1. Теоретичні основи принципу дії реле тиску

1.1. Основні положення побудови реле тиску

Залежно від зв'язку між зміною контрольованого тиску і станом вихідних контактів реле тиску підрозділяються на реле низького (РНТ) і високого (РВТ) тиску.

Статичні характеристики цих приладів тиску нелінійні. Їх особливість полягає в тому, що плавна зміна вхідного сигналу (тиску) викликає стрибкоподібну зміну вихідної величини – замикання або розмикання електричного контакту. Вихідна величина релейного елементу може приймати лише фіксовані (дискретні) значення: для двопозиційного – два значення (замкнуте або розімкнуте), трипозиційного – три (замкнуте – нейтральне - розімкнуте), багатопозиційного (замикання пари контактів згідно рівню вхідного сигналу). Таким чином, кількість контактів, відповідна кількості його позицій.

Такі реле призначені для захисту компресора по тиску нагнітання і всмоктування.

1.2. Статичні характеристики реле тиску

Реле високого і низького тиску мають двопозиційну (релейну) статичну характеристику, приведену на рис. 1.1, яка визначається прямим Рпс і зворотним Рзс спрацьовуванням.

Під прямим спрацьовуванням розуміється перемикання контакту, що відбувається при величині тиску досягнутому значення Рпс і більше. Цей тиск відповідає установці приладу, відлічуваної за шкалою настройки. Зворотне спрацьовування відбувається при зменшенні тиску Рзс, відмінним від Рпс величиною зони повернення æ, званою диференціалом. На схемі, рис. 1.1,а, показаний вихідний контакт, що перемикається, який при зміні тиску може замикати пару 1-2 або пару2-3.

Рисунок 1.1 – Схема контактів (а) і статичні характеристики одинарних реле

низького (б) і високого (в) тиску.

Якщо у реле з характеристикою, приведеною на рис. 1.1,б, зона повернення направлена у бік збільшення тиску відносно Рпс, то такі реле являються реле низького тиску.

Реле з характеристикою, зображеною на рис.1.1,в, де зона повернення розташована нижче за тиск Рпс, відносяться до реле високого тиску.

1.2. Конструкції і принцип дії реле тиску, реле різниці тиску і реле протоки

1.2.1. Реле низького тиску

На рис 1.2 приведені зовнішній вигляд (а), принципова схема (б) реле низького тиску і конструкція (в)

Чутливим елементом РНТ є сільфон 1, ув'язнений в коробку 2. Контрольований тиск Р вводиться через штуцер коробки. Зміну тиску здійснює переміщення днища сільфону, до якого кріпиться штовхач 5. Окрім сили, що розвивається сільфоном, на штовхач знизу діє пружина 4, що спирається на упор 3. Зверху на штовхач діє важіль 7. Сила, що розвивається сільфоном, залежить від різниці між контрольованим і атмосферним тиском.

Примітка. У деяких частинах конструкції низькотемпературних установкок контрольований тиск нижче атмосферного. Працездатність реле забезпечується пружиною 4, яка при всьому тиску забезпечує зіткнення штовхача 5 і важеля 7.

Рисунок 1.2 - Зовнішній вигляд (а), конструкція (б) і принципова схема (в)

реле низького тиску.

Опір, що випробовується штовхачем до початку руху вгору, визначається початковим натягом пружини 8, залежно від положення гвинта задатчика 14. Чим більше початковий натяг, тим вище тиск, при якому почне рух важіль 7. Після початку руху важеля його лівий кінець входить в зіткнення з верхнім виступом вилки важеля 6. Тому далі до сил, що діють на важіль 7, додається сила розтягування пружини 9, яка і визначає величину зони повернення реле. Початковий натяг пружини 9 визначається гвинтом 10 настройок зони повернення (диференціала).

Рух важеля передається на його вертикальне плече 22, яке при підвищенні тиску рухається управо і тисне на упор поворотного важеля 21, який також відхиляється управо. Місце закріплення верхнього кінця пружини 20 (крапка а) описує дугу навколо центру с і переміщується управо. Переміщення буде здійснюватися до тих пір, поки його пружина 20 знаходиться лівішим за повідець 23, сила натягнення пружини створює момент, що відхиляє важіль з рухомою частиною контакту 18 управо. Як тільки вісь пружини виявиться паралельною повідцю 23, момент зникне, а потім при виході пружини правіше за повідець з'явиться момент, що повертає контактний важіль вліво. Система втрачає стійкість, і контактний важіль різко перекинеться вліво, і контакт 17-18 розмикається, а контакт 18-19 замикається.

При зменшенні тиску механізм пересуває контактний важіль в протилежному напрямі, тим самим замикаючи контакт 17-18 і розмикаючи контакт 18-19.

Для настройки тиску прямого спрацьовування є шкала 13 з покажчиком 15, пов'язаним із задатчиком. Шкала 12 з покажчиком 11 показує встановлену зону повернення (величину диференціала). Зовнішній ланцюг управління приєднаний до виводів 16.

Пояснення. 1. Реле високого тиску відрізняється від розглянутого реле низького тиску відсутністю додаткової пружини 5 в сильфоні, іншому приєднанні пружини 9 до вилки важеля 6, а так само в зворотному розташуванні контакту важеля 6 з важелем 7. (Див. література [2], с. 169).

2. Для забезпечення компактності і зниження кількості приладової елементної бази автоматичних систем, в промисловості використовується здвоєне реле тиску. Такі прилади об'єднують в одному корпусі реле низького і високого тиску, і мають два входи по низькому і високому тиску і один вихід – релейно-контактну групу управління живленням двигуна компресора.. (Див. лаб. робота №2, част.2, рис.1.6).