Приборы контроля давления рабочих сред – реле давления

Нормальное функционирование технологического оборудования в автоматическом режиме работы должно происходить в условиях постоянного контроля заданных параметров используемых в этом оборудовании газообразных или жидких рабочих сред. Основным параметром этих сред является давление этой среды в подводящей магистрали.

Использование в системах автоматизации производственных процессов пневмомеханизмов, работа которых основана на использовании в качестве рабочей среды сжатого воздуха, ставит задачу подачи сжатого воздуха к его потребителям строго определенного давления. Эта задача решается с помощью специальных регуляторов давления (редукторами давления или редукционными клапанами).

Редуктор давления — регулятор, служащий для автоматического понижения давления сжатого воздуха и автоматического поддержания его на заданном уровне.

В качестве редукторов применяются преимущественно диафрагменные (рис.8) и сильфонные. Эти редукторы используются для получения относительно невысоких давлений (до 30—40 кГ/см2) вследствие ограниченной прочности диафрагмы и сильфона.

Затвор в клапанах, предназначенных для работы с газами, выполняют обычно в виде плоского (пластинчатого) обрезиненного или изготовленного из эластичного материала клапана, сажаемого на гнездо с закругленными выступающими кромками (реже применяются шариковые затворы). На рис.8 a, показан один из аппаратов этого назначения, который в практике получил название стабилизатора (редуктора) давления. Принцип его работы основан на автоматическом изменении проходного сечения потока воздуха при изменении давления и расхода воздуха в питающей сети и поддержании, таким образом, постоянства давления воздуха на выходе стабилизатора (в линии потребителей). Постоянство давления обеспечивается автоматическим изменением положения дроссельного клапана, регулирующего проходное сечение потока воздуха при колебаниях давления в камере а, связанного с выходом.

Рис.6. Редуктор (регулятор) давления воздуха (а) и схема применения его в пневмоприводе (б).

На рис.6 a, показан один из аппаратов этого назначения, который в практике получил название стабилизатора (редуктора) давления. Принцип его работы основан на автоматическом изменении проходного сечения потока воздуха при изменении давления и расхода воздуха в питающей сети и поддержании, таким образом, постоянства давления воздуха на выходе стабилизатора (в линии потребителей). Постоянство давления обеспечивается автоматическим изменением положения дроссельного клапана, регулирующего проходное сечение потока воздуха при колебаниях давления в камере а, связанного с выходом.

Для установки требуемого рабочего давления на выходе стабилизатора служит регулировочный (дроссельный) винт 1, с помощью которого изменяют усилие пружины 2, воздействующей на мембрану 3, связанную с клапаном 4, который удерживается в седле пружиной 5. Изменение давления и расхода воздуха в сети вызывает перемещение мембраны 3 и клапана 4, вследствие чего изменяется проходное сечение потока воздуха до тех пор, пока силы, воздействующие на мембрану 3, не уравновесятся и давление в камере а не стабилизируется. При уменьшении давления в камере а, что может быть вызвано уменьшением давления в подводящей сети или увеличением расхода воздуха потребителями, мембрана 3 под действием пружины 2 опустится и, переместив вниз клапан 4, увеличит проходное сечение потока воздуха, что обеспечит выравнивание давления в камере а до заданного.

Увеличение давления в камере а вызовет обратное действие указанных частей стабилизатора. Малейшее изменение давления в камере а вызовет мгновенное изменение положения клапана 4.

Электропневматическое реле и индикатор давления. Для контроля давления в пневмосистемах, осуществляемого воздействием на контакты микропереключателя, включенного в электрическую цепь управления, применяют реле давления. Реле представляет собой нагруженную пружиной мембрану 1, на которую действует рабочее давление воздуха (рис.7).

Давление воздуха, подводимого к каналу а, действует через мембрану 1 на грибок 2 и толкатель 5. Если усилие, развиваемое давлением воздуха, превышает усилие противодействующей пружины 3 (усилие пружины регулируется винтом 4), то толкатель 5 перемещается и воздействует на штифт микропереключателя 6.

Аналогичное по принципу действия устройство, называемое индикатором давления, применяют для подачи сигнала о наличии давления на определенных участках пневмосистемы. Этот индикатор представляет собой миниатюрный силовой цилиндр одностороннего действия (рис.8). В корпусе 1 цилиндра перемещается поршенек 3, уплотняемый резиновой манжетой 4.

При отсутствии давления на контролируемом участке пневмосистемы поршенек 3 под действием пружины 2 удерживается в крайнем правом положении.

Рис.7. Электропневматическое реле    Рис.8. Силовой цилиндр

При появлении же давления он, сжимая пружину 2, перемещается влево. Выдвинутый шток 5 сигнализирует с помощью механических или электрических устройств о наличии давления на том участке пневмоцепи, к которому подключен индикатор давления.

В настоящее время в связи с развитием электроники получают развитие и применение в системах автоматизации технологических процессов реле давления Beck 901 Prescal. Реле этого типа являются регулируемыми и предназначены для измерения избыточного давления, разряжения или разности давлений жидкостей или газов (как агрессивных так и неагрессивных). Установка величины контролируемых параметров осуществляется вручную. Принцип действия реле давления Beck 901 Prescal заключается в том, что оно содержит в своей основе переключающий механизм мгновенного действия, который приводится в движение мембраной и который может быть настроен на требуемое давление с помощью винтовых пружин.

Если давление достигает установленной величины, происходит переключение механизма (размыкание или замыкание контактов).

Реле давления серии 901 могут перестраиваться в процессе работы в широком диапазоне рабочих давлений.