17.05.2018

     Реле разности давлений, часто именуемые как реле перепада давления, широко используются в индивидуальных (ИТП) и центральных (ЦТП) тепловых пунктах для контроля расхода на циркуляционных насосах систем отопления и горячего водоснабжения. Контроль осуществляется путем измерения перепада давления, создаваемого циркуляционным насосом, который определяется как разность между давлением на выходе из насоса и давлением на входе в насос. Измеренное значение сравнивается с минимально допустимым значением – «уставкой». При уменьшении разности давлений на насосе ниже минимально допустимого значения, реле выдает команду на автоматическое выключение основного насоса и включение резервного насоса, одновременно посылая сигнал о неисправности в систему диспетчеризации. Применяемые в настоящее время для этих целей датчики-реле разности давлений серии ДЕМ-202-РАСКО, ДЕМ-202С [1,2], имеющие минимальное значение «уставки» в пределах 0,02…0,05 МПа, до недавних пор успешно справлялись и во многих случаях продолжают справляться с этой задачей. Однако в связи с широким применением в последнее время циркуляционных насосов с частотно-регулируемым  приводом и значительным уменьшением минимально допустимого расхода и, соответственно, перепада давления, возникла потребность в контроле перепадов давления меньше минимальных значений, обеспечиваемых указанными выше приборами. Дело в том, что при снижении перепада давления ниже минимального уровня «уставки», в то время как насос работает в штатном режиме,  происходит переключение датчика-реле давления и выдача ложного сигнала о неисправности насоса.

   По результатам анализа многочисленных обращений потребителей и результатов выездов специалистов непосредственно на ЦТП, руководствуясь взятым страной курсом на импортозамещение, ООО «НПФ «РАСКО» и ПАО «Саранский приборостроительный  завод» в рамках совместного инвестиционного проекта разработали и освоили в серийном производстве принципиально новую серию более чувствительных, компактных и недорогих датчиков-реле разности давлений ДЕМ-202М-РАСКО, призванную успешно заменить целый ряд существенно более дорогих импортных аналогов.

Конструкция прибора признана оригинальной, что подтверждается полученным патентом РФ на полезную модель [3].

Принцип действия прибора поясняется схемой, приведенной на рисунке 1.

Рис.1	Рис.2

     Датчик-реле разности давлений ДЕМ-202М-РАСКО работает следующим образом. При подаче давления Р₁ через штуцер 12 высокого давления в полость 9, выполненную в корпусе 1, и давления Р₂ через штуцер 14 низкого давления и канал 13 в полость10, выполненную во втулке 11, на поверхностях мембран 7 и 8 и, соответственно, противоположных торцах поршня 5 создается положительная разность давлений ΔP = Р₁ - Р₂. Под действием разности давлений ΔP на поршне 5 создается усилие, направленное на сжатие пружины. При этом поршень 5 буртиком 6 нажимает на толкатели 15, которые упираются в подвижную деталь 3, пытаясь сжать пружину 4. Если это усилие превышает усилие затяжки пружины 4, то пружина сжимается и подвижная деталь 3, перемещаясь по направляющему штифту 16, запрессованному во втулку 11, нажимает на переключатель 2, что приводит к его срабатыванию - замыканию или размыканию электрических контактов. При снижении разности давлений  ΔP и, соответственно, усилия на поршне 5 ниже значения, создаваемого пружиной 4, переключатель 2 возвращается в  исходное состояние.

     Высокая чувствительность ДЕМ-202М-РАСКО достигается благодаря применению   эластичных плоских мембран, обладающих малой жесткостью, то есть большим ходом при относительно небольшой разности воздействующих на мембраны давлений. Прочность и стойкость мембран к воздействующей разности давлений обеспечивается за счет того, что мембраны ложатся на сопряженные с профилями мембран поверхности торцов поршня, практически, не испытывая при этом напряжений на разрыв.

Внешний вид прибора показан на рисунке 2.

Технические характеристики датчиков-реле разности давлений приведены в таблице.

Наименование	ДЕМ-202М-РАСКО-03-2	ДЕМ-202М-РАСКО-02-2	ДЕМ-202М-РАСКО-01-2
Пределы уставок, МПа	от 0,007 до 0,15	от 0,01 до 0,25	от 0,01 до 0,6
Зона возврата, не более, МПа	0,02	0,03	0,04
Максимальное давление, МПа		1,25
Температура окружающей среды, оС		- 20…+85
Нагрузка на контакты		переменный ток: 250 В; 10 А
Коммутационная стойкость контактов		более 100 000 включений
Класс защиты		IP64
Габариты (без штуцеров и соединителя), мм		40 х 72 х 100

     Ведущие зарубежные производители аналогичных приборов, такие как фирма DANFOSS (Дания), «United Electric Controls» (США) и ряд других, выпускают механические датчики-реле перепада давления, отвечающие указанным требованиям. Кроме того изготавливаются высококачественные электронные датчики перепада давления с встроенными релейными выходными каналами управления, например,  фирмами WIKA (Германия), BD Sensors (Чехия). Однако стоимость указанных приборов для применения в системах автоматизации насосных установок неоправданно высока. Кроме того, сроки поставки и сервисного обслуживания упомянутых изделий далеко не всегда отвечают потребностям потребителей.

     Благодаря повышенной чувствительности, что позволило снизить минимальное значение «уставки» по сравнению с другими отечественными аналогами в 3-5 раз, а также энергонезависимости (не требуют электропитания для обеспечения своей работы) датчики-реле перепада давления ДЕМ-202М-РАСКО могут с успехом применяться для мониторинга и управления работой циркуляционных насосов в системах отопления и горячего водоснабжения, а также для защиты насосов от «сухого хода» при автоматическом пуске. Пример структурной схемы такой системы управления показан на рисунке 3.

     Датчики-реле ДЕМ-202М-РАСКО имеют существенно меньшие габариты по сравнению со своими предшественниками и одностороннее размещение штуцеров для  подвода давлений, что в условиях плотной компоновки и высокой насыщенности современных ЦТП и ИТП приборами и оборудованием значительно упрощает их размещение и монтаж. Подвод давления к прибору осуществляется импульсными трубками с наружным диаметром 6 мм. Подключение к штуцеру производится согласно ГОСТ 28941.12-91 с развальцовкой трубки на конус. В комплект поставки входят накидные гайки и ниппели. Это исключает необходимость применения трудоемких операций пайки или сварки, как у других приборов. По предварительному заказу возможна поставка приборов со штуцерами, имеющими резьбу G1/2 или G/1/4, что облегчает их монтаж с применением разнообразной трубопроводной арматуры.

     Сказанное выше не означает, что традиционные датчики-реле давления потеряли свою актуальность. Они также находят свое применение для мониторинга наличия потока жидкости в различных устройствах, работающих на номинальных или максимальных режимах работы по расходу. В частности, в тепловых пунктах, в которых управление расходом осуществляется не с помощью применения частотно-регулируемого привода насоса, а путем дросселирования потока, в системах смазки, для контроля степени загрязнения жидкостных фильтров, в автоматических системах пожаротушения. Пример такой системы приведен на рисунке 4.

   Особо следует отметить, что стоимость новых датчиков-реле давления ДЕМ-202М-РАСКО ниже стоимости аналогичных отечественных приборов и намного меньше стоимости зарубежных аналогов.

     Хочется надеяться, что представленная информация будет способствовать более успешному применению датчиков-реле разности давлений в системах сигнализации и управления работой электронасосных агрегатов при автоматизации технологических процессов в различных отраслях промышленности, а вновь разработанные  датчики-реле давления ДЕМ-202М-РАСКО в самые короткие сроки найдут широкое применение в ЖКХ и целом ряде других отраслей промышленности.