Leonardo de Lacerda Dias
2 Pressostato Descrição Geral Modo de Operação A pressão aplicada pela conexão ao processo (1) atua no fole de medição (2). A mudança de pressão gera um movimento no fole de medição (2) que é transferido através do pino (alavanca) (4) para a balança de chaveamento (5). A balança de chaveamento é mantida firme pelos pontos do pivot (6). Conforme a pressão aumenta a balança de chaveamento (5) movimenta-se para cima e aciona o microcontato (7). A mola (8), produz a força inicial que pode ser mudada através do parafuso de ajuste (9) "ajuste do setpoint", que atua como uma força oposta A porca de ajuste (10) é movimentada pela virada da mola de setpoint, e assim o movimento inicial da mola (8) é alterado. O parafuso de ajuste do microcontato (11) atua no ajuste interno do chaveamento para o microcontato. A mola présensora de pres sã (12) garante um comportamento estável de chaveamento, mesem casos de baixos valores de ajuste. 1 = conexão ao processo 2 = fole de medição 3 = caixa do sensor 4 = pino da pressão 5 = balança de chaveamento 6 = pontos do pivot 7 = microcontato ou outros elementos de chaveamento 8 = mola do setpoint 9 = parafuso de ajuste (ajuste do ponto de chaveamento) 10 = porca de ajuste (sistema mola/parafuso) 11 = parafuso de ajuste para o microcontato 12 = mola pré-sensora de pressão Sensores de Pressão Conexão ao Processo Com poucas exceções em ranges de baixa pressão, todos sensores de pressão são equipados com foles de medição, em alguns casos foles em liga de cobre mas na maioria dos casos em aço inoxidável (1.4571). Em comparação com os valores permissíveis, os foles de medição são submetidos a baixas cargas e movimentados suavemente. Isto resulta em longa vida útil de serviço com baixo e pouco desvio de chaveamento e alta segurança em casos de sobrepressão. O movimento do fole de medição é também restringido por um limitador interno de Pressão de acordo com Normas Internacionais de segurança, assim a força resultante da sobrecarga nã o pode ser transmitida para o mecanismo de chaveamento. As partes do sensor em contato com o processo são soldadas sem nenhum material adicional e o sensor não contem nenhum selo. Foles em liga de Cobre são usados p/ranges de baixa pressão são vendidos para compor as caixas de determinados Pressostatos. A caixa do sensor e todas as partes da unidade em contato com o processo podem ser também fabricadas completamente em aço inox (séries DNS). As folhas de dados individuais mostram os dados exatos inclusive a respeito dos Materiais. A conexão ao processo foi desenvolvida de acordo com a Norma DIN para todos os pressostatos (manômetros, conexão G 1/2A). Eles podem também ser conectados opcionalmente através da rosca interna G ¼ Norma ISSO 228 Part 1. O pino central deve então ser removido. Profundidade máxima de rosca G ¼ = 9 mm. Quando conectado a rosca externa G ½ com selo na rosca (ex.: sem selagem de lavagem, normais em conexão de manômetros), o pino central deve ser removido. Pressostatos Diferenciais têm 2 conexões ao processo (Max. e min.) e devem ser conectados a uma rosca interna G ¼ cada. 6
3 Os dados técnicos mais importantes Válido para todos pressostatos com microcontatos das séries DCM, VCM, DNM, DNS, DDC. Os dados técnicos dos componentes testados são basicamente idênticos. (Favor mencionar o tipo correto) Versão Normal -Versão Switch housing Conexão ao Processo Função de Chaveamento e Função de Chaveamento e (se aplica somente para versão com microcontato) Alumínio fundido GD Al Si 12 Alumínio fundido GD Al Si 12 Rosca externa G ½ (conexão padrão) e G ¼ rosca interna. Rosca interna G ¼ para Pressostatos Diferenciais (pressão diferencial) DDCM. Contato changeover flutuante. Com aumento da pressão aciona o contato da polaridade 3-1 para 3-2. Contato changeover flutuante Com aumento da pressão aciona o contato da polaridade 3-1 para 3-2. Capacidade de chaveamento (somente p/ versão c/ microcontato) Posição de Instalação Grau de Proteção (em posição vertical) Grau de Proteção Ex Aprovação PTB Conexão elétrica Entrada do cabo Temperatura ambiente Ponto de chaveamento Chaveamento diferencial Temperatura de processo Vácuo Repetição da precisão nos Pontos de chaveamento Vibração Vida Mecânica Valores de Isolação Livre de óleos, graxas e Lubrificantes 8 A / 250 V AC 5 A / 250 V AC inductivo 8 A / 24 V DC 0.3 A / 250 V DC De preferência vertical (ver folha de dados) 3 A / 250 V AC 2 A / 250 V AC inductivo 3 A / 24 V DC 0.03 A / 250 V DC Vertical IP 54 (sob encomenda IP 65 por ZF 351) IP 65 - Eex de IIC T6 testado Norma EN 50014/50018/50019 (CENELEC) - Ex 90.C.1059 Plug (série 200) ou Terminal Terminal (série 300) Pg 11 Pg 11 (Ver folha de dados) ºC Ajustável no parafuso de ajuste. Ajustável no parafuso de ajuste após a No mecanismo de chaveamento 300 Caixa do terminal ser removida. a caixa do terminal deve ser removida. Ajustável ou não ajustável Ajustável (ver folha de dados) Max. 70ºC, tempo curto 85ºC Max. 60 C Temperaturas de processo superiores são possíveis se os valores limites acima dos descritos não entrarem em contato com o mecanismo de chaveamento.(ex.: em caso do uso de tubo sifão como redutor de temperatura) Todo pressostato pode operar em condição de vácuo, o instrumento não vai ser danificado neste caso. 1% do range de trabalho (para pressões > 1 bar) até 4 g sem desvios significantes A diferença de chaveamento é reduzida levemente a acelarações superiores. uso até 25 G não é permitido. Com aplicação de pressão variável e temperatura ambiente, garantia de 10 x 10/6 ciclos de chaveamento. Lógico que essa previsão de vida útil depende muito do tipo da pressão e da aplicação em que o pressostato trabalha, por isso esta previsão serve apenas como uma estimativa grosseira muitas vezes. Com pressão pulsante ou impacto de sistemas hidráulicos, recomenda-se o uso de redutor de pressão antes do pressostato. Sobretensão categoria III, contaminação classe 3, tensão de referência 4000 V. A conformidade DIN VDE 0110 (01.89) será confirmada. As partes molhadas de todo pressostato estão livres de óleo, graxa e demais lubrificantes. Os sensores são hermeticamente encapsulados, eles não contem nenhum selo. 7
4 ZF Pressostatos Unidades de chaveamento / função opcional / diagramas de conexão Descrição Diagramas de ligação Explicação Versão Normal Microcontato, unipolar, sem chaveamento diferencial. ZF 205 Limite máximo Com reset manual. Intertrava com aumento da pressão. ZF 206 Limite mínimo Com reset manual. Intertrava quando a pressão diminui. ZF 307 Dois microcontatos, chaveamento em paralelo ou em sucessão. Intervalo fixo de chaveamento. Caixa de proteção p/ o terminal. ZF 217 Dois microcontatos, chaveamento em sucessão, 1 plug de ajuste. Para o intervalo de chaveamento. ZF 213 Contatos dourados Não podem ser fornecidos com ajuste de chaveamento Capacidade de chaveamento max. 24 V CC,100 ma min. 5 V CC, 2 ma Ajuste de acordo com a especificação do cliente: um ponto de ajuste dois pontos de ajuste ou chaveamento diferencial definido Ajuste e selagem de acordo com a especificação do cliente: um ponto de ajuste dois pontos de ajuste ou chaveamento diferencial definido Especificar o ponto de chaveamento e a direção de ação. Pacote especial para armazenagem livre de óleo. 8
5 Controle de Pressão Em Áreas Classificadas Ex Pressostatos com equipamento especial podem também ser usado em área Ex Zona 1. As seguintes alternativas são possíveis : 1. Pressostato com dispositivo de chaveamento encapsulado a prova de pressão, Proteção EEx de IIC T6. O pressostato com cápsula a prova de pressão pode ser usado diretamente em área Ex ( Zona 1). No Entanto deve-se levar em consideração a tensão máxima de chaveamento, a capacidade de chaveamento a temperatura ambiente como também as normas para Instalações em área Ex. Todos os pressostatos podem ser equipados com mecanismos de chaveamento Ex. Circuitos especiais como também versões especiais com Diferencial de Chaveamento ajustável não estão habilitados para uso em área Ex. 2. Pressostatos em versão EEx-i Todo pressostato em versão normal pode ser usado em área zona 1, se ele for incorporado a um circuito intrinsecamente seguro. A princípio o intrinsecamente seguro é baseado no fato que o circuito de controle estará instalado e funcionando em área Ex utilizando somente uma pequena quantidade de energia que não pode gerar nenhuma ignição por faiscamento. Amplificadores e isoladores de chaveamento são usados neste caso como circuito intrinsecamente seguro, por exemplo o modelo REL-6000 KOBOLD pode também ser usado, mas previamente deve ser testado de acordo com regras e procedimentos PTB e então -apro vado para Instalações. Ex como todo instrumento destinado a este tipo de instalação. Estes circuitos isoladores para área Ex devem ser sempre instalados fora da área Ex. Pressostatos que realmente são apropriados para Instalações em áreas EEx-ia podem ser equipados com terminais azuis e prensa-cabos ou passador de cabos c/ pressão. Por causa de baixas tensões e correntes que são geradas pelos contatos dos microcontatos internos, recomenda-se também a utilização de contatos banhados a ouro. (função adicional ZF 513). Exemplo de Código Exemplo de Código SCH-DCM Pressostato Código da unidade de chaveamentosch-dcm (ex.: limite máximo) ou Código do range de chaveamento SCH-DCM 6 com ZF 205 Sistema do sensor 9
6 Testes e Aprovações VdTÜV Pressão 100/1 DVGW DIN 3398 T.1 e 3 Vapor Superaquecido, Saturado e Água quente Pressostatos e limitadores de pressão para vapor e água quente em sistemas diversos Norma DIN 4751 P2 e TRD 604. Séries DA e DWR. Gases de Combustão (CE) Pressostatos e limitadores para gases combustíveis de acordo com Norma DVGW folha G-260. Séries DGM e DWR. TÜV DIN 3398 T.4 Combustíveis líquidos Pressostatos e limitadores para combustíveis líquidos (óleo aquecido). Serie DWR. TÜV Pressão 100/1 + DIN 3398 T.4 Engenharia de Segurança (Variável de Segurança) Pressostatos em sistemas de gas liquefeito, plantas químicas, processos de testes, controlando pressão como variável de segurança. EEx de II CT6 (cápsula a prova de pressão) -Versões Para áreas Ex zona 1, todos pressostatos podem ser fornecidos com cápsula a prova de pressão (Ex.: classe de proteção EEx de IIC T6). Aprovação PTB: Ex 90.C.1059 EEx-ia (intrinsecamente seguro) Neste caso o pressostato pode ser fornecido com contatos banhados a ouro, chaves de proximidade, como também terminais azuis e prensa cabos no padrão EEx. Devendo sempre utilizar uma barreira de proteção EEx-ia. A caixa do pressostato e os mecanismos de chaveamento Os invólucros ou caixas são fabricados em alumínio fundido de alta qualidade e alta resistência incluindo contra gua do mar. Desse modo existem três versões disponíveis: IP 54 Caixa (versão normal) Plug p/ conexão elétrica Norma DIN Grau de proteção IP 54 Ajuste do setpoint acessível do lado externo do pressostato. IP 54 (IP 65) Com caixa p/ os terminais da conexão elétrica Grau de proteção IP 54, sob encomenda IP 65 Ajuste do setpoint e terminais de conexão elétrica acessíveis apenas com a remoção da tampa dos terminais. -Caixa (versão EEx-d) Com este tipo de caixa o pressostato passa a ser a ser aprovado p/ área 1. Grau de proteção IP 65. Grau de proteção p/ áreas classificadas EEx de IIC T6. IP
7 Pressostatos com trava de status do chaveamento (re-start externo) Em pressostatos frequentemente é necessário reter e travar o status de shutdown (desligamento) para a partida da trava e da chave (pressostato) no sistema novamente somente após o problema que gerou o shutdown ter sido resolvido. Existem duas possibilidades para isso: 1. Trava Mecânica no interior do pressostato Um microcontato "biestável" disponibilizado dentro dos limites ao invés de um microcontato com reset automático. Quando o valor ajustado na escala é alcançado, o microcontato é acionado e retorna a sua posição. A trava deve ser re-armada pressionando o botão de destravamento (marcado por um ponto vermelho ao lado da escala do pressostato). De acordo com esta versão, a trava pode ser eficaz com aumento ou diminuição do valor de ajuste. O destravamento pode ser realizado no local da instalação do pressostato apenas se a pressão tiver caído a um certo valor ou em caso do travamento tiver subido de volta ao ponto de chaveamento inferior. Quando o pressostato é selecionado, uma distinção deve ser feita entre a pressão de controle máxima e mínima. Versões EEx não podem ser fornecidas com trava interna. 1.1 Limitação da pressão máxima O contato atua e trava com o aumento with rising pressure. Função adicional: 205, ZF 305 Conexão elétrica (terminais 1 e 3) 1.2 Limitação da pressão mínima O contato atua e trava com a diminuição da pressão. Função adicional: 206, 306 Conexão elétrica (terminais 2 e 3) 2. Interlock elétrico externo em gabinete de velocidade chaveada Um pressostato (microcontato com reset automático) pode também ser usado como um limitador se um interlock elétrico estiver conectado em série. Em caso de limitação de pressão de vapor e ebulidores de água quente, o interlock externo é permitido somente em casos em que o pressostato seja fabricado em materiais especiais que garantam a segurança nas condições estabelecidas. 2.1 Limitação da pressão máxima com interlock externo 2.2 Limitação da pressão mínima com interlock externo DW=pressostato T1 = parada (STOP) T2 = início (START) S =sinal (conf. solicitado) K1 =relé com trava automática DW = pressostato T1 = parada (STOP) T2 = início (START) S = signal (as required) K1 = relé com trava automática Circuito de Segurança Circuito de Segurança Quando o circuito do interlock mostrado acima é usado, os requisitos de acordo com a Norma DIN /VDE 0116 são cumpridos somente se o equipamento elétrico como contatores ou relés do circuito de interlock externo forem normalizados pelo selo VDE 0660 ou VDE 0435 respectivamente. 11
8 SCH-DDCM Pressostatos Diferenciais (Pressão Diferencial) Dados Técnicos Conexão ao processo Rosca interna G1/2 A Instrumento Caixa resistente (200) resistente a água do mar, fabr.em alumínio fundido GD Al Si 12. Proteção IP 54, com posição de instalação vertical. IP 65 em versão EEx-d Elemento sensor de pressão DDCM 1-16 : Fole de metal: Caixa do sensor: DDCM : Diafragma: NBR Caixa do sensor: alumínio Posição de Montagem Opcional, de preferência vertical para cima e horizontal. Temperatura ambiente max C Versões EEx-d: ºC Temperatura máxima de processo A temperatura máxima no elemento sensor não deve ser superior a temperatura max. permitida pelo pressostato. Temperaturas de até 85ºC são permitidas p/ curtos períodos de tempo. Temperaturas de processo superiores são possíveis se valores acima dos limites não entrarem em contato com o mecanismo de chaveamento. (ex.: em casodo uso de tubo sifão como redutor de temperatura) Instalação (montagem) Diretamente na linha de pressão via conexão mecânica padrão p/ manômetros e demais instrumentos de medição de pressão ou em superfície plana de 2 a 4 mm de rosca. S (-) = pressão baixa P (+) = pressão alta Pressão de Chaveamento Ajustável externamente via chave de fenda. Chaveamento Diferencial Não ajustável. Para valores veja resumo dos tipos. Ajustes O valor da escala corresponde ao ponto de chaveamento inferior. O ponto de chaveamento superior é o chaveamento diferencial maior Métodos de selagem Conforme necessário (Recomendado após a montagem). Ajustes Os valores de escala correspondem ao ponto de chaveamento inferior, O ponto de chaveamento superior é maior através do chaveamento diferencial. Estes pressostatos diferenciais (pressão diferencial) são apropriados para o controle de pressão diferencial, vazão e também controle de filtros. Este instrumento possui um sistema de câmara com foles em aço inox. ou diafragma em NBR que detecta precisamente a diferença de duas pressões aplicadas.a pressão diferencial a ser controlada é infinitamente ajustável dentro dos ranges mencionados no resumo dos tipos de pressostatos. Os ajustes relatam para o ponto de chaveamento inferior (em caso da pressão diferencial cair); p/ o ponto de chaveamento superior (em caso da pressão diferencial subir) é o valor de chaveamento diferencial maior. Resumo dos tipos Modelo SCH-DDCM 1-16 SCH-DDCM Range de ajuste Para funções opcionais veja a folha de dados do ZF, Para ranges de pressão menores veja a folha de dados HCD. Exemplo de Aplicação Diferença de chaveamento (Mean value) Pressão máx. P1 ou P2 Desenho Dimensional SCH-DDCM 252* 4-25 mbar 2 mbar 0.5 bar SCH-DDCM 662* mbar 15 mbar 1.5 bar SCH-DDCM mbar 20 mbar 3 bar SCH-DDCM bar 35 mbar 3 bar SCH-DDCM ,6 bar 0.13 bar 15 bar SCH-DDCM bar 0.2 bar 15 bar SCH-DDCM bar 0.6 bar 25 bar Capacidade de chaveamento Exemplo de Aplicação Controle de Filtro 250 V~ 250 V- 250 V- (ohm) (ind) (ohm) (ind) Normal 8 A 5 A 0.3 A 8 A Especificação: Pressostato Diferencial c/ conexão elétrica tipo plug, caixa em alumínio fundido, caixa do sensor em aço inox. / alumínio Range de ajuste...de...até...bar / mbar Modelo.. 15