Rơ le áp suất đơn máy nén khí: Cấu tạo, nguyên lí, cách cài đặt

Relay áp suất đơn nhận và khống chế một tín hiệu áp suất. Nó chủ yếu dùng để bảo vệ máy nén khỏi áp suất quá cao phía nén (relay áp suất cao) hoặc áp suất quá thấp phía hút (relay áp suất thấp).

Relay áp suất thấp

Cấu tạo

Relay áp suất thấp là loại relay hoạt động ở áp suất bay hơi và ngắt mạch điện của máy nén khí áp suất giảm xuống quá mức cho phép để bảo vệ máy nén hoặc để điều khiển năng suất lạnh.

1. Vít đặt áp suất thấp
2. Vít đặt áp suất cao
3. Vít đặt áp suất vi sai
4. Tay đòn chính
5. Lò xo chính
6. Lò xo vi sai
7. Hộp xếp
8. Đầu nối áp suất thấp
9. Đầu nối áp suất cao
10. Lối luồn dây điện
11. Tiếp điểm điện
12. Tay đòn
13. Cơ cấu lật
14. Gối đỡ

Nguyên lý hoạt động

Vít (1) và (3) là hai vít điều chỉnh áp suất cắt và đóng của relay. Tay đòn chính (4) mang cơ cấu lật (13) và tiếp điểm (11) được dẫn tới đáy của hộp xếp (7). Tay đòn nối cơ cấu lật (13) tới lò xo phụ chỉ có thể quay quanh một chốt cố định ở khoang giữa tay đòn. Vì thế tiếp điểm chỉ có hai vị trí cân bằng. Hộp xếp chỉ có thể dịch chuyển khi áp suất vượt quá giá trị ON và OFF.

Vị trí của cơ cấu lật tác động lên cơ cấu này với 2 lực, lực thứ nhất là lực từ hộp xếp trừ đi lực của lò xo chính, và lực thứ hai là lực kéo của lò xo vi sai. Tiếp điểm đang ở vị trí ON (1-4). Khi áp suất trong hộp xếp từ từ giảm xuống thì hầu như không có chi tiết nào trong relay chuyển động.

Chỉ khi nào áp suất trong hộp xếp giảm xuống dưới mức đã điều chỉnh (giá trị chính trừ giá trị vi sai), tay đòn (4) bị kéo xuống đủ mức làm cho cơ cấu lật (13) đột ngột thay đổi vị trí, tiếp điểm 1 đột ngột rời 4 bật xuống 2 (OFF). Và khi áp suất trong hộp xếp tăng lên, vượt qua giá trị điều chỉnh của lò xo chính (giá trị chính) nhờ cơ cấu lật, tay đòn (4) lại đột ngột thay đổi vị trí tiếp điểm 1 rời 2 sang 4 (ON).

Thời gian đóng mạch của relay (thời gian tiếp điểm động gặp tiếp điểm tĩnh đến lúc kết thúc quá trình đóng mạch) thường nhỏ hơn một phần vạn giây. Hệ thống các tiếp điểm cần phải làm việc với tốc độ cao để tránh tạo ra các tia lửa điện hoặc hồ quang xuất hiện khi mở tiếp điểm.

1. Vít đặt áp suất thấp
2. Tay đòn chính
3. Lò xo chính
4. Vít nối điện tiếp điểm
5. Tiếp địa
6. Hộp xếp
7. Ống nối áp suất thấp
8. Lối luồn dây điện
9. Tiếp điểm
10. Cơ cấu lật
11. Vít điều chỉnh vi sai
12. Khóa vít điều chỉnh
13. Lò xo vi sai

Cách cài đặt cho relay áp lực thấp

Trên relay áp lực thấp luôn có hai thang: thang cài đặt áp suất làm việc của thiết bị bay hơi cho hệ thống lạnh (low pressure range) nhờ vít (1/2), thang còn lại cài đặt áp suất vi sai (differential low pressure range) nhờ vít (3).

Gọi:

• LP [cut-in] : là áp lực cài đặt để bảo vệ hệ thống lạnh của relay áp lực thấp ở thang low pressure.
• ΔP = LP[cut-in] – LP[cut-out] : là giá trị áp suất vi sai được cài đặt ở thang differential low pressure.
• LP = P_o : là áp lực thấp (áp suất bay hơi) thực tế ở hộp xếp hay ở thiết bị bay hơi.

Trong quá trình hệ thống lạnh làm việc thì P_o luôn thay đổi do nhiệt độ buồng lạnh luôn thay đổi theo suốt thời gian làm lạnh – làm đông sản phẩm, hoặc có thể do một sự cố bất thường nào đó xảy ra làm cho áp suất bay hơi thấp hơn so với bình thường.

• Khi LP ≥ LP[cut-in] – ΔP = LP[cut-out] -> máy nén chạy, hệ thống lạnh hoạt động.
• Khi LP ≤ LP[cut-in] – ΔP = LP[cut-out] -> máy nén dừng, hệ thống lạnh không hoạt động và tự động hoạt động trở lại khi LP tăng lên, LP = LP[cut-out] + ΔP = LP[cut-in].

Relay áp suất cao

Cấu tạo

1. Vít đặt áp suất thấp
2. Tay đòn chính
3. Lò xo chính
4. Vít nối điện tiếp điểm
5. Tiếp địa
6. Hộp xếp
7. Ống nối áp suất thấp
8. Lối luồn dây điện
9. Tiếp điểm
10. Cơ cấu lật
11. Vít điều chỉnh vi sai
12. Khóa vít điều chỉnh
13. Lò xo vi sai
14. Nút reset

Nguyên tắc làm việc

Relay áp suất cao là relay hoạt động ở áp suất ngưng tụ của môi chất lạnh và ngắt mạch điện khi áp suất vượt mức cho phép để bảo vệ máy nén.

Do tính chất an toàn (áp suất cao) nên khi relay áp suất cao tác động ngắt thì không tự đóng mạch lại được (dù áp suất giảm xuống dưới giá trị đặt trừ giá trị vi sai) mà cần phải tác động reset để đưa relay trở lại trạng thái ban đầu. Mức độ an toàn còn được phân biệt bởi vị trí của nút reset: reset ngoài vỏ relay và reset trong vỏ relay.

Cách cài đặt cho relay áp lực cao

Trên relay áp lực cao luồn có hai thang: thang cài đặt áp suất làm việc của thiết bị ngưng tụ cho hệ thống lạnh (high pressure range) nhờ vít (1/2), thang còn lại cài đặt áp suất vi sai (differential high pressure range) nhờ vít (3).

Gọi:

• HP[cut-in] : là áp lực cài đặt để bảo vệ hệ thống lạnh của relay áp lực cao ở thang high pressure
• ΔP = HP[cut-out] – HP[cut-in] : là giá trị áp suất vi sai được cài đặt ở thang differential high pressure.
• HP = p_k : là áp lực cao (áp suất ngưng tụ) thực tế ở hộp xếp hay ở thiết bị ngưng tụ.

Trong quá trình hệ thống lạnh làm việc thì P_k luôn ổn định bởi vì nhiệt độ môi trường làm mát ổn định, nếu có thay đổi thì sự thay đổi đó không đáng kể, còn nếu làm việc không ổn định. Nhưng vì một sự cố bất thường nào đó xảy ra làm cho áp suất ngưng tụ tăng nhanh hơn so với bình thường.

Đặc tính làm việc của relay áp lực cao.

• Khi HP ≤ HP[cut-in] + ΔP = HP[cut-out] ->máy nén chạy, hệ thống lạnh hoạt động.
• Khi HP ≥ HP[cut-in] + ΔP = HP[cut-out] —> máy nén dừng, hệ thống lạnh không hoạt động và tự động hoạt động trở lại khi HP giảm, HP = HP[cut-out] – ΔP = HP[cut-in].