Công tắc áp suất

Cập nhật lần cuối ngày 09/08/2023 lúc 04:11 chiều

Công tắc áp suất hay rơ le áp suất đều là tên gọi chung của một thiết bị có tên tiếng anh là Pressure Switches, chúng được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là những ứng dụng trong công nghiệp.

Trong bài viết ngày hôm nay hãy cùng VIVA, tìm hiểu các thông tin liên quan đến rơ le áp suất như: Cấu tạo, hoạt động, chức năng, ứng dụng,…

Tìm hiểu về công tắc áp suất

Công tắc áp suất là thiết bị có chức năng kích hoạt hoặc ngắt mạch điện, dựa trên tín hiệu liên quan đến sự thay đổi áp suất của một hệ thống nào đó, thường là hệ thống khí nén hoặc hệ thống thủy lực. Chúng có thể là một thiết bị cơ học hoặc thiết bị điện tử, phụ thuộc vào cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chính thiết bị đó.

Có hai loại công tắc áp suất chính là công tắc áp suất dương và công tắc áp suất âm. Công tắc áp suất dương được thiết kế để kích hoạt mạch điện khi áp suất vượt quá giá trị ngưỡng đã được đặt trước. Trong khi đó, công tắc áp suất âm được kích hoạt khi áp suất giảm dưới một ngưỡng nhất định.

Như những loại công tắc thông thường, thiết bị này được sử dụng với chức năng chính là bật hoặc tắt một loại máy móc thiết bị điện nào đó, nhưng thay vì tác động bật tắt trực tiếp bằng tay, rơ le áp suất sẽ bật tắt tự động nhờ vào sự thay đổi giá trị của áp suất cung cấp cho rơ le. Chính vì vậy mà rơ le áp suất được sử dụng trong hệ thống, còn có ý nghĩa bảo vệ thiết bị trong một số trường hợp nhất định.

Cấu tạo và hoạt động của công tắc áp suất

Cấu tạo cơ bản của công tắc áp suất

Trên thực tế có nhiều loại công tắc áp suất khác nhau đã và đang được sử dụng, cấu tạo của những thiết bị này sẽ có sự khác biệt nhất định.

Dưới đây là cấu tạo cơ bản của một thiết bị rơ le áp suất:

• Đầu đấu dây: Với thiết bị mà chúng ta đang nhắc đến ở đây là thiết bị cơ bản, chúng có cấu tạo rất đơn giản, nên có 2 đầu đấu dây (1 để nối với nguồn điện, đầu còn lại nối với thiết bị cần bật tắt), trong thực tế số lượng đầu đấu dây của rơ le có thể thay đổi phụ thuộc theo chủng loại.
• Vít điều chỉnh: Chi tiết có chức năng điều chỉnh mức áp suất hoạt động đóng mở của công tác áp suất.
• Tiếp điểm điện: các tiếp điểm điện được chế tạo từ loại vật liệu có khả năng dẫn điện tốt, chúng là bộ phận chính tác động đến hoạt động đóng mở của công tắc áp suất, trạng thái đóng mở này sẽ thay đổi khi mà áp suất bên trong hệ thống thay đổi, quá ngưỡng giới hạn.
• Màng áp suất: Bộ phận này có hai chức năng chính bao gồm ngăn cách các tiếp điểm điện và lưu chất, tác dụng thứ 2 là khuếch đại lực tác dụng từ do áp suất hệ thống tác dụng lên thiết bị.
• Lò xo: Lực đàn hồi của lò xo có tác dụng triệt tiêu, lực được hình thành từ áp suất của hệ thống, nhằm duy trì trạng thái làm việc ổn định trong một phạm vi áp suất nào đó.
• Trục: Chi tiết có nhiệm vụ ổn định chuyển động và truyền động đối với bộ phận tiếp điểm điện.

Hoạt động của công tắc áp suất

Về cơ bản công tắc áp suất hoạt động dựa trên sự chênh lệch lực tác động, đến từ hai phía đó là một phần là lực tác động từ lò xo, phần còn lại là lực tác động do áp suất của khí nén ép lên màng van, hai lực này có cùng phương và ngược chiều với nhau.

Lực đàn hồi của lò xo ta có thể coi như không đổi trong một chu kỳ hoạt động, giá trị thay đổi ở đây thông thường sẽ là áp suất của hệ thống, sử dụng công tắc áp suất.

Khi áp suất tác dụng lên thiết bị thay đổi, áp suất càng lớn lực tác dụng phát sinh do áp suất ngày càng tăng lên, đến một ngưỡng nhất định lực này thắng lực tác động từ phái lò xo.

Công tắc áp suất sẽ thay đổi trạng thái làm việc, đó là ngắt mạch điện không cho dòng điện chạy qua (đối với công tắc áp suất dương), còn đối với công tắc áp suất âm, quá trình này sẽ đảo ngược lại.

Tính năng của công tắc áp suất

Về cơ bản công tắc áp suất có chức năng cơ bản, giống như một công tắc điện thông thường, đó là bật hoặc tắt một mạch điện nào đó,. Tuy nhiên do có thiết bị có cấu tạo đặc biệt hơn, chính vì vậy mà nó có thêm những chức năng khác bao gồm

• Bật tắt tự động: Thiết hoạt động dựa trên sự thay đổi của áp suất của hệ thống, vì vậy mà nó khả năng hoạt động một cách độc lập.
• Có khả năng điều chỉnh giới hạn áp suất làm việc: Trên thân của các thiết bị cảm biến áp suất, đều được thiết kế vít điều chỉnh giới hạn áp suất đóng mở của thiết bị. Chi tiết này khi được điều chỉnh sẽ nới lỏng hoặc siết chặt hơn lò xo, từ đó làm thay đổi lực đàn hồi của chi tiết này, và vì thế giới hạn của áp suất thay đổi trạng thái làm việc của công tắc áp suất cũng thay đổi theo.
• Bảo vệ hệ thống: Với khả năng tự động ngắt dòng điện cung cấp cho thiết bị, khi mà đã đến một giới hạn áp suất nào đó, nên ta có thể hoàn toàn cài đặt giới hạn áp suất của hệ thống cho công tắc áp suất. Lúc này khí hệ thống đạt đến giới hạn áp suất đã cài đặt trước đó, thiết sẽ ngắt nguồn điện duy trì hoạt động của máy bơm, máy nén khí,…(tùy thuộc hệ thống).

Những hư hỏng thường gặp của công tắc áp suất

Công tắc áp suất là thiết bị được đánh giá là có độ bền khá cao, trong điều kiện làm việc lý tưởng, những thiết bị này có thể làm việc liên tục trong rất nhiều năm.

Tuy nhiên trong thực tế ứng dụng, không phải lúc nào thiết bị này cũng được sử dụng trong điều kiện lý tưởng, mà phần lớn công tắc áp suất thường được sử dụng trong những điều kiện làm việc khắc nghiệt. Điều này dẫn đến những tình trạng hỏng hóc, mà nếu biết nguyên nhân ta có thể khắc phục kịp thời.

Những hư hỏng thường gặp phải của công tắc áp suất bao gồm:

• Cháy tiếp điểm: Nguyên nhân của hiện tượng cháy tiếp điểm, thường do dòng điện tăng quá cao hoặc xuống quá thấy, hoặc giữa các tiếp điểm có bụi gây cản trở quá trình dẫn điện, theo thời gian lượng nhiệt phát sinh càng nhiều, dẫn đến tiếp điểm điện bị cháy.
• Rò rỉ chất lưu: Phụ thuộc vào loại công tắc cảm biến được sử dụng trong hệ thống nào, mà loại chất lưu rò rỉ là khác nhau (khí nén, dầu thủy lực hoặc nước). Nguyên nhân của hiện tượng này có thể, do thiết bị đã sử dụng quá lâu trong hệ thống, dẫn đến bộ phận màng ngăn bị lão hóa, hoặc piston bị mài mòn quá mức.
• Công tắc bị kẹt: Đây là tình trạng thường hay gặp phải với những thiết bị công tắc áp suất dạng cơ, làm việc trong điều kiện có nhiều bụi bặm và độ ẩm cao. Độ ẩm và bụi kết hợp với nhau lâu ngày sẽ bám vào các cơ cấu, bên trong công tắc áp suất gây ra các cản trở chuyện động.
• Hỏng hóc linh kiện điện tử: Đối với dòng sản phẩm công tắc áp suất dạng điện tử, do được cấu thành từ nhiều loại linh kiện điện tử, mà những linh kiện này thường dễ bị ảnh hưởng, bởi các yếu tố môi trường bao gồm nhiệt độ, độ ẩm. Vì vậy trong những điều kiện không phù hợp thiết bị, có thể phát sinh hư hỏng.

Ứng dụng thực tiễn của công tắc áp suất

Xuất phát từ những tính năng hữu ích mà công tắc áp suất mang lại, kết hợp với sự đa dạng chủng loại của chính dòng sản phẩm này, chúng được ứng dụng trong nhiều hệ thống mà trong đó yếu tố áp suất đóng vai trò quan trọng.

Một vài ví dụ thể hiện ứng dụng thực tiễn của công tắc áp suất, có thể kể đến như.

Hệ thống khí nén

Đối với hệ thống khí nén, thiết bị này thường được lắp đặt trực tiếp lên các máy nén khí, và cụ thể ở đây là bình tích áp. Khi áp suất của khí nén trong bình đã đạt đến mức độ giới hạn, lúc này rơ le áp suất sẽ ngắt dòng điện, sử dụng để vận hành máy nén khí và máy sẽ không còn hoạt động nữa.

Hệ thống bơm nước

Gần giống như máy nén khí thì công tắc áp suất, được đấu nối vào đường dây cấp điện cho máy bơm nước, đầu cảm biến áp suất được đấu với đường ống nước ở đáy bồn chứa. Khi lượng nước bơm được càng nhiều, thì áp suất nước tác động lên công tắc áp suất càng cao. Áp dụng nguyên lý này các thiết bị công tắc áp suất, thường được sử dụng để điều khiển hoạt động cấp điện cho máy bơm.

Hệ thống thủy lực

Đối với hệ thống bơm dầu để vận hành các loại thiết bị thủy lực thuộc cơ cấu chấp hành, rơ le áp suất được sử dụng, nhằm mục đích đảm bảo áp suất của dầu thủy lực, làm việc bên trong hệ thống không bao giờ vượt quá giới hạn cho phép, được đặt ra trước đó bởi yêu cầu về đảm bảo an toàn.

Xem thêm sản phẩm van hút chân không.