+7 (495) 543 88 54

Пн-Пт: с 9:00 до 17:00 по МСК

Email:

06.08.2025

Что такое реле давления?

Реле давления используются в гидравлической отрасли, нефтегазовой промышленности, а также в сельском хозяйстве, химической/нефтехимической промышленности и системах водоснабжения/водоотведения и других сферах. Обычно они применяются с насосами, котлами, горелками, источниками питания и в других установках.

Принцип работы реле давления

Когда давление от процесса подаётся в реле давления, происходит следующее:

  1. Давление подаётся от источника давления через процессное соединение.
  2. Это давление оказывает усилие на исполнительный элемент (также называемый мембраной), заставляя его двигаться вверх.
  3. Однако противоположное усилие, создаваемое пружиной и регулировочной гайкой, мешает исполнительному элементу двигаться вверх.
  4. Чтобы исполнительный механизм начал движение, усилие от источника давления должно превышать противоположное усилие от пружины.
  5. Уставка реле регулируется с помощью регулировочной гайки:
    • При поднятии регулировочной гайки усилие в пружине уменьшается (уставка снижается).
    • При опускании регулировочной гайки усилие в пружине увеличивается (уставка повышается).
  6. Когда усилие от давления процесса превышает усилие пружины, исполнительный элемент движется вверх, перемещая толкатель и вызывая изменение состояния реле.
Конструктивные элементы работы реле давления

Ключевые элементы реле давления

Коммутационный элемент (также известный как микровыключатель). Микровыключатель изменяет состояние, когда толкатель нажимает и отпускает кнопку на микровыключателе. Это вызывает перемещение внутреннего рычага от одного из внутренних контактов и соединение с другим контактом.

Коммутационный элемент – нормально открытый и нормально закрытый

Нормально открытый (NO) контакт. Контакт NO разомкнут, когда давление ниже уставки, и замкнут, когда давление превышает уставку. Например, реле с уставкой 10 psi будет разомкнуто при давлении ниже 10 psi (показано сверху слева) и замкнется при давлении выше 10 psi (см. выше).

Нормально закрытый (NC) контакт. Контакт NC действует противоположным образом. Реле замкнуто, когда давление ниже уставки, и размыкается, когда давление превышает уставку. Например, реле с уставкой 10 psi будет замкнуто при давлении ниже 10 psi и разомкнуто при давлении выше 10 psi (см. выше).

Указанные контакты NO и NC работают для реле давления. Однако при использовании вакуумного реле (рассчитанного на давление ниже атмосферного или барометрического) логика работы обратная.

Конфигурации микровыключателей. Существует два типа конфигураций элементов микровыключателей:

  • Однополюсный двухпозиционный (SPDT)
    Элемент переключателя SPDT имеет один нормально открытый, один нормально закрытый и один общий контакт. Это реле позволяет задавать 1 уставку и может быть подключено к цепи нормально открытого или нормально закрытого типа.
Однополюсный двухпозиционный (SPDT)
  • Двухполюсный двухпозиционный (DPDT)
    Элемент переключателя DPDT имеет 2 отдельных контакта, каждый с 1 нормально открытым, 1 нормально закрытым и одним общим контактом. Такие реле позволяют подключать две независимые нагрузки, которые будут активироваться при одинаковых уставках. Пользователь может подключить каждую цепь к нормально открытым или нормально закрытым контактам.
Двухполюсный двухпозиционный (DPDT)

Для получения коммутирующего элемента DPDT производители берут два переключателя SPDT и монтируют их в специальный кронштейн, который позволяет им срабатывать при одном и том же заданном значении (уставке).

Чувствительный элемент давления. Чувствительный элемент давления перемещается или смещается пропорционально приложенному давлению (или вакууму). Это может быть либо мембрана, либо поршень.

  • Мембрана. Выбор подходящей мембраны важен, поскольку мембрана является частью реле давления, которая контактирует с измеряемым воздухом, газом или жидкостью. Проще говоря, выбранный вами материал мембраны должен быть совместим с рабочей средой применения.

Вот примеры материалов мембран, подходящих для многих различных типов применений:

  • Буна-Н или Viton (гидравлические, нефтяные или газовые применения)
  • Тефлон (химические применения)
  • Нержавеющая сталь (применения с паром, водой или сточными водами)
  • Монель (применения, связанные с NACE)

Каждый материал имеет определенный диапазон температур и давлений, который он может выдерживать без повреждений.

Диапазоны температур и давлений материалов мембран

Материал Температура Давление
Buna-N 0 до 150 °F (-18 до 66 °C) Вакуум до 3000 psi (210 бар)
Viton 20 до 300 °F (-7 до 149 °C) Вакуум до 3000 psi (210 бар)
Teflon 0 до 150 °F (-18 до 66 °C) Вакуум до 3000 psi (210 бар)
Нержавеющая сталь 0 до 300 °F (-18 до 149 °C) 0 до 1000 psi (70 бар)
Monel 0 до 300 °F (-18 до 149 °C) 0 до 1000 psi (70 бар)
  • Поршень. Поршневые элементы используются для конструкций с более высоким давлением, обычно от 1000 фунтов на квадратный дюйм или выше. Поршни обычно изготавливаются из нержавеющей стали и имеют уплотнительное кольцо. Важно убедиться, что материал нержавеющей стали и материал уплотнительного кольца совместимы с процессом.

Контрольное и разрушающее давление. Важно понимать оба типа давления, чтобы быть уверенным, что используемые вами реле соответствуют вашему применению.

  • Контрольное давление — это максимальное давление, которое может быть приложено к реле давления без причинения повреждений. Контрольное давление определяется в строгих лабораторных условиях, включая контролируемую скорость изменения давления и температуры. Это значение приведено только для справки.
  • Разрушающее давление — это максимальное давление, которое может быть приложено к реле давления без утечки или разрыва. Обычно разрушающее давление составляет не менее 400% от диапазона реле. Реле, которые подвергаются воздействию давлений, превышающих разрушающее давление, могут быть необратимо повреждены.

Чтобы полностью раскрыть потенциал реле и гарантировать его безупречную работу даже в самых сложных условиях – при давлениях выше номинального диапазона или отклонениях от референсной (контрольной) температуры – настоятельно рекомендуется консультация с производителем. Понимание контрольного давления, полученное в результате такого диалога, расширяет горизонты применения реле, позволяя успешно использовать его в тех областях, где ранее это казалось невозможным.

Дифференциальное и статическое давление. Дифференциальное давление — это измерение разницы давлений между двумя точками в системе. Статическое давление — это нормальное рабочее давление системы.

Во многих областях применения с фильтрами или сетчатыми фильтрами важно знать, когда фильтр необходимо очистить или заменить. По мере прохождения жидкости через фильтр, загрязнения вызывают падение давления с одной стороны фильтра на другую.

  • 20 фунтов на квадратный дюйм = статическое давление, нормальное давление, протекающее через систему (обе стороны фильтра)
  • 5 фунтов на квадратный дюйм = уставка, при которой оператор хочет знать, когда происходит падение давления на 5 фунтов на квадратный дюйм между двумя сторонами фильтра. (Это также известно как дифференциальное давление.)

Реле используется для контроля потока, поступающего в фильтр и выходящего из него, и когда давление на выходе падает до 15 фунтов на квадратный дюйм (что составляет дифференциал в 5 фунтов на квадратный дюйм, то есть уставку в 5 фунтов на квадратный дюйм), оператор получает замыкание контакта, сообщающее ему о необходимости очистки или замены фильтра.

Контроль потока с помощью реле давления

Повторяемость (Точность). Повторяемость — это способность реле многократно открываться и закрываться при одной и той же уставке. Для большинства реле Ashcroft, включая наши продукты серии B, наша точность составляет +/- 1% от диапазона. Так, для устройства с диапазоном 100 фунтов на квадратный дюйм точность составляет +/- 1 фунт на квадратный дюйм. Если у вас уставка 50 фунтов на квадратный дюйм, реле должно замыкаться каждый раз где-то между 49 и 51 фунтом на квадратный дюйм.

Зона нечувствительности (также известная как гистерезис или дифференциал). Поскольку реле давления являются механическими устройствами, физика устройства не позволяет реле сбрасываться сразу после того, как давление падает ниже уставки.

Как видно на графике ниже, при повышении давления реле срабатывает при уставке, когда давление падает, реле не сбрасывается немедленно, это и есть зона нечувствительности реле.

Уставка зоны нечувствительности и точка сброса

Важно отметить, что:

  • При возрастающей уставке реле сбросится при более низком значении давления.
  • При убывающей уставке реле сбросится при более высоком значении давления.

Диапазон давления, материал мембраны и коммутирующий элемент — все это переменные, которые определяют зону нечувствительности реле. Насколько она велика или мала, зависит от этих переменных.

Сертификаты. Реле давления — это электрические устройства со множеством взрывозащищенных и водонепроницаемых применений, которые требуют одобрения агентств, таких как электробезопасность, опасные зоны и уровни полноты безопасности (SIL).

Полезная информация: