Công tắc áp suất là gì? Nguyên lý làm việc của rơ le áp suất

Công tắc áp suất tên tiếng anh là Pressure Switches. Đây là 1 thiết bị được rất phổ biến hiện nay, không chỉ trong công nghiệp sản xuất mà còn ứng dụng trong các hoạt động đời sống. Vậy để hiểu cụ thể hơn về thiết bị này cũng như nguyên lý hoạt động, các loại rơ le hiện có thì mời các bạn cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết này.

công tắc áp suất

Công tắc áp suất là gì?

Có rất nhiều tên gọi thay cho công tắc áp suất như relay áp suất, rơ le áp suất, công tắc báo mức, công tắc áp lực… chúng đều chỉ về 1 thiết bị có khả năng điều khiển và kiểm soát áp lực trong ống dẫn của hệ thống. Các công tắc này sẽ chuyển đổi tín hiệu của áp suất sau khi đo được thành sự đóng- mở của mạch điện (ON/OFF). Có 1 điều mà chúng tôi muốn lưu ý với khách hàng đó là thiết bị chỉ làm việc, điều chỉnh tại 1 vị trí điểm đặt đã được chọn trước đó.

Nếu thiết bị hỏng hoặc không phù hợp thì chắc chắn nó sẽ ảnh hưởng đến áp suất của hệ thống thậm chí còn gây ra các nguy cơ gây mất an toàn hoặc phá hủy.

Về số lượng và vị trí lắp rơ le của mỗi hệ thống sẽ khác nhau bởi nó chịu sự ảnh hưởng của công suất, cấu trúc, quy mô của hệ thống làm việc. Các relay áp có thể được nối với nhau để hình thành nên 1 mạch điện hoặc phá vỡ mạch điện, tham gia đóng công tắc khi chúng ta chưa kích hoạt.

rơ le áp suất

Nguyên lý làm việc của rơ le áp suất

Sau khi đã lắp đặt 1 hệ thống hoàn chỉnh với rơ le áp suất phù hợp thì khách hàng có thể an tâm vận hành. Khi áp suất của đầu vào cao đi vào cổng của thiết bị, dưới tác động này nó sẽ làm các màng ngăn bị uốn cong và làm tấm áp lực bị đẩy lên. Có nghĩa là áp suất tăng dần lên, đủ lớn để có thể nén lò xo và tấm áp lực sẽ xuất hiện hiện tượng tăng lên.

Lực ngày càng lớn làm tấm áp lực tăng lên và các tiếp điểm được nối. Lúc này thì theo thiết kế, mạch điện sẽ được đóng kín. Nguồn điện 24v hoặc 220v sẽ được cung cấp. Tóm lại là thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý: Kích hoạt tín hiệu điện thông qua sự thay đổi vị trí của các tiếp điểm bên trong rơ le áp.

Có 1 điều chú ý đó là: Khi áp suất hạ xuống thấp thì lực tạo ra sẽ không đủ cho việc nén lò xo nên mạch điện chưa đóng. Vì thế mà đối với các công tắc áp lực đơn giản rất cần có các rơ le điện tử.

công tắc áp lực khí nén

Các loại công tắc áp suất

Trên thị trường có rất nhiều loại công tắc áp suất lớn nhỏ, hình dáng, chủng loại và giá thành khác nhau, để khách hàng có thể tiếp cận với thiết bị, chúng tôi chia nó thành 2 dòng chính đó là: rơ le áp suất khí nén và thủy lực.

Công tắc áp suất khí nén – Rơ le áp suất nước

Rơ le áp suất đơn

Relay áp suất đơn là một giải pháp được nhiều người tin dùng để bảo vệ máy nén khỏi áp suất cao ở đầu đẩy máy nén hoặc áp suất thấp ở đầu hút máy nén. Đối với các thiết bị lạnh thì hiệu công tắc áp làm nhiệm vụ bảo vệ hiệu áp suất dầu bôi trơn và áp trong khoang sao cho không về dưới mức quy định.

Người ta sẽ phân chia các rơ le đơn thành 2 nhóm đó là rơ le thấp và rơ le cao, cụ thể là:

Rơ le áp suất thấp

Đây chính là loại công tắc áp suất chuyên dùng làm trong môi trường áp suất bay hơi. Nó sẽ ngắt mạch điện của hệ thống khi áp suất giảm xuống dưới mức đã được cài đặt ban đầu để vừa có thể bảo vệ máy nén khí vừa điều chỉnh áp suất lạnh.

công tắc áp suất đơn

Rơ le áp suất cao

Thiết bị này hoạt động ở áp suất ngưng tụ của môi chất lạnh và sẽ ngắt mạch điện khi áp vượt mức cho phép để bảo vệ sự an toàn của các máy nén khí. Nhìn chung thì cấu tạo của công tắc áp suất cao không khác gì nhiều so với loại áp thấp nhưng vị trí các tiếp điểm sẽ bố trí ở phía ngược lại.

Sau khi đã cài đặt mức áp suất an toàn nhưng nếu áp của cửa đẩy máy nén cao hơn thì công tắc áp sẽ mở, tiếp điểm sẽ ngắt mạch điện một cách nhanh chóng để bảo vệ máy nén. Hoạt động này sẽ xảy ra liên tục cho đến khi áp lực giảm xuống sau khi đã trừ đi vi sai thì loại relay cao sẽ tự động đóng để mạch làm việc bình thường.

Rơ le áp suất kép

Relay áp suất kép hay còn được gọi là công tắc áp lực kép. Nó là một thiết bị có sự kết hợp của relay cao và relay thấp để thực hiện chức năng của cả hai relay. Chúng được tích hợp trong 1 vòng nhỏ. Thiết bị sẽ ngắt khi áp suất thấp hơn hoặc cao hơn mức cho phép.

công tắc áp suất kép

Công tắc áp suất thủy lực

Loại công tắc áp suất dầu thường được thiết kế có 3 tiếp điểm. Bên cạnh đó, thiết bị này có đỉnh của công tắc là đường dầu để nối với đường dầu ra của bơm thủy lực. Nó còn có một nút vặn điều chỉnh áp và 1 đường dầu trích.

Trong quá trình làm việc, nếu áp suất của các lưu chất khí, dầu, nhớt, nước tăng cao và đạt đến mức áp mà con người cài đặt thì tiếp điểm sẽ đóng để động cơ điện có thể ngắt. Người ta sẽ phân chia re lay áp suất thủy lực thành 2 loại:

+ Loại dùng cho dầu: Được thiết kế để có thể làm việc trong các môi trường dầu, nhớt mang lại hiệu quả cao.

+ Loại dùng cho nước: Công tắc áp suất nước sẽ tham gia bảo vệ máy bơm cũng như hệ thống cấp nước. Từ đó, tăng độ bền của các thiết bị có liên quan, tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

rơ le áp suất thủy lực

Hãng sản xuất relay áp suất

Các hãng chuyên cung cấp relay áp suất mà chúng tôi liệt kê dưới đây đều là những hãng nổi tiếng và có thể dễ dàng tìm kiếm tại bất kỳ cửa hàng nào ở Việt Nam.

Hãng khí nén

Đối với các relay chuyên dùng cho hệ thống máy nén khí thì chúng ta có thể cân nhắc:

Danfoss

Ưu điểm của các công tắc áp suất Danfoss đó là: mang lại độ an toàn cao cho người dùng khi có thể tự tắt nếu có trục trặc xảy ra. Thích hợp với hầu hết các ứng dụng có áp cao và áp thấp, phù hợp với hầu hết các môi trường làm việc khác nhau. Giá thành của thiết bị rất phải chăng, chỉ với 1 khoản chi phí hợp lý mà khách có thể sở hữu ngay các rơ le áp suất Danfoss chất lượng.

Tiêu biểu 1 số công tắc áp suất Danfoss kp1, kp2, kp5, kp35, kp36 rất thông dụng.

công tắc áp suất danfoss

Autosigma

Công tắc áp suất Autosigma là một sản phẩm uy tín đến từ đất nước Hàn Quốc. Khách hàng có thể chọn các model tiêu biểu của hãng như: rơ le HS 203, HS 206, công tắc áp suất HS-210, HS 220, HS 230. Đặc điểm của các dòng này là: Có thể sử dụng cho hê thống nước, gas, khí nén. Nó là loại có 1 cửa kết nối, khá nhỏ gọn nhưng mang lại hiệu quả chính xác cao.

công tắc áp suất autosigma

SMC

SMC là một hãng chuyên cung cấp các thiết bị tự động hóa, thiết bị khí nén nổi tiếng của Nhật Bản. Với 5 triệu lần đóng ngắt, dải nhiệt độ làm việc rộng, lỗi thang đo nhỏ, các thiết bị của SMC rất được khách hàng tin dùng.

Một số dòng công tắc áp lực của SMC mà chúng ta có thể tham khảo như: SG210-030, ISG210-031, ISG211-030, ISG211-031, ISG220-030, ISG220-031, ISG221-030, ISG221-031, ISG230-030, ISG230-031…

rơ le áp suất smc

Hãng thủy lực

Yuken và HDX là 2 hãng cung cấp các relay áp suất với mức giá phải chăng mà chúng ta có thể dễ dàng tìm kiếm trên thị trường.

Yuken

Người mua có thể chọn van công tắc áp suất xếp chồng MJP MJA MJB hay series JT -02-35, JT -02-100, JT -02-200, JT -02-350…

Với giá thành rẻ, thiết bị chất lượng theo tiêu chuẩn Nhật Bản, các relay áp suất của Yuken được sự dụng nhiều không chỉ trong các hệ thống thủy lực công nghiệp mà còn trong 1 số ứng dụng khác của đời sống.

công tắc áp suất yuken

HDX

HDX nổi tiếng với HJCS-02-N. Nó có cửa ren kết nối thông dụng là 13mm, áp làm việc tối đa lên đến 230 kg/cm2. Dải áp làm việc rộng từ 20 kg/cm2 – 210 kg/cm2. Nó có thể làm việc trong các hệ thống dầu, chất lỏng thủy lực, nhớt…

rơ le áp suất hdx

Cách chỉnh rơ le áp suất

Đầu tiên là người dùng phải các định được các thông số cơ bản: min, diff, max. Sau đó sẽ dùng tua vít vặn các vít tương ứng tại đầu cột Range để điều chỉnh max. Tiếp theo sẽ tăng dần áp lực vừa tăng vừa quan sát đồng hồ đo cũng như các tín hiệu của công tắc áp. Nếu công tắc nhảy sang max là bạn đã điều chỉnh xong max. Chúng ta sẽ làm tương tự như với thông số diff, dùng vít để điều chỉnh số đúng với con số đã định trên cột diff. Tiếp theo là giảm và quan sát đồng hồ đo áp suất. Cuối cùng là kiểm tra cách điều chỉnh đã hợp lý hay không, có đáp ứng các yêu cầu làm việc hay không?.

Ví dụ cụ thể để khách có thể hình dung là đối với relay áp suất loại Fix Dead Band mà mức 6 bar thì sẽ có 7 bước thực hiện, lần lượt là:

  • Đầu tiên là tăng áp suất của rơ le lên mức 6 bar.
  • Thứ 2 là dùng vít điều chỉnh điểm đặt VG, giãn phạm vi RG cho đến khi công tắc C bắt đầu thay đổi trạng thái.
  • Thứ 3 là siết chặt và dừng tại những vị trí mà các công tắc C lồng vào nhau trên đường lên.
  • Thứ 4 Đo ngưỡng kích hoạt trên và dưới thông qua việc từ từ nâng áp lên cao và hạ áp xuống.
  • Thứ 5 tiếp tục điều chỉnh, tinh chỉnh bằng vít VG.
  • Thứ 6 là ngắt kết nối.
  • Thứ 7 đối với FP, FX series thì vặn nắp và niêm phong còn đối với F series thì dùng vít để điều chỉnh vít VG.
  • Cuối cùng là đóng nắp và siết chặt các vít.

Ứng dụng relay áp suất

Để có thể kiểm soát áp suất một cách chính xác trong hệ thống khí nén, hệ thống thủy lực, hệ thống nước, các máy bơm, máy nén khí… Không những vậy thiết bị còn có thể đo và hiển thị áp lực của hơi, khí trong máy nén khí, lò hơi, áp lực dầu tại máy bơm, thùng chứa… Đặc biệt, công tắc áp suất điện tử có thể làm việc trong môi trường hóa chất, có nguy cơ cháy nổ như gas, khí đốt, ni tơ…

Và vì vây, mà chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các relay áp suất tại các hệ thống, dây chuyền của nhà máy hóa chất, sản xuất và chế tạo máy móc, lắp ráp ô tô, luyện nhôm, thủy tinh, sản xuất nhựa, giấy. Ngoài ra, nó còn dùng cho các nhà máy sản xuất nước giải khát, bia, giấy, thiết bị y tế và dược phẩm…

ứng dụng công tắc áp suất

Một số lưu ý khi sử dụng công tắc áp lực

Để có thể sử dụng rơ le áp suất hiệu quả nhất thì bạn cần phải chú ý 4 điểm sau:

Tuổi thọ

Tuổi thọ của công tắc áp suất hay lịch trình sửa chữa, thời gian ngừng hoạt động của thiết bị đều bị ảnh hưởng bởi yếu tố mức độ kích hoạt của công tắc áp suất.

Trên thực tế, tuổi thọ của các rơ le sẽ bị các yếu tố tác động như: sốc thủy lực, điểm cài đặt, áp suất min và max, tải hiện tại công tắc điện, tốc độ chu trình.

Các loại công tắc áp lực dạng màng thì sẽ tránh chu kỳ cao để đảm bảo tuổi thọ. Theo như đánh giá của chúng tôi thì tuổi thọ của công tắc dạng núm vặn, dạng piston ngắn hơn so với công tắc dạng màng.

Dãy áp suất

Dãy đo áp suất phải được xác định, nó bao gồm: điểm cài đặt áp max của rơ le, điểm cài đặt áp min, áp suất vận hành tối đa của hệ thống, áp suất thiết kế tối đa của hệ thống. Ngoài ra, chúng ta cần quan tâm đến áp suất chênh lệch, làm việc. Người ta sẽ đặt điểm điều chỉnh trong phạm vi 10% – 50%.

Điểm chết

Trong công tắc áp suất, điểm chênh lệch giữa điểm khởi động lại và điểm khởi động thì người ta gọi là điểm chết. Một số hệ thống, các kỹ thuật thiết lập điểm chết quá nhỏ nên khi có những thay đổi nhỏ trong áp suất đầu thì các công tắc liên tục đóng mở. Hệ thống sẽ hoạt động với độ chính xác không cao, khiến thiết bị hoạt động không đúng thiết kế. Vì thế mà kỹ thuật cần tính toán để chọn điểm chết phù hợp.

Điểm công tắc chuyển đổi

Mỗi hệ thống sẽ có những yêu cầu về số lượng điểm chuyển đổi khác nhau: 1 cao hoặc thấp, 2 cao – cao, thấp – thấp, cao – thấp và thậm chí là 4 điểm để giám sát, báo động và kiểm soát tốt hơn.

Tùy theo đặc điểm hoạt động của từng hệ thống mà khi lựa chọn loại relay áp suất người ta cân nhắc chọn loại 1 rơ le xử lý được 4 điểm chuyển đổi hay chọn lắp 4 công tắc đơn cho 4 điểm chuyển đổi riêng biệt.