Druckrelais für Kompressor: Aufbau, Kennzeichnung + Anschlussplan und Einstellung

Die Verwendung eines pneumatischen Druckluftrelais ermöglicht die Automatisierung der Befüllung des Kompressorbehälters mit Druckgas. Der Bediener der Anlage mit Druckschalter muss den Vorgang nicht überwachen und versuchen, die Grenzwerte zu erfassen. Dadurch wird ein Motorschaden verhindert. Beachtliche Ergebnisse, nicht wahr?

Wenn Sie planen, einen Druckschalter für einen Kompressor zu erwerben, sind Sie hier genau richtig. Genau bei uns finden Sie eine umfangreiche Menge äußerst nützlicher Informationen über die Funktionsweise des Geräts, seine Ausstattung und Anschlussmöglichkeiten.

Wir haben die vorhandenen Arten von pneumatischen Relais detailliert beschrieben. Wir haben Anschlussvarianten für das Haushalts- und Industrienetz mit äußerst verständlichen Schaltplänen aufgeführt. Wir haben typische Störungen und Möglichkeiten zu deren Vermeidung analysiert. Die von uns präsentierten Informationen und nützlichen Tipps werden durch grafische, Foto- und Videoanwendungen ergänzt.

Funktionsprinzip des Druckschalters

Die Bezeichnung des Relais ergibt sich aus seinem Zweck – Steuerung eines Kolbenkompressors zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Arbeitskraft des Atmosphärendrucks im Behälter. Selten ist es an einem Schraubentyp des Geräts zu finden, das für die Luftverdichtung und -förderung zuständig ist.

Unter Berücksichtigung der Druckkraft in der Pneumatikautomatik wirkt das Gerät auf die Spannungsleitung ein, indem es sie schließt oder öffnet. Auf diese Weise startet ein unzureichender Druck im Kompressor den Motor, bei Erreichen des erforderlichen Niveaus schaltet er ab.

Ein solches standardmäßiges Funktionsprinzip, das auf dem Anschluss an einen normalerweise geschlossenen Stromkreis basiert, wird zur Steuerung des Motors verwendet.

Bei allen Ejektoren gibt es einen Behälter, der Luft mit einem bestimmten Druck enthält. Eine Verringerung erfordert das Einschalten des Motors, um den Vorrat aufzufüllen. Wenn die Situation umgekehrt ist und ein Überschuss festgestellt wird, wird die Zufuhr gestoppt, damit der Behälter nicht platzt. Diese Prozesse werden vom Druckschalter gesteuert.

Es gibt auch Ausführungen mit umgekehrtem Funktionsprinzip: Wenn die Mindestwerte im Kompressionsschema erreicht werden, schaltet der Druckschalter den Elektromotor aus, bei Höchstwerten schaltet er ihn ein. Hier arbeitet das System in einem normalerweise offenen Stromkreis.

Als wirksames System dienen Federmechanismen mit unterschiedlicher Steifigkeit, die auf Druckschwankungen in der Luftdruckeinheit reagieren.

Während des Betriebs werden die Werte verglichen, die sich aus der elastischen Zug- oder Druckkraft der Federn und dem Druck der vom Gerät verdichteten Luft ergeben. Jegliche Änderungen aktivieren automatisch die Spirale, und das Relais schaltet die Stromversorgungsleitung ein oder aus.

Es ist jedoch zu beachten, dass das Gerät des Übersichtsmodells keine regulierende Wirkung vorsieht. Es wirkt ausschließlich auf den Motor. Dabei hat der Benutzer die Möglichkeit, einen Spitzenwert einzustellen, bei dessen Erreichen die Feder auslöst.

Ausstattung der Automikeinheit des Kompressors

Die Konstruktion des Relais besteht aus einem kompakten Block, der mit Anschlussstutzen, einem Fühlelement (Feder) und einer Membran ausgestattet ist. Zu den obligatorischen Unterbaugruppen gehören ein Entlastungsventil und ein mechanischer Schalter.

Der Fühlteil des Druckschalters besteht aus einem Federmechanismus, dessen Druckkraft über eine Schraube eingestellt wird. Gemäß den werksseitigen Standardeinstellungen wird der Elastizitätskoeffizient auf einen Druck in der Pneumatikleitung von 4-6 bar eingestellt, wie in der Anleitung des Geräts angegeben.

Günstige Modelle von Ejektoren sind nicht immer mit einer Relais-Automatik ausgestattet, da solche Geräte auf dem Behälter montiert werden. Bei längerem Betrieb ist es jedoch sinnvoll, einen Druckschalter zu installieren, um das Problem der Überhitzung der Motorelemente zu vermeiden.

Der Steifigkeits- und Flexibilitätsgrad der Federelemente unterliegt den Umgebungstemperaturwerten, daher sind absolut alle Modelle industrieller Geräte für einen stabilen Betrieb in Umgebungen von -5 bis +80 °C ausgelegt.

Die Membran des Behälters ist mit dem Relaisschalter verbunden. Während der Bewegung schaltet sie den Druckschalter ein und aus.

Die Entlastungseinheit ist an die Luftzuleitung angeschlossen, sodass überschüssiger Druck aus dem Kolbenraum in die Atmosphäre abgelassen werden kann. Dabei werden die beweglichen Teile des Kompressors von übermäßiger Belastung entlastet.

Das Entlastungselement befindet sich zwischen dem Rückschlagventil des Ejektors und dem Kompressionsblock. Wenn der Motorantrieb seine Arbeit einstellt, wird die Entlastungseinheit aktiviert, über die überschüssiger Druck (bis zu 2 bar) aus dem Kolbenraum abgelassen wird.

Beim weiteren Start oder Beschleunigen des Elektromotors entsteht ein Druck, der das Ventil schließt. Dadurch wird eine Überlastung des Antriebs verhindert und das Starten des Geräts im ausgeschalteten Zustand vereinfacht.

Es gibt ein Entlastungssystem mit zeitlichem Einschaltintervall. Der Mechanismus bleibt beim Starten des Motors für eine bestimmte Zeitspanne in der offenen Stellung. Dieser Bereich reicht aus, damit der Motor sein maximales Drehmoment erreicht.

Ein mechanischer Schalter wird zum Starten und Stoppen der automatischen Optionen des Systems benötigt. In der Regel hat er zwei Positionen: «Ein» und «Aus». Der erste Modus schaltet den Antrieb ein, und der Kompressor arbeitet nach dem hinterlegten automatischen Prinzip. Der zweite verhindert ein versehentliches Starten des Motors, selbst wenn der Druck im Pneumatiksystem niedrig ist.

Die Absperrarmatur ermöglicht es, Notsituationen bei Ausfall von Steuerungselementen wie dem Kolbenbaugruppenbruch oder plötzlichem Motorstillstand zu vermeiden.

Die Sicherheit in industriellen Konstruktionen muss auf einem hohen Niveau liegen. Zu diesem Zweck wird der Kompressorregler mit einem Sicherheitsventil ausgestattet. Auf diese Weise wird der Schutz des Systems bei fehlerhafter Wirkung des Relais gewährleistet.

Bei anormalen Situationen, wenn der Druck über dem zulässigen Wert liegt und der Telepressostat nicht auslöst, wird die Sicherheitseinheit aktiviert und führt die Druckentlastung durch. Nach einem ähnlichen Schema arbeiten die Sicherheitsventile in Heizungsanlagen, deren Funktionsprinzip und Aufbau in dem von uns empfohlenen Artikel beschireben sind.

Optional kann als zusätzliche Schutzausrüstung in der Überwachungseinrichtung auch ein Thermorelais verwendet werden. Mit seiner Hilfe wird die Stärke des Versorgungsstroms überwacht, um bei steigenden Parametern rechtzeitig vom Netz getrennt zu werden.

Um ein Durchbrennen der Motorwicklungen zu vermeiden, wird die Stromversorgung ausgeschaltet. Die Einstellung der Nennwerte erfolgt über eine spezielle Regeleinrichtung.

Arten von Druckschaltergeräten

Es gibt nur zwei Ausführungsvarianten des Automatikblocks des Kompressors. Die Bestimmung erfolgt anhand ihres Funktionsprinzips. In der ersten Variante schaltet der Mechanismus den Elektromotor aus, sobald die eingestellten Grenzwerte des Luftdrucks im Pneumatiknetz überschritten werden. Diese Geräte werden als normal geöffnet bezeichnet.

Schematische Darstellung des Membrandruckschalters: 1 – Druckwandler; 2 und 3 – Kontakte; 4 – Kolben; 5 – Feder; 6 – Membran; 7 – Gewindeverbindung

Ein anderes Modell mit umgekehrtem Prinzip schaltet den Motor ein, wenn ein Druckabfall unter den zulässigen Wert festgestellt wird. Geräte dieser Art werden als normal geschlossen bezeichnet.

Struktur der Kennzeichnungen von Pneumatikrelais

Die Kennzeichnung des Druckluftrelais gibt die gesamte optionale Ausstattung des Geräts, die Konstruktionsmerkmale sowie die werkseitigen Einstellparameter der Druckdifferenz an.

Die Produktionsmodelle der Firma Condor stellen eine breite Palette von Ausrüstungen zur Drucküberwachung her. Die MDR-Reihe ist für den Einsatz in Ejektoren unterschiedlicher Leistung ausgelegt.

Lassen Sie uns die Bezeichnungen am Beispiel der Geräte für Luftejektoren RDK – (*) (****) – (*)/(*) näher erläutern:

• RDK – Serie von Relais für Kompressoren;
• (*) – Anzahl der Gewindeanschlüsse: 1 – ein Anschluss mit Innengewinde 1/4" NPT; 4 – vier Anschlüsse;
• (****) – Gehäusebauart: T10P – Ausführung 10 mit Schalter „Hebel“; T10K – Schalter „Taste“; T18P – Ausführung 18 mit Schalter „Umschalter“; T19P – Ausführung 19 mit Schalter;
• (*) – werkseitige Einstellungen der Ansprechschwellen: 1 – 4…6 bar; 2 – 6…8 bar; 3 – 8…10 bar;
• (*) – Durchmesser des Entlastungsventils: Fehlen des Symbols bedeutet standardisierter Parameter 6 mm; 6,5 mm – 6,5 mm.

Die Differenz zwischen dem minimalen und maximalen Druckschwellenwert wird vom Hersteller festgelegt und beträgt in der Regel 2 bar.

Es ist jedoch auch eine manuelle Anpassung des Bereichs der beiden Werte – maximal und minimal – möglich, jedoch nur in Richtung einer Verringerung.

Die Besonderheiten der Einstellung des Druckschalters für Pumpstationen sind in dem folgenden Artikel dargelegt, dessen Inhalt wir Ihnen zur Lektüre empfehlen.

Anschlusspläne des Druckluftrelais

Der Kompressor-Druckschalter wird für den Anschluss an verschiedene strombelastbare elektrische Schaltungen hergestellt. Entsprechend der Nennleistung der Stromversorgungsleitung wird das passende Modell des Relaisblocks ausgewählt.

Variante #1: an ein Netz mit 220 V Nennspannung

Wenn der Antriebsmotor ein einphasiges Gerät ist, wird in diesem Fall ein Relais mit Nennspannung 220 V und zwei Kontaktgruppen installiert.

Für den Betrieb mit einphasiger Last empfehlen die Hersteller, die Einheit mit Modellen der Serie RDK auszustatten: xT10P-x; xT10K-x; xT19P-x, da diese Geräte über zwei Kontaktgruppen verfügen.

Variante #2: an ein Drehstromnetz mit 380 V Spannung

Für eine dreiphasige Last an einem 380-V-Stromkreis kann eine der Optionen verwendet werden: eine Relaisvariante für 220 V oder 380 V mit drei Kontaktleitungen, um alle drei Phasen gleichzeitig abzuschalten.

Wir betrachten die erste Variante:

Für den Betrieb in einem dreiphasigen Stromkreis wird der Druckschalter RDK-xT18P-x verwendet. Dieses Modell ist mit drei Kontakten ausgestattet und ermöglicht die gleichzeitige Umschaltung aller Phasen.

Bei Wahl der zweiten Methode erfolgt die Stromversorgung über eine Phase (Neutralleiter), und in diesem Fall muss die Nennspannung des Relais 220 V betragen. Weitere Details im folgenden Schaltplan:

Die Verwendung von Fernpressostaten der Serie RDK: xT10R-x, xT10K-x und xT19P-x mit dreiphasiger Last ist zulässig, jedoch geht die Verwendung eines solchen Schaltplans mit einer unvollständigen Trennung vom Stromnetz einher. Konkret – eine Phase wird ständig an die Last angeschlossen sein.

Nach dem Anschluss an die Stromversorgung müssen Sie sich mit den zusätzlichen Möglichkeiten vertraut machen, die in den Lufteinheiten für die Ejektoren angeboten werden.

Installation des Relais und der Hilfselemente

Bei einigen Modifikationen von Pressostaten kann man eine zusätzliche Ausstattung in Form von Flanschverbindungen vorfinden, über die zusätzliche Geräte angeschlossen werden. Im Wesentlichen handelt es sich um Dreiwege-Stücke mit einem Durchmesser von ¼ Zoll.

Mithilfe mehrerer Flanschanschlüsse können zusätzliche Elemente in das System eingeführt werden: Sicherheitsventil, Manometer und andere erforderliche Mechanismen.

Für die Inbetriebnahme des Geräts muss es an den Receiver angeschlossen werden. Der Aufbau besteht aus folgenden Schritten:

1. Über die Hauptauslassöffnung wird das Gerät an den Kompressor angeschlossen.
2. An das Gerät mit Flanschen wird ein Manometer angeschlossen. Es können auch andere Hilfsmechanismen vorhanden sein, die eingebaut werden müssen: ein Sicherheitsventil oder ein Entlastungsventil.
3. Kanäle, die nicht für die Verbindung genutzt werden, müssen mit Blindstopfen verschlossen werden.
4. Anschließend wird das Relais gemäß dem elektrischen Schaltplan an die Kontakte des Steuerkreises des Elektromotors angeschlossen.

Motoren mit geringer Leistung können direkt angeschlossen werden, in anderen Fällen ist die zusätzliche Installation eines elektromagnetischen Schützes entsprechender Leistung erforderlich.

Bevor Sie mit der Einstellung der Schwellenparameter beginnen, sollten Sie auf die Betriebsbedingungen achten. Erstens erfolgt die Korrektur unter Druck. Zweitens muss die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen sein.

Einstellung und Inbetriebnahmeprozess

Die werkseitig eingestellten Parameter entsprechen nicht immer den Anforderungen des Verbrauchers. In den meisten Fällen hängt dies mit einer unzureichenden Kompressionskraft am höchsten Entnahmepunkt zusammen.

Auch der Ansprechbereich des Pressostaten kann ungeeignet sein. In diesem Fall ist eine selbständige Korrektur des Stellglieds sinnvoll.

Standardwerkseinstellungen: obere Grenze 2,8 Atmosphären, untere Grenze 1,4 bar. Die Überwachung der Parameter erfolgt visuell über ein Manometer, das im Standardlieferumfang des Pressostaten enthalten ist. Neuere Modelle, wie zum Beispiel Italtecnica, haben ein transparentes Gehäuse und sind mit einem Kompressionszeiger direkt am Relais ausgestattet.

Um den Arbeitskompressionswert einzustellen, muss zunächst das Typenschild mit den Angaben zum Elektromotor und Kompressor betrachtet werden.

Wir benötigen nur den höchsten Wert, den das Gerät erzeugt. Dieser Wert gibt den maximalen Druck an, der am Relais eingestellt werden kann, damit das gesamte Pneumatiksystem korrekt arbeitet.

Wenn der angegebene Wert (in der Abbildung 4,2 atm) eingestellt wird, kann der Kompressor unter Berücksichtigung aller Faktoren – Spannungsschwankungen, Verschleiß der Teile usw. – den Grenzdruck möglicherweise nicht erreichen, und folglich wird er nicht abschalten.

In einem solchen Betriebszustand beginnen die Arbeitselemente der Anlage zu überhitzen, sich dann zu verformen und schließlich zu schmelzen.

Der Maximalwert des Injektors muss bei der Bestimmung des höchsten Relaiswerts berücksichtigt werden. Dieser Wert sollte unter dem Nenndruck des Kompressors liegen. In diesem Fall arbeiten alle Systemelemente im störungsfreien Modus.

Für einen zuverlässigen Betrieb ohne Abschaltungen muss der höchste Ausschaltdruck am Relais eingestellt werden, der den auf dem Kompressor eingravierten Nennwert nicht erreicht, sondern um 0,4-0,5 atm niedriger ist. Laut unserem Beispiel – 3,7-3,8 atm.

Die Druckgrenzen, bei deren Erreichen der Kompressor ein-/ausgeschaltet wird, werden mit einer einzigen Schraube eingestellt. Um Fehler bei der Wahl der Richtung für die Erhöhung/Verringerung zu vermeiden, sind auf der Metallbasis Pfeile angebracht.

Nachdem der einzustellende Wert bestimmt wurde, muss das Gehäuse des Relais abgenommen werden. Darunter befinden sich zwei Einstellelemente – eine kleine und eine große Mutter (in der Abbildung 1,3).

Daneben gibt es Pfeilindikatoren für die Richtung, in die gedreht wird – dadurch wird der Federmechanismus zusammengedrückt oder entspannt (2,4).

Die große Schraubklemme und die Feder dienen zur Steuerung der Kompressionsparameter. Beim Drehen im Uhrzeigersinn wird die Spirale zusammengedrückt – der Ausschaltdruck des Kompressors steigt. Die gegenteilige Einstellung lockert sie, entsprechend sinkt der Ausschaltdruck.

Es ist zu bedenken: Durch die Erhöhung des Ausschaltdrucks ändern wir die Werkseinstellungen, die unter Berücksichtigung der normativen Anforderungen an den Betrieb der Anlage eingestellt wurden. Bevor Sie Korrekturen vornehmen, schauen Sie in die technische Dokumentation des Geräts, um die vom Hersteller angegebenen Grenzen nicht zu überschreiten.

Bei der Durchführung der Einstellungen muss der Behälter zu mindestens 2/3 gefüllt sein.

Nachdem wir den Zweck der Elemente verstanden haben, beginnen wir:

1. Zur Gewährleistung eines angemessenen Sicherheitsniveaus wird die Stromversorgung abgeschaltet.
2. Die Änderung des Federdruckniveaus erfolgt durch Drehen der Mutter um mehrere Umdrehungen in die erforderliche Richtung. Auf der Platine neben der großen Einstellschraube gibt es standardmäßig die lateinische Beschriftung P (Pressure) für die große Schraube und ΔP für die kleinere.
3. Die Überwachung des Einstellvorgangs erfolgt visuell am Manometer.

Einige Hersteller bringen aus Bequemlichkeit die Einstellarmaturen zur Änderung des Nennwerts an der Gehäuseoberfläche des Geräts an.

Mögliche Störungen des Geräts

Es werden mehrere typische Störungen von Druckschaltern genannt. In den meisten Fällen werden sie einfach durch neue Geräte ersetzt. Es gibt jedoch kleinere Probleme, die Sie selbst beheben können, ohne die Hilfe eines Reparaturfachmanns.

Wenn ein Druckschalter als Ursache der Betriebsstörung identifiziert wurde, wird der Fachmann auf einem Austausch des Geräts bestehen. Alle Servicemaßnahmen zur Reinigung und zum Austausch von Kontakten kosten den Benutzer mehr als der Kauf und die Installation eines neuen Geräts.

Am häufigsten tritt eine Störung auf, die durch Luftaustritt aus dem Relais bei eingeschaltetem Behälter gekennzeichnet ist. In diesem Fall kann das Startventil die Ursache sein. Es reicht aus, die Dichtung auszutauschen, und das Problem ist behoben.

Das häufige Einschalten des Kompressors deutet auf eine Lockerung und Verschiebung der Einstellschrauben hin. Hier müssen die Ein- und Ausschaltschwellen des Relais überprüft und entsprechend den Anweisungen des vorherigen Abschnitts eingestellt werden.

Methoden zur Behebung von Störungen

Eine schwierigere Aufgabe steht an, wenn der Kompressor nicht funktioniert. Es kann mehrere Ursachen geben. Betrachten wir eine davon – das Verschmelzen der Kontakte des Druckschalters aufgrund von Erosion durch elektrische Funken.

Das Verbrennen der Kontaktgruppe tritt aufgrund von Lichtbogenerosion auf, die durch das Öffnen der Kontakte entsteht. Allerdings ist ein Austausch der Elemente nicht immer möglich – einige Modifikationen sind nicht mehr im Handel erhältlich.

Um eine solche Störung zu beheben, können Sie eine der Methoden anwenden: Reinigen der Oberfläche, was die Lebensdauer um mindestens 3 Monate verlängert, oder Reparatur durch Austausch der Kontakte in den Klemmen.

Schritt-für-Schritt-Anleitung für die zweite Option:

1. Lassen Sie die gesamte Luft aus dem Behälter ab und schalten Sie die Stromversorgung des Ejektors aus. Demontieren Sie den Druckschalter.
2. Nachdem Sie das Schutzgehäuse abgenommen haben, trennen Sie die zur Kontaktgruppe führende Verkabelung.
3. Mithilfe eines Schraubendrehers müssen Sie die Klemme mit den Kontakten herausziehen und die verbrannten Leitungen ausbohren.
4. Das Kabel kann durch einen Kupferdraht ersetzt werden. Die Auswahl muss unter Berücksichtigung des Lochdurchmessers erfolgen, da er fest in der Aufnahme sitzen muss. Er wird in das Loch gesteckt und auf beiden Seiten vercrimpt.
5. Analog werden die restlichen verbrannten Leitungen behandelt.
6. Nachdem die Kontaktgruppe zusammengebaut ist, wird sie an ihrem ursprünglichen Platz montiert und der Deckel des Pressostaten festgeschraubt.

Das Kompressorrelais arbeitet unter schwierigen Bedingungen und unterliegt Verschleiß und Ausfällen.

Obwohl eine Reparatur unwirtschaftlich ist, können diejenigen, die mit dem Gerät vertraut sind, sie selbst durchführen. Dennoch bleibt der Austausch gegen ein neues Gerät die vorteilhaftere Option.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Ausführliche Informationen über die Konstruktion des Pressostaten sowie eine anschauliche Darstellung des Einstellvorgangs in diesem Video:

Auch ein selbstständiger Zusammenbau des Einstellblocks für den Kompressor ist möglich, dazu in diesem Videomaterial:

Pneumatische Geräte gelten als sicherer und bequemer in der Handhabung als elektrische oder benzinbetriebene Modelle. Es wird eine große Auswahl an Zusatzgeräten angeboten, die mit Druckluft arbeiten: Pistolen zum Reinigen, Reifenfüllen oder Lackieren und viele andere.

Mithilfe des Relais wird ein automatischer Betrieb unter Aufrechterhaltung des erforderlichen Kompressionsniveaus im Empfänger ermöglicht.

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