Bazele regulatoarelor de presiune

Puteți găsi regulatoarele de presiune disponibile la Beswick în catalogul nostru online: Click aici pentru regulatoare de presiune

Regulatoarele de presiune se găsesc în multe aplicații casnice și industriale comune. De exemplu, regulatoarele de presiune sunt utilizate în grătarele cu gaz pentru a regla propanul, în cuptoarele de încălzire a locuințelor pentru a regla gazele naturale, în echipamentele medicale și dentare pentru a regla oxigenul și gazele de anestezie, în sistemele de automatizare pneumatică pentru a regla aerul comprimat, în motoare pentru a regla combustibilul și în pilele de combustie pentru a regla hidrogenul. După cum demonstrează această listă parțială, există numeroase aplicații pentru regulatoare și totuși, în fiecare dintre ele, regulatorul de presiune asigură aceeași funcție. Regulatoarele de presiune reduc o presiune de alimentare (sau de intrare) la o presiune de ieșire mai mică și acționează pentru a menține această presiune de ieșire în ciuda fluctuațiilor presiunii de intrare. Reducerea presiunii de intrare la o presiune de ieșire mai mică este caracteristica cheie a regulatoarelor de presiune.

Când se alege un regulator de presiune, trebuie luați în considerare mai mulți factori. Printre considerațiile importante se numără: intervalele de presiune de funcționare pentru intrare și ieșire, cerințele de debit, fluidul (este un gaz, un lichid, toxic sau inflamabil?), intervalul de temperatură de funcționare preconizat, selecția materialelor pentru componentele regulatorului, inclusiv garniturile, precum și constrângerile de dimensiune și greutate.

Materiale utilizate în regulatoarele de presiune

Este disponibilă o gamă largă de materiale pentru a face față diferitelor fluide și medii de funcționare. Materialele comune ale componentelor regulatoarelor includ alama, plasticul și aluminiul. De asemenea, sunt disponibile diferite grade de oțel inoxidabil (cum ar fi 303, 304 și 316). Arcurile utilizate în interiorul regulatorului sunt de obicei fabricate din sârmă muzicală (oțel carbon) sau din oțel inoxidabil.

Lama este potrivită pentru cele mai multe aplicații comune și este de obicei economică. Aluminiul este adesea specificat atunci când greutatea este un aspect important. Plasticul este luat în considerare atunci când costul redus este o preocupare principală sau când este necesar un element de aruncat. Oțelurile inoxidabile sunt adesea alese pentru utilizarea cu fluide corozive, utilizarea în medii corozive, atunci când curățenia fluidului este un aspect important sau când temperaturile de funcționare vor fi ridicate.

La fel de importantă este compatibilitatea materialului garniturii cu fluidul și cu intervalul de temperatură de funcționare. Buna-n este un material tipic de etanșare. Garniturile opționale sunt oferite de unii producători și acestea includ: Fluorocarbon, EPDM, silicon și Perfluoroelastomer.

Fluidul utilizat (gaz, lichid, toxic sau inflamabil)

Proprietățile chimice ale fluidului trebuie luate în considerare înainte de a determina cele mai bune materiale pentru aplicația dumneavoastră. Fiecare fluid va avea propriile caracteristici unice, astfel încât trebuie să se aibă grijă să se selecteze materialele adecvate pentru corp și garnitură care vor veni în contact cu fluidul. Părțile regulatorului care intră în contact cu fluidul sunt cunoscute sub numele de componente „umezite”.

Este de asemenea important să se determine dacă fluidul este inflamabil, toxic, exploziv sau periculos în natură. Un regulator fără degajare este preferat pentru utilizarea cu gaze periculoase, explozive sau scumpe, deoarece designul nu evacuează presiunea excesivă din aval în atmosferă. Spre deosebire de un regulator fără degajare, un regulator cu degajare (cunoscut și sub denumirea de autodegajare) este proiectat pentru a evacua presiunea excesivă din aval în atmosferă. În mod obișnuit, există o gaură de aerisire în partea laterală a corpului regulatorului în acest scop. În unele modele speciale, orificiul de aerisire poate fi filetat și orice exces de presiune poate fi ventilat din corpul regulatorului prin tubulatură și evacuat într-o zonă sigură. Dacă se alege acest tip de proiectare, excesul de lichid trebuie evacuat în mod corespunzător și în conformitate cu toate reglementările de siguranță.

Temperatură

Materialele selectate pentru regulatorul de presiune nu numai că trebuie să fie compatibile cu fluidul, dar trebuie, de asemenea, să fie capabile să funcționeze corect la temperatura de funcționare preconizată. Principala preocupare este dacă elastomerul ales va funcționa sau nu în mod corespunzător pe tot intervalul de temperatură preconizat. În plus, temperatura de funcționare poate afecta capacitatea de debit și/sau rata de elasticitate în aplicații extreme.

Presiuni de funcționare

Presiunile de intrare și de ieșire sunt factori importanți care trebuie luați în considerare înainte de a alege cel mai bun regulator. Întrebările importante la care trebuie să răspundeți sunt: Care este intervalul de fluctuație al presiunii de intrare? Care este presiunea de ieșire necesară? Care este variația admisibilă a presiunii de ieșire?

Cerințele de debit

Care este debitul maxim pe care îl necesită aplicația? Cu cât variază debitul? Cerințele de porting sunt, de asemenea, un considerent important.

Dimensiuni & Greutate

În multe aplicații de înaltă tehnologie, spațiul este limitat și greutatea este un factor important. Unii producători sunt specializați în componente miniaturale și ar trebui să fie consultați. Selectarea materialelor, în special a componentelor corpului regulatorului, va avea un impact asupra greutății. De asemenea, analizați cu atenție dimensiunile orificiilor (filetelor), stilurile de reglare și opțiunile de montare, deoarece acestea vor influența dimensiunea și greutatea.

Regulatoare de presiune în funcționare

Un regulator de presiune este alcătuit din trei elemente funcționale

1. ) Un element de reducere a presiunii sau un element restrictiv. Adesea, acesta este o supapă cu clapetă cu arc.
2. ) Un element de detectare. De obicei, o diafragmă sau un piston.
3. ) Un element de forță de referință. Cel mai frecvent un resort.

În funcționare, forța de referință generată de resort deschide supapa. Deschiderea supapei aplică presiune asupra elementului de detecție care, la rândul său, închide supapa până când aceasta este deschisă doar cât să mențină presiunea setată. Schema simplificată „Schema regulatorului de presiune” ilustrează acest aranjament de echilibrare a forței. (a se vedea mai jos)

(1) Element de reducere a presiunii (supapă cu clapetă)

Cel mai frecvent, regulatoarele utilizează o supapă „cu clapetă” încărcată cu arc ca element restrictiv. Supapa include o garnitură elastomerică sau, în unele modele de înaltă presiune, o garnitură termoplastică, care este configurată pentru a realiza o etanșare pe un scaun de supapă. Atunci când forța arcului îndepărtează garnitura de pe scaunul supapei, fluidul poate curge de la intrarea în regulator la ieșire. Pe măsură ce presiunea de ieșire crește, forța generată de elementul de detecție rezistă forței arcului și supapa este închisă. Aceste două forțe ajung la un punct de echilibru la punctul de reglaj al regulatorului de presiune. Atunci când presiunea din aval scade sub punctul de setare, resortul împinge obturatorul departe de scaunul supapei și fluidul suplimentar este lăsat să curgă de la intrare la ieșire până când se restabilește echilibrul forțelor.

(2) Elementul de detecție (piston sau diafragmă)

Proiecțiile de tip piston sunt adesea folosite atunci când sunt necesare presiuni de ieșire mai mari, când robustețea este o preocupare sau când presiunea de ieșire nu trebuie să fie menținută la o toleranță strânsă. Proiectele cu piston tind să fie lente, în comparație cu cele cu diafragmă, din cauza frecării dintre garnitura de etanșare a pistonului și corpul regulatorului.

În aplicațiile cu presiune scăzută sau atunci când este necesară o precizie ridicată, este preferat stilul cu diafragmă. Regulatoarele cu diafragmă utilizează un element subțire în formă de disc care este folosit pentru a detecta schimbările de presiune. De obicei, acestea sunt fabricate dintr-un elastomer, însă, în aplicații speciale se folosește metal conturat subțire. Diafragmele elimină, în esență, frecarea inerentă modelelor de tip piston. În plus, pentru o anumită dimensiune a regulatorului, este adesea posibil să se asigure o zonă de detectare mai mare cu un design de diafragmă decât ar fi fezabil dacă s-ar folosi un design de tip piston.

(3) Elementul de forță de referință (arc)

Elementul de forță de referință este de obicei un arc mecanic. Acest resort exercită o forță asupra elementului de detecție și acționează pentru a deschide supapa. Majoritatea regulatoarelor sunt proiectate cu un reglaj care permite utilizatorului să regleze punctul de referință al presiunii de ieșire prin modificarea forței exercitate de resortul de referință.

Precizia și capacitatea regulatorului

Precizia unui regulator de presiune se determină prin reprezentarea grafică a presiunii de ieșire în funcție de debit. Graficul rezultat arată căderea presiunii de ieșire pe măsură ce crește debitul. Acest fenomen este cunoscut sub numele de droop. Precizia regulatorului de presiune se definește ca fiind cantitatea de cădere pe care o prezintă dispozitivul într-o gamă de debite; o cădere mai mică este egală cu o precizie mai mare. Curbele de presiune în funcție de debit furnizate în graficul „Hartă de funcționare a regulatorului de presiune cu acțiune directă”, indică capacitatea de reglare utilă a regulatorului. Atunci când selectează un regulator, inginerii ar trebui să examineze curbele de presiune în funcție de debit pentru a se asigura că regulatorul poate îndeplini cerințele de performanță necesare pentru aplicația propusă.

Definiție a căderii de presiune

Termenul „cădere de presiune” este utilizat pentru a descrie scăderea presiunii de ieșire, sub punctul de reglare inițial, pe măsură ce crește debitul. Droop-ul poate fi cauzat, de asemenea, de modificări semnificative ale presiunii de intrare (față de valoarea la care a fost setată ieșirea regulatorului). Pe măsură ce presiunea de intrare crește față de setarea inițială, presiunea de ieșire scade. Invers, pe măsură ce presiunea de intrare scade, presiunea de ieșire crește. După cum se vede în graficul „Hartă de funcționare a regulatorului de presiune cu acțiune directă”, acest efect este important pentru un utilizator, deoarece arată capacitatea utilă de reglare a unui regulator.

Dimensiunea orificiului

Creșterea orificiului supapei poate crește capacitatea de debit a regulatorului. Acest lucru poate fi benefic dacă proiectul dvs. poate găzdui un regulator mai mare, însă aveți grijă să nu specificați prea mult. Un regulator cu o supapă supradimensionată, pentru condițiile aplicației preconizate, va avea ca rezultat o sensibilitate mai mare la presiunile de intrare fluctuante și poate cauza o cădere excesivă.

Presiunea de blocare

„Presiunea de blocare” este presiunea de deasupra punctului de setare care este necesară pentru a închide complet supapa regulatorului și a asigura că nu există debit.

Histerezis

Histerezisul poate apărea în sistemele mecanice, cum ar fi regulatoarele de presiune, datorită forțelor de frecare cauzate de arcuri și garnituri. Priviți graficul și veți observa, pentru un debit dat, că presiunea de ieșire va fi mai mare la scăderea debitului decât la creșterea acestuia.

Regulator cu o singură treaptă

Regulatoarele cu o singură treaptă sunt o alegere excelentă pentru reduceri relativ mici de presiune. De exemplu, compresoarele de aer utilizate în cele mai multe fabrici generează presiuni maxime cuprinse între 100 și 150 psi. Această presiune este transmisă prin conducte prin fabrică, dar este adesea redusă cu un regulator cu o singură treaptă la presiuni mai mici (10 psi, 50 psi, 80 psi etc.) pentru a acționa mașinile automate, standurile de testare, mașinile-unelte, echipamentele de testare a scurgerilor, actuatoarele liniare și alte dispozitive. Regulatoarele de presiune cu o singură treaptă nu se comportă de obicei bine în cazul unor variații mari ale presiunii de intrare și/sau ale debitelor.

Regulator cu două trepte (două trepte)

Un regulator de presiune cu două trepte este ideal pentru aplicații cu variații mari ale debitului, fluctuații semnificative ale presiunii de intrare sau presiune de intrare în scădere, așa cum se întâmplă în cazul gazului alimentat dintr-un rezervor de stocare mic sau dintr-o butelie de gaz.

Cu majoritatea regulatoarelor de presiune cu o singură treaptă, cu excepția celor care utilizează un design cu presiune compensată, o scădere mare a presiunii de intrare va provoca o ușoară creștere a presiunii de ieșire. Acest lucru se întâmplă deoarece forțele care acționează asupra supapei se schimbă, din cauza scăderii mari a presiunii, față de momentul în care presiunea de ieșire a fost setată inițial. Într-un proiect cu două trepte, cea de-a doua treaptă nu va fi supusă la aceste modificări mari ale presiunii de intrare, ci doar la ușoara modificare de la ieșirea din prima treaptă. Acest aranjament are ca rezultat o presiune de ieșire stabilă din cel de-al doilea etaj, în ciuda modificărilor semnificative ale presiunii furnizate primului etaj.

Regulator cu trei trepte

Un regulator cu trei trepte oferă o presiune de ieșire stabilă similară cu cea a unui regulator cu două trepte, dar cu capacitatea suplimentară de a gestiona o presiune de intrare maximă semnificativ mai mare. De exemplu, regulatorul în trei trepte din seria Beswick PRD3HP are capacitatea de a gestiona o presiune de intrare de până la 3.000 psi și va asigura o presiune de ieșire stabilă (în intervalul 0 – 30 psi) în ciuda modificărilor presiunii de alimentare. Un regulator de presiune mic și ușor care poate menține o presiune de ieșire scăzută stabilă în ciuda unei presiuni de intrare care va scădea în timp de la o presiune ridicată este o componentă critică în multe proiecte. Exemplele includ instrumente analitice portabile, pile de combustie cu hidrogen, vehicule aeriene fără pilot și dispozitive medicale alimentate cu gaz de înaltă presiune furnizat de un cartuș de gaz sau de o butelie de stocare.

Acum că ați ales regulatorul care se potrivește cel mai bine aplicației dumneavoastră, este important ca regulatorul să fie instalat și reglat în mod corespunzător pentru a vă asigura că funcționează conform destinației.

Majoritatea producătorilor recomandă instalarea unui filtru în amonte de regulator (unele regulatoare au un filtru încorporat) pentru a împiedica murdăria și particulele să contamineze scaunul supapei. Funcționarea unui regulator fără un filtru ar putea avea ca rezultat o scurgere la orificiul de ieșire dacă scaunul supapei este contaminat cu murdărie sau materiale străine. Gazele reglementate trebuie să fie lipsite de uleiuri, grăsimi și alți contaminanți care ar putea murdări sau deteriora componentele supapei sau ataca garniturile regulatorului. Mulți utilizatori nu sunt conștienți de faptul că gazele furnizate în butelii și cartușe mici de gaz pot conține urme de uleiuri provenite din procesul de fabricație. Prezența uleiului în gaz nu este adesea evidentă pentru utilizator și, prin urmare, acest subiect trebuie discutat cu furnizorul de gaz înainte de a selecta materialele de etanșare pentru regulatorul dumneavoastră. În plus, gazele trebuie să fie lipsite de umiditate excesivă. În aplicațiile cu debit mare, se poate produce înghețarea regulatorului dacă este prezentă umezeala.

Dacă regulatorul de presiune va fi utilizat cu oxigen, fiți conștienți de faptul că acest oxigen necesită cunoștințe specializate pentru proiectarea sigură a sistemului. Trebuie specificați lubrifianții compatibili cu oxigenul și, de obicei, se specifică o curățare suplimentară, pentru a elimina urmele de uleiuri de tăiere pe bază de petrol. Asigurați-vă că informați furnizorul regulatorului că intenționați să utilizați regulatorul într-o aplicație cu oxigen.

Nu conectați regulatoarele la o sursă de alimentare cu o presiune maximă mai mare decât presiunea nominală de intrare a regulatorului. Regulatoarele de presiune nu sunt concepute pentru a fi utilizate ca dispozitive de închidere. Atunci când regulatorul nu este utilizat, presiunea de alimentare trebuie oprită.

Instalare

ETAPA 1
Începeți prin conectarea sursei de presiune la orificiul de intrare și a conductei de presiune reglementată la orificiul de ieșire. Dacă porturile nu sunt marcate, verificați cu producătorul pentru a evita conexiunile incorecte. În unele modele, se pot produce deteriorări ale componentelor interne dacă presiunea de alimentare este furnizată din greșeală la portul de ieșire.

PASUL 2
Înainte de a porni presiunea de alimentare a regulatorului, dați înapoi butonul de control al reglajului pentru a restricționa debitul prin regulator. Porniți treptat presiunea de alimentare pentru a nu „șoca” regulatorul cu un val brusc de fluid presurizat. NOTĂ: Evitați să rotiți șurubul de reglare până la capăt în regulator deoarece, în unele modele de regulatoare, întreaga presiune de alimentare va fi furnizată la orificiul de ieșire.

ETAPA 3
Setați regulatorul de presiune la presiunea de ieșire dorită. În cazul în care regulatorul este de tip non-relief, va fi mai ușor de reglat presiunea de ieșire dacă fluidul curge, mai degrabă decât dacă este „dead ended” (fără debit). Dacă presiunea de ieșire măsurată depășește presiunea de ieșire dorită, aerisiți fluidul din partea din aval a regulatorului și reduceți presiunea de ieșire prin rotirea butonului de reglare. Nu aerisiți niciodată fluidul prin slăbirea fitingurilor, deoarece se pot produce răniri.

Cu un regulator de tip relief, presiunea în exces va fi aerisită automat în atmosferă din partea din aval a regulatorului atunci când butonul este rotit pentru a reduce setarea de ieșire. Din acest motiv, nu utilizați regulatoare de tip relieving cu fluide inflamabile sau periculoase. Asigurați-vă că excesul de fluid este evacuat în condiții de siguranță și în conformitate cu toate reglementările locale, de stat și federale.

ETAPA 4
Pentru a obține presiunea de ieșire dorită, efectuați reglajele finale prin creșterea lentă a presiunii de sub punctul de reglare dorit. Se preferă reglarea presiunii de sub valoarea de reglare dorită decât reglarea de deasupra valorii de reglare dorite. Dacă depășiți punctul de setare în timp ce reglați regulatorul de presiune, reduceți presiunea setată până la un punct situat sub punctul de setare. Apoi, din nou, creșteți treptat presiunea până la punctul de setare dorit.

ETAPA 5
Circulați presiunea de alimentare de mai multe ori, în timp ce monitorizați presiunea de ieșire pentru a confirma că regulatorul revine în mod constant la punctul de setare. În plus, presiunea de ieșire trebuie, de asemenea, să fie pornită și oprită ciclic pentru a se asigura că regulatorul de presiune revine la punctul de setare dorit. Repetați secvența de reglare a presiunii dacă presiunea de ieșire nu revine la valoarea de reglare dorită.

Beswick Engineering este specializată în fitinguri miniaturale pentru lichide și pneumatice, dispozitive de deconectare rapidă, supape și regulatoare. Dispunem de o echipă de ingineri de aplicații cu diplomă, gata să vă ajute cu întrebările dumneavoastră. Proiectele personalizate sunt disponibile la cerere. Trimiteți solicitarea dvs. pe pagina noastră de contact sau faceți clic pe pictograma Live Chat din dreapta jos a ecranului.

.