ข้ามไปยังเนื้อหา
สวิตช์ความดัน (Pressure Switch)
สารบัญเนื้อหา
บทความนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมเกี่ยวกับ สวิตช์ความดัน อ่านเพิ่มเติมเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ:
เลือกดูสินค้า Pressure Switches จาก Flu-Tech
สวิตช์ความดันคืออะไร?
สวิตช์ความดัน (Pressure Switch) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมระบบเมื่อความดันเกิดความเปลี่ยนแปลงสูงกว่าหรือต่ำกว่าระดับความดันเกณฑ์ที่ตั้งไว้ การออกแบบของความดัน สวิตช์รวมถึงท่อ Bourdon, ลูกสูบ, ไดอะแฟรมหรือ เมมเบรนที่เคลื่อนที่หรือเปลี่ยนรูปตามปริมาณความดัน ออกแรงโดยระบบ
ส่วนประกอบของ สวิตช์ความดัน เชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสอย่างน้อยหนึ่งหน้าสัมผัสในสวิตช์ เมื่อออกแรงมากพอ หน้าสัมผัสจะปิดหรือเปิดสวิตช์ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า แม้ว่าสวิตช์แรงดันจะมีวิธีการหลากหลายที่ใช้ในการตรวจจับแรงดัน แต่สามารถแบ่งประเภทหลักๆ ได้เป็นประเภทเครื่องกลไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์
สวิตช์ความดันใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ที่ใช้ ระบบก๊าซอัด, HVAC, ระบบเครื่องมือวัด, ปั๊ม ระบบและอื่นๆ
หลักการทำงาน
สวิตช์ความดันทั่วไปมีลูกสูบที่มีด้านหนึ่งอยู่ภายใต้ กับความดันของเหลว อีกด้านหนึ่งมักจะอยู่ในบรรยากาศ ความดัน แรงที่กระทําโดยแรงดันของเหลวจะถูกตอบโต้ โดยแรงจากสปริงที่โหลดไว้ล่วงหน้า พื้นที่ผิวสัมผัส ด้วยของเหลวและค่าคงที่ของสปริงได้รับการออกแบบมาอย่างพิถีพิถัน ลูกสูบจะเคลื่อนที่เมื่อถึงแรงดันที่กําหนดเท่านั้น สปริงถูกบีบอัดไว้ล่วงหน้าโดยสกรูตั้งจุด จุดตั้ง สกรูถูกปรับเพื่อตั้งค่าความดันการเปิดใช้งานให้สูงขึ้นหรือ ลด
อ้างอิงรูปภาพจาก iqsdirectory.com
Cut-in และ Cut-out
สวิตช์ความดัน โดยทั่วไปมีจุดปฏิบัติการสองจุด: ตัดเข้าและแรงดันตัดออก ในระบบปั๊มและคอมเพรสเซอร์ สวิตช์จะทํางานเมื่อแรงดันของเหลวต่ํากว่าชุด ระดับ สิ่งนี้จะเริ่มมอเตอร์ของปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ซึ่ง ทําให้ระบบกลับสู่ระดับปกติ สวิตช์ไม่ ปิดใช้งานทันทีเมื่อความดันอยู่เหนือจุดที่ตั้งไว้ มีรูปแบบของฮิสเทรีซิสหรือความแตกต่างที่ป้องกัน สะดุดกะทันหัน สิ่งนี้ช่วยให้ความดันสะสมขึ้นจนกระทั่ง ถึงจุดสิ้นสุดของช่วงความดันที่สูงขึ้น เมื่อสูงกว่า ถึงจุดที่ตั้งไว้หรือตัดออกสวิตช์จะปิดใช้งาน
ส่วนประกอบของสวิตช์ความดัน
- Process (Inlet) Port: พอร์ตขาเข้าเป็นส่วนที่เชื่อมต่อสวิตช์ความดัน การประกอบไปยังหน่วยกระบวนการ สวิตช์ความดันคือ ติดตั้งบนหัวฉีดที่เชื่อมต่อกับถังหรือท่อ การ การเชื่อมต่อทั่วไปคืออุปกรณ์เกลียว ในบางกรณี ใช้การเชื่อมต่อแบบสลักเกลียวหรือแบบเชื่อม มันเป็นสิ่งสําคัญที่ ประเภทข้อต่อฟิตติ้งและระดับความดันเข้ากันได้กับ ความดันของเหลว
- Pressure Sensing Element: สวิตช์แรงดันเชิงกลถูกจัดประเภทตามองค์ประกอบการตรวจจับแรงดัน นี่คือส่วนหลักของสวิตช์ที่สั่งงานสวิตช์โดยอัตโนมัติจากแรงดันของของไหล พื้นที่ของลูกสูบหรือไดอะแฟรมด้านของไหลได้รับการออกแบบให้ถ่ายโอนแรงที่เพียงพอจากแรงดันของของไหลที่คาดไว้ ยิ่งพื้นที่มีขนาดใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้แรงกระตุ้นและแรงสปริงมากเท่านั้น โปรดทราบว่าจำเป็นต้องใช้แรงเพียงเล็กน้อยในการสั่งงานสวิตช์ สปริงจะต้านแรงกดส่วนใหญ่
- Spring: สปริงจะต้านแรงจากของไหล มันถูกโหลดไว้ล่วงหน้าเพื่อให้ตรงกับแรงดันใช้งานของของไหล สวิตช์จะทำงานเฉพาะเมื่อแรงจากแรงดันของเหลวเกินแรงที่สปริงใช้
อ้างอิงรูปภาพจาก iqsdirectory.com
- Setpoint Adjustment Screw: รวมเข้ากับสปริงคือสกรูปรับค่าเซ็ตพอยต์ สกรูปรับค่าเซ็ตพอยต์ใช้เพื่อเพิ่มหรือลดแรงดันการเปิดใช้งาน
- Differential: ใช้เพื่อขยายหรือจำกัดช่วงแรงดันการทำงานของสวิตช์ การออกแบบทั่วไปที่เห็นส่วนใหญ่ในระบบสูบน้ำคือชุดสปริงและสกรูปรับซึ่งมีขนาดเล็กกว่าการปรับค่าเซ็ตพอยท์อย่างเห็นได้ชัด การขันหรือคลายสกรูนี้จะแก้ไขปลายด้านหนึ่ง (ปลายด้านที่สูงกว่าหรือด้านล่าง) ของช่วงความดัน ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งยังคงเหมือนเดิม
อ้างอิงรูปภาพจาก iqsdirectory.com
- Diaphragm (Diaphragm-piston Assembly), Seals, and O-rings: ไดอะแฟรมพร้อมกับชิ้นส่วนปิดผนึกอื่น ๆ ช่วยปกป้อง ภายในของสวิตช์จากของเหลวในกระบวนการ มันเป็น วัสดุที่มีความยืดหยุ่นมักทําจากโพลีเมอร์อีลาสโตเมอร์หรือ โลหะผสม เลือกประเภทของวัสดุไดอะแฟรม ขึ้นอยู่กับประเภทของของเหลวและอุณหภูมิ สามัญ ไดอะแฟรมและวัสดุปิดผนึกคือ:
อ้างอิงรูปภาพจาก iqsdirectory.com
- Nitrile or NBR (Buna-N): วัสดุเหล่านี้มีความทนทานต่อน้ํามันหรือ ของเหลวที่ใช้ปิโตรเลียม แต่สามารถย่อยสลายได้ต่อหน้า ของโอโซนและคีโตน ไดอะแฟรมไนไตรล์และซีลมี ความสมดุลที่ดีของต้นทุนและคุณสมบัติทางกายภาพทําให้ เหมาะสําหรับของเหลวที่เป็นกลางมากที่สุด การดําเนินงานของ อุณหภูมิสามารถอยู่ในช่วง -30 °C ถึง 100 °
- Ethylene Propylene Diene Monomer or EPDM: นี่คืออีลาสโตเมอร์อีกชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับบริการน้ำและไอน้ำที่อุณหภูมิสูง อุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 482 ° F (250 ° C) มีความทนทานต่อโอโซน คีโตน กรดอ่อน ด่าง และสารเคมีออกซิไดซ์อื่นๆ ไม่ได้ใช้ในงานบริการปิโตรเลียมเนื่องจาก EPDM สามารถดูดซับน้ำมันและเชื้อเพลิงได้ ซึ่งทำให้พองตัวได้
- Fluorocarbon or FKM (Viton): Viton เป็นวัสดุกรรมสิทธิ์ที่มีคุณสมบัติคล้ายกับ NBR วัสดุนี้ทนทานต่อของเหลวและตัวทำละลายที่เป็นปิโตรเลียม ไม่เหมาะสำหรับของเหลวที่มีคีโตนเช่นกัน Viton มีอุณหภูมิในการทำงานที่เหนือกว่าซึ่งสูงถึง 200°C
- PTFE: PTFE ไม่ค่อยถูกใช้เป็นเมมเบรนไดอะแฟรมเหนือวัสดุรุ่นก่อน เนื่องจากโครงสร้างสายโซ่โพลีเมอร์ ไม่ยืดหยุ่นเท่าอีลาสโตเมอร์และมีแนวโน้มที่จะคืบคลาน พวกเขาพิจารณาเฉพาะสำหรับอุณหภูมิที่สูงมาก (สูงถึง 500°C) และการกัดกร่อนหรือการกัดกร่อนสูง ไดอะแฟรม PTFE ยอดนิยมทำจากเทฟลอน (PTFE) พร้อม Kapton Layer (โพลีอิไมด์)
- Switch Housing: ตัวเรือนสวิตช์ปกป้องสวิตช์และชิ้นส่วนภายในอื่นๆ จากสภาพแวดล้อมภายนอก ข้อกำหนดที่สำคัญของตัวเรือนสวิตช์คือระดับการป้องกัน ข้อมูลจำเพาะของโครงเครื่องทั่วไปคือการจัดอันดับ IP, NEMA และ ATEX การจัดอันดับ IP และ NEMA อธิบายถึงระดับการป้องกันสิ่งแปลกปลอมที่เป็นของแข็งและของเหลว การจัดอันดับ ATEX สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงจากไฟไหม้และการระเบิด
- Contacts: หน้าสัมผัสเป็นหนึ่งในส่วนที่นำไฟฟ้าของสวิตช์ การแยกหรือเชื่อมโยงหน้าสัมผัสจะทำให้วงจรไฟฟ้าขาดพลังงานหรือเพิ่มพลังงานไฟฟ้า หน้าสัมผัสสวิตช์ทำจากวัสดุที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการนำไฟฟ้าสูง เช่น ทองแดง เงิน ทอง หรือทองเหลือง ในแง่ของการเชื่อมต่อ หน้าสัมผัสสามารถเป็น NO, NC หรือ CO ได้ NO ใช้สำหรับวงจรที่ไม่มีพลังงานในขั้นต้นซึ่งตัดเข้าที่ค่าที่ตั้งไว้ NC ดำเนินการตรงกันข้ามโดยได้รับพลังงานในขั้นต้น สวิตช์ CO ทำหน้าที่เชื่อมต่อหรือวงจรสองวงจร วงจรหนึ่งเปิดและอีกวงจรหนึ่งปิด ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการควบคุมที่ประสานกันหรือวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น สำหรับการเปิดใช้งานการควบคุมอย่างง่าย NO หรือ NC ก็เพียงพอแล้ว
อ้างอิงรูปภาพจาก iqsdirectory.com
- Terminals: ขั้วต่อที่ต่อวงจรควบคุมหรือเครื่องมือวัด สวิตช์ความดันส่วนใหญ่มีเครื่องหมายบนป้ายชื่อเกี่ยวกับการกำหนดค่าของขั้วต่อในส่วนที่เกี่ยวกับหน้าสัมผัส แผ่นป้ายประกอบด้วยแผนผังหรือไดอะแกรมเพื่อกำหนดการเชื่อมต่อขั้วต่อที่ถูกต้องในวงจร เช่นเดียวกับหน้าสัมผัส ขั้วต่อต้องทนทานต่อการกัดกร่อนและนำไฟฟ้าได้สูง
ประเภทของสวิตช์ความดัน
สวิตช์ความดันมีสองประเภทหลัก: อิเล็กทรอนิกส์ สวิตช์ความดันและสวิตช์ความดันเชิงกล อิเล็กทรอนิกส์ สวิตช์ความดันเป็นสวิตช์โซลิดสเตตที่ไม่ต้องการ การกระตุ้นจากองค์ประกอบการตรวจจับแรงดันเพื่อใช้งาน เปลี่ยน พวกเขาทํางานทางอ้อมโดยใช้คุณสมบัติอื่น ๆ เช่น เป็นความต้านทานและความจุ สวิตช์ความดันเชิงกลคือ แบ่งเพิ่มเติมตามรูปแบบและการก่อสร้างของ ส่วนประกอบการตรวจจับแรงดัน
Electronic (Solid-state) Pressure Switch
สวิตช์ความดันแบบอิเล็กทรอนิกส์มีตัวแปลงสัญญาณความดัน ซึ่งโดยปกติจะเป็นสเตรนเกจ พร้อมด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นกรรมสิทธิ์เพิ่มเติมซึ่งจะขยายและแปลงสัญญาณเป็นจอแสดงผลที่อ่านได้ สวิตช์ความดันแบบอิเล็กทรอนิกส์บางตัวมีความสามารถแบบอะนาล็อก ซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการสลับและสามารถส่งสัญญาณแบบแปรผันต่อเนื่องซึ่งแสดงถึงค่าความดันที่อ่านได้ คุณสมบัติเพิ่มเติมของสวิตช์ความดันอิเล็กทรอนิกส์คือความสามารถในการตั้งโปรแกรมในสถานที่ทำงานของการหน่วงเวลา ฟังก์ชันการสลับ ค่าที่ตั้งไว้ และฮิสเทอริส
High Pressure Switches
สวิตช์แรงดันสูงมีขีดจำกัดแรงดันที่ป้องกันแรงดันได้สูง และสามารถทำงานได้ตั้งแต่ 1 psig ถึงมากกว่า 10,000 psig โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 4500 psig และ 7500 psig สามารถสั่งงานได้โดยใช้ไดอะแฟรม ลูกสูบ หรือคริสตัลเพียโซอิเล็กทริก รูปแบบทั่วไปของสวิตช์ความดันสูงคือไดอะแฟรมเปิดใช้งาน ซึ่งทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงความดัน เช่นเดียวกับสวิตช์ความดันไดอะแฟรมทั้งหมด การสั่งงานจะถูกกระตุ้นเมื่อการไหลเกินจุดที่ตั้งไว้
แม้ว่าสวิตช์ความดันส่วนใหญ่จะล้มเหลวภายใต้เงื่อนไขบางประการ แต่สวิตช์ความดันสูงยังคงทำงานและรักษาการควบคุมแรงดันไว้ได้ โดยไม่คำนึงถึง เนื่องจากความสามารถในการควบคุมแรงดันอย่างต่อเนื่อง สวิตช์แรงดันสูงจึงใช้เป็นสวิตช์แรงดันป้องกันการระเบิดและกันน้ำภายใต้สภาวะแรงดันที่รุนแรง
อ้างอิง: iqsdirectory.com, PNEUMAX, MASTER PNEUMATIC