Клапан редукционный (редукционный клапан)

Редукционный клапан или, как его ещё называют, регулятор давления после себя, представляет собой вид трубопроводной арматуры, предназначающийся для точной балансировки давления на входе и выходе системы. В зависимости от принципа действия, клапан редукционный может быть как прямого действия (то есть, работающий от энергии среды, в которой он функционирует), так и опосредованного (то есть работающий под воздействием электро- или пневмопривода). Германский производитель трубопроводной арматуры ARI-Armaturen предлагает высококачественные редукционные клапаны прямого действия ARI-PREDU, работающие без дополнительных источников питания.

О разновидностях редукционных клапанов ARI-PREDU

Регулировка давления в данном случае осуществляется после клапана, то есть при увеличении давления клапан закрывается. Клапаны редукционные ARI-PREDU активно используются в промышленности и на производстве, в системах отопления и при работах, связанных со строительством различных установок и оборудования. Среды, в которых работают клапаны ARI-PREDU, следующие: водяной пар, агрессивные и нейтральные газы и различные жидкости. В зависимости от характера среды и системы трубопровода редукционные клапаны этой серии можно выбирать по материалу (литая сталь, ковкий чугун, серый чугун) и по материалу мембраны.

Кроме того, при работе моделей из данной серии трубопроводной арматуры можно выбирать один из шести диапазонов установки давления. Точная регулировка давления позволяет редукционным клапанам ARI-PREDU эффективно работать даже в условиях нестабильного давления. Также отметим компактную конструкцию редукционных клапанов от германского производителя и лёгкость их настройки, благодаря чему существенно упрощается их эксплуатация. Наличие специального разгрузочного сильфона обеспечивает устойчивость клапанов к перепадам давления перед ними. К тому же, имеется и специальное сильфонное уплотнение из нержавеющей стали, что также самым положительным образом сказывается на прочности и долговечности редукционных клапанов от АРИ-Арматурен. Также хотелось бы отметить и качество материала корпуса клапанов ARI-PREDU, а оно таково, что клапаны становятся абсолютно нечувствительными к незначительным загрязнениям среды.

О некоторых параметрах и особенностях эксплуатации редукционных клапанов

Редукционные клапаны ARI-PREDU выпускаются номинальным диаметром от 15 до 150 мм. При этом номинальное давление, на которое они рассчитаны, может составлять, в зависимости от модели, от 16 до 40 бар. Рабочая температура клапанов составляет от -60 до +450 градусов Цельсия. Также отметим, что если использовать редукционные клапаны ARI-PREDU для работы со средой, температура которой превышает допустимую, необходимо предусмотреть наличие конденсатной ёмкости. Стоимость редукционного клапана в большей степени зависит от материала изготовления. Наиболее дорогими являются модели из литой стали, а самыми дешёвыми — из серого чугуна, однако они подходят не для каждого типа среды. Так, для работы с агрессивными средами оптимальным решением будет, конечно же, стальной клапан. Впрочем, в подборе подходящей арматуры Вам всегда готовы помочь наши специалисты. Чтобы получить консультацию, воспользуйтесь формой отправки сообщения на сайте, либо позвоните нам по указанному на сайте телефону.

Ждем ваших вопросов, дополнений и комментариев.

| Принцип действия редукционного клапана

Редукционный клапан — это нормально открытый клапан, который дросселирует или закрывается для поддержания постоянного давления в регулируемой линии.

Они используются для ограничения давления в части контура до значения ниже, чем требуется в остальной части контура. Редукционный клапан — это нормально открытый клапан, который дросселирует или закрывается для поддержания постоянного давления в регулируемой линии.Редукционные клапаны прямого действия доступны для малых расходов до 45 л / м и давления до 210 бар; они могут поставляться с обратным клапаном или без него. Редукционные клапаны могут быть:

(a) Без сброса давления, т. е. они не ограничивают какое-либо повышение давления после клапана, создаваемое внешней силой.

(b) Без сброса давления, т. е. они не ограничивают какое-либо повышение давления после клапана, создаваемое внешней силой.

На рис. 1 показан редукционный клапан прямого действия. Клапан открывается под действием пружины. Давление измеряется в выпускном отверстии и подается на конец подпружиненного золотника. Когда давление во вторичном контуре повышается, клапан стремится закрыться против давления пружины. Поток через небольшое сливное отверстие в золотнике в камеру пружины и слив предотвращает полное закрытие клапана, тем самым предотвращая повышение давления в контуре ниже по потоку.

Рисунок 1.Редукционный клапан прямого действия.

Редукционные клапаны с пилотным управлением (двухступенчатые) используются для более высоких расходов и в целом обеспечивают лучшее регулирование давления с потоком.

При работе редукционных клапанов всегда выделяется тепловая энергия из-за дроссельного эффекта. Это тепловыделение необходимо учитывать при рассмотрении их применения. Если в контуре постоянно требуются два отдельных давления, система с двумя насосами может оказаться лучшим решением, чем система с редукционными клапанами.Это будет зависеть от требуемого расхода и давления.

Как работает редукционный клапан? Пошаговая анимация

Как работает редукционный клапан?

Редукционный клапан давления поддерживает постоянную уставку после клапана.

Для снижения давления в приложениях с высоким давлением вы можете использовать комплект регулирующих клапанов высокого давления, настроенный для приложений по снижению давления.

В этом видео мы рассмотрим производственный поток через этот редукционный клапан высокого давления, сконфигурированный с пилотным клапаном высокого давления с диафрагменным управлением.

Принцип работы пилотного клапана высокого давления 30 HPG с диафрагмой

• Начиная с регулирующего клапана в закрытом положении и регулировочного винта, который еще не откалиброван до желаемой уставки, давление на входе начинает увеличиваться — в этом примере до давления 400 фунтов на квадратный дюйм.
• Для открытия клапана еще нет давления питания.
• Давление выше по потоку поступает в капельницу , которая выбивает жидкость из подаваемого газа, что может нанести вред другим приборам.

• Регулятор подачи газа снижает давление на входе до 30 фунтов на кв. Дюйм; для обеспечения давления подачи на пилот после прохождения через фильтр.

• Это давление питания перемещается в пилот, где поток встречает и блокирует пилотную пробку.
• Когда регулировочный винт не имеет резьбы, давление на узел пилотной диафрагмы отсутствует. После того, как регулировочный винт ввинчивается дальше в крышку, пружина оказывает давление на узел, в результате чего пилотная заглушка открывает поток давления питания в привод регулирующего клапана.

• Это давление питания толкает вверх диафрагму регулирующего клапана, преодолевая натяжение пружины. Это открывает клапан и позволяет давлению на входе перемещаться вниз по потоку.

• Затем газ, находящийся ниже по потоку, проходит через устройство защиты сенсорной линии . Это устройство блокирует давление пилота, когда оно превышает рабочее давление пилота.

• Давление на выходе из пилота сообщает 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 100 фунтов на квадратный дюйм.
• Когда давление приближается к заданному значению, возникает достаточно силы, толкающей вверх узел пилотной диафрагмы, чтобы переместить ее вверх и изменить положение пилотной плунжера.
• Теперь давление питания блокируется от попадания в привод регулирующего клапана, и вместо этого давление на мембране перенаправляется через пилот и сбрасывается.

• Это позволяет регулирующему клапану перейти в положение отказа, которое в данном случае закрыто.
• После сброса давления и отсутствия силы, достаточной для преодоления пружины пилота, узел диафрагмы пилота сдвинется вниз.
• Это установит верхнюю часть пилотного плунжера и освободит нижнюю часть, позволяя подавать давление обратно в привод регулирующего клапана.
• Если условия потока постоянны, клапан будет открываться и закрываться только на небольшой процент, чтобы поддерживать заданное значение.

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

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

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

Принцип работы пилотного клапана высокого давления 150 PG с сильфонным управлением

В этом видео мы рассмотрим производственный поток через этот редукторный регулирующий клапан, сконфигурированный с пилотным клапаном высокого давления с сильфонным управлением.

• Когда регулирующий клапан находится в закрытом положении, а регулировочный винт еще не откалиброван до желаемой уставки, давление на входе начинает увеличиваться — в этом примере до давления 400 фунтов на квадратный дюйм.

• В данный момент еще нет давления питания для открытия клапана.
• Давление выше по потоку попадает в капельницу, которая выбивает жидкость из подаваемого газа, что может нанести вред другим приборам.

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

• Это давление питания перемещается в пилот, где поток блокируется пилотной пробкой.
• Когда регулировочный винт не навинчен, давление на узел пилотной диафрагмы отсутствует. После того, как регулировочный винт завинчен, пружина оказывает давление на узел, который позиционирует пилотную заглушку, чтобы открыть поток давления питания в привод регулирующего клапана.

• Это давление питания толкает вверх диафрагму регулирующего клапана, преодолевая натяжение пружины.

• Это открывает клапан и позволяет давлению выше по потоку двигаться ниже по потоку.
• Затем газ, находящийся ниже по потоку, проходит через предохранитель сенсорной линии. Это устройство защищает пилота от избыточного давления. Он блокирует давление ниже по потоку, когда оно превышает регулируемый предел, и снова открывается, когда давление на входе падает ниже предела.

• Давление на выходе из пилота сообщает 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 измеряемое давление приближается к заданному значению, это вызывает сжатие сильфона, заставляя шток сильфона перемещать его вверх по отношению к узлу диафрагмы.

• Это сжимает пилотную пружину и перекрывает поток давления питания к приводу регулирующего клапана.
• Это также отключает верхнюю часть пилотной пробки, что позволяет сбросить давление.
• Это позволяет регулирующему клапану перейти в положение отказа, которое в данном случае закрыто.
• После сброса давления и отсутствия давления, достаточного для преодоления пружины пилота, узел диафрагмы пилота сдвинется вниз.

• Это установит верхнюю часть пилотного плунжера и освободит нижнюю часть, позволяя подавать давление обратно в привод регулирующего клапана.

Быстрое, но стабильное изменение положения пилотного плунжера вызывает дросселирование, и клапан открывается и закрывается только на небольшой процент для поддержания заданного значения.

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

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

Редукционные клапаны — Hidden Treasures

Водные системы в жилых, коммерческих и промышленных помещениях могут создавать уникальные проблемы и проблемы по мере того, как сантехническая арматура становится все более сложной.

Давление водоснабжения в Великобритании может варьироваться от 1 до 20 бар (или даже выше в некоторых регионах с низким уровнем использования). Давление воды также будет меняться в течение дня, например, при частом использовании (обычно утром и поздно вечером) давление может упасть по сравнению с периодом низкого потребления воды (в течение ночи), когда давление может резко возрасти.

Такие периоды высокого давления могут вызвать несколько проблем: чрезмерный шум от высоких скоростей потока, гидравлический удар от быстро закрывающихся кранов или соленоидных клапанов, плюс риск потери воды особенно велик, потому что более высокое давление означает более высокую скорость потока.

Вода обычно поступает в жилые дома под кухонной раковиной, поэтому первое воздействие высокого давления часто ощущается именно в этой точке; когда холодный кран включается слишком быстро или слишком далеко, это создает поток воды, который ударяется о дно раковины и отскакивает обратно, замачивая пользователя и создавая мокрый беспорядок!

Лучший способ контролировать высокое давление — это установить редукционный клапан. Они принимают высокое давление на входе, затем клапан снижает его до более низкого давления на выходе, как требуется, как в условиях потока, так и в условиях отсутствия потока.

Как работают PRV?

Редукционный клапан — это клапан, который принимает высокое давление на входе и снижает его до более низкого давления на выходе. Когда это происходит как в условиях потока, так и в условиях отсутствия потока, такой тип управления известен как «герметичный». В редукционных клапанах Reliance используется уравновешенная пружина и диафрагма для регулирования давления на выходе. Эта «непроницаемость» является одним из наиболее важных критериев для любых редукционных клапанов, поскольку это предотвращает «сползание» давления — термин, который используется, когда повышение давления на выходе происходит в условиях отсутствия потока.Клапан, который допускает эту «ползучесть», не может быть известен как «непроницаемый» или на самом деле настоящий редукционный клапан, так как в конечном итоге он позволит давлению подняться до уровня, равного давлению на входе, что может вызвать значительные проблемы и по существу исключает смысл использования редукционного клапана в первую очередь.

Диафрагма эффективно отделяет все части, контактирующие с водой, и давление источника воды от регулирующей пружины и связанного с ней механизма. Затем корпус защищают от мусора с помощью сетчатого фильтра из нержавеющей стали.

В условиях отсутствия потока давление на выходе оказывает противодавление на седло и диафрагму клапана, что, в свою очередь, преодолевает давление пружины. Это означает, что седло перемещается вверх, заставляя его уплотняться относительно диафрагмы, не позволяя давлению на выходе повышаться.

В условиях потока противодавление на седло уменьшается, что позволяет седлу открываться и воде проходить через клапан.

Размер PRV

Это в основном основано на двух различных критериях: применении и расходе.Приложение описывает тип свойств, в которых будет использоваться клапан: коммерческое / промышленное или бытовое.

Расход является наиболее важным фактором при выборе редукционного клапана. Неправильный выбор размера клапана может вызвать несколько проблем; при увеличении размера седло клапана может открываться для очень небольшого расхода, что иногда может быть приемлемым, но в течение длительного периода времени может привести к протяжке проволоки через седло клапана. Протягивание проволоки происходит, когда диск клапана и положение седла работают близко к точке отключения клапана в течение продолжительных периодов времени.Это означает, что поток воды пробивает проход в материале седла, который остается, когда клапан плотно закрывается до положения закрытия, и позволяет небольшому потоку и давлению проходить через клапан.

Для расчета расхода вы должны определить, сколько требуется выпускных отверстий и каков будет их суммарный максимальный расход. Затем вы можете использовать предоставленную таблицу, чтобы определить, какой размер клапана требуется:

Для более крупных коммерческих приложений могут использоваться различные решения по определению размеров: например, если расход в некоторые моменты ниже, чем в другие, то параллельное использование нескольких клапанов PRV меньшего размера может быть более практичным, или использование одного клапана меньшего размера в качестве байпаса, что позволяет вода легко протекает через клапан, когда скорость потока ниже нормы, не вызывая разводки проводов и не создавая шума на клапане, как упоминалось ранее.

Reliance UK PRV

All Reliance UK одобрены WRAS: это означает, что они прошли независимые независимые испытания на соответствие действующим водным нормам Великобритании для редукционных клапанов. Это также гарантирует, что все материалы, из которых изготовлены клапаны, были проверены как безопасные для систем питьевого водоснабжения.

Вы можете узнать больше о нашем ассортименте PRV в разделе «Управление потоком» нашего веб-сайта, связавшись с нашей командой через форму ниже или поговорив с вашим местным торговым представителем.

Как работает редукционный клапан давления пара?

Редукционные клапаны давления пара — это клапаны, которые точно регулируют давление пара на выходе и автоматически регулируют величину открытия клапана, чтобы давление оставалось неизменным, даже когда расход колеблется из-за поршней, пружин или диафрагм. Редукционный клапан давления использует открывающую и закрывающую части в корпусе клапана для регулировки потока среды, снижения давления среды и регулировки степени открытия открывающей и закрывающей частей с помощью давления за клапаном, так что давление за клапаном остается в определенном диапазоне, в случае постоянных изменений входного давления, чтобы поддерживать выходное давление в заданном диапазоне.Важно правильно выбрать тип предохранительного клапана. Вы знаете, зачем пару нужно понижать давление?

Пар иногда вызывает конденсацию, и конденсированная вода теряет меньше энергии при низком давлении. Пар после декомпрессии снижает давление конденсата и предотвращает выброс пара мгновенного испарения. Температура насыщенного пара связана с давлением. В процессе стерилизации и контроля температуры поверхности сушилки для бумаги необходимы предохранительные клапаны для контроля давления и дальнейшего контроля температуры.Некоторые системы используют конденсат с водой под высоким давлением для производства пара мгновенного испарения низкого давления для достижения цели энергосбережения, когда пара мгновенного испарения недостаточно или давление пара превышает установленное значение, когда требуется редукционный клапан.
Пар имеет более высокую энтальпию при низком давлении. Значение энтальпии при 2,5 МПа составляет 1839 кДж / кг, а при 1,0 МПа — 2014 кДж / кг, когда паровой клапан низкого давления необходим для снижения паровой нагрузки котла. Пар высокого давления можно транспортировать по трубам того же калибра, которые плотнее пара низкого давления.Для труб одинакового диаметра с разным давлением пара расход пара может быть разным, например, расход пара в трубе DN50 при 0,5 МПа составляет 709 кг / ч, а при 0,6 МПа — 815 кг / час. Кроме того, это может уменьшить образование влажного пара и улучшить его сухость. Транспортировка пара высокого давления уменьшит размер трубопровода и сэкономит затраты, подходит для транспортировки на большие расстояния.

Типы редукционного клапана давления пара

Существует много типов редукционных клапанов давления пара, они могут быть разделены на редукционный клапан прямого действия, редукционный клапан давления поршня, редукционный клапан с пилотным управлением и редукционный клапан с сильфоном в зависимости от их конструкции.
Редукционный клапан прямого действия имеет плоскую диафрагму или сильфон и не требует установки внешних измерительных линий ниже по потоку, поскольку он независим. Это один из самых маленьких и экономичных редукционных клапанов, предназначенный для среды с низким расходом и стабильной нагрузкой. Точность предохранительных клапанов прямого действия обычно составляет +/- 10% от уставки на выходе.

Когда размер редукционного клапана или выходное давление больше, при прямой регулировке давления пружиной регулирования давления неизбежно увеличивается жесткость пружины, расход изменяется при колебаниях выходного давления и размер клапана увеличивается.Эти недостатки можно преодолеть за счет использования редукционных клапанов с пилотным управлением, которые подходят для размеров от 20 мм и более, для больших расстояний (в пределах 30 м), в опасных местах, на возвышенностях или там, где регулировка давления затруднена.
Использование поршня в качестве рабочих частей основного клапана для обеспечения стабильности давления жидкости, поршневой предохранительный клапан подходит для частого использования системы трубопроводов. Исходя из описанных выше функций и применений, назначение редукционных клапанов можно резюмировать как «стабилизация давления, осушение, охлаждение» в паровой системе.Редукционный клапан давления пара для декомпрессионной обработки в основном определяется характеристиками самого пара, а также потребностями среды.

Самодействующие регуляторы давления и приложения

Клапаны поддержания давления

В некоторых случаях требуется, чтобы давление на входе измерялось и контролировалось, и этот тип клапана часто называют «клапаном поддержания давления» или «PMV». Клапаны поддержания давления также известны как избыточные клапаны или перепускные клапаны в определенных областях применения.

Примером применения PMV может быть парогенератор недостаточного размера, но тем не менее поток пара имеет решающее значение для процесса. Если потребность в паре превышает мощность котла или резко возрастает при выключенной горелке котла, давление в котле упадет; постепенно на установку будет подаваться более влажный пар, что может нарушить работу котла. Если котел может работать при расчетном давлении, оптимальное качество пара будет поддерживаться.

Это может быть достигнуто путем установки PMV на каждом некритическом приложении (например, на отопительной установке или установке горячего водоснабжения), тем самым внося контролируемое разнообразие в установку.Затем они будут постепенно отключаться, если давление на входе падает, отдавая приоритет основным услугам. Если все расходные материалы считаются необходимыми, доступны различные варианты, каждый из которых имеет свои финансовые последствия.

Самым дешевым решением может быть установка PMV на выходе пара из котла (см. PMV 1 на рис. 7.3.7). Это будет поддерживать минимальное давление пара в котле, регулировать максимальный поток из котла и, таким образом, сохранять пар хорошего качества в установке.

Если есть возможность отключить второстепенное оборудование во время пиковых нагрузок, PMV можно установить на распределительных линиях или ответвлениях, питающих эти зоны завода. Когда паровой котел становится перегруженным, второстепенные источники питания постепенно отключаются с помощью PMV 2, позволяя котлу поддерживать поток пара в «важную» установку при надлежащем давлении.

Следует признать, что PMV не всегда решает проблемы, вызванные недостаточной мощностью котла.Иногда при небольшом разнообразии растений доступна только одна реальная альтернатива — увеличить генерирующую мощность за счет добавления еще одного котла.

Однако бывают случаи, когда возможна более дешевая альтернатива паровому аккумулятору. Это позволяет накапливать избыточную энергию котла в периоды низкой нагрузки. Когда котел перегружен, аккумулятор увеличивает мощность котла, обеспечивая контролируемый выпуск пара в установку (см. Рисунок 7.3.8).

На рисунке 7.3.8, котел спроектирован для выработки пара под давлением 10 бар изб., Который распределяется как при давлении 10, так и при 5 бар изб. По остальной части установки.

PRV 1 — это редукционный клапан, рассчитанный на пропускную способность котла за вычетом нагрузки пара высокого давления.

Для определения размеров пропускная способность редукционного клапана PRV 2 должна равняться максимальной скорости нагнетания и времени, в течение которых гидроаккумулятор рассчитан на работу, в то время как перепад давления для расчетных целей должен быть разницей между минимальным рабочим давлением гидроаккумулятора и давление распределения LP (низкого давления).В этом примере PRV 2, вероятно, будет настроен на открытие примерно при 4,8 бар изб.

PMV — это клапан поддержания давления, размер которого определяется временем перезарядки, требуемым аккумулятором, и имеющейся избыточной мощностью котла во время перезарядки. При перезарядке перепад давления на PMV, вероятно, будет относительно небольшим, поэтому PMV, вероятно, будет довольно большим, обычно такого же размера, как линия, в которой он установлен. PMV обычно настраивается на работу чуть ниже максимального давления котла.

Когда общая нагрузка установки находится в пределах мощности котла, PRV 2 закрывается, и котел подает паровую нагрузку низкого давления через PRV 1, который настроен на управление немного выше, чем PRV2. Любой избыток пара, имеющийся в котле, приведет к тому, что давление в котле поднимется выше уставки PMV, и PMV откроется для зарядки аккумулятора. Перезарядка будет продолжаться до тех пор, пока давление в аккумуляторе не сравняется с давлением в бойлере, или пока нагрузка на установку не станет такой, что давление в бойлере снова упадет ниже уставки PMV.

Если паровая нагрузка НД продолжает увеличиваться, в результате чего давление НД падает ниже заданного значения PRV 2, PRV 2 открывается для подачи пара из аккумулятора, который, в свою очередь, дополняет пар, протекающий через PRV 1.

Существует несколько способов проектирования аккумуляторной установки; каждый будет зависеть от обстоятельств и повлечет за собой финансовые последствия. Тема аккумуляторов более подробно обсуждается в Модуле 3.22 «Паровые аккумуляторы».

Основы регуляторов давления

Вы можете найти доступные регуляторы давления Beswick в нашем онлайн-каталоге: Нажмите здесь, чтобы увидеть регуляторы давления

используются во многих бытовых и промышленных применениях.Например, регуляторы давления используются в газовых грилях для регулирования пропана, в домашних отопительных печах для регулирования природного газа, в медицинском и стоматологическом оборудовании для регулирования подачи кислорода и анестезиологических газов, в системах пневматической автоматизации для регулирования сжатого воздуха, в двигателях для регулирования подачи топлива и в топливных элементах для регулирования водорода. Как видно из этого частичного списка, регуляторы имеют множество применений, но в каждом из них регулятор давления выполняет одну и ту же функцию. Регуляторы давления снижают давление на входе (или на входе) до более низкого давления на выходе и работают для поддержания этого давления на выходе, несмотря на колебания давления на входе.Снижение давления на входе до более низкого давления на выходе — ключевая характеристика регуляторов давления.

При выборе регулятора давления необходимо учитывать множество факторов. Важные соображения включают: диапазоны рабочего давления для входа и выхода, требования к потоку, жидкость (газ, жидкость, токсичность или воспламеняемость?), Ожидаемый диапазон рабочих температур, выбор материалов для компонентов регулятора, включая уплотнения, а также в качестве ограничений по размеру и весу.

Материалы, используемые в регуляторах давления

Доступен широкий спектр материалов для работы с различными жидкостями и рабочими средами. Обычные 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 обычных применений и обычно экономична.Когда речь идет о весе, часто указывается алюминий. Пластик рассматривается, когда в первую очередь важна низкая стоимость или требуется одноразовый предмет. Нержавеющие стали часто выбирают для использования с агрессивными жидкостями, использования в агрессивных средах, когда важна чистота жидкости или когда рабочие температуры будут высокими.

Не менее важна совместимость материала уплотнения с жидкостью и с диапазоном рабочих температур. Буна-н — типичный уплотнительный материал.Некоторые производители предлагают дополнительные уплотнения, в том числе: фторуглерод, EPDM, силикон и перфторэластомер.

Используемая жидкость (газ, жидкость, токсичная или легковоспламеняющаяся)

Прежде чем выбирать лучшие материалы для вашего применения, следует учитывать химические свойства жидкости. Каждая жидкость будет иметь свои уникальные характеристики, поэтому необходимо тщательно выбирать материалы корпуса и уплотнения, которые будут контактировать с жидкостью. Части регулятора, контактирующие с жидкостью, известны как «смачиваемые» компоненты.

Также важно определить, является ли жидкость легковоспламеняющейся, токсичной, взрывоопасной или опасной по своей природе. Регулятор без сброса давления предпочтителен для использования с опасными, взрывоопасными или дорогостоящими газами, поскольку конструкция не обеспечивает сброс избыточного давления на выходе в атмосферу. В отличие от регулятора без сброса давления, регулятор сброса (также известный как саморазгрузочный) 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 трубки и выпущено в безопасной зоне. Если выбран этот тип конструкции, излишки жидкости должны удаляться соответствующим образом и в соответствии со всеми правилами техники безопасности.

Температура

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

Рабочее давление

Давление на входе и выходе — важные факторы, которые следует учитывать перед выбором лучшего регулятора. Необходимо ответить на следующие важные вопросы: каков диапазон колебаний давления на входе? Какое необходимое давление на выходе? Какое допустимое отклонение давления на выходе?

Требования к потоку

Какая максимальная скорость потока требуется приложению? Насколько различается скорость потока? Требования к переносу также являются важным фактором.

Размер и вес

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

Регулятор давления состоит из трех функциональных элементов

1. ) Элемент понижения или ограничения давления.Часто это подпружиненный тарельчатый клапан.
2. ) Чувствительный элемент. Обычно это диафрагма или поршень.
3. ) Элемент опорной силы. Чаще всего весна.

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

(1) Элемент понижения давления (тарельчатый клапан)

Чаще всего регуляторы используют подпружиненный «тарельчатый» клапан в качестве ограничительного элемента. Тарельчатый клапан включает эластомерное уплотнение или, в некоторых конструкциях высокого давления, термопластическое уплотнение, 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 увеличивается, сила, создаваемая чувствительным элементом, сопротивляется силе пружины, и клапан закрывается.Эти две силы достигают точки баланса в уставке 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 будет восстановлен баланс сил.

(2) Чувствительный элемент (поршень или диафрагма)

Конструкции поршневого типа часто используются, когда требуется более высокое выходное давление, когда требуется повышенная жесткость или когда выходное давление не должно поддерживаться в жестких пределах.Конструкция поршня имеет тенденцию быть медленной по сравнению с конструкцией диафрагмы из-за трения между уплотнением поршня и корпусом регулятора.

При низком давлении или когда требуется высокая точность, предпочтительнее использовать мембранный тип. В мембранных регуляторах используется тонкий дискообразный элемент, который используется для определения изменений давления. Обычно они изготавливаются из эластомера, однако в особых случаях используется тонкий извилистый металл. Мембраны существенно снижают трение, присущее поршневым конструкциям.Кроме того, для регулятора конкретного размера часто можно обеспечить большую зону чувствительности с помощью конструкции диафрагмы, чем это было бы возможно, если бы использовалась конструкция поршневого типа.

(3) Опорный силовой элемент (пружина)

Эталонным 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 давления на выходе, изменяя силу, прилагаемую эталонной пружиной.

Точность и емкость регулятора

Точность регулятора давления определяется графиком зависимости давления на выходе от расхода. Полученный график показывает падение давления на выходе при увеличении расхода. Это явление известно как спад. Точность регулятора давления определяется как степень наклона устройства в диапазоне потоков; чем меньше спад, тем выше точность. Кривые зависимости давления от расхода, представленные на графике «Карта работы регулятора давления прямого действия», указывают на полезную регулирующую способность регулятора.При выборе регулятора инженеры должны изучить кривые зависимости давления от расхода, чтобы убедиться, что регулятор может соответствовать требованиям к рабочим характеристикам, необходимым для предлагаемого применения.

Определение падения

Термин «спад» используется для описания падения давления на выходе ниже исходного заданного значения при увеличении потока. Падение также может быть вызвано значительными изменениями давления на входе (от значения, когда был установлен выход регулятора). Когда давление на входе возрастает по сравнению с исходной настройкой, давление на выходе падает.И наоборот, когда давление на входе падает, давление на выходе растет. Как видно на графике «Карта работы регулятора давления прямого действия», этот эффект важен для пользователя, поскольку он показывает полезную регулирующую способность регулятора.

Размер отверстия

Увеличение отверстия клапана может увеличить пропускную способность регулятора. Это может быть полезно, если ваша конструкция может вместить регулятор большего размера, однако будьте осторожны, чтобы не переоценить. Регулятор с клапаном увеличенного размера для условий предполагаемого применения приведет к большей чувствительности к колебаниям входного давления и может вызвать чрезмерное падение давления.

Давление блокировки

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

Гистерезис

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

Одноступенчатый регулятор

Одноступенчатые регуляторы — отличный выбор 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 проходит через завод, 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 не работают при больших колебаниях входного давления и / или расхода.

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, с газом, подаваемым из небольшого резервуара для хранения или газового баллона.

Для большинства одноступенчатых регуляторов, за исключением тех, которые используют конструкцию с компенсацией давления, большое падение давления на входе вызовет небольшое увеличение давления на выходе.Это происходит потому, что силы, действующие на клапан, изменяются из-за большого падения давления с момента первоначальной настройки давления на выходе. В двухступенчатой ​​конструкции вторая ступень не будет подвергаться этим большим изменениям входного давления, а будет только небольшое изменение по сравнению с выходом 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 выходное давление, аналогичное двухступенчатому регулятору, но с дополнительной способностью выдерживать значительно более высокое максимальное входное давление.Например, трехступенчатый регулятор серии Beswick 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 выходное давление, несмотря на давление на входе, которое со временем будет снижаться из-за высокого давления, является критическим компонентом во многих конструкциях. Примеры включают портативные аналитические инструменты, водородные топливные элементы, беспилотные летательные аппараты и медицинские устройства, работающие на газе под высоким давлением, подаваемом из газового баллона или баллона для хранения.

Теперь, когда вы выбрали регулятор, который лучше всего подходит для вашего применения, важно правильно установить и отрегулировать регулятор, чтобы обеспечить его правильную работу.

Большинство производителей рекомендуют установку фильтра перед регулятором (некоторые регуляторы имеют встроенный фильтр) для предотвращения загрязнения седла клапана грязью и твердыми частицами. Работа регулятора без фильтра может привести к утечке в выпускное отверстие, если седло клапана загрязнено грязью или посторонними предметами.Регулируемые газы не должны содержать масел, смазок и других загрязнителей, которые могут загрязнить или повредить компоненты клапана или повредить уплотнения регулятора. Многие пользователи не подозревают, что газы, подаваемые в баллонах и небольших газовых баллончиках, могут содержать следы масел, образовавшихся в процессе производства. Присутствие масла в газе часто не очевидно для пользователя, поэтому эту тему следует обсудить с поставщиком газа, прежде чем выбирать материалы уплотнения для регулятора. Кроме того, газы не должны содержать чрезмерной влажности.В приложениях с высоким расходом может произойти обледенение регулятора при наличии влаги.

Если регулятор давления будет использоваться с кислородом, имейте в виду, что этот кислород требует специальных знаний для безопасного проектирования системы. Необходимо указать смазочные материалы, совместимые с кислородом, и обычно требуется дополнительная очистка для удаления следов смазочно-охлаждающих масел на нефтяной основе. Обязательно сообщите поставщику регулятора о том, что вы планируете использовать регулятор в кислородной системе.

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

STEP 1
Начните с подключения источника давления к входному отверстию и линии регулируемого давления к выходному отверстию. Если порты не отмечены, обратитесь к производителю, чтобы избежать неправильного подключения. В некоторых конструкциях внутренние компоненты могут быть повреждены, если давление питания по ошибке подается на выпускное отверстие.

ШАГ 2
Перед включением давления подачи в регулятор, отвинтите ручку управления регулировкой, чтобы ограничить поток через регулятор. Постепенно увеличивайте давление питания, чтобы не «сотрясать» регулятор внезапным выбросом жидкости под давлением. ПРИМЕЧАНИЕ. Избегайте полностью закручивать регулировочный винт в регулятор, поскольку в некоторых конструкциях регуляторов полное давление подачи будет подаваться на выпускное отверстие.

STEP 3
Установите регулятор давления на желаемое давление на выходе.Если регулятор работает без сброса давления, будет легче отрегулировать давление на выходе, если жидкость течет, а не «тупиковый» (нет потока). Если измеренное давление на выходе превышает желаемое давление на выходе, выпустите жидкость со стороны выхода регулятора и уменьшите давление на выходе, повернув ручку регулировки. Никогда не выпускайте жидкость, ослабляя фитинги, так как это может привести к травме.

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

STEP 4
Чтобы получить желаемое давление на выходе, сделайте окончательные настройки, медленно увеличивая давление ниже желаемой уставки. Установка давления ниже желаемой настройки предпочтительнее, чем установка сверху желаемой настройки. Если вы превысили заданное значение при настройке регулятора давления, уменьшите заданное давление до точки ниже заданного значения.Затем снова постепенно увеличивайте давление до желаемой уставки.

STEP 5
Несколько раз включите и выключите давление питания, контролируя давление на выходе, чтобы убедиться, что регулятор постоянно возвращается к заданному значению. Кроме того, давление на выходе также следует периодически включать и выключать, чтобы регулятор давления вернулся к желаемой уставке. Повторите последовательность настройки давления, если давление на выходе не возвращается к желаемому значению.

Beswick Engineering специализируется на миниатюрных жидкостных и пневматических фитингах, быстроразъемных соединениях, клапанах и регуляторах. У нас есть команда опытных инженеров, готовых помочь вам с вашими вопросами. Индивидуальный дизайн доступен по запросу. Отправьте запрос на нашей странице «Связаться с нами» или щелкните значок чата в правом нижнем углу экрана.

Регуляторы давления | Tameson.com

Регулятор давления — это устройство, которое регулирует давление жидкостей или газов (среды) путем снижения высокого входного давления до контролируемого более низкого выходного давления.Они также работают для поддержания постоянного выходного давления даже при колебаниях входного давления.

Регуляторы давления в различных формах используются во многих бытовых и промышленных приложениях, например, для регулирования пропана, используемого в газовых грилях, для регулирования кислорода в медицинском оборудовании, для подачи сжатого воздуха в промышленных приложениях, для регулирования топлива в автомобильных двигателях и в аэрокосмической отрасли. Основным аспектом, общим для всех этих приложений, является регулирование давления — от более высокого давления источника до более низкого давления на выходе.

Содержание

Основные элементы регулятора давления

Типичный регулятор давления состоит из следующих элементов:

• Элемент понижения давления, например тарельчатый клапан.
• Нагрузочный элемент для приложения необходимой силы к редукционному элементу, например, пружина, поршневой привод или мембранный привод.
• Чувствительный элемент, например, диафрагма или поршень.

Рис. 1: Схематическое изображение типичного одноступенчатого регулятора давления

Элемент понижения давления

Подпружиненные тарельчатые клапаны обычно используются в качестве элемента понижения давления.Тарельчатые клапаны имеют эластомерное уплотнение для обычных применений и термопластическое уплотнение в условиях высокого давления. Это изолирует седло клапана от любой утечки газа или жидкости. Тарельчатый клапан управляется силой пружины, чтобы открыть клапан и позволить среде течь от входа к выходу. При повышении выходного давления тарельчатый клапан закрывается из-за силы, создаваемой чувствительным элементом, которая преодолевает силу пружины.

Загрузочный элемент

Нагрузочный элемент используется для принуждения чувствительного элемента к открытию клапана.Величина силы пружины может варьироваться, что определяет получаемое давление на выходе.

Чувствительный элемент

обычно используются для высоких давлений, тяжелых условий эксплуатации и приложений, где допустимы более широкие допуски на выходное давление. Они имеют тенденцию быть вялыми из-за трения между уплотнением шестерни и корпусом регулятора.

Для большей точности подходит чувствительный элемент мембранного типа. Они изготовлены из эластомера или материала с тонкими дисками, чувствительного к изменениям давления.Мембраны имеют более низкое трение, чем конструкции поршневого типа. Они также обеспечивают большую зону чувствительности для регулятора данного размера.

Типы регуляторов давления

можно разделить на следующие категории:

• С прямым или автономным управлением
• Пилотное управление

Регуляторы прямого действия

Это простейшая форма регуляторов (рис. 1). Обычно они работают при более низких установочных давлениях, ниже 0,07 бар (1 фунт / кв. Дюйм), и могут иметь более высокую точность.При более высоких давлениях, до 35 бар (500 фунтов на кв. Дюйм), они могут иметь уровни точности 10-20%.

Регуляторы прямого действия являются автономными, то есть им не требуется внешняя измерительная линия на выходе для эффективной работы. Они состоят из клапана с пружинным приводом, который напрямую управляется мембранным узлом. Энергия или давление протекающей среды приводят в действие диафрагму. Возрастающее давление на выходе действует на диафрагму, которая закрывает плунжер клапана, сжимая пружину.Это закрывает клапан. Когда давление ниже по потоку падает, сила пружины теперь превышает силу среды, действующую на диафрагму, и клапан открывается.

Регуляторы с пилотным управлением

Эти регуляторы идеально подходят для приложений с большими колебаниями расхода, колебаниями давления на входе или условиями снижения давления на входе, которые обычно возникают при подаче газа в баллонах или небольших резервуарах для хранения. Обеспечивает точный контроль давления.

Этот тип регулятора обычно представляет собой одно- или двухступенчатое устройство. Одноступенчатый регулятор идеально подходит для относительно небольшого снижения давления. Они не подходят там, где есть большие колебания входного давления или расхода.

Двухступенчатый регулятор (рис. 2) — это наиболее часто используемый тип пилотного регулятора. Первая ступень состоит из пилота с пружинным приводом, который регулирует давление на диафрагму главного регулирующего клапана. Пока давление среды на пилот с пружинным приводом низкое, ниже по потоку нет потока.По мере увеличения давления пружина сжимается, и пилотный клапан открывается, создавая перепад давления между входной стороной основного регулирующего клапана и выходным клапаном. Этот перепад давления приводит в действие главный рабочий клапан, и поток при пониженном давлении проходит через выпускной клапан.

Рис. 2: Схематическое изображение двухступенчатого регулятора давления

Двухступенчатые регуляторы с пилотным управлением обеспечивают точное регулирование в широком диапазоне давлений и мощностей.Эти регуляторы можно использовать только с чистыми жидкостями или газами, так как небольшие проходы и порты могут быть забиты. Такое расположение приводит к стабильному и устойчивому давлению на выходе из второй ступени, несмотря на падение давления на первой ступени.

Функции регуляторов давления

Помимо снижения входного давления, регулятор давления может выполнять другие функции:

Регуляторы обратного давления и предохранительные клапаны

Клапан сброса давления используется для ограничения давления в системе до предписанного максимума путем отвода некоторого или всего количества жидкости или газа, поступающего от насоса, в резервуар, когда достигается расчетное / установленное давление.

Регулятор противодавления поддерживает желаемое входное давление посредством изменения потока жидкости или газа в ответ на изменение входного давления.

Клапаны переключения давления

Они используются в пневматических логических системах. Эти клапаны могут быть 2/2-ходовыми или 3/2-ходовыми переключателями.

Регуляторы вакуума

Они используются для контроля вакуума. Регулятор вакуума поддерживает постоянный вакуум на входе регулятора с более высоким вакуумом на выходе.

Типовые области применения

Примеры применения регуляторов давления: авиакосмическая промышленность, сварка, бытовые газовые горелки и регулирование кислорода в медицинских целях.

Домашнее хозяйство / Домашнее хозяйство

Газовые грили, Газовые печи, скороварки и сосуды под давлением, печи для домашнего отопления

Сжатый воздух

Промышленные, торговые и мастерские по очистке, питанию пневматических инструментов, накачиванию шин и т. Д.

Аэрокосмическая промышленность

Регулятор давления в силовых установках, двигатели и топливопроводы.

Сварка и резка

Кислородно-ацетиленовая сварка для подачи газа необходимого давления из баллонов. Прочтите нашу статью о сварочном регуляторе, чтобы узнать больше.

Автомобили, работающие на газе

Для подачи сжатого газа в двигатель.

Критерии выбора регуляторов давления

доступны в различных размерах и конструкциях, но ниже приводится список рекомендаций по выбору регулятора давления, подходящего для конкретного применения:

• Диапазон рабочего давления
• Требуемая пропускная способность или расход
• Тип передаваемой среды (жидкость или газ)
• Диапазон рабочих температур
• Требования к материалам
• Требуемая точность

Диапазон рабочего давления

Требуемые для приложения давления на входе и выходе определяют тип используемого регулятора:

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

Требования к пропускной способности или расходу

Следует оценивать следующие критерии:

• Максимальный требуемый расход.
• Ожидаемое изменение скорости потока.
• Правильный выбор размера трубы.

Тип среды (жидкость или газ)

Следует обратить внимание на тип среды, которая будет использоваться в регуляторе:

• Жидкость / газ
• Химический состав
• Воспламеняемость / Взрывоопасность
• Опасно / токсично
• Коррозионные свойства

Диапазон рабочих температур

Материалы, используемые в регуляторах давления, должны быть такими, чтобы они могли эффективно выполнять свои функции в определенном диапазоне рабочих температур без потери своих свойств материала.Эластомеры, используемые для уплотнения регулятора, можно выбрать следующим образом:

• Нитрил (NBR) или неопрен (от -40 ⁰ C до 82 ⁰ C)
• Этиленпроплен (EPDM) или перфторэластомер (FKM) для более высоких температур

Требования к материалам

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

• Латунь — общеупотребительная и экономичная
• Пластик — экономичное / одноразовое применение
• Алюминий — соображения веса
• Нержавеющая сталь — агрессивные среды, высокие требования к чистоте и высокие рабочие температуры.

Уплотнение, используемое в регуляторе давления, должно соответствовать рабочей температуре и типу используемой среды.

Размер и вес регулятора давления являются важными факторами. При выборе подходящего типа следует учитывать используемый материал, требуемый размер порта, требования к регулировке и тип монтажа.

Требуемая точность

Точность регулятора давления указывается его значением «График». Спад можно определить как величину падения / уменьшения выходного давления по сравнению с исходным установленным давлением при увеличении потока жидкости.

Для более низких требований к точности может быть приемлемо относительно большее значение спада. Они, как правило, более рентабельны. Для более высокой точности тип конструкции, оптимизированный размер клапана и многоступенчатая конструкция могут уменьшить величину спада.

Ежемесячный информационный бюллетень Тамесона

• Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.