Thuật ngữ công tắc áp suất hay role áp lực là 1 thuật ngữ cực kỳ quen thuộc với người dùng ngày nay. Chúng ta thường hay thắc mắc tại sao các máy bơm vá xe có thể tự tắt máy khi bình chưa hơi đủ? Tất cả là nhờ 1 thiết bị cảm biến áp suất – role áp lực. Dưới đây chúng ta đi vào tìm hiểu những thông tin cơ bản về thiết bị này nhé.
Công tắc áp suất là gì?
Công tắc áp suất hay còn gọi là role áp lực, tên tiếng Anh là Pressure Switch, đây là dụng cụ có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu áp suất hoặc hiệu áp suất thành sự đóng ngắt (ON/OFF) của mạch điện. Nói cách khác, đây là một thiết bị có khả năng phát hiện sự thay đổi áp suất, thực hiện mở và đóng một công tắc điện ở một mức độ xác định trước. Chúng được sử dụng khá phổ biến trong việc đóng ngắt hoạt động máy bơm, hệ thống máy nén khí, PCCC, cấp thoát nước,…
Có mấy loại công tắc áp lực phổ biến?
Nếu dựa trên cơ chế hoạt động thì chia làm 2 loại chính là: công tắc áp suất đơn (trong đó chia tiếp thành 2 loại chính là công tắc áp suất thấp và công tắc áp suất cao) và công tắc áp suất kép. Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu cấu tạo của từng loại một.
Cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động của công tắc áp suất đơn
Công tắc áp suất đơn có độ bền cao được làm bằng chất liệu đồng, nhựa hay inox có thể chống ăn mòn, chống gỉ và các tác động phá hoại từ môi trường bên ngoài như nhiệt độ, khí hậu.
Cấu tạo của công tắc áp suất đơn
Trong đó:
1. Vít đặt áp suất thấp LP;
2. Vít đặt vi sai LP;
3. tay đòn chính;
7. Lò xo chính;
8. Lò xo vi sai;
9. Hộp xếp dãn nở;
10. Đầu nối áp suất thấp;
12. Tiếp điểm;
13. Vít đấu dây điện;
14. Vít nối đất;
15. Lối đưa dây điện vào;
16. Cơ cấu lật để đóng mở tiếp điểm dứt khoát;
18. tấm khóa;
19. Tay đòn;
23. Vấu đỡ;
30. Nút reset; Đối với công tắc áp suất cao;
5. Vít đặt áp suất cao HP;
11. Đầu nối áp suất cao.
Nguyên lý hoạt động của công tắc áp suất đơn
Bằng cách vặn vít 1 và vít 2 ta có thể đặt được áp suất thấp ngắt và đóng của công tắc áp suất. Ví dụ khi đặt áp suất thấp đóng mạch là 2 bar và vi sai là 0.4 bar thì áp suất giảm đến 1.6 bar sẽ ngắt mạch (OFF) và khi áp suất trong hệ thống tăng đến 2.0 bar công tắc áp suất sẽ nối mạch cho máy nén hoạt động trở lại (ON). Ở đây mạch 1-4 là ON và 1-2 là OFF. Tay còn chỉnh 3 mang cơ cấu lật 16 và tiếp điểm 2 được dẫn tới đáy của hộp xếp 9. Tay đòn nối cơ cấu lật 16 tới lò xo phụ chỉ có thể xoay quanh một chốt cố định ở khoảng giữa tay đòn. Vì thế tiếp điểm chỉ có 2 vị trí cân bằng. Hộp xếp chỉ có thể dịch chuyển khi áp suất vượt qua giá trị ON và OFF. Vị trí của cơ cấu lật tác động lên cơ cấu này với 2 lực, lực thứ nhất là từ hộp xếp trừ đi lực của lò xo chính, và lực thứ hai là lực kéo của lò xo vi sai.
Trên hình tiếp điểm đang ở vị trí ON (1-4). Khi tiếp điểm chuyển sang (1-2) là vị trí OFF. Bây giờ áp suất trong hộp xếp giảm, hầu như không có chi tiết nào trong công tắc áp suất chuyển động. Chỉ khi nào áp suất trong hộp xếp giảm xuống dưới mức cho phép, hộp xếp co lại, tay đòn 3 bị kéo xuống dưới đủ mức làm cho cơ cấu lật 16 đột ngột thay đổi vị trí, tiếp điểm 1 đột ngột rời 4 bật xuống 2 (OFF), máy nén lạnh ngưng chạy. Khi áp suất tăng lên và vượt giá trị cho phép, nhờ cơ cấu lật, tay đòn 3 lại đột ngột thay đổi vị trí tiếp điểm 1 sang 4 (ON).
Công tắc áp suất thấp
Công tắc áp suất thấp là loại công tắc hoạt động ở áp suất bay hơi và ngắt mạch điện của máy nén khí áp suất giảm xuống quá mức cho phép để bảo vệ máy nén và đôi khi để điều chỉnh năng suất lạnh. các bạn có thể tham khảo hình giới thiệu về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của công tắc áp suất thấp kiểu KP1, 1A, 2 của Danfoss.
Công tắc áp suất cao
Công tắc áp suất cao loại công tắc áp suất hoạt động ở áp suất ngưng tụ của môi chất lạnh và ngắt mạch điện khi áp suất vượt mức cho phép để bảo vệ máy nén. Công tắc áp suất cao hoạt động ở áp suất ngưng tụ và ngắt mạch điện của máy nén cũng như các thiết bị có liên quan. Nguyên tắc cấu tạo của công tắc áp suất cao cũng tương tự như công tắc áp suất thấp nhưng các tiếp điểm được bố trí ngược lại. Khi áp suất đầu đẩy máy nén tăng vượt quá giá trị áp suất cho phép (giá trị cài đặt trên công tắc áp suất), công tắc áp suất mở tiếp điểm ngắt mạch điện cung cấp cho máy nén để bảo vệ. Khi áp suất giảm xuống dưới giá trị áp suất cài đặt trừ đi vi sai thì công tắc áp suất cao lại tự động đóng mạch cho máy nén hoạt động trở lại.
Tuy nhiên, do yêu cầu về an toàn người ta chia công tắc áp suất cao làm 3 loại:
- Công tắc áp suất cao thường là loại vừa giới thiệu trên. Ngoài ra còn có 2 loại an toàn cao hơn, không đóng mạch cho máy nén làm việc trở lại như sau:
- Công tắc áp suất cao có giới hạn áp suất, đặc điểm là có nút reset bằng tay trên vỏ máy. Khi đã ngắt (OFF) công tắc áp suất không tự động đóng mạch lại được mà phải có tác động ấn nút reset của người vận hành máy.
- Công tắc áp suất cao có giới hạn áp suất an toàn, đặc điểm là có tay đòn reset nằm trong vỏ máy. Khi ngắt mạch điện máy nén (OFF), công tắc áp suất không tự động đóng mạch lại được mà người vận hành máy phải kiểm tra nguyên nhân tăng áp suất, mở nắp công tắc áp suất và dùng dụng cụ để đưa tay đồn reset trở lại vị trí ban đầu.
Công tắc áp suất kép
Công tắc áp suất kép gồm công tắc áp suất cao và công tắc áp suất thấp được tổ hợp chung lại trong một vỏ thực hiện chức năng của cả hai công tắc áp suất, ngắt điện cho máy nén lạnh khi áp suất cao vượt quá mức cho phép và khi áp suất thấp hạ xuống dưới mức cho phép. Việc đóng điện lại cho máy nén khi áp suất cao giảm xuống và áp suất thấp tăng lên trong phạm vi an toàn cũng được thực hiện tư động, bằng tay với nút nhấn reset ngoài hoặc bằng tay với tay đòn reset phía trong vỏ như đã mô tả ở trên. Công tắc áp suất kép được sản xuất cho cả môi chất freon và amoniac. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và làm việc của chúng là giống nhau. Kết cấu của công tắc áp suất amoniac đảm bảo độ bền vững chống ăn mòn và làm việc an toàn trong các phòng dễ gây nổ.
Cấu tạo của công tắc áp suất kép
Trong đó:
1. Vít đặt áp suất thấp (LP);
2. Vít đặt vi sai Δp (LP);
3. Tay đòn chính;
5. Vít đặt áp suất cao (HP);
7. Lò xo chính;
8. Lò xo vi sai;
9. Hộp xếp dãn nở;
10. Đầu nối áp suất thấp;
11. Đầu nối áp suất cao;
12. Tiếp điểm;
13. Vít đấu dây điện;
14. Vít nối đất;
15. Lối luồn dây điện;
16. Cơ cấu lật để đóng mở tiếp điểm nhanh và dứt khoát;
18. Tấm khóa;
19. tay đòn;
20. Nút reset.
Nguyên lý hoạt động của công tắc áp suất kép
Thì thao tác nút di chuyển trên công tắc nhỏ và thay đổi nó đến các tiếp điểm mở bình thường (NO đến C) sẽ đóng và các tiếp điểm bình thường đóng (NC đến C) sẽ mở ra áp lực mà tại đó bộ chuyển đổi vi mô thay đổi được thiết lập bằng cách điều chỉnh nút cài đặt di chuyển nút này điều chỉnh độ căng của dải lò xo.
Khi lực áp suất cho tấm là đủ cao để nén các dải lò xo thì tấm áp lực sẽ bắt đầu tăng nếu lực đủ lớn tấm áp lực sẽ tăng lên cho đến khi các tiếp điểm kết nối khi đó mạch điện bị đóng lại và nguồn điện được cung cấp cho mạch. Sự chuyển động từ cảm biến sẽ kích hoạt một tín hiệu điện bằng cách thay đổi vị trí của các tiếp điểm điện trong công tắc.
Màng chắn thực hiện cơ chế võng xuống được lắp đặt với tấm áp lực. Khi áp suất thấp, không có đủ lực để cuộn hoặc nén lò xo, và mạch điện vẫn mở. Công tắc điện tử (thực hiện việc tắt) là thành phần quan trọng nhất cần thiết cho một công tắc áp suất đơn giản.
Sử dụng công tắc áp suất an toàn dạng Manual Reset là một lựa chọn tiêu chuẩn. Các thiết bị công tắc áp suất này có thể được nối để tạo hoặc phá vỡ một mạch điện hay mở và đóng khi công tắc không được kích hoạt.
Cách điều chỉnh công tắc áp suất
Ví dụ chúng ta muốn cài đặt áp suất tại 6bar, ta sẽ làm như sau:
- Bước 1: tăng áp suất lên mức 6bar và ổn định nó
- Bước 2: sử dụng vít điều chỉnh điểm đặt VG sau đó giãn phạm vi lò xo RG đến khi công tắc C thay đổi trạng thái
- Bước 3: siết lại và dừng tại nơi mà các công tắc C được lồng vào nhau trên đường lên
- Bước 4: từ từ tăng áp lực và sau đó từ từ hạ xuống một lần nữa. Đo ngưỡng kích hoạt trên và dưới
- Bước 5: tinh chỉnh cài đặt bằng vít điều chỉnh VG
- Bước 6: ngắt kết nối thiết bị khỏi băng ghế
- Bước 7:
- Với model F series (vỏ zamak) ta sử dụng vít để điều chỉnh vít VG
- Với model FP series (vỏ polyeste) và FX series (vỏ thép không gỉ) ta vặn nắp và niêm phong toàn bộ
- Bước 8: đóng nắp và siết chặt 4 ốc vít
Điều chỉnh công tắc áp suất điều chỉnh được (Adjust Dead Band)
Ví dụ chúng ta muốn cài đặt áp suất tại 2mbar rơi và 6mbar tăng, ta sẽ làm như sau:
- Bước 1: khống chế lò xo dãy chết (RE) bằng cách siết chặt hoàn toàn núm (ME)
- Bước 2: tăng áp lên ngưỡng áp suất thấp hơn (2mbar) và ổn định nó
- Bước 3: sử dụng vít điều chỉnh điểm đặt (VG) giãn lò xo (RG) cho đến khi điểm C được khó liên động đường xuống
- Bước 4: giữ áp suất ổn định mức 2mbar
- Bước 5: nén hoàn toàn lò xo dãy chết (RE) bằng cách siết chặt hoàn toàn núm (ME) (ngược chiều kim đồng hồ)
- Bước 6: tăng áp suất lên mức 6mbar và ổn định nó
- Bước 7: sử dụng núm điều chỉnh dãi chết ME, giản lò xo chết RE cho đến điểm chính xác khi chuyển đổi C
- Bước 8: từ từ tăng áp lực và sau đó từ từ hạ áp xuống. Đo ngưỡng kích hoạt dưới và trên
- Bước 9: tinh chỉnh cài đặt bằng vít VG (điều khiển ngưỡng thấp) và núm ME (độ lệch ngưỡng cao)
- Bước 10: ngắt kết nối thiết bị khỏi áp suất
- Bước 11:
- Với model F series (vỏ zamak) ta sử dụng vít để điều chỉnh vít VG
- Với model FP series (vỏ polyeste) và FX series (vỏ thép không gỉ) ta vặn nắp và niêm phong toàn bộ
- Bước 12: đóng nắp và siết chặt 4 ốc vít
Những lưu ý khi mua 1 công tắc áp lực
Thứ 1: Xác đinh nhu cầu và mục đích sử dụng để từ đó chọn loại công tắc áp lực phù hợp
Thứ 2: Tìm hiểu cách sử dụng bao gồm lắp đặt và điều chỉnh trước. Vấn đề này các bạn có thể tham khảo từ internet hoặc từ người bán để họ tư vấn
Thứ 3: Giá cả và chính sách bảo hành. Một role áp suất có giá trung bình từ vài chục nghìn đến vài trăm nghìn tuỳ loại. Các bạn có thể tham khảo shop tại đây
Thứ 4: Trong lựa chọn áp suất thì áp lực rất quan trọng. Áp lực này bao gồm: áp lực của hệ thống, áp lực tối đa hệ thống đạt được, áp lực điều chỉnh của role, áp lực tối đa role chịu được\
Một số lưu ý về việc sử dụng công tắc áp suất
Tuổi thọ của công tắc áp suất: Mức độ thường xuyên được kích hoạt của công tắc áp suất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ, thời gian ngừng hoạt động của hệ thống và lịch trình sửa chữa. Nói chung, công tắc áp suất dạng màng sẽ có tuổi thọ cao nhất, tiếp theo là kiểu piston và núm vặn. Tuổi thọ thực tế của một công tắc áp suất sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau bao gồm tốc độ chu trình (công tắc áp suất dạng màng hoạt động rất giống như lò xo, do đó cần tránh chu kỳ cao), áp suất tối thiểu và tối đa, điểm cài đặt, tốc độ thay đổi áp suất, sốc thủy lực, và tải hiên tại (amp) lên công tắc điện.
Điểm chết của công tắc: Điểm chết là sự chênh lệch giữa điểm khởi động và điểm khởi động lại trong một công tắc áp suất. Nếu thiết lập điểm chết quá nhỏ, thì công tắc sẽ liên tục mở và đóng chỉ với những thay đổi nhỏ trong áp suất đầu vào của quá trình. Điều này được hiểu như là “thiếu độ chính xác” và là một nguyên nhân chính gây ra việc công tắc áp suất không còn có chức năng hoạt động theo đúng thiết kế của nó.
Dãy áp suất: Các điểm cài đặt tối thiểu và tối đa của công tắc áp suất cũng như áp suất vận hành hệ thống tối đa và áp suất thiết kế hệ thống tối đa phải được xác định. Điểm điều chỉnh deadbands có thể được đặt ở 10-50% trong phạm vi. Đối với công tắc áp suất chênh áp, áp suất tĩnh hoặc “làm việc” là cần thiết.
Điểm công tắc chuyển đổi: Thường là chỉ cần một điểm chuyển đổi, tuy nhiên, hệ thống không yêu cầu hai hoặc thậm chí là bốn điểm chuyển đổi (ví dụ: cao, thấp, cao-cao, thấp-thấp) được giám sát, kiểm soát hoặc báo động. Khi lựa chọn công tắc áp suất, người ta có thể chọn một công tắc đơn cho mỗi điểm chuyển đổi hoặc một công tắc đơn có khả năng xử lý tới 4 điểm chuyển đổi riêng biệt.
Lời kết:
Trên đây là các thông tin và kiến thức liên quan đến Công tắc áp suất là gì ?, hy vọng thông qua đó các bạn sẽ ít nhiều có thêm các kiến thức để phục vụ cho việc học cũng như công việc sau này. Vì là kiến thức cá nhân cũng như thu thập được từ các trang mạng nên sẽ không khỏi sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp của các bạn để bài viết ngày càng hoàn thiện hơn.
