини шарніра - контакти клацають і змикаються, що призводить до запуску електродвигуна насоса. Велика пружина відповідає за тиск ввімкнення, а мала пружина регулює різницю між тисками ввімкнення і вимикання. Налаштування різниці величини тиску аналогічна настройці тиску вимикання. Різниця між тисками ввімкнення і вимикання звичайно становить від 1,0 до 1,5 бар. При цьому, чим вище тиск вимикання, тим більшою може бути ця різниця.

Розглянемо реле тиску Г62-21(рис. 2.2). Реле тиску Г62-21 призначене для контролю тиску в гідравлічних системах, які працюють на чистому мінеральному маслі.За допомогою штуцера і нарізного отвору 12 реле тиску приєднується до контрольованої лінії гідросистеми. При перевищенні тиску масла в системі деформація мембрани від тиску на неї масла через шайбу 7 передається на важіль 5, змушуючи його повертатися навколо осі 6. При повороті важеля укріплений на ньому гвинт 17 впливає на штифт мікроперемикача 16 і тим самим робить його включення. При зниженні тиску в системі пружина 3 через гостре сідло 4 впливає на важіль і обертаючи його в зворотному напрямку, віджимає гвинт 17 від штифта мікроперемикача, чим забезпечується вимикання реле. Поворот важеля вгору обмежується площиною корпусу 1, а поворот вниз - шайбою 8. Обмеження повороту важеля вгору гарантує поломку мікроперемикача при будь-якому перевищенні тиску в системі над налаштуванням пружини, так як цим забезпечується обмеження ходу гвинта, що впливає на штифт мікроперемикача. Необхідне переміщення штифта для включення і виключення мікроперемикача проводиться за допомогою гвинта 17, який після установки на потрібний розмір,кріпиться гайкою 18. Налаштування пружини на необхідну величину тиску проводиться за допомогою регулювального гвинта 2, положення якого після настройки тиску фіксується через мідний грашік 20 гвинтом 19. Контакти 13 мікроперемикача від випадкових зіткнень з корпусом захищені ізоляційною прокладкою 14. Moнтаж мембрани проводиться через відокремлену кришку 11. Корпус реле тиску разом з мікроперемикачем монтується в кожусі 10 і закривається кришкою 15.Підводка проводів для подачі напруги на клеми мікроперемикача здійснюється через різьбові отвори в кожусі реле. Кріплення реле здійснюється за допомогою двох гвинтів М6.

З моменту початку деформації діафрагми до моменту спрацьовування реле, тобто до моменту включення мікроперемикача , відбудеться збільшення тиску, яке характеризує нечутливість апарату:

                                                                       ∆P=(∆L∙c)/Ω                                                                    

де ΔL - шлях переміщення важеля 4, необхідний для включення мікроперемикача;

c - жорсткість пружини;

Ω - активна площа діафрагми.

Підключення реле тиску води

Рис 3.1 Електрична схема підключення реле тиску

• Підключення реле тиску проводиться відповідно до інструкції по схемі на рисунку 3.2
• На трубопроводі в потрібному місці встановлюється трійник, а до нього переходить штуцер по діаметру (або відвідної шланг) на реле тиску.
• Підключення проводиться на різьбі, тому необхідно ретельно герметизувати різьбове з'єднання за допомогою ФУМ-стрічки або конопляного каната на герметику.
• Зверніть увагу, що в приладах, як правило, не передбачається обертаюче з'єднання з трубопроводом, є лише гайка, жорстко закріплена в корпусі. Тому потрібно передбачити з'єднання по типу американки, або обертати сам прилад на трійнику.
• Підключення електричної частини проводиться кабелем, перетин якого підходить по потужності (до 2 кВт - перетин провідника 2,5 мм кв.).
• Клемні групи повинні мати написи по призначенню, якщо немає, то визначити їх призначення не складно і по схемотехніці самого реле.
• Якщо є клема заземлення (позначення символом "земля"), то встановлювати кабель заземлення обов'язково.

Рис.3.2 Схема підключення реле тиску води

Регулювання реле тиску

Рис.4.1 Регулювання реле тиску

Необхідно зняти кришку реле тиску. Під нею розташовано великі (1) і мала пружини (2) пружини. Великі пружини (1) регулюють основний налаштований тиск. У малій пружині (2) завжди можна відрегулювати діапазон між тиском включення,-відключення. Чим більше закручені гвинти / гайки (тобто стиснуті пружини) - тим більше значення встановлюваного тиску.

Порядок регулювання реле тиску:

1. Стискаючи або розтягуючи гайками пружини (1) виставляємо робочий тиск
2. Стискаючи або розтягуючи пружину (2) збільшуємо або зменшуємо інтервал між тиском включення і відключення

Для наочності розглянемо два приклади регулювання реле тиску, вони відзначені, синім і червоним на графіку реле тиску.

Приклад 1
При повністю відкручених  гайках: P вкл. = 3 бари,
P викл. = 4 бари.
Не змінюючи положення гайки 1, закрутимо до упору гайку 2:
P вкл. = 3 бари, P викл. = 7 бару

Приклад 2
Закрутимо гайку 1 в середнє положення: P вкл. = 6 6ар
Відкручуючи / закручуючи гайку 2 міняємо тиск відключення від 7,2 до 11 бар

Рис 4.2 Графік залежності тиску виключення від тиску включення реле тиску

Інноваційні зміни реле тиску

Рис.5 Нове реле тиску з дисплеєм DPC 8380 і DPS 8381

Компанія Trafag випустила нове покоління електронних перетворювачів тиску з дисплеєм DPC 8380 і DPS 8381. Параметризація перетворювачів виконується дуже легко і швидко, декількома натисканням кнопок, за допомогою смартфонів з підтримкою безпровідної мережі NFC на Android, в яких встановлено додаток «Sensor Master». Нові електронні перетворювачі тиску з дисплеєм DPC 8380 і DPS 8381 є ідеальним поєднанням датчика і перетворювача з дисплеєм, який показує тиск . Встановлення таких параметрів, як точка перемикання, вихідні функції, перемикання часу затримки і режимів індикації, здійснюється за допомогою меню безпосередньо на пристрої або за допомогою Android-смартфона і зберігається для майбутнього використання. Два релейних виходи (PNP) доповнені одним аналоговим, який може бути налаштований на струм або напругу відповідно до системних вимог. Межу вимірювання можна регулювати від 50% до 100% номінального діапазону. Для зручності монтажу, особливо в умовах обмеженого простору, дисплей і корпус з електричними з'єднаннями можуть повертатися незалежно один від одного на 335 ° / 343 °. Електричне з'єднання M12x1 з 4-х і 5-й полюсним роз'ємом надає можливість наступних конфігурацій виходів: 2 PNP і 1 аналоговий, 1 PNP і 1 аналоговий або 2 PNP. Крім того, електронні реле тиску DPC 8380 і DPS 8381 включають в себе реєстратор даних, чиї вибірки часу легко встановити за допомогою смартфона з підтримкою NFC. Через смартфон з підтримкою NFC дані можуть бути проаналізовані і експортовані.

Як підібрати реле тиску

Необхідно визначитися з типом реле тиску, необхідним функціоналом і робочим тиском:

1. Реле тиску повітря, реле тиску води, для хім. складів
2. Одне або трифазне реле тиску
3. Розмір приєднання фланця (1/4, 1/2, 3/8 і т.п.)
4. Наявність додаткових комплектуючих і опцій, таких як: кнопка пуску, теплове реле для захисту електродвигуна, реле захисту від сухого ходячи для насосів, розвантажувального клапана для полегшення пуску компресорів і шкала настройки та ін.
5. За робочим діапазоном тиску. Необхідний діапазон тиску включення і відключення повинен перебувати в заштрихованої області графіка реле тиску, приклад графіка тиску наведено нижче

Основні виробники

Німецька компанія "Condor"

Італійська фірма "italtecnica"

"БІБУС Україна"

"Аquatica", Україна

ТМ Danfoss, Данія

United Electric

Посилання

1. http://condor-cpc.ru/history/
2. http://remontu.com.ua/regulyuvannya-rele-tisku-dlya-nasosa-yak-nalashtuvati-svo%D1%97mi-rukami
3. http://househill.ru/kommunikacii/voda/rele-davleniya-dlya-nasosa.html#vidy-ih-preimuschestva-i-nedostatki
4. http://dovidkam.com/remont/vodoprovod/regulyuvannya-rele-tisku-nasosno%D1%97-stanci%D1%97-konstrukciya-rele-nalashtuvannya-z-nulya-poshireni-pomilki.html

Література

1. Гiдроприводи та гiдропневмоавтоматика: Пiдручник /В.О.Федорець, М.Н.Педченко, В.Б.Струтинський та iн. За ред. В.О.Федорця. — К:Вища школа,— 1995.- 463 с.
2. Справочник конструктора-машиностроителя, Том 3, Анурьев В.И., 2001
3. Кудрявцев А.И. Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления,Каталог. — М.: ВНИИТЕМР, 1986. — 159 с.: ил.
4. Федорченко М.Ю. Регулирование газоперекачивающего агрегата ГТК-10-4,Учебное пособие. Екатеринбург: 1998. - 73 стр.