Регулятор давления как работает: Принцип работы регулятора давления | Senninger Irrigation

Принцип работы регулятора давления

Регулятор давления газа или редукционный клапан предназначен для снижения давления в линии отводимой от основной и поддержании этого давления на постоянном уровне. Регуляторы давления используют для поддержания давления, необходимого для работы пневматического, газового или другого оборудования.

• Устройство регулятора давления
• Как работает регулятор давления?
• Трехлинейный регулятор давления
• Бытовые и коммерческие регуляторы давления в газопроводах
• Газовый редуктор с регулятором давления
• Статические и астатические регуляторы
• Изодромный регулятор газа
• Особенности конструкции
• Работа регулятора на разных режимах
• Источники:

Например, редукционные клапаны устанавливаются на баллоны с газом и позволяют настроить необходимое давление в линии отводимой к потребителю. Редукционные клапаны, установленные на баллонах часто называют редукторами давления, так как они редуцируют или снижают давление в отводимой линии (reduction — сокращение, уменьшение, снижение).

Устройство регулятора давления

Принципиальная схема регулятора давления показана на рисунке.

В корпусе клапана установлена пружина 1, поджатие который регулируется винтом 2. Пружина через мембрану 3 и толкатель 4 воздействует на седельный клапан 7, на который в противоположном направлении воздействует пружина 8.

Давление на выходе зависит от величины зазора между клапаном 7 и седлом 5, кроме того оно воздействующие на мембрану 3 через канал 6. Представленный клапан имеет два канала входной и выходной, поэтому его называют двухлинейным.

Как работает регулятор давления?

В исходом состоянии газ поступает на вход клапана, протекает в зазоре между седлом и клапаном и поступает на выход. Величина зазора определяется степенью поджатия пружины, которое изменяется с помощью регулировочного винта. Получается, что давление на выходе зависит от давления на входе и величины зазора между клапаном 7 и седлом 5.

В случае, если давление на выходе вырастет, то под его воздействием мембрана переместится и сожмет пружину, которая, в свою очередь, переместит клапан 7, проходное сечение уменьшится. Потери давления на нем возрастут, что вызовет падение давление в отводимой линии до величины настройки.

Если давление на выходе регулятора упадет ниже установленной величины, давление с которым газ воздействует на мембрану уменьшится, в результате снизится поджатие пружины 1. Клапан 7 переместится и увеличит проходное сечение. Потери на нем снизятся, что вызовет рост давления в отводимой линии до величины настройки.

Как регулятор поддерживает давление на постоянном уровне

Получается, что величина давления в отводимой линии поддерживается на постоянном уровне, за счет изменения величины потерь на регуляторе. Регулятор настраивается с помощью регулировочного винта, который изменяет поджатие пружины 1, управляющее воздействие на клапан через мембрану оказывает давление газа из отводимой линии.

Давление на выходе регулятора определяется как разность между давлением на входе и величиной потерь давления на клапане.

Рвых=Рвх-ΔР

Трехлинейный регулятор давления

Регулятор имеющий помимо входного и выходного каналов еще и дополнительный — для сброса воздуха при критическом повышении давления называют трехлинейным.

Конструкция этого регулятора отличается от конструкции двухлинейного наличием отверстия в мембране, которое открывается в случае если давление превысит критическую величину. В обычных условиях регулятор работает также как и двухлиненый.

Если давление на выходе возрастает до значения, достаточного чтобы переместить мембрану в крайнее верхнее положение и открыть канал сброса. Газ через этот канал отправляется в атмосферу. Давление в отводимой линии снижается до тех, пока усилия пружины не будет достаточно чтобы закрыть канал сброса.

Так как сброс избыточного давления осуществляется в атмосферу, трехлинейные регуляторы представленной конструкции используют для регулирования давления воздуха.

Таким образом, принцип действия регулятора давления газа, схож в принципом действия гидравлического редукционного клапана, показанном на видео.

//www.youtube.com/embed/oZoeeL1Zulw

Бытовые и коммерческие регуляторы давления в газопроводах

Конструкционное, функциональное и эргономическое исполнение запорной арматуры в итоге сводится к требованиям конкретной сферы применения. Акцент делается на непосредственных рабочих параметрах, среди которых выходное давление, диапазоны замеров, объемы расхода и др. Так, газовые регуляторы давления для бытовых сетей, как правило, характеризуются низкой пропускной способностью и скромным спектром возможностей для настройки. С другой стороны, в такой арматуре делается ориентировка на безопасность и удобство эксплуатации. На практике бытовые регуляторы используются в системах газоснабжения котлов, плит, горелок и прочей домашней техники.

Промышленное и коммерческое применение накладывает более высокие требования на средства контроля газовых сред. Устройства этого типа отличаются расширенными диапазонами показателей выходного и входного давлений, точностью настроек, более высокой пропускной способностью и наличием дополнительных функций. Подобные модели используются газовыми службами, контролирующими снабжение объектов социального назначения, общепита, промышленности, инженерного хозяйства и т. д. Уже отмечалось, что существуют разные регуляторы с точки зрения сложности конструкционного исполнения. Но это не значит, что в промышленном секторе, например, применяются только лишь многофункциональные комбинированные устройства. Простейшие средства управления могут быть полезными на предприятиях благодаря высокой надежности и ремонтопригодности.

Газовый редуктор с регулятором давления

Редуктор представляет собой автономное устройство, предназначенное для контроля давления газовой смеси на выходе из какой-либо емкости или трубопровода. Основная классификация в данном случае предполагает разделение регулирующих узлов по принципу действия. В частности, различаются обратные и прямые устройства. Редуктор с обратным действием работает на понижение давления по мере выхода газа. Конструкция таких устройств включает клапаны, камеры для буферного содержания смеси, регулировочный винт и фурнитурные приспособления. Прямое действие означает, что регулятор будет работать на повышение давления при выпуске газа.

Также различают модели редукторов по типу обслуживаемого газа, количеству ступеней редуцирования и месту использования. Например, существуют регуляторы давления газа для баллонов, трубопроводных сетей и рамп (горелок). В случае с баллонами тип газа определит и способ подключения устройства. Практически все модели редукторов, кроме ацетиленовых, соединяются с баллонами посредством накидных гаек. Устройства, работающие с ацетиленом, обычно фиксируются к емкости хомутами с упорным винтом. Предусматриваются и внешние отличия между редукторами – это может быть маркировка по цвету и указанием информации о рабочей смеси.

Статические и астатические регуляторы

В статических системах характер регуляции нестабилен в местах прямого механического сопряжения с рабочей средой и запорной арматурой. В целях повышения устойчивости такого регулятора вводится дополнительная обратная связь, выравнивающая значения давления. Причем надо отметить, что фактическая величина давления в данном случае будет отличаться от нормативной до момента, пока не восстановится номинальная нагрузка на чувствительный элемент.

Традиционное исполнение статического регулятора давления газа предусматривает наличие собственного стабилизирующего устройства в виде пружины – для сравнения, в других версиях используется компенсирующий груз. В процессе рабочего момента сила, которую развивает пружина, должна соответствовать степени ее же деформации. Наибольшая степень сжатия обретается в ситуациях, когда мембрана полностью закрывает регулирующий канал.

Астатические регуляторы при любых нагрузках самостоятельно приводят показатель давления к нужной величине. Также восстанавливается и положение органа регуляции. Впрочем, у исполнительной механики, как правило, не бывает четкой позиции – в разные моменты регуляции он может находиться в любой позиции. Астатические регулирующие устройства чаще используют в сетях с высокой способностью к самовыравниванию рабочих показателей.

Изодромный регулятор газа

Если статическую систему контроля давления можно охарактеризовать как модель с жесткой обратной связью, то изодромные устройства взаимодействуют с упругими элементами восстановления характеристик. Изначально в момент фиксации отклонения от заданной величины регулятор займет позицию, которая соответствует значению, пропорциональному показателю отхождения от нормы. Если же давление не нормализуется, газовая арматура будет смещаться в сторону компенсации до тех пор, пока показатели не придут в норму.

С точки зрения характера эксплуатации изодромный регулятор можно назвать средним устройством между астатическими и статическими моделями. Но в любом случае отмечается высокая степень независимости данной регулирующей механики. Существует и разновидность изодромной арматуры с предварением. Данное устройство отличается тем, что скорость смещения исполнительного органа изначально превышает темпы изменения давления. То есть техника работает на опережение, экономя время на восстановление параметра. В то же время регуляторы с предварением затрачивают больше энергии от внешнего источника.

Особенности конструкции

Регулятор давления бензина – один из немногих элементов системы, который не управляется с электронного блока. Этот узел – полностью механический и его функционирование основано на перепадах давления. Хотя в системах без рециркуляции срабатыванием датчика заведует ЭБУ. Поскольку встречаются они не часто, то далее рассматривать такие узлы мы не будем.

Стоит отметить, что РТД работает не в строго заданных значениях, он подстраивается под режим работы двигателя. То есть, при надобности он увеличивает или уменьшает давление в системе, чтобы обеспечить оптимальное смесеобразование.

Конструктивно этот элемент очень прост и состоит из корпуса, на котором расположены штуцеры и выводы для подсоединения к системе питания. Внутри этот корпус разделен мембраной на две камеры – топливную и вакуумную.

К топливной полости подходят для вывода – один используется для подачи топлива в камеру, а второй ведет на магистраль слива бензина в бак (обратку). Но второй канал закрыт клапаном, который связан с мембраной.

Со стороны вакуумной полости установлена пружина, которая воздействует на мембрану, обеспечивая перекрытие канала слива клапаном. Эта камера посредством штуцера трубкой соединена с впускным коллектором.

Работа регулятора на разных режимах

Если рассмотреть упрощенно принцип действия, то он достаточно прост. Насос закачивает топливо в рампу, из которой оно попадает также и в топливную камеру регулятора. Как только сила давления превысит жесткость пружины, мембрана начинает перемещаться в сторону вакуумной полости, увлекая за собой клапан. В результате канал слива открывается и часть бензина стекает в бак, при этом давление в рампе падает. Из-за этого пружина возвращает клапан с мембраной на место, и обратный канал закрывается.

Но как уже упоминалось, РДТ подстраивается под режим работы мотора. И делает это он за счет разрежения во впускном коллекторе. Чем больше будет это разрежение, тем сильнее будет его воздействие на мембрану. По сути, создаваемый вакуум создает противодействующее усилие пружине.

На деле все выглядит так: для работы мотора на холостом ходу увеличение количества топлива не нужно, поэтому и не требуется и повышенного давления.

На этом режиме работы дроссельная заслонка закрыта, поэтому во впускном коллекторе воздуха недостаточно и создается разрежение. А поскольку вакуумная камера  связана с коллектором патрубком, то вакуум создается и в ней. Под воздействием разрежения мембрана давит на пружину, поэтому для открытия клапана нужно меньше давления бензина.

При нагрузке же, когда дроссельная заслонка открыта, разрежения практически нет, из-за чего мембрана не участвует в создании усилия на пружину, поэтому давления требуется больше. Таким образом этот элемент функционирует в системе питания в зависимости от режима работы мотора.

Видео: Регулятор давления топлива

//www.youtube.com/embed/PEMmSVodwLU

Источники:

• www.HYDRO-PNEVMO.ru
• topmekhanik.ru
• ГК Газовик
• Drive2.ru
• FB.ru
• eurosantehnik.ru
• avtomotoprof.ru

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Регулятор давления газа комбинированный РДНК-400

Главная / Справочник / Регуляторы давления газа / РДНК-400

Предприятие-изготовитель: ОАО «Газаппарат»

Устройство и принцип работы

В комбинированном регуляторе соединены и независимо работают следующие устройства: регулятор давления, автоматическое отключающее устройство, предохранительный клапан. Регулятор давления состоит из крестовины 1 с седлом 2 и корпуса 8 с мембранной камерой. Клапан 3 через шток 5 и рычаг 6 соединен с мембраной регулятора 7, закрепленной в корпусе 8 крышкой 9. На мембране 7 находится предохранительный клапан 10 с пружиной 11 и гайкой 12. В крышке 9 мембранной камеры имеется ниппель 13 для сброса газа в атмосферу и стакан 14, в котором располагаются пружина 15 и винт регулировочный 22, предназначенные для настройки выходного давления. Отключающее устройство имеет мембрану 16, связанную с толкателем 17, к которому пружиной 27 поджат шток 23, фиксирующий открытое положение отсечного клапана 4.

Настройка отключающего устройства осуществляется пружинами 18 и 19 с помощью вращения пробки 20 и втулки 21.

Подаваемый к регулятору газ среднего или высокого давления проходит через входной патрубок крестовины 1, седло 2. Проходя через щель между рабочим клапаном 3 и его седлом 2, газ редуцируется до низкого давления и по выходному патрубку поступает к потребителю.

Импульс регулируемого выходного давления от газопровода за регулятором подводится в подмембранную полость регулятора и надмембранную полость отключающего устройства. В случае повышения давления на выходе регулятора на 2,4–4,2 кПа открывается предохранительный сбросной клапан 10, обеспечивая сброс газа в атмосферу через «свечу». При дальнейшем повышении давления газа мембрана 16 отключающего устройства с толкателем 17 начинает перемещаться, выталкивая шток 23 из зацепления со штоком 26. В случае повышения давления на выходе регулятора на 2,9–5,1 кПа шток 23 полностью выйдет из зацепления со штоком 26 отсечного клапана 4, который под действием пружины 24 перекроет вход газа в регулятор.

При понижении выходного давления мембрана 16 отключающего устройства с толкателем 17 так же вытолкнет шток 23 из зацепления со штоком 26, и клапан 4 перекроет вход газа в регулятор. Пуск регулятора в работу после устранения неисправностей, вызвавших срабатывание отключающего устройства, производится вывертыванием вручную пробки 25 и оттягиванием штока 26. В результате чего клапан должен перемещаться до тех пор, пока шток 23 под действием пружины 27 не переместится и не западет за выступ штока 26, удерживая клапан 4 в открытом положении. После этого пробку 25 необходимо ввернуть до упора.

Регулятор давления газа комбинированный РДНК-400: 1 — крестовина; 2 — седло; 3 — клапан; 4 — клапан отсечной; 5 — шток; 6 — рычаг; 7 — мембрана регулятора; 8 — корпус; 9 — крышка; 10 — клапан предохранительный; 11 — пружина; 12 — гайка; 13 — ниппель; 14 — стакан; 15 — пружина; 16 — мембрана; 17 — толкатель; 18, 19 — пружина; 20 — пробка; 21 — втулка; 22 — винт регулировочный; 23 — шток; 24 — пружина; 25 — пробка; 26 — шток; 27 — пружина

Технические характеристики

Рабочая среда	природный газ по ГОСТ 5542-87
Максимальное входное давление, МПа (кгс/см2)	0,6 (6)
Диапазон настройки выходного давления, кПа	2,0–3,5	(3,5–5,0)*
Пропускная способность газа, м3/ч	см. таблицу ниже
Неравномерность регулирования, %	±10
Температура окружающей среды,°С	от +5 до + 45
Диапазон настройки давления срабатывания предохранительно-сбросного клапана при повышении установленного выходного давления, кПа	2,4–4,2	(4,2–6,0)*
Диапазон настройки давления срабатывания отключающего устройства, кПа: при повышении выходного давления при понижении выходного давления	2,9–5,1 (5,1–7,3)*	1,1–1,9 (1,9–2,8)*
Условный проход Ду	50
Присоединение	фланцевое по ГОСТ 12817-80
Строительная длина, мм	230
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	260 515 364
Масса, кг	19

Пропускная способность регулятора в зависимости от входного давления

Входное давление, МПа	Пропускная способность, м3/ч
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6	120 200 300 400 500 600

* Параметры обеспечиваются установкой сменных пружин из комплекта поставки с красной полосой.

Как работает редукционный клапан? Пошаговая анимация

Как работает редукционный клапан?

Редукционный клапан поддерживает постоянную уставку после клапана.

Для снижения давления в условиях высокого давления можно использовать комплект регулирующего клапана высокого давления, предназначенный для применения в условиях снижения давления.

В этом видеоролике мы рассмотрим производственный поток через этот блок редукционного клапана высокого давления, оснащенный управляемым диафрагмой пилотным клапаном высокого давления.

Как работает пилотный клапан высокого давления 30 HPG с мембранным управлением

• Начиная с регулирующего клапана в закрытом положении и регулировочного винта, еще не откалиброванного до желаемой уставки, давление на входе начинает течь — в этом примере вверх до давления 400 фунтов на квадратный дюйм.
• Пока нет давления подачи, чтобы открыть клапан.
• Давление на входе поступает в капельницу , которая удаляет жидкость из подаваемого газа, которая может повредить другие приборы.

• Регулятор подачи газа снижает давление на входе до 30 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить давление подачи на пилот после прохождения через фильтр.

   

• Это давление подачи поступает в пилотный клапан, где поток встречается и блокируется пробкой пилотного клапана.
• Когда регулировочный винт
  не навинчен, давление вниз на узел мембраны пилотного клапана отсутствует. Как только регулировочный винт ввинчивается дальше в крышку, пружина оказывает давление на узел, который позиционирует пилотную заглушку, чтобы открыть поток давления подачи в привод регулирующего клапана.

   

• Это давление питания давит на диафрагму регулирующего клапана, работая против натяжения пружины. Это открывает клапан и позволяет давлению вверх по потоку перемещаться вниз по потоку.

   

• Далее газ, расположенный ниже по потоку, проходит через защитное устройство линии датчиков . Это устройство блокирует давление на пилот, когда оно превышает рабочее давление этого пилота.

   

• Давление после пилота указывает клапану, что делать дальше. При заданном значении 100 фунтов на квадратный дюйм этот пилот будет держать клапан открытым до тех пор, пока не будет достигнуто значение 100 фунтов на квадратный дюйм.
• Когда давление приближается к заданному значению, имеется достаточное усилие, толкающее вверх узел мембраны пилотного клапана, чтобы поднять его и переместить заглушку пилотного клапана.
• Теперь блокируется вход давления питания в привод регулирующего клапана, и вместо этого давление на мембрану перенаправляется через пилот и сбрасывается.

   

• Это позволяет регулирующему клапану перейти в положение отказа, которое в данном случае закрыто.
• После сброса давления и силы, достаточной для преодоления пружины пилота, узел мембраны пилота опустится.
• Это установит верхнюю часть пробки пилотного клапана и удалит нижнюю часть, что позволит подать давление обратно в привод регулирующего клапана.
• Если условия потока стабильны, клапан будет открываться и закрываться лишь на небольшой процент для поддержания уставки.

В этом примере давление на выходе будет колебаться от 99 фунтов на квадратный дюйм, когда клапан едва открыт, до 100 фунтов на квадратный дюйм, когда клапан закрыт.

Это также можно увидеть на индикаторе хода, так как он перемещается только между двумя нижними отметками.

По мере повторения этого цикла жидкости продолжают выпадать из подающего газа в капельницу, откуда их необходимо будет регулярно сливать, в зависимости от условий.

 

Принцип работы пилотного клапана высокого давления на 150 PG с сильфонным управлением

В этом видеоролике мы рассмотрим производственный поток, проходящий через этот блок редукционного клапана, оснащенный пилотным клапаном высокого давления с сильфонным управлением.

• Начиная с регулирующего клапана в закрытом положении и регулировочного винта, еще не откалиброванного до желаемого заданного значения, начинает поступать давление на входе – в этом примере до давления 400 фунтов на квадратный дюйм.

   

• В настоящее время еще недостаточно давления подачи, чтобы открыть клапан.
• Давление на входе поступает в капельницу, которая выбивает жидкость из подаваемого газа, что может повредить другие инструменты.

   

• Регулятор подачи газа снижает давление на входе до 30 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить давление подачи на пилот.

   

• Это давление подачи поступает в пилотный клапан, где поток блокируется пробкой пилотного клапана.
• Когда регулировочный винт выкручен, давление на узел мембраны пилотного клапана отсутствует. После завинчивания регулировочного винта пружина оказывает давление на узел, который позиционирует пилотную заглушку, чтобы открыть поток давления подачи в привод регулирующего клапана.

   

• Это давление питания давит на диафрагму регулирующего клапана, работая против натяжения пружины.

   

• Это открывает клапан и позволяет давлению вверх по потоку перемещаться вниз по потоку.
• Далее газ, расположенный ниже по потоку, проходит через защитное устройство измерительной линии. Это устройство защищает пилота от избыточного давления. Он блокирует выходное давление, когда оно превышает регулируемый предел, и снова открывается, когда входное давление падает ниже предела.

   

• Давление после пилота указывает клапану, что делать дальше. При заданном значении 150 фунтов на квадратный дюйм этот пилот будет держать клапан открытым до тех пор, пока не будет достигнуто значение 150 фунтов на квадратный дюйм.
• Когда чувствительное давление приближается к заданному значению, оно заставляет сильфон сжиматься, заставляя шток сильфона перемещаться вверх к узлу диафрагмы.

   

• Это сжимает пружину пилота и перекрывает подачу давления на привод регулирующего клапана.
• При этом также снимается верхняя часть заглушки пилотного клапана, что позволяет сбросить давление.
• Это позволяет регулирующему клапану перейти в положение отказа, которое в данном случае закрыто.
• После сброса давления и давления, достаточного для преодоления пружины пилотного клапана, узел мембраны пилотного клапана опустится.  

   

• Это установит верхнюю часть пробки пилотного клапана и удалит нижнюю часть, что позволит подать давление обратно в привод регулирующего клапана.

Быстрое, но стабильное изменение положения плунжера пилотного клапана вызывает дросселирование, и клапан будет открываться и закрываться лишь на небольшой процент для поддержания заданного значения.

По мере повторения этого цикла жидкости продолжают выпадать из подающего газа в капельницу, откуда ее необходимо будет регулярно сливать, в зависимости от условий.

Чтобы поговорить со специалистом о том, как работает редукционный клапан высокого давления, обратитесь в местный магазин Kimray или к авторизованному дистрибьютору.

Кайл Эндрюс

Кайл Эндрюс работает тренером по продуктам и приложениям в Kimray. Он проводит обучение продуктам и приложениям для отдела продаж и клиентов Kimray.

Еще от Kyle

Регуляторы давления | Tameson.com

Рисунок 1: Регулятор давления pressure-regulator-pneumatics-200.jpg

Регулятор давления — это устройство, которое регулирует давление жидкостей или газов путем снижения высокого входного давления до более низкого выходного давления. Он обеспечивает постоянное выходное давление даже при колебаниях входного давления.

Регуляторы давления в различных формах подходят для многих бытовых и промышленных применений, таких как регулирование пропана в газовых грилях, регулирование кислорода в медицинском оборудовании, подача сжатого воздуха в промышленности и регулирование топлива в автомобильных двигателях и аэрокосмических устройствах. Основным аспектом, общим для всех этих применений, является контроль давления — от более высокого входного давления до более низкого выходного давления. В этой статье более подробно рассматриваются типы регуляторов давления, их применение и то, что следует учитывать при выборе между регуляторами давления.

Содержание

• Компоненты регулятора давления
• Типы регуляторов давления
• Применение регулятора давления
• Критерии выбора регуляторов давления
• Часто задаваемые вопросы

• пневматические фильтры

• пневматические фильтры-регуляторы

• лубрикаторы

• пневматические регуляторы давления

Компоненты регулятора давления

Типичный регулятор давления состоит из следующих элементов:

• Чувствительный элемент, такой как диафрагма, поршень или мембрана (рис. 2, обозначенный A).
• Нагружающий элемент, который прилагает необходимое усилие к редукционному элементу, например, пружина, поршневой привод или диафрагменный привод (рис. 2, обозначенный буквой B).
• Вход (рис. 2, обозначен буквой C) и выход (рис. 2, обозначен буквой E).
• Элемент, снижающий давление, например, тарельчатый клапан (рис. 2, обозначенный буквой D).

Рисунок 2: Схематическое изображение типичного одноступенчатого регулятора давления с мембраной (A), рукояткой для ручной регулировки давления (B), входом (C), тарельчатым клапаном (D) и выходом (E).

Редукционный элемент

Подпружиненный тарельчатый клапан является стандартным редукционным элементом в регуляторе давления. Тарельчатые клапаны имеют эластомерное уплотнение для обычных применений и уплотнение из термопласта для применений с высоким давлением. Уплотнение герметизирует клапан от любых утечек газа или жидкости. Сила пружины управляет тарельчатым клапаном, открывая его, позволяя среде течь от входа к выходу. При повышении давления на выходе тарельчатый клапан закрывается под действием усилия чувствительного элемента, которое преодолевает усилие пружины на тарелке.

Загрузочный элемент

Загрузочный элемент управляет чувствительным элементом, который открывает клапан. Величина усилия пружины регулируется, что определяет величину выходного давления.

Чувствительный элемент

Поршни подходят для высоких давлений, тяжелых условий эксплуатации и применений, для которых допустимы более широкие допуски на выходное давление. Поршни имеют тенденцию работать вяло из-за трения между уплотнением шестерни и корпусом регулятора.

Для более высокой точности подходит чувствительный элемент диафрагменного типа. Диафрагмы, как правило, имеют меньшее трение, чем конструкции поршневого типа. Они также обеспечивают более высокую зону чувствительности для данного размера регулятора. Они изготовлены из эластомера или тонкого дискового материала, чувствительного к изменениям давления.

Типы регуляторов давления

Регуляторы давления подразделяются на следующие категории:

• Прямого или автоматического действия
• Пилотируемый

Регуляторы прямого действия

Регуляторы прямого действия (рис. 2) представляют собой простейшую форму регуляторов давления. Обычно они работают при более низком заданном давлении, ниже 0,07 бар (1 фунт на кв. дюйм), и могут иметь большую точность. При более высоких давлениях, до 35 бар (500 фунтов на кв. дюйм), они могут иметь уровень точности 10-20%.

Регуляторы прямого действия автономны: для эффективной работы им не требуется внешняя измерительная линия на выходе. Они состоят из подпружиненного клапана, которым непосредственно управляет узел диафрагмы. Энергия или давление протекающей среды активирует диафрагму. Возрастающее давление на выходе воздействует на диафрагму, которая закрывает плунжер клапана, сжимая пружину. Когда давление на выходе падает, сила пружины становится больше силы среды, действующей на диафрагму и открывающей клапан.

Пилотные регуляторы

Пилотные регуляторы обеспечивают точный контроль давления в условиях, связанных с газом из баллонов или небольших резервуаров для хранения, например:

• значительные колебания расхода
• колебания входного давления
• Условия снижения входного давления

Этот тип регулятора обычно представляет собой одно- или двухступенчатое устройство. Одноступенчатый регулятор идеально подходит для относительно небольшого снижения давления. Он не подходит для систем с большими колебаниями входного давления или скорости потока.

Двухступенчатый регулятор (рис. 3) является наиболее распространенным пилотным регулятором. Первая ступень состоит из подпружиненного пилота, который регулирует давление на диафрагму главного регулирующего клапана. По мере увеличения давления пружина сжимается, и пилотный клапан открывается, создавая перепад давления между входной стороной главного регулирующего клапана и выходным клапаном. Этот перепад давления приводит в действие главный рабочий клапан, и поток происходит при пониженном давлении через выпускной клапан. Пока давление среды на подпружиненный пилот низкое, потока вниз по потоку нет.

Рисунок 3: Схематическое изображение двухступенчатого регулятора давления с мембранами (A), рукояткой для ручной регулировки давления (B), входом (C), выходом (D), тарельчатыми клапанами (E) и заводским клапан установочного давления (F).

Двухступенчатые регуляторы с пилотным управлением точно регулируют широкий диапазон давлений и мощностей. Эти регуляторы применимы только для чистых жидкостей или газов, так как небольшие проходы и порты могут забиваться. Такое расположение приводит к стабильному и устойчивому давлению на выходе из второй ступени, несмотря на падение давления на первой ступени.

Применение регуляторов давления

Помимо снижения входного давления, существуют дополнительные функции, которые может выполнять регулятор давления:

Регуляторы обратного давления и клапаны сброса давления

Клапан сброса давления ограничивает давление в системе до предписанного максимума. Он отводит часть или все количество жидкости или газа от насоса в резервуар, когда давление достигает установленного значения. Регулятор противодавления поддерживает желаемое входное давление посредством изменения расхода жидкости или газа в ответ на изменение входного давления.

Клапаны переключения давления

Клапаны переключения давления предназначены для пневматических логических систем. Эти клапаны бывают 2/2-ходовыми или 3/2-ходовыми.

Регулятор воздуха

Регулятор воздуха или регулятор воздушного компрессора подключается к воздушному компрессору для регулирования настройки давления. Регулятор воздуха не может увеличить давление в воздушном ресивере; он может только понизить давление или вернуть его к настройке давления в баке. Таким образом, воздушный регулятор позволяет воздушному компрессору поддерживать различные пневматические инструменты с различными требованиями к давлению. Единственная необходимость заключается в том, чтобы выходное давление воздушного резервуара могло поддерживать пневматический инструмент с самым большим требованием к давлению.

Регулятор воздуха низкого давления

Регулятор воздуха низкого давления подходит для систем низкого давления. В этих регуляторах воздуха используются относительно большие диафрагмы. Большая диафрагма увеличивает площадь поверхности, с которой соприкасается входящий воздух, позволяя средам с низким давлением открывать диафрагму. Кроме того, большая диафрагма поддерживает системы, требующие высокой скорости потока.

Регулятор вакуума

Регулятор вакуума регулирует вакуум. Он поддерживает постоянный вакуум на входе регулятора и более высокий вакуум на выходе.

Другое применение

Регуляторы давления также имеют следующие применения:

• Домашнее/бытовое хозяйство: Газовые грили, газовые духовки, скороварки, сосуды под давлением и домашние отопительные печи
• Сжатый воздух: Промышленные и коммерческие мастерские для очистки, приведения в действие пневматических инструментов и накачки шин
• Аэрокосмическая отрасль: Силовые двигатели и топливные магистрали
• Сварка и резка: Подача газа под необходимым давлением из баллонов для хранения для кислородно-ацетиленовой сварки. Прочтите нашу статью о сварочном регуляторе, чтобы узнать больше.
• Транспортные средства, работающие на газе: Подача сжатого газа к двигателю

Примеры применения регулятора давления: аэрокосмическая промышленность, сварка, бытовая газовая горелка и регулирование кислорода в медицинских целях.

Критерии выбора регуляторов давления

Регуляторы давления доступны в различных размерах и конструкциях. Ниже приведен список соображений по выбору правильного регулятора давления для приложения:

• Диапазон рабочего давления
• Требуемая производительность или расход
• Характер переносимой среды (жидкость или газ)
• Диапазон рабочих температур
• Требования к материалам
• Требуется точность

Диапазон рабочего давления

Требования приложения к входному и выходному давлению определяют тип используемого регулятора:

• Диапазон входного давления, с которым регулятор может безопасно работать.
• Требуемые значения выходного давления.
• Требуемая точность выходного давления.

Требования к производительности или потоку

Оцените следующие критерии:

• Максимальный необходимый расход.
• Ожидаемое изменение расхода.
• Правильный выбор размера трубы.

Природа среды (жидкость или газ)

Следует обратить внимание на тип среды в регуляторе:

• Жидкость/газ
• Химический состав
• Воспламеняемость/взрывоопасность
• Опасная/токсичная природа
• Коррозионные свойства

Диапазон рабочих температур

Материалы для регуляторов давления должны быть такими, чтобы они могли эффективно выполнять свои функции в определенном диапазоне рабочих температур без потери свойств материала. Эластомеры для уплотнения регулятора ниже:

• Нитрил (NBR) или неопрен (от -40 °C до 82 °C)
• Этиленпропилен (EPDM) или перфторэластомер (FKM) для более высоких температур

Требования к материалам

В зависимости от среды и условий эксплуатации доступны различные материалы компонентов регулятора, например:

• Латунь: Обычный и экономичный
• Пластик: Экономичный и одноразовый
• Алюминий: Соображения по весу
• Нержавеющая сталь: Коррозионная среда, высокие требования к чистоте и высокие рабочие температуры.

Уплотнение в регуляторе давления должно быть совместимо с рабочей температурой и средой. Важными факторами являются размер и вес регулятора давления. При выборе соответствующего типа следует учитывать материал, требуемый размер порта, требования к регулировке и тип монтажа.

Требуемая точность

Значение «падения» регулятора давления указывает на точность регулятора давления. Падение – это снижение выходного давления при увеличении расхода жидкости. Для более низких требований к точности может быть приемлемым относительно более высокий уровень спада. Регуляторы давления с большим падением давления, как правило, более экономичны. Для более высокой точности тип конструкции, оптимизированный размер клапана и многоступенчатая конструкция могут уменьшить величину падения.

Часто задаваемые вопросы

Что делает регулятор давления?

Регулятор давления принимает входное давление и снижает его до постоянного выходного давления. Он регулируется для широкого диапазона давлений, которые выше или равны выходному давлению.