آشنایی با سوئیچ فشار مکانیکی
سوئیچ فشار مکانیکی یکی از ابزارهای مهم و اثر گذار در سیستم‌هایی هستند که از چند بخش تشکیل شده‌و پیچیده می‌باشند. از این ابزار برای کنترل و ایجاد ایمنی استفاده می‌شود. اهمیت این وسیله تا اندازه‌ای بالا است که هر مهندس کنترل و فرآیندی بی‌شک با این تجهیزات آشنایی داشته و از کاربرد آن‌ها نیز مطلع است. هدف اصلی این تجهیز کنترل نمودن فشار در داخل مخازن بوده تا از افزایش بی‌رویه آن در محیط تحت فشار پیشگیری بعمل آید. برخی از این ابزار بشکلی طراحی و ساخته‌می‌شوند که در صورت افزایش و یا کاهش یافتن بیش از اندازه فشار سیستم را بطور کامل قطع نمایند. با توجه به اهمیت این ابزار در صنایع مختلف در ایم مقاله به بررسی یکی از انواع آن یعنی سوئیچ فشار مکانیکی خواهیم پرداخت.
سوئیچ فشار چیست؟
سوئیچ فشار که از آن با نام پرشر سوئیچ نیز یاد می‌شود ابزاری است که به‌رسیدن فشار مایعات در مخازن مورد نظر واکنش نشان داده‌و یک تماس الکتریکی در این راستا برقرار خواهد کرد. در واقع کاهش و یا افزایش فشار در مایع مورد بررسی موجب می‌شود تا ارتباط الکتریکی به وسیله‌ی پرشر سوئیچ برقرار گردد. از این تجهیز در کاربری‌های گوناگونی از صنایع گرفته تا بخش مسکونی استفاده بعمل می‌آید. این موارد استفاده از پمپ‌های چاه گرفته تا کوره‌ها متفاوت و گسترده است.
البته لازم است به این نکته نیز توجه کرد که این سوئیچ فشار مکانیکی را با مبدل فشار نباید اشتباه گرفت. چرا که از نظر کارایی و نحوه عمل با یکدیگر متفاوت هستند. این تجهیزات دارای انواع مختلفی هستند و با هر نیاز خاص یک نوع ویژه از این تجهیزات نیز طراحی و به بازار عرضه شده است. در واقع این سوئیچ فشارها در برابر هر گونه تغییر ناگهانی و خارج از محدوده واکنش نشان می‌دهند.
حتما بخوانید:
فلومتر (flow meter) چیست؟ انواع آن
فلومتر اختلاف فشار چیست؟ کاربرد آن
شیوه‌ی عمل در فشار سوئیچ چگونه است؟
در این تجهیز بصورت خودکار تغییرات ایجاد شده در فشار سیستم مورد بررسی تشخیص داده شده و اگر شرایط بحرانی و حساس برآورد گردد سیستم بطور کامل قطع می‌شود. در واقع این دستگاه زمانی فعال خواهد شد که فشار موجود در سیستم از یک میزان مشخص کمتر و یا بیشتر گردد. تنوع بالای این تجهیز یکی دیگر از ویژگی‌های آن به شمار می‌رود. برای گروه بندی نمودن آن‌ها نیز از معیارها و ویژگی‌های مختلفی استفاده می‌شود. بخشی از این گروه‌بندی‌های سوئیچ فشار شامل:
- پرشر سوئیچ های کپسولی
- پرشر سوئیچ‌های دیافراگمی
- پرشر سوئیچ‌های بردونی
- پرسر سوئیچ‌های بیلوز دار
- پرشر سوئیچ‌های پیستونی
می‌باشد. هر یک از این انواع نام برده‌شده نیز دارای ویژگی‌ها و خاصیت‌ها مخصوص به‌خود است که کاربرد ویژه‌ای برای هر یک از آن‌ها نیز ایجاد می‌کنند. البته پرشر سوئیچ‌ها که سوئیچ فشار مکانیکی نیز یکی از این انواع هستند دارای گروه‌بندی‌های دیگری نیز هستند که بر اساس مکان نصب و استفاده آن‌ها تعیین می‌گردد.
حتما بخوانید: اندازه‌گیری سطح مخازن با سنسورهای خازنی
انواع پرشر سوئیچ بر اساس مکان استفاده:
1- پرشر سوئیچ هوا:
از این نوع در سیستم‌های پنوماتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگر کاربردهای این نوع در کمپرسورهای هوا است.
مطالب مرتبط:
2- پرشر سوئیچ گاز:
این نوع برای اندازه‌گرفتن میزان فشار گازهایی که قابل اشتعال هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3- پرشر سوئیچ آب:
از این نوع در خطوط آب رسانی و نیز در پمپ‌های آب استفاده می‌گردد.
4- پرشر سوئیچ بخار:
از این نوع نیز در محیط‌هایی که نیاز به براورد فشار بخارات باشد استفاده می‌شود. نکته مهم در خصوص این نوع از سوئیچ فشارها این است که باد در برابر گرما مقاومت بالایی از خود نشان دهند. یکی از انواع پرکاربرد و تاثیرگذار از پرشر سوئیچ‌ها نوع مکانیکی آن‌ها می‌باشد. در ادامه به معرفی بیشتر این نوع از سوئیچ فشارها خواهیم پرداخت.
سوئیچ فشار مکانیکی:
این تجهیز از فنر و دیافراگم و یا پیستون تشکیل شده است. این ابزار بسیار کارامد و مفید بوده و در بسیاری از تجهیزات مانند فن‌ها و داکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این وسیله دکمه‌ای برای تنظیم تعبیه شده است که از طریق آن می‌توان محدوده‌ی فشار مورد نظر برای بررسی و اندازه‌گیری را تعیین کرد. واحد اندازه‌گیری در این نوع از پرشر سوئیچ‌ها بر اساس معیار پاسکال بوده و برای هوا و گازهای غیر خورنده نیز مناسب است. محدوه‌ی دایی مناسب برای استفاده از آن در حدود 20- درجه سانتی گراد تا 85 درجه سانتی گراد است. با افزایش یافتن فشار فنر تعبیه‌شده در این تجهیز نیز فشرده‌شده و با بازگشت فشار به حالت نرمال فنر نیز با حالت اولیه باز خواهد گشت.
حتما بخوانید:
لول سوئیچ دیاپازونی چیست؟ کاربرد آن
کاربردهای سوئیچ فشار مکانیکی:
1- از این وسیله در سطح گسترده‌ای در صنایع hvac/r استفاده می‌شود.
2- به منظور کنترل کردن و نظارت داشتن بر عملکرد فن‌ها و فیلترها و نیز دمنده‌ها از این پرشر سوئیچ استفاده می‌شود.
3- برای کنترل نمودن و نظارت بر عملکرد دریچه‌ها و نیز دمپرها هم از این نوع سوئیچ فشار استفاده می‌شود.
یکی از بهترین انواع موجود از این تجهیزات در بازار نوع فلاندی آن می‌باشد که در کنار قیمت بسیار رقابتی از کیفیت بسیار خوبی نیز برخوردار بوده و کلیه مجوزهای استاندارد و کیفیت در سطح جهانی را دارد.
توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه ساخت سوئیچ فشار مکانیکی فعالیتی ندارد.
اجزای سوئیچ فشارهای مکانیکی:
برای درک بهتری از سوئیچ فشار های مکانیک باید در خصوص نیروهای فرایندی و نیز اجزایی که از آن ساخته شده‌اند اطلاعاتی در دست داشت. این اجزای تشکیل دهنده‌ی پرشرهای مکانیکی اعم از:
- بخش اتصال الکتریکی
- پیچ تنظیم
- فنر که از پیش در آن جای گذاری شده
- کنتاکت سوئیچ
- عنصر اندازه‌گیری و سنجش
- اتصال فرایند
می‌باشد. در عناصر یاد شده‌فنر یا پیستون و دیافراگم بعنوان عناصر اندازه‌گیری و سنجش مورد استفاده‌قرار می‌گیرند.
مکانیزم عمل در سوئیچ فشار مکانیکی چگونه است؟
با توجه با اجزای تشکیل دهنده این تجهیز می‌توان دو نیرو در عملکرد این وسیله را تعیین کرد:
1- فشار فرایند:
این فشار منجر به واکنش نشان دادن عنصر اندازه‌گیری در پرشر سوئیچ شده و به دو شکل در ساختار کار تعبیه‌می‌شود. در مورد فشارهای پایین از یک دیافراگم به عنوان عنصر واکنش استفاده می‌شود و در زمانی که نیاز به واکنش در فشارهای بالا وجود داشته باشد از یک پیستون در طراحی این وسیله استفاده می‌شود.
2- نیروی فنری که از پیش بارگذاری شده‌است:
این نیرو در فنر به وسیله‌ی پیچ تنظیم به میزان مورد نظر قابل تنظیم شدن است. با بیشتر پیچاندن این فنر فشار وارده به آن برای بروز دادن واکنش نیز باید بیشتر باشد. هندسه‌ی این فنر بر مبنای محدوده‌ی مورد نیاز سوئیچینگ طراحی و ساخته می‌شود. با افزایش و کاهش یافتن میزان فشار نقطه‌ی تنظیم فشار فنر با مجددا تنظیم گردد.
حتما بخوانید: سطح سنج (لول گیج) اختلاف فشار چیست؟
نکات مهم در تعیین محدوده‌ی تنظیم سوئیچ فشار مکانیکی:
یکی از مواردی که در این حالت باید در نظر گرفته شود میزان فشار حداکثری در سیستم می‌باشد. کاربر باید به این مورد توجه ویژه‌ای نماید. محدوده‌ی تنظیم فشار از ایمنی اضافه‌ی بار مقادیر کمتری است. به بیان ساده‌تر می‌توان فشار را جذب نمود. در پمپ‌ها برای چرخش مداوم فشار سیستم ممکن است تا چندین برابر بزرگتر از مقدار سوئیچینگ نیز باشد. به همین دلیل این نکته از اهمیت خاصی برخوردار است. عناصر اندازه‌گیری بسیار حساسی محدوده‌های تقریبا کوچکی را در بر می‌گیرند که شامل تکرار پذیری زیادی نیز هستند.
روش انتخاب کردن سوئیچ فشار مکانیکی:
از آن جایی که این نوع از پرشر سوئیچ‌ها در ارتباط مستقیم با سیالات هستند بنابراین نوع سیال در انتخاب آن‌ها موثر است. در واقع بین سوئیچ فشار و میزان تشخیص مورد نیاز برای فشار سیال مورد بررسی باید تناسبی درستی وجود داشته باشد. آشنایی درست و کامل با عملکرد و شیوه‌ی اندازه‌گیری و نوع سیال از موارد ضروری در این خصوص به شمار می‌روند. در ادامه به معرفی اصلی‌ترین عواملی که در هنگام انتخاب یک سوئیچ فشار باید در نظر گرفت می‌پردازیم:
- بیشترین میزان فشار قابل تحمل به وسیله‌ی سوئیچ فشار
- رنج کاری تجهیز و نقطه‌ی تنظیم در آن
- نوع اتصال و کانکشن آن
- دقت سوئیچ فشار و نیز میزان تکرارپذیری در آن
- در آخر میزان قابلیت استفاده از آن در محیط‌هایی که امکان انفجار در آن وجود دارد.
یک سوئیچ فشار مکانیکی چه ویژگی‌هایی دارد؟
از جمله ویژگی‌های یک پرشر سوئیچ مکانیکی درصد بالای از قابلیت اطمینان در آن است. این تجهیزات برای فشارهای خاصی تنظیم می‌شوند. بطوریکه با رسیدن سیستم به‌فشار مورد نظر سوئیچ فعال شده‌و بدون اینکه از نیرو یا دستگاه‌دیگری کمک نیاز باشد قادر به ارسال نمودن یک سیگنال الکتریکی است. همین سیگنال موجب قطع و یا وصل شدن سیستم مورد نظر خواهد شد.
انواع ضد انفجار از این دستگاه نیز تولید و به بازار ارائه شده است که از جنس رزین اپوکسی می‌باشد. رزین اپوکسی از آلومینیوم بدون حضور مس تهیه و ساخته‌می‌شود. این نوع از پرشرسوئیچ مکانیکی برای محیط‌ها و مناطق پر خطر کاربرد دارد.
انواع سوئیچ فشار مکانیکی:
نوع مکانیکی این پرشر سوئیچ‌ها نسبت به انواع الکترونیکی آن کاربرد بیشتری دارند. همچنین از نظر قیمت نیز به نسبت به نوع الکترونیکی آن ارزان تر و در نتیجه مقرون به صرفه‌تر هستند. نوع مکانیکی این تجهیزات دارای سنسورهایی هستند که توسط سیال مورد نظر تغییر حالت داده و عمل سنجش و اندازه‌گیری فشار را انجام می‌دهند. همین انوع مختلف سنسورهای بکار رفته‌در نوع مکانیکی انواع متمایزی از این سوئیچ فشارها را ایجاد می‌کنند. این انواع پرشر سوئیچ‌های مکانیکی شامل:
1- لوله بوردون:
این نوع یک لوله فلزی منعطف است که از یک سمت فیکس می‌شود. اما از جهت دیگر می‌تواند آزادانه حرکت کند. افزایش یافت میزان فشار داخل لوله منجر به صاف شدن این فلز می‌شود. همین جابه‌جایی به سوئیچ کردن تجهیز منجر می‌گردد.
2- دیافراگمی:
در این نوع یک غشای فلزی تعبیه شده‌است که بطور مستقیم به بخش مرطوب از سوئیچ فشار وصل شده‌است. در این نوع به جای پیستون این دیافراگم است که عمل سوئیچ کردن را فعال می‌کند.
3- دیفرنشیال:
این نوع از سوئیچ فشار مکانیکی به منظور قیاس فشار در دو نقطه مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای انجام این سنجش ابتدا دو نقطه را به‌پورت‌های پردازش تجهیز متصل کرده و چنانچه این اختلاف فشار از یک مقدار مشخص فراتر رود سوئیچ وارد عمل خواهد شد. در بیشتر اوقات این دو نقطه کمترین و بیشترین میزان فشار در سیستم را دارند.
4- پیستونی:
این نوع از پرشر سوئیچ‌ها از شناخته‌شده ترین انواع آن به حساب می‌آیند. تغییر در فشار سیال موجب ایجاد حرکت خطی در پیستون خواهد شد. در این روش بصورت مستقیم و یا غیر مستقیم می‌توان فشار را مورد اندازه‌گیری و سنجش قرار داد.
5- اسنپ دیسک:
عملکرد این نوع بر اساس انقباض و انبساط در دو صفحه از جنس فلز می‌باشد. همچنین از یک دیافراگم بسیار نازک به‌منظور جداسازی محفظه فشار از دیسک استفاده شده است.
حتما بخوانید: دستگاه آنالایزر سیالات و کاربرد آن
توجه: گروه صنعتی سپیانی در زمینه ساخت سوئیچ فشار مکانیکی فعالیتی ندارد.