Il pressostato è un dispositivo essenziale per la gestione di macchine che utilizzano fluidi in pressione.

Cos'è un Pressostato?

Il pressostato è un dispositivo per la gestione semplice di una macchina che utilizza un fluido in pressione.

I pressostati sono conosciuti anche come interruttori di pressione, perché se opportunamente configurati permettono di rilevare la variazione di pressione di un sistema ed effettuare azionamenti in funzione della programmazione.

Questi sistemi sono molto utilizzati nelle industrie come negli impianti domestici, dove riescono a controllare flussi di aria, liquidi e gas.

Nei sistemi di riscaldamento domestico, ad esempio, l’apertura di un rubinetto nel circuito dell’acqua sanitaria produce un abbassamento della pressione e la conseguente attivazione della caldaia.

Contrariamente ai manometri, i pressostati non sono generalmente pensati per effettuare alcuna misurazione, presentando infatti un valore di soglia di attivazione normalmente distanziato dal valore di disattivazione da una opportuna isteresi (cioè dalla differenza tra pressione di attivazione e pressione di disattivazione), atta a limitare gli effetti indesiderati di commutazione intorno al valore di soglia.

Il pressostato è un dispositivo che permette la chiusura e l’apertura di un circuito elettrico, grazie semplicemente alla variazione automatica della pressione.

Viene impiegato in moltissimi settori, dall’idraulica alla termoelettrica, dove è installato in apparecchi come le pompe idrauliche, i compressori e gli impianti di riscaldamento e climatizzazione.

Ma, più nel dettaglio, come funziona un pressostato? In un pressostato è presente un fluido nel quale è immerso un elemento, quando la pressione aumenta o diminuisce il fluido si espande e si contrare, di fatto consentendo o meno il passaggio della corrente elettrica.

Tipologie di Pressostati

Esistono molte tipologie di pressostati: pressostati meccanici, idraulici, pneumatici ed elettronici.

Pressostati Meccanici

Esistono diverse tipologie di pressostato in commercio, tra cui i più comuni sono quelli meccanici ed elettronici.

I pressostati meccanici sono composti da una serie di meccanismi piuttosto complessi, che possono essere calibrati e tarati in base alle proprie esigenze.

Vengono utilizzati per controllare la portata di aria negli impianti di condizionamento e nei sistemi professionali e industriali di ventilazione.

Inoltre i pressostati meccanici possono trovare uso anche nella regolazione dei liquidi e dei gas, ad esempio negli impianti di riscaldamento e sanitari.

I pressostati meccanici sono dei sistemi decisamente più semplici ed economici, facilmente installabili su qualsiasi tipo di dispositivo come compressori, impianti idraulici e di gestione dei fluidi.

Pressostati Idraulici

I pressostati idraulici sono utilizzati soprattutto nei sistemi antincendio, ma anche nelle piscine, negli impianti automatizzati d’irrigazione dei giardini e delle aree esterne, nei sistemi di riserva idrica, nell’industria alimentare e nei sistemi che funzionano con combustibili allo stato liquido.

Il pressostato differenziale idraulico è un componente cruciale in numerosi sistemi industriali e civili, svolgendo un ruolo essenziale nel monitoraggio e controllo della pressione.

La sua capacità di rilevare la differenza tra due pressioni, anziché una singola, lo rende particolarmente adatto a una vasta gamma di applicazioni.

Un pressostato differenziale idraulico è un dispositivo progettato per rilevare la differenza di pressione tra due punti in un sistema idraulico.

A differenza di un pressostato tradizionale, che misura la pressione rispetto a un riferimento (solitamente la pressione atmosferica), il pressostato differenziale confronta due pressioni indipendenti.

Questa caratteristica lo rende ideale per applicazioni in cui è importante monitorare la caduta di pressione attraverso un filtro, la differenza di livello in un serbatoio o il flusso in un condotto.

Principio di Funzionamento del Pressostato Differenziale

Il principio di funzionamento di un pressostato differenziale si basa sulla misurazione della differenza tra le due pressioni applicate.

Internamente, il dispositivo contiene un elemento sensibile alla pressione, come un diaframma, un pistone o un soffietto.

Questo elemento è esposto alle due pressioni tramite due porte di ingresso separate.

La differenza di pressione tra le due porte genera una forza sull'elemento sensibile, che a sua volta attiva un interruttore meccanico o un sensore elettronico.

Quando la differenza di pressione raggiunge un valore preimpostato (il "set point"), l'interruttore si apre o si chiude, generando un segnale elettrico.

Questo segnale può essere utilizzato per avviare o arrestare una pompa, aprire o chiudere una valvola, attivare un allarme o eseguire altre azioni di controllo.

Tipologie di Pressostati Differenziali

Esistono diverse tipologie di pressostati differenziali, che si distinguono per il tipo di elemento sensibile alla pressione, il meccanismo di commutazione e le caratteristiche prestazionali.

Alcune delle tipologie più comuni includono:

  • Pressostati differenziali meccanici: Utilizzano un diaframma, un pistone o un soffietto per rilevare la differenza di pressione e un interruttore meccanico per generare il segnale elettrico. Sono robusti, affidabili e adatti a una vasta gamma di applicazioni.
  • Pressostati differenziali elettronici: Utilizzano un sensore di pressione elettronico per rilevare la differenza di pressione e un circuito elettronico per elaborare il segnale e generare l'uscita. Offrono maggiore precisione, flessibilità e funzionalità rispetto ai modelli meccanici.
  • Pressostati differenziali a membrana: Utilizzano una membrana flessibile per separare le due pressioni e un sistema di leveraggio per amplificare il movimento della membrana e attivare l'interruttore. Sono adatti per basse pressioni differenziali e applicazioni che richiedono elevata sensibilità.
  • Pressostati differenziali a pistone: Utilizzano un pistone che si muove in un cilindro per rilevare la differenza di pressione. Sono adatti per alte pressioni differenziali e applicazioni che richiedono robustezza e affidabilità.

Pressostati Pneumatici

I pressostati pneumatici sono invece particolarmente indicati per lavorare con i gas pressurizzati.

La maggior parte di questi dispositivi sono impiegati all’interno dei compressori d’aria.

I pressostati pneumatici rilevano automaticamente la pressione interna nella camera, poi in base all’impostazione del dispositivo possono aprire o chiudere l’uscita di aria attraverso una semplice connessione elettrica.

Pressostati Elettronici

I pressostati elettronici a differenza di quelli meccanici sono sicuramente ben più complessi.

La loro funzione è quella di trasformare il livello di funzione in un formato digitale, che possa essere letto e interpretato da un computer.

Sicuramente si tratta di dispositivi più costosi rispetto ai pressostati meccanici, ma spesso sono invece più resistenti.

Ciò è possibile per l’assenza di parti mobili, solitamente le componenti più fragili e a rischio di rottura nei pressostati tradizionali.

Ma come funziona un pressostato elettrico? All’interno del dispositivo è presente un sensore di rilevamento della pressione, dove si trova anche una piccolissima membrana.

Un mini circuito composto da piccolissimi resistori rileva anche ogni più piccola alterazione della membrana, grazie al controllo della tensione elettrica dell’intero sistema.

Tutte le alterazioni sono continuamente elaborate da un micro-processore, situato all’interno di un sistema elettronico.

Invece i pressostati elettronici sono estremamente precisi, in grado di misurare le più piccole alterazioni di pressione.

Applicazioni del Pressostato Differenziale Idraulico

I pressostati differenziali idraulici trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni, grazie alla loro capacità di monitorare e controllare la pressione differenziale in diversi sistemi.

Alcune delle applicazioni più comuni includono:

  • Monitoraggio di Filtri Idraulici: Una delle applicazioni più diffuse è il monitoraggio dello stato di intasamento dei filtri idraulici. Il pressostato differenziale viene installato a monte e a valle del filtro. Man mano che il filtro si intasa, la differenza di pressione tra i due punti aumenta. Quando la differenza di pressione raggiunge un valore preimpostato, il pressostato segnala la necessità di pulire o sostituire il filtro, prevenendo danni al sistema idraulico.
  • Controllo di Pompe e Valvole: I pressostati differenziali possono essere utilizzati per controllare l'avvio e l'arresto di pompe in base alla differenza di pressione in un sistema. Ad esempio, in un sistema di pressurizzazione dell'acqua, il pressostato può avviare la pompa quando la pressione scende al di sotto di un certo valore e arrestarla quando la pressione raggiunge il livello desiderato. Analogamente, possono controllare l'apertura e la chiusura di valvole in base alla differenza di pressione, mantenendo il sistema entro i parametri operativi desiderati.
  • Misura di Livello in Serbatoi: In serbatoi aperti o chiusi, la differenza di pressione tra il fondo del serbatoio e la pressione atmosferica (o la pressione nella parte superiore del serbatoio) è direttamente proporzionale al livello del liquido. Un pressostato differenziale può essere utilizzato per misurare questa differenza di pressione e determinare il livello del liquido nel serbatoio. Questa applicazione è particolarmente utile in serbatoi di grandi dimensioni o in ambienti difficili dove l'accesso diretto al livello del liquido è limitato.
  • Misura di Flusso: I pressostati differenziali possono essere utilizzati in combinazione con elementi di strozzatura, come diaframmi o tubi di Venturi, per misurare il flusso di un fluido in un condotto. L'elemento di strozzatura crea una caduta di pressione proporzionale al flusso. Il pressostato differenziale misura questa caduta di pressione e la converte in un segnale di flusso. Questa tecnica è ampiamente utilizzata in applicazioni industriali dove è necessario monitorare e controllare il flusso di liquidi o gas.
  • Sistemi di Lubrificazione: Nei sistemi di lubrificazione, il pressostato differenziale monitora la pressione dell'olio prima e dopo il filtro. Se la differenza di pressione aumenta, indica che il filtro è intasato e necessita di manutenzione. Questo previene la mancanza di lubrificazione e protegge i componenti meccanici.
  • Sistemi di Riscaldamento, Ventilazione e Condizionamento (HVAC): Nei sistemi HVAC, i pressostati differenziali monitorano la pressione dell'aria attraverso i filtri. Un aumento della differenza di pressione indica che il filtro è sporco e deve essere sostituito. Questo assicura un'efficiente filtrazione dell'aria e un buon funzionamento del sistema.
  • Sistemi di Sicurezza: I pressostati differenziali sono utilizzati in sistemi di sicurezza per rilevare perdite o variazioni anomale di pressione. Ad esempio, in un sistema di protezione antincendio, un pressostato differenziale può monitorare la pressione dell'acqua nelle tubazioni. Una diminuzione improvvisa della pressione può indicare una perdita o un incendio, attivando un allarme.

I pressostati vengono utilizzati in tantissimi impianti e apparecchi, sia nel campo domestico che in quello industriale e commerciale.

Per esempio si possono trovare pressostati nelle pompe idrauliche, nei sistemi di irrigazione, negli impianti antincendio, nei sistemi di refrigerazione, negli impianti termoidraulici e in quelli di climatizzazione, nei compressori e in molti altri ancora.

Oggi grazie alle nuove tecnologie è possibile utilizzare i pressostati insieme ai moderni sensori di rilevazione, sia per ottenere un controllo completo del funzionamento stesso del sistema, che per avere a disposizione la possibilità di intervenire in caso di necessità.

Per esempio grazie ai sensori di rilevamento dell’anidride carbonica è possibile gestire la qualità dell’aria degli ambienti.

Installando un pressostato elettronico e collegandolo a un’apposita centralina, i sensori potranno avvisare il sistema di liberare o meno un gas o dell’aria più pulita nel caso la soglia di CO2 dovesse superare i limiti.

Criteri di Scelta del Pressostato Differenziale Idraulico

La scelta del pressostato differenziale idraulico più adatto a una specifica applicazione richiede un'attenta valutazione di diversi fattori, tra cui:

  • Campo di Pressione Differenziale: Il campo di pressione differenziale è l'intervallo di pressioni differenziali che il pressostato è in grado di misurare. È fondamentale scegliere un pressostato con un campo di pressione differenziale adeguato all'applicazione specifica. Un pressostato con un campo troppo stretto potrebbe non essere in grado di rilevare le variazioni di pressione desiderate, mentre un pressostato con un campo troppo ampio potrebbe perdere sensibilità.
  • Pressione Statica Massima: La pressione statica massima è la pressione massima che può essere applicata a ciascuna porta del pressostato, indipendentemente dalla differenza di pressione. È importante assicurarsi che il pressostato sia in grado di sopportare la pressione statica massima del sistema in cui verrà installato. Superare la pressione statica massima può danneggiare il pressostato e comprometterne la funzionalità.
  • Accuratezza e Ripetibilità: L'accuratezza è la capacità del pressostato di misurare la pressione differenziale in modo preciso, mentre la ripetibilità è la capacità del pressostato di fornire letture consistenti per la stessa pressione differenziale. L'accuratezza e la ripetibilità sono importanti per applicazioni che richiedono misurazioni precise e affidabili. I pressostati elettronici tendono ad avere una maggiore accuratezza e ripetibilità rispetto ai modelli meccanici.
  • Tipo di Fluido: Il tipo di fluido con cui il pressostato entrerà in contatto è un altro fattore importante da considerare. Alcuni fluidi possono essere corrosivi o incompatibili con i materiali di costruzione del pressostato. È fondamentale scegliere un pressostato con materiali resistenti al fluido specifico per evitare danni o malfunzionamenti.
  • Temperatura di Esercizio: La temperatura di esercizio è l'intervallo di temperature ambientali e del fluido a cui il pressostato sarà esposto. È importante scegliere un pressostato con un intervallo di temperatura di esercizio adeguato all'applicazione specifica. Temperature estreme possono influire sulle prestazioni del pressostato e ridurne la durata.
  • Tipo di Uscita: Il tipo di uscita del pressostato determina il tipo di segnale elettrico generato quando la pressione differenziale raggiunge il set point. Le uscite più comuni includono:
    • Uscita a relè: Fornisce un contatto elettrico che si apre o si chiude quando la pressione differenziale raggiunge il set point. È adatta per applicazioni che richiedono un semplice segnale di on/off.
    • Uscita analogica: Fornisce un segnale di tensione o corrente proporzionale alla pressione differenziale. È adatta per applicazioni che richiedono una misurazione continua della pressione differenziale.
    • Uscita digitale: Fornisce un segnale digitale che indica lo stato del pressostato. È adatta per applicazioni che richiedono la comunicazione con un sistema di controllo digitale.
  • Connessioni Idrauliche: Le connessioni idrauliche determinano il modo in cui il pressostato viene collegato al sistema idraulico. È importante scegliere un pressostato con connessioni compatibili con le tubazioni e i raccordi esistenti. Le connessioni più comuni includono filettature NPT, BSP e SAE.
  • Certificazioni e Omologazioni: A seconda dell'applicazione e del settore, potrebbero essere richieste certificazioni e omologazioni specifiche per il pressostato. Ad esempio, in ambienti pericolosi, potrebbe essere necessario un pressostato con certificazione ATEX o IECEx. È importante verificare i requisiti normativi locali e scegliere un pressostato con le certificazioni appropriate.

Considerazioni Aggiuntive

  • Isteresi: L'isteresi è la differenza tra il punto di intervento (set point) e il punto di rilascio del pressostato. Un'isteresi elevata può causare oscillazioni nel sistema di controllo.
  • Tempo di risposta: Il tempo di risposta è il tempo necessario al pressostato per commutare l'uscita dopo che la pressione differenziale ha raggiunto il set point. Un tempo di risposta rapido è importante per applicazioni che richiedono un controllo preciso e tempestivo.
  • Materiali di costruzione: I materiali di costruzione del pressostato devono essere resistenti alla corrosione e compatibili con il fluido di processo.
  • Manutenzione: La facilità di manutenzione è un fattore importante da considerare, soprattutto per applicazioni in cui il pressostato è difficile da raggiungere.
  • Costo: Il costo è sempre un fattore da considerare, ma è importante bilanciare il costo con le prestazioni e l'affidabilità del pressostato.

Installazione e Manutenzione

Un'installazione corretta e una manutenzione regolare sono fondamentali per garantire il corretto funzionamento e la lunga durata del pressostato differenziale idraulico.

Installazione

  • Posizionamento: Il pressostato deve essere posizionato in un'area accessibile per la manutenzione e la calibrazione. Evitare aree soggette a vibrazioni eccessive o temperature estreme.
  • Orientamento: L'orientamento del pressostato può influire sulla sua precisione. Consultare le istruzioni del produttore per l'orientamento consigliato.
  • Connessioni: Assicurarsi che le connessioni idrauliche siano strette e prive di perdite. Utilizzare sigillanti per filettature appropriati.
  • Protezione: Proteggere il pressostato da danni meccanici e agenti atmosferici.
  • Cablaggio: Collegare correttamente i cavi elettrici seguendo lo schema elettrico fornito dal produttore.

Manutenzione

  • Ispezione: Ispezionare regolarmente il pressostato per individuare eventuali perdite, danni o corrosione.
  • Pulizia: Pulire regolarmente il pressostato per rimuovere sporco e detriti.
  • Calibrazione: Calibrare periodicamente il pressostato per garantire la precisione delle misurazioni.
  • Sostituzione: Sostituire il pressostato se danneggiato o malfunzionante.

Come tutti i dispositivi, anche il pressostato richiede una regolare e periodica attività di manutenzione per assicurare che il suo funzionamento sia efficiente nel tempo.

L’operazione più importante da fare è quella relativa alla sua pulizia in quanto bisogna evitare che calcare e impurità, come detto in precedenza, possano accumularsi al suo interno e provocare il blocco dei contatti che avviano o arrestano il dispositivo.

La manutenzione deve essere eseguita con il pressostato scollegato dall’energia elettrica e dopo averlo svuotato, tramite un apposito rubinetto, per evitare che al suo interno sia presente anche una minima pressione.

A questo punto può iniziare lo smontaggio del dispositivo, magari seguendo le indicazioni che sono indicate all’interno del libretto di istruzioni.

In alternativa basta eseguire una ricerca sul web dove sono presenti diversi tutorial sull’argomento.

Una volta che il pressostato è stato aperto bisogna eseguire la pulizia rimuovendo accuratamente tutti i residui presenti al suo interno utilizzando un cacciavite sottile o un filo di ferro.

Tutta questa operazione deve essere eseguita con molta cautela perché il rischio maggiore che si corre è quello di danneggiare la membrana che comporterà un errato o mancato funzionamento del pressostato.

Risoluzione dei Problemi Comuni

Anche con una corretta installazione e manutenzione, possono verificarsi problemi con i pressostati differenziali idraulici.

Oggi vogliamo parlarvi dei pressostati PS* SERIE 21 dell’azienda Duplomatic, che sono interruttori elettroidraulici di tipo a pistone, con contatto elettrico in scambio che commuta al raggiungimento di un valore di pressione prefissato.

La pressione nel circuito idraulico agisce sul pistone che è contrastato dalla molla, il cui carico è regolabile mediante la manopola.

Al raggiungimento della pressione di taratura, il pistone si sposta provocando la commutazione in cambio del microcontatto.

I pressostati sono disponibili in quattro range di pressione da 35 a 630 bar, con attacco a parete o filettato 1/4” BSP e forniti di serie con manopola di regolazione e scala graduata con valori di pressione.

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