Регуляторы давления газа

Регулятор (редуктор) давления газа – автоматически действующее автономное устройство для поддержания постоянного давления газа в трубопроводе в заданных пределах независимо от изменения входного давления и расхода газа. В состав регулятора давления входят следующие компоненты:

1. Регулирующее устройство, осуществляющее анализ значений текущего и заданного значений регулируемой величины и вырабатывающее сигнал для исполнительного механизма.
2. Задатчик, предназначенный для выработки сигнала о заданном значении регулируемой величины и передачи его на регулирующее устройство.
3. Датчик (чувствительный элемент), предназначенный для постоянного мониторинга мгновенных значений регулируемой величины, вырабатывающий сигнал для регулирующего устройства.
4. Исполнительный механизм, преобразующий сигнал, поступающий от регулирующего устройства, в регулирующее воздействие, обеспечивающее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды для достижения заданного значения регулируемой величины.

В зависимости от типа чувствительного элемента регуляторы прямого действия могут быть пружинными (в которых в качестве измерительного элемента используется затвор клапана) и мембранные (в которых в качестве измерительного элемента используется эластичная мембрана. Наиболее часто в регуляторах давления в качестве датчика используется контролируемая среда («импульс»). В качестве задатчиков могут быть использованы пружина, груз определенной массы или пневмозадатчик (пилот). В качестве регулирующего устройства в газорегуляторном оборудовании обычно используются мембраны. Исполнительными устройствами являются дросселирующие устройства с клапанными затворами (одно- и двухседельные), с заслоночными затворами и со шланговыми затворами. Клапанные односедельные и двухседельные затворы могут быть выполнены как с жестким уплотнением (металл с металлом), так и с эластичным уплотнением (с использованием маслобензостойкой резины, кожи, фторопласта и т. д.). Преимуществом таких затворов является хорошая герметичность. Наряду с этим односедельные затворы являются не разгруженными вследствие действия на них значительно различающихся входного и выходного давлений. Этого недостатка лишены двухседельные затворы, которые, к тому же, обеспечивают большую пропускную способность. Однако двухседельные затворы при отсутствии расхода газа не обеспечивают требуемой герметичности вследствие значительной площади контакта сопрягаемых деталей. Заслоночные затворы получили широкое распространение в регуляторах с большим расходом газа. Основным элементом шлангового затвора является эластичный шланг 1, установленный внутри корпуса 6 на стаканах 2, на одном из которых имеется уплотнительный поясок 4. Стаканы 2 имеют два ряда расположенных по окружности прорезей 3, предназначенных для прохода газа, разделенных перегородкой 5. Перегородка 5 и шланг 1 разделяют полость регулятора на три камеры: В – камера входного (высокого) давления; Н – камера выходного (низкого) давления; У – камера управляющего давления. В случае отсутствия входного давления в камере «В» шланг 1 за счет предварительного монтажного натяга герметично отделяет камеры «В» и «Н» друг от друга. При подаче в камеру «В» газа под давлением Р₁ шланг 1 растягивается, отходя при этом от уплотнительного пояска 4 и через образовавшийся кольцевой зазор газ начинает переходить из камеры «В» в камеру «Н». регулирование величины образующегося кольцевого зазора между шлангом 1 и уплотнительным пояском 4, а, следовательно, и количества пропускаемого газа, осуществляется за счет подачи воздуха под определенным давлением в камеру «У». В зависимости от закона регулирования, положенного в основу работы, регуляторы бывают:

1. Астатические (обеспечивающие интегральный закон регулирования);
2. Статические (обеспечивающие пропорциональный закон регулирования);
3. Изодромные (обеспечивающие пропорционально-интегральный закон регулирования).

В астатических регуляторах на чувствительный элемент действует постоянная сила, создаваемая грузом 1. При этом активной (противодействующей) силой является усилие, воспринимаемое мембраной 2 от выходного давления на выходе регулятора Р₂, передающегося через импульсную трубку 3. В случае увеличения расхода газа в сети 4 давление Р₂ уменьшается, нарушая при этом баланс действующих в системе сил; мембрана 2 при этом перемещается вниз, открывая регулирующий орган 4. При этом газ, находящийся под давлением Р₁, через открытый регулирующий орган 5 начинает переходить из камеры «В» в камеру «Н», повышая при этом давление Р₂. При повышении давления Р₂ увеличивается противодействующая сила, действующая на мембрану, что приводит к подъему груза 1 и закрытию регулирующего органа 5. При падении давления Р₂ цикл повторяется. В механизмах, в которых присутствуют взаимно перемещающиеся детали, неизбежно присутствуют люфты, трение в сопряжениях, из-за чего работа регулятора может быть неустойчивой. Для стабилизации процесса регулирования в регулятор вводится жесткая обратная связь, а такие регуляторы называют статическими. При этом при статическом регулировании значение регулируемого давления всегда колеблется около некоторого значения заданной величины. Вследствие этого статические регуляторы характеризуются неравномерностью регулирования. Неравномерностью регулятора называется величина изменения регулируемого параметра, необходимая для перехода регулирующего органа из одного крайнего положения в другое в пределах регулируемого диапазона регулятора. В статических регуляторах сила, задающая величину регулируемого давления, создается пружиной, которая выступает в качестве стабилизирующего устройства. Поскольку усилие, создаваемое пружиной 1, пропорционально величине ее деформации, в крайнем верхнем положении мембраны 2, когда регулирующий орган 5 5 закрыт, пружина 1 максимально сжата (для данного значения регулируемого давления) и выходное давление Р₂ при этом максимальное. В случае, когда регулирующий орган 5 максимально открыт, пружина 1 имеет минимальное сжатие; давление Р₂ при этом имеет минимальное значение. В изодромных регуляторах (с упругой обратной связью) в случае отклонения регулируемого давления Р₂ от заданного значения вначале происходит перемещение регулирующего органа на величину, пропорциональную величине отклонения. Если при этом давление Р₂ не нормализуется до заданного значения, то перемещение регулирующего органа осуществляется до тех пор, пока давление Р₂ не достигнет заданного значения. По принципу действия регуляторы давления делятся на:

1. Регуляторы непосредственного (прямого) действия.
2. Регуляторы непрямого действия.

В регуляторах прямого действия управление регулирующим механизмом осуществляется за счет действия регулируемой среды (газа). В регуляторах непрямого действия перемещение регулирующего органа осуществляется от внешнего источника энергии (газа, жидкости и т д.), не связанного с регулируемой средой. В зависимости от типа чувствительного элемента регулятора прямого действия могут быть пружинными (в которых в качестве измерительного элемента используется затвор клапана) и мембранные (в которых в качестве измерительного элемента используется эластичная мембрана). В зависимости от расположения чувствительного элемента (датчика) различают регуляторы «до себя» и «после себя». Регулятор давления «до себя» является по сути постоянно закрытым клапаном и в случае отсутствия импульса давления регулирующий орган закрыт. В случае повышения давления регулирующий орган открывается и сбрасывает часть газа, за счет чего давление понижается. Таким образом, в зависимости от давления перед регулятором регулирующий орган закрывается или открывается, поддерживая при этом давление в заданных пределах. Регулятор давления «после себя» – это нормально открытый клапан, пропускающий через себя рабочую среду в случае отсутствия импульса давления. При этом в случае, если на выходе регулятора давление газа ниже заданного значения, клапан открыт; в случае же, если давление выше заданного значения, клапан находится в закрытом положении. По количеству ступеней редуцирования различают регуляторы: – с одной ступенью (простые); – с двумя ступенями (двухступенчатые); – комбинированные. Ступенчатое регулирование давления обеспечивает большую степень надежности и стабильности процесса регулирования. Также обеспечивается высокая стабильность при скачках входного давления и расхода. При выборе регуляторов давления газа необходимо учитывать следующие факторы:

• специфические особенности объекта регулирования;
• максимальный и минимальный расход газа;
• максимальное и минимальное входное и выходное давление;
• точность регулирования (максимально допустимое отклонение регулируемого давления и время переходного процесса регулирования);
• необходимость полной герметичности при закрытии регулятора;
• акустические требования к работе регулятора (для регуляторов с высоким входным давлением и большим расходом газа).

На нашем сайте Вы можете подобрать регулятор давления газа самостоятельно, а также заполнив опросный лист и прислав его нам на электронную почту, а также позвонив нам по контактным телефонам, указанным на сайте.