پرشر سوئیچ چیست و انواع پرشرسوئیچ - الکتروبهمن

بررسی پرشر سوئیچ و انواع آن

پرشر سوئیچ یا سوئیچ فشار چیست؟

پرشر سوئیچ یا سوئیچ فشار، سوئیچ کنترل فشار است و برای تنطیم فشار مخازن یا جلوگیری از افزایش فشار در محیط های تحت فشار در صنعت کاربرد دارند. پرشر سوئیج یا کنترلر فشار دارای یک کنتاکت الکتریکی می باشد و با رسیدن فشار به مقدار تعیین شده، کنتاکت فعال می شود و یک سیگنال الکتریکی ارسال می شود و سوئیچ قطع می شود، ممکن است سوئیچ های فشار به گونه ای طراحی شوند که در صورت افزایش و یا کاهش فشار سیستم را قطع و یا وصل کنند.

تجهیزات مختلفی برای محافظت از قسمت ‌های یک چرخه تبرید استفاده می ‌شود که پرشر سوئیچ یکی از همین تجهیزات است. پرشر سوئیچ این وظیفه را دارد که در صورت رسیدن فشار به یک میزان مشخص، سیستم را قطع یا وصل کند. این‌ کار از آسیب رسیدن به تجهیزات سیستم به خصوص کمپرسور جلوگیری می ‌کند.

مقاله آموزشی: چگونه قیمت یک سردخانه را محاسبه کنیم؟

ساختمان پرشر سوئيچ

معمولا پرشرسوئيچ ها  يك ديافراگم پر از هوا دارند، وقتي فشار هوا داخل ديافراگم تغيير مي كند (توسط تماس سيال يا گاز و….یا ديافراگم) صفحه ديافراگم تغيير شكل مي دهد و باعث حركت در فنر كاليبره شده متصل به آن می شود.

كاليبره شدن فنر به معني تنظيم قبلي فنر در اندازه مورد نياز يعني همان رنج سوئيچ است.

فنر با اعمال فشار به عقب رانده شده و با برداشتن فشار به جاي خود بر می گردد.

اين حركت به كنتاكت الكتريكي پرشر سوئيچ منتقل شده و باعث عملكرد پرشر سوئيچ مي شود.

فنر در رنج هاي مختلفي براي فشار هاي كم يا زياد تنظيم مي شود، بسته به رنج انتخابي اين فنر فشرده يا باز مي شود.

بسته به نوع سيال يا گازي كه با ديافراگم تماس پيدا مي كند ديافراگم انواع مختلف دارد مثل پلاستیکی فلزي، فيبري و ...

انواع پرشر سوئیچ  براساس المان اندازه گیری

• پرشرسوئیج بردونی

• پرشرسوئیچ دیافراگمی

• پرشرسوئیچ پیستونی

• پرشرسوئیچ تفاضلی یا دیفرانسیل

• پرشرسوئیچ حالت جامد یا پرشرسوئیچ سالید استیت

• پرشر سوئیج پیستون – دیافراگمی

• پرشرسوئیچ بیلوزدار

• پرشرسوئیچ کپسولی

انواع پرشر سوئیچ

به صورت کلی دو نوع پرشر سوئیچ وجود دارد:

الکترومکانیکی 

حالت جامد (Solid State)

در سوئیچ ‌های الکترومکانیکی انواع مختلفی از سنسورها برای اندازه گیری فشار استفاده می‌ شوند. بسته به ویژگی‌ های این سنسور، محدوده کاری سوئیچ مشخص می‌ شود. بعضی از این مدل ‌ها به شرح زیر هستند:

پرشر سوئیچ دیافراگمی

در این نوع از پرشر سوئیچ از یک دیافراگم فلزی برای فعال‌ سازی سوئیچ استفاده می ‌شود. چنین سوئیچ‌ هایی تا فشار 10 اتمسفر می‌ توانند کار کنند و خطایی برابر با 0.5 درصد دارند. نقطه ضعف این پرشر سوئیچ ‌ها در این است که تعداد چرخه ‌های کمی را در مدت زمان مشخص می‌ توانند پاسخگو باشند (کمتر از 25 چرخه در دقیقه).

پرشر سوئیچ لوله بوردونی

 برای تشخیص تغییرات فشار، از لوله بردونی در این نوع از سوئیچ استفاده می ‌شود. لوله بوردون از یک لوله فلزی خمیده بیضوی تشکیل می ‌شود که در صورت افزایش فشار، این لوله باز می‌ شود و اگر فشار کاهش پیدا کند، این لوله به سمت داخل حرکت می‌کند. محدوده کاری سوئیچ‌ های بوردونی میان 3.5 تا 120 مگاپاسکال است و خطای آن ‌ها هم 0.5 درصد است. همانند پرشر سوئیچ دیافراگمی، مدل بوردونی هم نرخ چرخه پایینی دارد (کمتر از 25 چرخه در دقیقه).

پرشر سوئیچ پیستونی

در این نوع از پرشر سوئیچ، از یک پیستون که توسط اورینگ آب ‌بندی شده است، استفاده می ‌شود. با وارد شدن فشار به یک فنر، زبانه سوئیچ حرکت می ‌کند. این سوئیچ‌ ها تا فشار 80 مگاپاسکال می‌ توانند کار کنند. خطای پرشر سوئیچ ‌های پیستونی در حدود 2 درصد است و طول عمری تا 2.5 میلیون چرخه را دارند.

پرشر سوئیچ پیستونی-دیافراگمی

در این نوع از کنترلر، از یک دیافراگم الاستومتری استفاده می ‌شود. این دیافراگم باعث حرکت پیستون می ‌شود و این پیستون زبانه سوئیچ را حرکت می ‌دهد. محدوده کاری این سوئیچ ‌ها از فشار خلا تا 11 مگاپاسکال است و دقتی با خطای 2 درصدی دارند.

پرشر سوئیچ حالت جامد (سالید استیت)

 در سال  1980 اولین پرشر سوئیچ سالید استیت معرفی شد که از ترکیب یک کرنش سنج و یک ترایاک است. پرشر سوئیچ ‌های حالت جامد امروزی 1 تا 4 نقطه سوئیچ مختلف دارند و قابل برنامه ریزی هستند. خروجی آن‌ ها‌ به صورت سیگنال دیجیتال یا آنالوگ می ‌تواند باشد. بر روی آن ‌ها یک صفحه نمایش قرار می‌ گیرد. از مزیت ‌های پرشر سوئیچ ‌های سالید استیت نسبت به نمونه ‌های الکترومکانیکی می ‌توان به خطای کمتر در حدود 0.25 درصد، مقاومت در برابر لرزش و ضربه اشاره کرد. توانایی کار کردن در طیف گسترده ‌ای از فشارها، پایداری در طول زمان و طول عمر بسیار بیشتر از دیگر مزایای این مدل است.

مقاله آموزشی: چیلر سانتریفیوژ چیست؟

عملکرد (های پرشر سوئیچ) و (لو پرشر سوئیچ)

بنابر نحوه عملکرد، سوئیچ ‌های فشار سیستم ‌های تبرید به دو دسته فشار بالا یا های پرشر (HPS)  و فشار پایین یا لو پرشر (LPS) تقسیم ‌بندی می ‌شوند. های پرشر سوئیچ معمولا برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات در اثر افزایش فشار در مواقعی مثل گرفتگی کندانسور استفاده می ‌شود. لو پرشر سوییچ در زمان کاهش فشار ماده مبرد (به طور مثال در هنگام کاهش ماده مبرد در لوله‌ ها) چرخه را قطع می ‌کند.

درنتیجه از مواردی مثل یخ زدگی اواپراتور جلوگیری می ‌شود. جلوگیری از این اتفاق‌ ها بستگی به فشار تنظیم شده در پرشر سوئیچ دارد. درضمن از پرشر سوئیچ‌ می‌ توان برای کنترل سیستم و روشن و خاموش کردن آن استفاده کرد.

های پرشر سوئیچ

اتفاقات مختلفی می ‌توانند باعث شوند که فشار از حد مجاز بیشتر شود و سوییچ فشار بالا به کار بیفتد. شارژ بیش از حد ماده مبرد، از دست رفتن آب خنک کننده در کندانسور، خرابی فن کندانسور، دمای بالای محیط اطراف، وجود هوا یا دیگر گازهای غیر تراکم ‌پذیر در سیستم و انسداد لوله های خروجی کمپرسور از جمله مواردی هستند که باعث افزایش فشار در چرخه می ‌شوند.

های پرشر سوئیچ در خط دهش (Discharge line) قرار می‌ گیرد که فشار بیش‌ تری نسبت به دیگر قسمت‌ های سیستم دارد. موقعی که فشار در این قسمت بیش از حد مجاز شود، پرشر سوئیچ چرخه را قطع می ‌کند. های پرشر سوئیچ معمولا به صورت اتوماتیک ریست نمی‌ شود. از این‌ رو باید به صورت دستی ریست شود تا سیستم دوباره به کار بیفتد. علت این موضوع این است که افزایش فشار یک خطر جدی محسوب می‌ شود. باید قطعات قبل از شروع مجدد چرخه کاملا بررسی شوند و نقص احتمالی برطرف شود تا بتوان دوباره سیستم را راه انداخت.

قطعات پرشر سوئیچ پیستونی

میکرو سوئیچ، پین متحرک، پیچ تنظیم فشار، پین متحرک، فنر، پیستون یا بیلوز و قاب، قطعات تشکیل دهنده یک پرشر سوئیچ محسوب می ‌شوند.

میکرو سوئیچ برای قطع و وصل کردن مدار الکتریکی کمپرسور مورد استفاده قرار می ‌گیرد. میکرو سوئیچ‌ ها خود انواعی دارند که بسته به کاربرد، در پرشر سوئیچ‌ مورد استفاده قرار می ‌گیرند. برای ولتاژ های پایین از اتصالاتی از جنس طلا در میکرو سوئیچ استفاده می‌ شود. برای ولتاژ های بالاتر، از نقره استفاده می ‌شود.

پین متحرک که به انتهای فنر متصل می‌ شود، میکرو سوئیچ را به حرکت در می‌آورد و باعث قطع و وصل شدن سوئیچ می ‌شود. خود فنر توسط پیستون به حرکت در می ‌آید.

نحوه عملکرد های پرشر سوئیچ بیلوز دار

های پرشر سوئیچ مکانیزم نسبتا ساده ‌ای دارد. این قطعه یک بیلوز دارد که به یک فنر متصل می ‌شود. در انتهای این فنر یک مهره وجود دارد که با استفاده از آن می ‌توان فشار مورد نظر را تنظیم کرد.

گاز موجود در خط دهش وارد بیلوز متصل به فنر می ‌شود و این فنر را فشرده می ‌کند. اگر فشار گاز بیشتر از حد مجاز باشد و فنر بیش از اندازه فشرده شود، زبانه از شیار خارج شده و اتصال قطع می ‌شود. به این ترتیب کمپرسور از مدار خارج می ‌شود. در نهایت به صورت دستی می ‌توان دسته سوئیچ را فشار داده تا دوباره زبانه درگیر شود و سیستم به حالت عادی برگردد.

لو پرشر سوئیچ

برای محافظت از کمپرسور در برابر کاهش فشار، از لو پرشر سوئیچ استفاده می‌ شود. در صورت کاهش فشار، ممکن است خلا نسبی در لوله ‌ها ایجاد شود. در این صورت ممکن است هوای ناخواسته وارد سیستم شود. موقعی که شیرهای برقی جریان گاز را قطع کنند و گازی به کمپرسور باز نگردد، کنترلر فشار پایین فعال می ‌شود. برخلاف سوئیچ فشار بالا، سوئیچ فشار پایین می ‌تواند به صورت اتوماتیک ریست شود. اگر فشار پشت کمپرسور افزایش پیدا کند، خود به خود چرخه دوباره راه‌ اندازی خواهد شد.

کاهش فشار گاز و از دست رفتن مبرد می ‌تواند مشکلات دیگری را در سیستم ایجاد کند. به طور مثال از آنجا که مقداری از روغن کمپرسور به همراه ماده مبرد در طول چرخه حرکت می ‌کند، در صورت از دست رفتن گاز، مقداری از روغن نیز از سیستم خارج می‌ شود. از دست رفتن روغن خود مشکلات بسیار زیادی را می ‌تواند در کمپرسور ایجاد کند.

مقاله آموزشی: آشنایی با سردخانه ضد انفجار و کاربرد آن

کاربرد پرشر سوئیچ

• پمپ های آب

• پنل فشار در درب های کشویی

• سوئیچینگ در جریان های بالا، به طور مثال در پمپ ها و درایوها

• فعال کردن آلارم در صورت افت فشار در داخل هواپیما

• کنترل شارژ در داخل باتری

• کمپرسورهای گاز الکترونیکی

نحوه انتخاب پرشر سوئیچ

پرشر سوئیچ با سیال در ارتباط است و تحت تاثیر فشار سیال است درنتیجه باید پرشر سوئیچ متناسب با فشار مورد نظر باشد و با واحد تشخیص فشار همخوانی داشته باشد. شناخت کامل سیستم اندازه گیری کاربرد و عملکرد و سیال کاری بسیار ضروری می باشد.

مهم ترین مواردی که در انتخاب پرشر سوئیچ باید به آن توجه کرد:

• حداکثر فشار قابل تحمل 

• رنج کاری و نقطه تنظیم

• نحوه اتصال و کانکشن 

• دقت و تکرارپذیری 

• قابلیت استفاده در محیط های انفجاری و IP پرشر سوئچ

مقاله آموزشی: نصب و راه اندازی انواع سردخانه

نحوه انتخاب سوئیچ فشار مناسب

در هنگام انتخاب یک پرشر سوئیچ باید دقت داشت که سیستم در چه محدوده فشاری کار می ‌کند. به طور مثال باید حداکثر فشاری که در چرخه به وجود می ‌آید را بررسی کرد تا بتوان پرشر سوئیچ را انتخاب کرد که بتواند تا آن محدوده فشار کار کند. برای این کار باید در یک دمای مشخص، فشار ماده مبرد را در حالت تراکم پیدا کرد. به طور معمول شرکت سازنده پرشر سوئیچ بازه‌ فشاری که کنترلر در آن می ‌تواند کار کند و حداکثر فشار قابل تحمل توسط پرشر سوئیچ را اعلام می ‌کنند.

درجه حفاظت ( کد IP برای سوئیچ فشار)

کد IP می ‌تواند یک فاکتور مهم در هنگام انتخاب یک سوئیچ فشار باشد که بسته به محیط اطراف سیستم تبرید باید انتخاب شود. عدد اول از سمت چپ نشان گر میزان مقاومت دستگاه در برابر جسم سخت خارجی و عدد دوم میزان مقاومت در برابر نفوذ آب را نشان می ‌دهد.

به صورت کلی می‌ توانیم بگوییم که هرچه این عدد بزرگتر باشد، میزان مقاومت در برابر رطوبت، گرد و خاک و دیگر آلودگی‌ ها بیشتر است.

برند‌های پرشر سوئیچ در ایران

در حال حاضر، پرشر سوئیچ‌ های برند های معتبری مثل دانفوس و آلکو در کشور عرضه می ‌شود. پرشر سوئیچ سری KP دانفوس از عمده ‌ترین پرشر سوئیچ‌های استفاده شده در سیستم‌های تبرید هستند. پرشر سوئیچ‌های PS1، PS2،  PS3 و PS4  آلکو از مدل‌های پرکاربرد هستند.