Регулятор давления принцип работы: Как работает регулятор давления? Справочная информация

Как работает регулятор давления? Справочная информация

Как работает регулятор давления? Справочная информация

Корзина

Пока здесь пусто

{{ priceText }}

Перейти

{{ count }}

конфигуратор фитингов

задайте вопрос оставьте отзыв закажите каталог

Главная Техническая поддержка Консультирование и подбор Справочная информация Принцип работы регуляторов давления

При использовании механических регуляторов давления постоянно возникают различные эффекты, которые негативно сказываются на конечном результате — получении точного значения давления, установленного пользователем.

Чтобы разобраться в возникающих эффектах, необходимо рассмотреть принцип работы регулятора давления.
Известно, что регулятор состоит из 3 элементов: механизма нагрузки, чувствительного механизма, элемента контроля

1. Механизм нагрузки
   1. Пружинная нагрузка

      Это наиболее распространённый механизм благодаря своей цене и универсальности.

      При повороте ручки или гайки создается дополнительное сжатие пружины до тех пор, пока давление на выходе не сравняется с требуемым значением.

   2. Купольная нагрузка

      В отличие от пружинной нагрузки, в купольном методе давление создает непосредственную нагрузку на регулятор. Давление на выходе соответствует давлению в куполе.

   3. Пневмопривод

      Этот механизм похож на купольный, но соотношение больше, чем 1:1. Также управляющий газ может быть только инертным, в отличие от купольной нагрузки, где среда может являться управляющим давлением.

   4. Комбинация купольной и пружинной нагрузки

      В данном случае сочетаются два механизма: купольный и пружинный. При таком сочетании создается фиксированная нагрузка пружиной, и добавляется нужное давление под купол.

2. Чувствительный механизм
   1. Диафрагма

      Диафрагма очень чувствительна к изменениям давления, в особенности изготовленная из полимерных материалов. Но давление на выходе лимитировано из-за возможного разрыва диафрагмы. Диафрагмы Tescom предназначены для давлений до 34.5 бар.

   2. Поршень

      Поршень применяется в случаях, когда давление на выходе превышает допустимо возможное для диафрагм. Поршень имеет чуть худшую чувствительность, чем у диафрагмы, но зато позволяет достигать давления на выходе до 1379 бар.

   3. Сильфон

      Это наиболее чувствительный элемент из всех трех. Но и наиболее дорогой. Из-за чувствительности максимальное давление на выходе ограничено 20.7 барами.

3. Контрольный элемент
   1. Несбалансированный клапан

      Несбалансированный клапан имеет только одну уплотнительную точку — коническую область на конце клапана. Благодаря этому дизайну клапан закрывается с помощью пружины клапана и давления на входе. В то время как сила пружины постоянна на протяжении всего времени, сила давления меняется. Данный вид клапана имеет негативный эффект — эффект изменения давления на входе из-за изменения давления на входе (decaying inlet characteristics или supply pressure effect). Этот эффект может возникать, когда баллон используется в качестве источника давления для системы заказчика.

   2. Сбалансированный клапан

      Данный вид клапана имеет две точки уплотнения. Одна из них такая же, как и у несбалансированного клапана. Другая же находится рядом с концом штока клапана в зоне P1. Из-за того, что уплотняется одновременно два конца штока клапана, сила от поступающего давления не может закрыть или открыть клапан. Из-за этого поступающее давление имеет слабое влияние на силы, воздействующие на клапан. Также внутри штока есть отверстие, благодаря которому давление P2 является одинаковым на обоих концах клапана.

Как все это работает вместе

Когда система становится открытой, это означает, что в ней возникает поток, в том числе и через регулятор. Когда поток начинается, создается небольшое падение давления в полости регулятора на выходе. Чувствительный элемент-диафрагма, чувствует падение давления и сдвигается вниз из-за дисбаланса между силой давления на выходе и силой пружинной нагрузки. В этот момент сила пружины выше силы давления на выходе. Из-за этого диафрагма двигается вниз, вынуждая клапан сдвигаться из своего седла, и позволяя газу через открытое седло течь в полость регулятора на выходе.

Клапан остается открытым, выравнивая давление на выходе и установленное давление. До тех пор пока в системе есть ток, регулятор с пружинной нагрузкой не может достичь установленного давления. Но он будет пытаться это сделать. Разницу между установочным давление и давлением, получаемом на выходе регуляторе, при потоке в системе называют DROOP.

Когда система становится замкнутой или в ней прекращается ток, давление на выходе становится чуть выше, чем установочное на 0,07–0,21 бар. Это давление необходимо, чтобы заставить клапан прочно закупорить седло и обеспечить надежное уплотнение. Это давление называется LOCK UP. И это нормально для всех редукторов.

Обзор возможных отклонений в работе механических регуляторов давления читайте в следующей статье.

загрузка

{{ thanksMsg.title }}

Перейти в корзину Продолжить выбор позиций

Некорректно введены данные

Чтобы вычислить коэффициент Cv необходимо ввести значение расхода!

Некорректно введены данные

Пожалуйста, введите входное и выходное давление!

Некорректно введены данные

Входное давление должно быть больше, чем выходное!

Некорректно введены данные

При заданных давлениях поток не существует!

Некорректно введены данные

Необходимо выбрать тип среды: Жидкость или Газ

Регулятор давления «после себя»: назначение и особенности выбора

Перейти в сравнение

0

Срок службы и соблюдение правил его эксплуатации зависят не только от правильной его установки, но и от качества напора воды в трубах.

Резкие скачки, перепады давления и гидроудары часто становятся причиной поломки дорогостоящего оборудования. По этой же причине случаются протечки, ведущие к существенным финансовым затратам. Уберечь себя от подобных неприятностей можно, если установить на систему водоснабжения регулятор давления после себя.

КЛАПАН ДАВЛЕНИЯ ВОДЫ: СПОСОБ УСТАНОВКИ

Основное назначение, которым обладает клапан давления воды, заключается в обеспечении стабильного давления воды внутри инженерных коммуникаций, в независимости от их типа. В зависимости  места установки различают регулятор давления «после себя»  и «до себя».  Первый регулирует давление воды при ее выходе через устройство, а второй – на входе.

КЛАПАН ВОДЯНОЙ: КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Регулирующие клапаны воды могут быть: проточными, мембранными, поршневыми, автоматическими и электронными. Наиболее простую конструкцию имеют проточные клапаны. Поршневые не так надежны из-за вероятности образования коррозии, связанной с примесями, содержащимися в воде.
При использовании мембранного регулятора можно быть уверенным в его долговечной и корректной работе. Устройство такого регулятора основано на наличии двух камер и диафрагмы между ними. Очистка такого регулятора производится гораздо реже, чем других разновидностей.

КАКИЕ ВОПРОС РЕШАЮТ РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ ВОДЫ

применяются для решения следующих вопросов при организации системы водоснабжения:

• За счет стабилизации давления внутри водопроводной магистрали обеспечивается соблюдение требований относительно оптимальных допустимых параметров.
• Вероятность возникновения гидроудара в системе, приводящего к протечкам и выходу из строя оборудования, сводится к нулю.
• За счет стабилизации давления воды устройства, корректность работы которых напрямую связана с показателями давления жидкости на входе, работают в штатном режиме.
• За счет установки клапана регулировки давления воды, обеспечивается ее экономичный расход.
• При возникновении протечки клапан автоматически закрывается и вода не так быстро поступает в помещение.
• Исчезает дискомфортный шум, который сопровождает открытие крана при высоком давлении и повышенном напоре воды.

КАК РАБОТАЕТ МЕМБРАННЫЙ  РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ «ПОСЛЕ СЕБЯ»

Регулятор давления «после себя»  состоит из следующих элементов:

• Входного и выходного отверстия клапана.
• Патрубка, ведущего к камере с мембраной.
• Камеры с мембраной.
• Пружины.
• Запирающего диска.

Принцип действия такого регулятора состоит в том, что при повышении водяного давления и заполнения камеры с мембраной срабатывает шток, который соединен с запирающим диском. Мембрана давит на него, и диск блокирует поступление воды (полностью или частично).
При стабилизации давления внутри камеры, запорный диск открывает отверстие. Регулятор срабатывает и при понижении давления в системе. В этом случае происходит возвращение жидкости в клапан через патрубок из мембранной камеры. За счет уменьшения давления в камере происходит открытие запирающего диска и увеличение напора воды с повышением ее давления до оптимального значения.

Основное преимущество такого устройства заключается в его надежности и простой эксплуатации.

ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА КЛАПАНОВ МАРКИ «BERMAD»

Регулирующий клапан марки «bermad» обладает следующими достоинствами:

• При изготовлении устройства учитываются действующие международные стандарты.
• Устройство изготавливается на основе уникальной запатентованной технологии.
• Для изготовления устройства применяются современные, технологичные материалы из металла и композитов.
• Устройство универсально и работает в одинаковом режиме независимо от качества и состава пропускаемой жидкости.
• Компанией разработаны специализированные и многоцелевые устройства, которые применяются в зависимости от назначения и эксплуатационных условий.

Основные сведения о регуляторах давления

В нашем онлайн-каталоге вы можете найти доступные регуляторы давления Beswick:  Нажмите здесь, чтобы узнать о регуляторах давления

Регуляторы давления используются во многих бытовых и промышленных устройствах. Например, регуляторы давления используются в газовых грилях для регулирования пропана, в бытовых отопительных печах для регулирования природного газа, в медицинском и стоматологическом оборудовании для регулирования кислорода и наркозных газов, в системах пневматической автоматики для регулирования сжатого воздуха, в двигателях для регулирования топлива и в топливных элементах для регулирования водорода. Как видно из этого неполного списка, существует множество приложений для регуляторов, но в каждом из них регулятор давления выполняет одну и ту же функцию. Регуляторы давления снижают давление подачи (или впуска) до более низкого давления на выходе и поддерживают это давление на выходе, несмотря на колебания давления на входе. Снижение входного давления до более низкого выходного давления является ключевой характеристикой регуляторов давления.

При выборе регулятора давления необходимо учитывать множество факторов. Важные соображения включают в себя: диапазоны рабочего давления на входе и выходе, требования к расходу, жидкость (газ, жидкость, токсичность или горючесть?), ожидаемый диапазон рабочих температур, выбор материалов для компонентов регулятора, включая уплотнения, а также как ограничения по размеру и весу.

Материалы, используемые в регуляторах давления

Доступен широкий спектр материалов для работы с различными жидкостями и рабочими средами. Общие материалы компонентов регулятора включают латунь, пластик и алюминий. Также доступны различные марки нержавеющей стали (например, 303, 304 и 316). Пружины, используемые внутри регулятора, обычно изготавливаются из музыкальной проволоки (углеродистой стали) или нержавеющей стали.

Латунь подходит для большинства распространенных применений и обычно экономична. Алюминий часто указывается, когда учитывается вес. Пластик рассматривается, когда в первую очередь важна низкая стоимость или требуется одноразовый предмет. Нержавеющие стали часто выбирают для использования с коррозионно-активными жидкостями, в коррозионно-активных средах, когда важна чистота жидкости или когда рабочие температуры будут высокими.

Не менее важна совместимость материала уплотнения с жидкостью и диапазоном рабочих температур. Буна-н является типичным уплотнительным материалом. Некоторые производители предлагают дополнительные уплотнения, в том числе: фторуглерод, EPDM, силикон и перфторэластомер.

Используемая жидкость (газ, жидкость, токсичные или легковоспламеняющиеся)

Прежде чем выбирать наилучшие материалы для вашего применения, следует учитывать химические свойства жидкости. Каждая жидкость будет иметь свои уникальные характеристики, поэтому необходимо тщательно выбирать соответствующие материалы корпуса и уплотнения, которые будут вступать в контакт с жидкостью. Части регулятора, находящиеся в контакте с жидкостью, известны как «смачиваемые» компоненты.

Также важно определить, является ли жидкость легковоспламеняющейся, токсичной, взрывоопасной или опасной по своей природе. Регулятор без сброса предпочтительнее для использования с опасными, взрывоопасными или дорогими газами, поскольку конструкция не сбрасывает избыточное давление на выходе в атмосферу. В отличие от неразгрузочного регулятора, разгрузочный (также известный как саморазгружающийся) регулятор предназначен для сброса избыточного давления на выходе в атмосферу. Обычно для этой цели сбоку корпуса регулятора имеется вентиляционное отверстие. В некоторых специальных конструкциях вентиляционное отверстие может иметь резьбу, и любое избыточное давление может быть сброшено из корпуса регулятора через трубку и сброшено в безопасное место. Если выбран этот тип конструкции, избыточная жидкость должна удаляться соответствующим образом и в соответствии со всеми правилами техники безопасности.

Температура

Материалы, выбранные для регулятора давления, должны быть не только совместимы с жидкостью, но и должны обеспечивать надлежащее функционирование при ожидаемой рабочей температуре. Основная проблема заключается в том, будет ли выбранный эластомер правильно функционировать в ожидаемом диапазоне температур. Кроме того, рабочая температура может повлиять на пропускную способность и/или жесткость пружины в экстремальных условиях.

Рабочее давление

Давление на входе и выходе являются важными факторами, которые следует учитывать при выборе наилучшего регулятора. Важные вопросы, на которые необходимо ответить: Каков диапазон колебаний входного давления? Какое требуемое давление на выходе? Каково допустимое изменение выходного давления?

Требования к потоку

Какова максимальная скорость потока, которая требуется приложению? Насколько сильно меняется скорость потока? Требования к переносу также являются важным фактором.

Размер и вес

Во многих высокотехнологичных приложениях пространство ограничено, и важным фактором является вес. Некоторые производители специализируются на миниатюрных компонентах, и с ними следует проконсультироваться. Выбор материала, особенно компонентов корпуса регулятора, будет влиять на вес. Также внимательно рассмотрите размеры порта (резьбы), стили регулировки и варианты монтажа, так как они будут влиять на размер и вес.

Регуляторы давления в работе

Регулятор давления состоит из трех функциональных элементов

1. ) Редукционный или ограничительный элемент. Часто это подпружиненный тарельчатый клапан.
2. ) Чувствительный элемент. Обычно диафрагма или поршень.
3. ) Эталонный силовой элемент. Чаще всего пружина.

Во время работы эталонная сила, создаваемая пружиной, открывает клапан. Открытие клапана оказывает давление на чувствительный элемент, который, в свою очередь, закрывает клапан до тех пор, пока он не откроется настолько, чтобы поддерживать заданное давление. Упрощенная схема «Схема регулятора давления» иллюстрирует эту схему баланса сил. (см. ниже)

(1) Редукционный элемент (тарельчатый клапан)

Чаще всего в качестве ограничительного элемента в регуляторах используется подпружиненный «тарельчатый» клапан. Тарелка включает эластомерное уплотнение или, в некоторых конструкциях для высокого давления, уплотнение из термопласта, которое выполнено с возможностью уплотнения на седле клапана. Когда сила пружины отодвигает уплотнение от седла клапана, жидкость может течь от входа регулятора к выходу. Когда давление на выходе повышается, сила, создаваемая чувствительным элементом, противодействует силе пружины, и клапан закрывается. Эти две силы достигают точки баланса в точке уставки регулятора давления. Когда давление на выходе падает ниже заданного значения, пружина отталкивает тарелку от седла клапана, и дополнительная жидкость может течь от входа к выходу до тех пор, пока не восстановится баланс сил.

(2) Чувствительный элемент (поршень или диафрагма)

Конструкции поршневого типа часто используются, когда требуется более высокое давление на выходе, когда важна прочность или когда давление на выходе не должно поддерживаться в жестких пределах допуска. Поршневые конструкции имеют тенденцию быть более медленными по сравнению с конструкциями с диафрагмами из-за трения между уплотнением поршня и корпусом регулятора.

При низком давлении или когда требуется высокая точность, предпочтительнее мембранный тип. Мембранные регуляторы используют тонкий элемент в форме диска, который используется для определения изменений давления. Обычно они изготавливаются из эластомера, однако в особых случаях используется тонкий гофрированный металл. Диафрагмы практически устраняют трение, присущее поршневым конструкциям. Кроме того, для конкретного размера регулятора часто можно обеспечить большую площадь чувствительности с помощью диафрагменной конструкции, чем это было бы возможно, если бы использовалась конструкция поршневого типа.

(3) Элемент эталонной силы (пружина)

Опорным силовым элементом обычно является механическая пружина. Эта пружина воздействует на чувствительный элемент и открывает клапан. Большинство регуляторов имеют регулировку, которая позволяет пользователю регулировать заданное значение выходного давления путем изменения усилия эталонной пружины.

Точность и пропускная способность регулятора

Точность регулятора давления определяется путем построения графика зависимости выходного давления от расхода. Полученный график показывает падение выходного давления по мере увеличения расхода. Это явление известно как дроп. Точность регулятора давления определяется тем, насколько сильно устройство падает в диапазоне потоков; меньший спад означает большую точность. Кривые зависимости давления от расхода, представленные на графике «Рабочая карта регулятора давления прямого действия», показывают полезную регулирующую способность регулятора. При выборе регулятора инженеры должны изучить кривые зависимости давления от расхода, чтобы убедиться, что регулятор соответствует требованиям к производительности, необходимым для предлагаемого применения.

Определение спада

Термин «падение» используется для описания падения выходного давления ниже исходного заданного значения по мере увеличения расхода. Падение также может быть вызвано значительными изменениями входного давления (по сравнению со значением, когда был установлен выход регулятора). По мере того, как давление на входе увеличивается по сравнению с начальным значением, давление на выходе падает. И наоборот, когда давление на входе падает, давление на выходе растет. Как видно на графике «Рабочая карта регулятора давления прямого действия», этот эффект важен для пользователя, поскольку он показывает полезную регулирующую способность регулятора.

Размер отверстия

Увеличение проходного сечения клапана может увеличить пропускную способность регулятора. Это может быть полезно, если ваша конструкция может вместить более крупный регулятор, однако будьте осторожны, чтобы не указать слишком много. Регулятор с клапаном увеличенного размера для условий предполагаемого применения приведет к большей чувствительности к колебаниям давления на входе и может вызвать чрезмерный спад.

Давление блокировки

«Давление блокировки» — это давление выше заданного значения, которое требуется для полного закрытия регулирующего клапана и обеспечения отсутствия потока.

Гистерезис

Гистерезис может возникнуть в механических системах, таких как регуляторы давления, из-за сил трения, вызванных пружинами и уплотнениями. Взгляните на график, и вы заметите, что для заданного расхода выходное давление будет выше при уменьшении расхода, чем при увеличении расхода.

Одноступенчатый регулятор

Одноступенчатые регуляторы являются отличным выбором для относительно небольшого снижения давления. Например, воздушные компрессоры, используемые на большинстве заводов, создают максимальное давление в диапазоне от 100 до 150 фунтов на квадратный дюйм. Это давление подается на заводе, но часто снижается с помощью одноступенчатого регулятора до более низкого давления (10 фунтов на квадратный дюйм, 50 фунтов на квадратный дюйм, 80 фунтов на квадратный дюйм и т. д.) для работы автоматизированного оборудования, испытательных стендов, станков, оборудования для проверки герметичности, линейных приводов, и другие устройства. Одноступенчатые регуляторы давления обычно плохо работают при больших колебаниях входного давления и/или скорости потока.

Двухступенчатый (двухступенчатый) регулятор

Двухступенчатый регулятор давления идеально подходит для приложений с большими колебаниями расхода, значительными колебаниями давления на входе или снижением давления на входе, например, при подаче газа из небольшого резервуара для хранения или газового баллона.

В большинстве одноступенчатых регуляторов-регуляторов, за исключением тех, в которых используется конструкция с компенсацией давления, большое падение входного давления вызовет незначительное увеличение выходного давления. Это происходит из-за того, что силы, действующие на клапан, изменяются из-за большого падения давления по сравнению с начальной установкой выходного давления. В двухступенчатой ​​конструкции вторая ступень не будет подвергаться таким большим изменениям давления на входе, а только незначительному изменению давления на выходе первой ступени. Такое расположение обеспечивает стабильное давление на выходе из второй ступени, несмотря на значительные изменения давления, подаваемого на первую ступень.

Трехступенчатый регулятор

Трехступенчатый регулятор обеспечивает стабильное давление на выходе аналогично двухступенчатому регулятору, но с дополнительной способностью выдерживать значительно более высокое максимальное давление на входе. Например, трехступенчатый регулятор Beswick серии PRD3HP рассчитан на работу с давлением на входе до 3000 фунтов на квадратный дюйм и обеспечивает стабильное давление на выходе (в диапазоне от 0 до 30 фунтов на квадратный дюйм), несмотря на изменения давления подачи. Небольшой и легкий регулятор давления, который может поддерживать стабильно низкое давление на выходе, несмотря на давление на входе, которое со временем будет уменьшаться из-за высокого давления, является важным компонентом во многих конструкциях. Примеры включают портативные аналитические приборы, водородные топливные элементы, БПЛА и медицинские устройства, работающие на газе под высоким давлением, подаваемом из газового баллончика или баллона для хранения.

Теперь, когда вы выбрали регулятор, который лучше всего подходит для вашего применения, важно, чтобы регулятор был правильно установлен и отрегулирован, чтобы обеспечить его надлежащее функционирование.

Большинство производителей рекомендуют устанавливать фильтр перед регулятором (некоторые регуляторы имеют встроенный фильтр) для предотвращения загрязнения седла клапана грязью и твердыми частицами. Эксплуатация регулятора без фильтра может привести к утечке через выпускное отверстие, если седло клапана загрязнено грязью или посторонним материалом. Регулируемые газы не должны содержать масел, смазок и других загрязняющих веществ, которые могут загрязнить или повредить компоненты клапана или повредить уплотнения регулятора. Многие пользователи не знают, что газы, поставляемые в баллонах и небольших газовых баллончиках, могут содержать следы масел, образующихся в процессе производства. Присутствие масла в газе часто незаметно для пользователя, поэтому этот вопрос следует обсудить с поставщиком газа до того, как вы выберете материалы уплотнения для вашего регулятора. Кроме того, газы не должны содержать чрезмерной влаги. В приложениях с высоким расходом может произойти обледенение регулятора, если присутствует влага.

Если регулятор давления будет использоваться с кислородом, имейте в виду, что этот кислород требует специальных знаний для безопасной конструкции системы. Должны быть указаны смазочные материалы, совместимые с кислородом, и обычно указывается дополнительная очистка для удаления следов смазочно-охлаждающих масел на нефтяной основе. Убедитесь, что вы проинформировали своего поставщика регулятора о том, что планируете использовать регулятор в кислородном приложении.

Не подключайте регуляторы к источнику питания с максимальным давлением, превышающим номинальное входное давление регулятора. Регуляторы давления не предназначены для использования в качестве запорных устройств. Когда регулятор не используется, давление подачи должно быть отключено.

Установка

ШАГ 1
Начните с подключения источника давления к впускному порту и линии регулируемого давления к выпускному порту. Если порты не помечены, уточните у производителя, чтобы избежать неправильного подключения. В некоторых конструкциях внутренние компоненты могут быть повреждены, если давление подачи по ошибке подается на выпускной порт.

ЭТАП 2
Перед включением подачи давления на регулятор отпустите ручку управления регулировкой, чтобы ограничить поток через регулятор. Постепенно включайте давление подачи, чтобы не «шокировать» регулятор резким выбросом жидкости под давлением. ПРИМЕЧАНИЕ. Избегайте полного закручивания регулировочного винта в регуляторе, поскольку в некоторых конструкциях регулятора полное давление подачи будет подаваться к выходному отверстию.

ШАГ 3
Установите регулятор давления на желаемое давление на выходе. Если регулятор не сбрасывает давление, будет легче отрегулировать выходное давление, если жидкость течет, а не «тупиковая» (нет потока). Если измеренное выходное давление превышает требуемое выходное давление, стравите жидкость с выходной стороны регулятора и уменьшите выходное давление, повернув регулировочную ручку. Никогда не выпускайте жидкость, ослабляя фитинги, так как это может привести к травме.

При использовании регулятора сбросного типа избыточное давление будет автоматически сбрасываться в атмосферу со стороны выхода регулятора, когда ручка поворачивается для уменьшения уставки выхода. По этой причине не используйте регуляторы сбросного типа с легковоспламеняющимися или опасными жидкостями. Убедитесь, что избыточная жидкость удалена безопасно и в соответствии со всеми местными, государственными и федеральными нормами.

ШАГ 4
Чтобы получить желаемое давление на выходе, выполните окончательные настройки, медленно увеличивая давление ниже требуемой уставки. Установка давления ниже желаемого значения предпочтительнее, чем установка его выше желаемого значения. Если вы превысите заданное значение при настройке регулятора давления, снизьте заданное давление до точки ниже заданного значения. Затем снова постепенно увеличивайте давление до нужного заданного значения.

ЭТАП 5
Включите и выключите давление подачи несколько раз, контролируя давление на выходе, чтобы убедиться, что регулятор постоянно возвращается к заданному значению. Кроме того, давление на выходе также должно периодически включаться и выключаться, чтобы регулятор давления возвращался к желаемому заданному значению. Повторите последовательность установки давления, если выходное давление не возвращается к желаемому значению.

Beswick Engineering специализируется на миниатюрных жидкостных и пневматических фитингах, быстроразъемных соединениях, клапанах и регуляторах. У нас есть команда дипломированных инженеров по приложениям, готовых помочь вам с вашими вопросами. Индивидуальные проекты доступны по запросу. Отправьте запрос на нашей странице Свяжитесь с нами или нажмите значок чата в правом нижнем углу экрана.

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 промышленных приложениях и регулирование топлива в автомобильных двигателях и аэрокосмических приложениях. 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 по выходному давлению. 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 бывают следующих категорий:

• 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 расхода.

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 пилотные регуляторы 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.

Применения регулятора давления

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

Регуляторы обратного давления и предохранительные клапаны

Предохранительный клапан 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.

Вакуумный регулятор

Вакуумный регулятор регулирует вакуум. Он поддерживает постоянный вакуум на входе регулятора и более высокий вакуум на выходе.

Другое применение

Регуляторы давления также имеют следующие применения:

• Домашнее хозяйство: Газовые грили, газовые печи, скороварки, сосуды под давлением и бытовые 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 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

Доступны регуляторы давления различных размеров и конструкций. 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:

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

Тип 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: Вес
• 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.

Требуется 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.