Схема регулятора давления газа
Регуляторы давления газа служат для понижения давления в системах газоснабжения до заданных норм и автоматического поддержания этого давления на заданном уровне.
- регулирующего клапана с мембранным приводом (исполнительный механизм);
- регулятор давления (пилот);
- дроссели и соединительные трубки.
Газ начального давления до поступления в регулятор управления проходит через фильтр, что улучшает условия работы пилота.
Мембрана регулятора по периферии зажата между корпусом и крышкой мембранной коробки, а в центре между плоским и чашеобразным дисками. Чашеобразный диск упирается в проточку крышки, что обеспечивает центрирование мембраны перед её зажимом.
Середина гнезда тарелки мембраны упирается в толкатель, а на него давит шток, который свободно перемещается в колонне. На верхний конец штока свободно навешен золотник клапана. Плотное закрытие седла клапана обеспечивается за счёт массы золотника и давления газа на него.
Газ выходящий из пилота, по импульсной трубке поступает под мембрану регулятора и частично по трубке сбрасывается в газопровод. Для ограничения этого сброса в месте соединения трубки с газопроводом устанавливают дроссель диаметром 2 мм., за счёт чего достигается получение необходимого давления газа под мембраной регулятора при незначительном расходе газа через пилот.
Импульсная трубка соединяет надмембранную полость регулятора с выходным газопроводом. Надмембранная полость пилота также сообщается с выходным газопроводом через импульсную трубку.
Если давление газа по обе стороны мембраны одинаково, то клапан регулятора закрыт.
Клапан может быть открыт только в том случае, если давление газа под мембраной достаточно для преодоления давления газа на клапан сверху и преодоления силы тяжести мембранной подвески. Колебание газа после регулятора не должно превышать ±10%.
Регулятор давления работает следующим образом:
Газ начального давления из подкапанной камеры регулятора попадает в пилот. Пройдя клапан пилота, газ двигается по импульсной трубке, проходит через дроссель и поступает в газопровод после регулирующего клапана.
Клапан пилота дроссель и импульсные трубки представляют собой усилительное устройство дроссельного типа.
Импульс конечного давления воспринимаемый пилотом усиливается дроссельным устройством, трансформируется в командное давление и по трубке передаётся в подмембранное пространство исполнительного механизма, перемещая регулирующий клапан.
При уменьшении расхода газа давление после регулятора начинает возрастать.
Это передаётся по импульсной трубке на мембрану пилота, который опускается вниз, закрывая клапан пилота. В этом случае газ с высокой стороны по импульсной трубке не может пройти через пилот.
Поэтому давление газа под мембраной постепенно уменьшается. Когда давление под мембраной окажется меньше силы тяжести тарелки и давления, оказываемого клапаном регулятора, а также давления газа на клапан сверху, то мембрана пойдёт вниз, вытесняя газ из мембранной полости через импульсную трубку на сброс.
Клапан постепенно начинает закрываться, уменьшая отверстие для прохода газа. Давление после регулятора понизится до заданной величины.
При увеличении расхода газа давление после регулятора уменьшается.
Это передаётся по импульсной трубке на мембрану пилота, которая под действием пружины идёт вверх, открывая клапан пилота.
Газ с высокой стороны по импульсной трубке поступает на клапан и затем по импульсной трубке идёт на мембрану регулятора.
Часть газа идёт на сброс по импульсной трубке, а часть на мембрану.
Давление газа под мембраной регулятора возрастает и, преодолевая массу мембранной подвески и давление газа на клапан, перемещает мембрану вверх.
Клапан регулятора при этом открывается, увеличивая отверстие для прохода газа. Давление газа после регулятора повышается до заданной величины.
Модификации
РДУК выпускаются в различных модификациях:
с высоким давлением, Ду 100 мм и седлом диаметром 70 мм;
с низким давлением, Ду 50 мм и седлом диаметром 35 мм;
с высоким давлением, Ду 200 мм и седлом диаметром 140 мм;
с низким давлением, Ду 200 мм и седлом диаметром 105 мм.
Принцип работы
Снижение давления газа в регуляторе давления РДУК происходит за счет перемещения тарельчатого плунжера с резиновым уплотнителем относительно седла регулирующего клапана. Плунжер приводится в движение разницей входного давления (воздействует на тарелку сверху) и выходного давления (воздействует снизу).
Газ с высоким (входным) давлением проходит через фильтр и подается на малый клапан пилота. Затем он через демпфирующий дроссель (калиброванное отверстие) подается под мембрану регулирующего клапана. Излишний объем газа из подмембранного пространства сбрасывается в газопровод посредством сбросного дросселя.
Импульсы выходного давления поступают по соединительным трубкам на мембраны пилота и регулирующего клапана. Под мембраной регулирующего клапана всегда поддерживается давление выше выходного. Оно автоматически корректируется малым клапаном пилота (в зависимости от расхода газа и уровня входного давления). Этой разницей давлений обусловлена подъемная сила мембраны.
Даже при незначительном отклонении выходного давления от заданного значения меняется давление в подмембранном пространстве. Это, в свою очередь, вызывает перемещение основного клапана. Таким образом выходное давление постоянно поддерживается на требуемом уровне.
Преимущества
— широкий диапазон настройки выходного давления;
— относительно небольшие габаритные размеры и масса;
— высокая пропускная способность;
— возможность настройки параметров регулятора без прекращения подачи газа.
Типы регуляторов
По принципу действия:
Регулятор прямого действия – это перестановка регулирующего органа за счет энергии, передаваемой мембране, при изменении величины конечного давления газа.
Регулятор состоит из следующих элементов:
· Регулирующего клапана с мембранным приводом;
· Регулятора управления (пилот);
· Дросселей и соединительных трубок.
Газ начального давления до поступления в регулятор управления проходит через фильтр, что улучшает работу пилота.
Регуляторы давления газа РДУК-50, РДУК-100, РДУК-200
Предназначены для снижения давления газа в газопроводах с высокого на высокое, среднее и низкое давление, а также со среднего на среднее и низкое.
Регуляторы могут быть использованы на закольцованных и тупиковых городских сетях, регуляторных станциях, на промышленных и коммунально-бытовых газифицированных объектах.
Эти регуляторы относятся к регуляторам непосредственного действия с командным прибором.
Надмембранное пространство регулятора управления импульсной трубкой соединяется с газопроводом за регулятором давления. Таким образом, давление над мембраной регулятора управления всегда равно давлению газа в газопроводе. Регуляторы Давления типа РДУК-2 разработаны на условные проходы 50, 100 и 200 мм. Давление под мембраной регулятора управления равно атмосферному. Когда давление в газопроводе равно установленному, усилие от давления газа на мембрану регулятора управления равно усилию пружины. При этом клапан регулятора управления частично открыт.
При понижении давления в газопроводе пружина преодолевает усилие от давления газа на мембрану, в результате чего последняя поднимается кверху, увеличивая открытие клапана. При повышении давления открытие клапана уменьшается. Расход; газа, протекающего через клапан регулятора управления, пропорционален величине его открытия. Для установки регулятора управления на требуемое давление изменяют сжатие пружины.
Головка регулятора управления трубкой соединяется с подмембранным пространством регулирующего клапана, которое соединено трубкой с подклапанным пространством. Чтобы регулирующий клапан начал действовать, давление в подмембранном пространстве должно создать усилие, больше суммы усилий, создаваемых входным давлением на клапан и выходным давлением на мембрану в надмембранном пространстве.
Необходимый перепад давления между подмембранным и над-мембранным пространством создается благодаря наличию дросселей в трубках.
В качестве командного прибора применяются регуляторы управления КН2 и КВ2.
В настоящее время выпускаются регуляторы нового типа — блочные конструкции Ф. Ф. Казанцева (РДБК). Они отличаются универсальностью и повышенной надежностью в работе. Неравномерность выходного давления при использовании РДБК меньше, чем при использовании РДУК.
РДУК изготавливается в следующих исполнениях:
- РДУК-50Н(В) Ду-50 с низким или высоким выходным давлением и диаметром седла 35 мм - РДУК-50Н(В)/35;
- РДУК-100Н(В) Ду-100 с низким или высоким выходным давлением и диаметром седла 50, 70 мм - РДУК-100Н(В)/50(70);
- РДУК-200Н(В) Ду-200 с низким или высоким выходным давлением и диаметром седла 105, 140 мм - РДУК-200Н(В)/105(140).
Диаметр седла влияет на пропускную способность регулятора - чем больше седло, тем больше пропускная способность. Используется в системах газоснабжения различных объектов. Устанавливаются в газораспределительных станциях (ГРУ, ГРПШ, ГРПБ) систем подачи газа.
Продольный разрез и схема присоединения регулятора РДУК-100
Обслуживание регулятора РДУК
До включения регулятора стакан пилота должен быть вывернут до полного расслабления пружины. Все запорные устройства перед регулятором и на импульсной трубке должны быть полностью открытыми. При включении сначала открывают кран на свечу, с тем чтобы обеспечить небольшой расход газа, а затем медленно ввертывают регулировочный стакан пилота. Его пружина сжимается, в контролируемой точке появляется давление, фиксируемое по манометру. Дальнейшим ввертыванием стакана повышают выходное давление примерно до заданного и создают расход газа. После этого производят более точную настройку регулятора. При отключении регулятора на длительное время регулировочный стакан пилота вывертывают до полного ослабления пружины.
Для осмотра входной части КР снимают верхнюю крышку корпуса, вынимают фильтр и плунжер со штоком. Фильтр тщательно очищают от пыли, при необходимости промывают и высушивают. Плунжер, седло, направляющие втулки колонки, шток и толкатель протирают мягкой ветошью, уплотняющую шайбу плунжера при видимом износе заменяют новой. Шток плунжера должен свободно перемещаться во втулках колонки. Контроль хода штока производят через пробку в нижней крышке мембранной коробки.
Смазка трущихся металлических поверхностей регулятора допускается только при тонкой очистке газа от механических примесей в фильтре, установленном перед регулятором.
Мембрану осматривают при снятой нижней крышке мембранной коробки. Правильная центровка мембраны при сборке обеспечивается установкой опорной чашки в кольцевой проточке нижней крышки. При осмотре следует тщательно продуть дроссели внутри специальных болтов.
Для осмотра регулирующего узла пилота вывертывают верхнюю пробку крестовины и вынимают плунжер. Если засорение сильное, то отвертывают нажимную втулку седла, вынимают седло с прокладкой и внутреннюю полость крестовины продувают. При осмотре и сборке мембранного узла следует следить, чтобы толкатель плунжера своим острым концом находился в гнезде стяжного болта мембраны, а в верхнее коническое углубление толкателя попадал нижний конец шпильки плунжера. Если нажимать на мембрану снизу, то сначала должен наблюдаться холостой ход не менее 2 мм, а затем подниматься на 1,5—2 мм плунжер. Эту степень открытия можно установить подгонкой длины шпильки.
У регулятора с пилотом КН2 при настройке выходного давления на 0,02—0,03 кг/см2 погрешность регулирования может достигать 15 %, при настройке на 0,5— 0,6 кгс/сма может оказаться ниже 1—2 %. В последнем случае возможно неустойчивое регулирование, и тогда приходится снижать чувствительность пилота, используя в нем пружину КВ2. В общем случае возможность появления неустойчивого регулирования возрастает с увеличением входного давления и уменьшением расхода газа. Для повышения устойчивости регулирования на трубке б устанавливают дроссель диаметром 3, 4 или 6 мм соответственно для регуляторов Dy 50, 100 и 200 мм.
Причинами нарушения режима работы регулятора в процессе эксплуатации являются: засорение клапанного устройства пилота, заедание штока плунжера КР или шпильки плунжера пилота, обмерзание плунжера, засорение дросселей на обвязочных трубках регулятора.
Так как чаще всего наблюдается засорение седла в пилоте и дросселей, то с них и следует начинать осмотр. Дроссельные, импульсные и обвязочные трубки регулятора тщательно продувают. При необходимости замены шпильки плунжера пилота ее изготовляют из прямого отрезка стальной пружинной проволоки диаметром 1,4 мм. Концам шпильки придают сферическую форму.
Неполадки
— пружина пилота полностью ослаблена, однако выходное давление достигает или превышает 20% номинального.
Причина — негерметичность регулирующего органа регулятора. Производится осмотр уплотняющих поверхностей седла и плунжера, при необходимости у последнего заменяют резиновую прокладку:
— выходное давление падает до нуля.
Причина - разрыв мембраны регулятора, требуется замена.
— выходное давление непрерывно растет.
Причины — разрыв мембраны пилота, засорение седла или заедание толкателя плунжера, пилота в направляющих. Мембрану заменить, прочистить седло пилота и устранить заедание толкателя;
- выходное давление при настройке в пределах 0,2-J 0,6 кгс/см2 сильно колеблется.
Следует установить дроссель на трубке 6, а при сохранении колебаний уменьшить чувствительность пилота КН2, использовав в нем пружину от КВ2;
- выходное давление сильно колеблется при малых расходах газа независимо от давления настройки.
Причина - большая пропускная способность регулятора. Если устранение колебаний не достигается установкой дросселя на трубке 6, то снижают входное давление, а при необходимости применяют седло и плунжер регулятора меньших размеров;
— выходное давление постепенно уменьшается, временами резко возрастает и вновь снижается почти до нуля.
Причина — обмерзание плунжера и седла пилота. Устраняется обогревом пилота тряпкой, смоченной в горячей воде;
— выходное давление постепенно уменьшается и поджатое пружины пилота его не повышает.
Причины — засорение фильтра или седла пилота, выпадение уплотняющей резинки плунжера, поломка настроечной пружины. Фильтр следует прочистить, седло прочистить и продуть, резинку и пружину заменить новыми;
— выходное давление изменяется одновременно с изменением входного давления.
Причины — перепутаны места установки дросселей d и dx или дроссели вообще не установлены. Следует проверить наличие дросселей и правильность их установки.
Конструкция выполнена в комбинированном исполнении со встроенным предохранительным клапаном. Условия эксплуатации регуляторов должны соответствовать климатическому исполнению УХЛ 2 по ГОСТ 15150-69 для работы при температуре окружающей среды от –40 ˚С до + 60 ˚С.
Устройство и принцип работы
Регулятор изготавливается в 2-х исполнениях:
- с выходным низким давлением (Н);
- с выходным высоким давлением (В).
Регуляторы давления газа РДГ-Н, РДГ-В имеют в своем составе: исполнительное устройство 2, регулятор управления 9 (далее пилот), механизм контроля 17, дроссели 10, 19 в соответствии с рис. 4.20. Исполнительное устройство 2 (см. рис. 4.20) автоматически при помощи пилота 9 поддерживает заданное выходное давление на всех режимах расхода газа посредством изменения величины зазора между клапаном 4 и седлом 3.
Исполнительное устройство 2 состоит из корпуса с седлом 3, мембраны с жестким центром 6, зажатой по периметру между крышками верхней и нижней; жесткий центр через толкатель и стержень 5 передает движение мембраны клапану 4, тем самым изменяя расход и выходное давление регулятора.
Рис. 4.20. Схема регулятора давления газа РДГ-Н (РДГ-В): 1 — клапан отсечной; 2 — исполнительное устройство; 3 — седло; 4 — клапан рабочий; 5 — стержень; 6 — мембрана исполнительного устройства; 7 — штуцер исполнительного устройства; 8 — трубопровод входного давления; 9 — регулятор управления (низкого или высокого давления); 10 — дроссель регулятора управления; 11 — трубопровод давления управления; 12 — пружина отсечного клапана; 13 — рычаг отсечного клапана ; 14 — шток механизма контроля; 15 — регулировочный винт большой пружины; 16 — регулировочный винт малой пружины; 17 — механизм контроля; 18 — штуцер механизма контроля; 19 — дроссель исполнительного устройства; 20 — штуцер регулятора управления; 21 — скоба; 22 — пружина большая; 23 — пружина малая; 24 — кронштейн; 25 — кронштейн; 26 — винт; 27 — кронштейн
Исполнительное устройство 2 состоит из корпуса с седлом 3, мембраны с жестким центром 6, защемленной по периметру между крышками верхней и нижней; жесткий центр через толкатель и стержень 5 передает движение мембраны клапану 4, тем самым изменяя расход и выходное давление регулятора.
Пилот низкого давления 9 (см. рис. 4.21) состоит из трех функциональных блоков: фильтра, стабилизатора и непосредственно пилота, смонтированных в одном корпусе. В пилоте высокого давления стабилизатор не применяется.
Фильтр смонтирован на корпусе пилота и обеспечивает тонкую очистку рабочей среды посредством фильтрующей сетки 5. Предназначен для обеспечения продолжительной работы пилота. Стабилизатор смонтирован на корпусе и обеспечивает снижение входного давления, поступающего по входному трубопроводу, до величины, необходимой для стабильной работы пилота и исполнительного механизма. Стабилизатор состоит из клапана 6 с седлом, мембранного узла 7 и пружины 8. Непосредственно пилот смонтирован в корпусе и служит для управления исполнительным механизмом регулятора. Управление осуществляется путем создания пилотом управляющего давления, которое поступает через соединительный трубопровод 11 в управляющую полость исполнительного механизма. Пилот состоит из клапана 1, мембранного узла 2 с мембраной 10, регулировочной пружины 3, тарелки 4, регулировочного винта 9 и дросселя пилота 11.
Рис. 4.21. Схема устройства регулятора управления: 1 — клапан пилота; 2 — узел мембранный пилота; 3 — пружина регулировочная; 5 — фильтрующая сетка; 6 — клапан стабилизатора; 7 — узел мембранный стабилизатора; 8 — пружина стабилизатора; 9 — регулировочный винт; 10 — мембрана пилота; 11, 12 — дроссель
Регулируемые дроссели 10, 28 и 19 (см. рис. 4.20) служат для настройки на спокойную (без автоколебаний) работу регулятора. Дроссель состоит из штуцера и ввернутой в него иглы. Вворачиванием-выворачиванием иглы меняется пропускное сечение штуцера, тем самым изменяется расход газа через дроссель и перепад давления на нем. За счет увеличения перепада давления на дросселе происходит устранение автоколебаний выходного давления.
Механизм контроля 17 отсечного клапана предназначен для непрерывного контроля выходного давления и выдачи сигнала на срабатывание отсечного клапана в исполнительном устройстве при аварийных повышении и понижении выходного давления сверх допустимых заданных значений.
Механизм контроля состоит из двух разъемных крышек, узла мембраны, защемленной по периметру крышками, штока механизма контроля 14, большой 22 и малой 23 пружин, уравновешивающих действие на мембрану импульса выходного давления.
Регулятор работает следующим образом.
Газ поступает на вход исполнительного устройства 2 и в регулятор управления 9 (см. рис. 4.20).
Регулятор управления вырабатывает управляющее давление, которое по трубопроводу 11 подается через дроссель 19 в подмембранную полость исполнительного устройства.
В установившемся режиме, когда расход газа постоянен, регулятор управления поддерживает в подмембранной полости постоянное давление управления. Вследствие этого клапан 4 устанавливается в соответствующее неизменное положение, что и определяет постоянство величины выходного давления регулятора. Диапазон выходных давлений задается регулировочным винтом 9 (см. рис. 4.21).
Работа регулятора при изменении расхода.
Перед запуском регулятора, когда расход равен нулю, клапан 4 закрыт, так как перепад давления между подмембранной и надмембранной полостями равен нулю. В момент открытия регулятора, давление в надмембранной полости исполнительного устройства упадет, вследствие чего появится перепад давления межу подмембранной и надмембранной полостями. В результате мембрана со стержнем 5 и клапаном 4 придут в движение, и клапан 4 откроет проход газу через образующийся зазор между клапаном и седлом, при этом установится заданное ранее выходное давление.
При дальнейшем увеличении расхода увеличивается перепад давления между указанными выше полостями исполнительного устройства, клапан откроется еще больше, при этом выходное давление будет поддерживаться не заданном ранее значении.
При уменьшении расхода газа уменьшается перепад давления между полостями исполнительного устройства, вследствие чего уменьшится проход газа через уменьшающийся зазор между клапаном и седлом. При этом регулятор будет поддерживать ранее установленное выходное давление.
В случае аварийного повышения или понижения выходного давления мембрана механизма контроля 17 перемещается влево или вправо, рычаг отсечного клапана выходит из соприкосновения со штоком 14 механизма контроля, отсечной клапан под действием пружины 12 перекрывает ход газа в регулятор.
Рис. 4.22. Схема подключения импульсных трубок к регулятору: 1, 2, 3 — импульсные трубки (трубопровод ДУ 8, длина — по месту, материал — труба ДКРНМ8x1 ГОСТ617-2006); 4 — гайка накидная М14x1-7Н с ниппелем; 5, 6 — штуцер приварной М14x1 — 6е, разделка конца штуцера (см. рис. 4.20); 7 — распределитель (труба 1/4',3/4')
Технические характеристики
| РДГ-50Н | РДГ-50В | РДГ-80Н | РДГ-80В | РДГ-150Н | РДГ-150В | |
| Рабочая среда | природный газ по ГОСТ 5542-87 | |||||
| Диапазон входного давления, МПа | 0,05–1,2 | 0,1–1,2 | 0,05–1,2 | 0,1–1,2 | 0,05–1,2 | 0,1–1,2 |
| Диапазон настройки выходного давления, кПа | 1,5–60 | 60–600 | 1,5–60 | 60–600 | 1,5–60 | 60–600 |
| Максимальная пропускная способность, м3/ч, не менее | 7100 | 7100 | 14600 | 14600 | 32000 | 32000 |
| Неравномерность регулирования, % | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 |
| Давление срабатывания механизма контроля, МПа: при понижении выходного давления при повышении выходного давления при Рвых.= 0,003 МПа | (0,15–0,5)Рвых. (1,25–1,5)Рвых. 0,0045–0,0075 | |||||
| Диаметр седла, мм | 30, 35, 40, 45 | 30, 35, 40, 45 | 65 | 65 | 98 | 98 |
| Диаметр присоединительного патрубка входа и выхода, мм | 50 | 50 | 80 | 80 | 150 | 150 |
| Присоединение | фланцевое по ГОСТ 12820-80 | |||||
| Габаритные размеры, мм | 670 x 530 x 400 | 670 x 530 x 400 | 700 x 600 x 460 | 700 x 600 x 460 | 800 x 800 x 650 | 800 x 800 x 650 |
| Строительная длина, мм | 365 | 365 | 502 | 502 | 570 | 570 |
| Масса, кг | 42 | 42 | 85 | 85 | 153 | 150 |
Регулятор давления газа или редукционный клапан предназначен для снижения давления в линии отводимой от основной и поддержании этого давления на постоянном уровне. Регуляторы давления используют для поддержания давления, необходимого для работы пневматического, газового или другого оборудования.
Например, редукционные клапаны устанавливаются на баллоны с газом и позволяют настроить необходимое давление в линии отводимой к потребителю. Редукционные клапаны, установленные на баллонах часто называют редукторами давления, так как они редуцируют или снижают давление в отводимой линии (reduction - сокращение, уменьшение, снижение).
Устройство регулятора давления
Принципиальная схема регулятора давления показана на рисунке.
В корпусе клапана установлена пружина 1, поджатие который регулируется винтом 2. Пружина через мембрану 3 и толкатель 4 воздействует на седельный клапан 7, на который в противоположном направлении воздействует пружина 8.
Давление на выходе зависит от величины зазора между клапаном 7 и седлом 5, кроме того оно воздействующие на мембрану 3 через канал 6.
Представленный клапан имеет два канала входной и выходной, поэтому его называют двухлинейным.
Регуляторы давления РДНК: особенности конструкции, принцип работы и применение
Регуляторы давления газа РДНК широко применяются в системах газоснабжения.
Конструкция и принцип действия РДНК
РДНК представляет собой комбинированный регулятор давления газа. Он состоит из собственно регулятора давления, предохранительного сбросного клапана и автоматического отключающего устройства, работающих независимо друг от друга.
В состав регулятора давления входят корпус с мембранной камерой и крестовина с седлом.
На мембране расположен предохранительный сбросной клапан. Мембрана закреплена в корпусе с помощью крышки, в которой имеется ниппель, предназначенный для сброса газа в атмосферу в случае повышения выходного давления. Для настройки параметров выходного давления предназначены регулировочный винт и пружина, помещенный в стакан, находящийся в крышке мембранной камеры.
В автоматическом отключающем устройстве имеется мембрана с толкателем. Отсечной клапан фиксируется в открытом положении с помощью штока, прижатого пружиной к толкателю. Для настройки отключающего устройства по повышению и понижению выходного давления предназначены пружины, пробка и втулка.
Принцип работы регулятора давления газа РДНК можно описать следующим образом.
Газ со средним или высоким давлением поступает в регулятор через входной патрубок и проходит через щель между седлом и рабочим клапаном. Здесь его давление понижается до нужного уровня.
Импульс контролируемого давления поступает под мембрану регулятора и в надмембранное пространство отключающего устройства. В случае повышения выходного давления происходит автоматическое открытие сбросного клапана, и излишки газа сбрасываются в атмосферу.
Последующее повышение давления на выходе вызывает перемещение мембраны отключающего устройства, и отсечной клапан перекрывает поступление газа. То же самое происходит при снижении выходного давления.
Типы регуляторов
Основная классификация предполагает разделение регулирующих узлов по принципу действия.
Различаются обратные и прямые устройства. Редуктор с обратным действием работает на понижение давления по мере выхода газа.
Конструкция таких устройств включает клапаны, камеры для буферного содержания смеси, регулировочный винт и фурнитурные приспособления.
Прямое действие означает, что регулятор будет работать на повышение давления при выпуске газа.
Также различают модели редукторов по типу обслуживаемого газа, количеству ступеней редуцирования и месту использования. Например, существуют регуляторы давления газа для баллонов, трубопроводных сетей и рамп (горелок).
В случае с баллонами тип газа определит и способ подключения устройства.
Практически все модели редукторов, кроме ацетиленовых, соединяются с баллонами посредством накидных гаек. Устройства, работающие с ацетиленом, обычно фиксируются к емкости хомутами с упорным винтом.
Предусматриваются и внешние отличия между редукторами – это может быть маркировка по цвету и указанием информации о рабочей смеси.
Регулятор давления газа или редукционный клапан предназначен для снижения давления в линии отводимой от основной и поддержании этого давления на постоянном уровне. Регуляторы давления используют для поддержания давления, необходимого для работы пневматического, газового или другого оборудования.
Например, редукционные клапаны устанавливаются на баллоны с газом и позволяют настроить необходимое давление в линии отводимой к потребителю. Редукционные клапаны, установленные на баллонах часто называют редукторами давления, так как они редуцируют или снижают давление в отводимой линии (reduction - сокращение, уменьшение, снижение).
Устройство регулятора давления
Принципиальная схема регулятора давления показана на рисунке.
В корпусе клапана установлена пружина 1, поджатие который регулируется винтом 2. Пружина через мембрану 3 и толкатель 4 воздействует на седельный клапан 7, на который в противоположном направлении воздействует пружина 8.
Давление на выходе зависит от величины зазора между клапаном 7 и седлом 5, кроме того оно воздействующие на мембрану 3 через канал 6. Представленный клапан имеет два канала входной и выходной, поэтому его называют двухлинейным.
Как работает регулятор давления?
В исходом состоянии газ поступает на вход клапана, протекает в зазоре между седлом и клапаном и поступает на выход. Величина зазора определяется степенью поджатия пружины, которое изменяется с помощью регулировочного винта. Получается, что давление на выходе зависит от давления на входе и величины зазора между клапаном 7 и седлом 5.
В случае, если давление на выходе вырастет, то под его воздействием мембрана переместится и сожмет пружину, которая, в свою очередь, переместит клапан 7, проходное сечение уменьшится. Потери давления на нем возрастут, что вызовет падение давление в отводимой линии до величины настройки.
Если давление на выходе регулятора упадет ниже установленной величины, давление с которым газ воздействует на мембрану уменьшится, в результате снизится поджатие пружины 1. Клапан 7 переместится и увеличит проходное сечение. Потери на нем снизятся, что вызовет рост давления в отводимой линии до величины настройки.
Как регулятор поддерживает давление на постоянном уровне
Получается, что величина давления в отводимой линии поддерживается на постоянном уровне, за счет изменения величины потерь на регуляторе. Регулятор настраивается с помощью регулировочного винта, который изменяет поджатие пружины 1, управляющее воздействие на клапан через мембрану оказывает давление газа из отводимой линии.
Давление на выходе регулятора определяется как разность между давлением на входе и величиной потерь давления на клапане.
Трехлинейный регулятор давления
Регулятор имеющий помимо входного и выходного каналов еще и дополнительный - для сброса воздуха при критическом повышении давления называют трехлинейным.
Конструкция этого регулятора отличается от конструкции двухлинейного наличием отверстия в мембране, которое открывается в случае если давление превысит критическую величину. В обычных условиях регулятор работает также как и двухлиненый.
Если давление на выходе возрастает до значения, достаточного чтобы переместить мембрану в крайнее верхнее положение и открыть канал сброса. Газ через этот канал отправляется в атмосферу. Давление в отводимой линии снижается до тех, пока усилия пружины не будет достаточно чтобы закрыть канал сброса.
Так как сброс избыточного давления осуществляется в атмосферу, трехлинейные регуляторы представленной конструкции используют для регулирования давления воздуха.
Таким образом, принцип действия регулятора давления газа, схож в принципом действия гидравлического редукционного клапана, показанном на видео.
Бытовые и коммерческие регуляторы давления в газопроводах
Конструкционное, функциональное и эргономическое исполнение запорной арматуры в итоге сводится к требованиям конкретной сферы применения. Акцент делается на непосредственных рабочих параметрах, среди которых выходное давление, диапазоны замеров, объемы расхода и др. Так, газовые регуляторы давления для бытовых сетей, как правило, характеризуются низкой пропускной способностью и скромным спектром возможностей для настройки. С другой стороны, в такой арматуре делается ориентировка на безопасность и удобство эксплуатации. На практике бытовые регуляторы используются в системах газоснабжения котлов, плит, горелок и прочей домашней техники.
Промышленное и коммерческое применение накладывает более высокие требования на средства контроля газовых сред. Устройства этого типа отличаются расширенными диапазонами показателей выходного и входного давлений, точностью настроек, более высокой пропускной способностью и наличием дополнительных функций. Подобные модели используются газовыми службами, контролирующими снабжение объектов социального назначения, общепита, промышленности, инженерного хозяйства и т. д. Уже отмечалось, что существуют разные регуляторы с точки зрения сложности конструкционного исполнения. Но это не значит, что в промышленном секторе, например, применяются только лишь многофункциональные комбинированные устройства. Простейшие средства управления могут быть полезными на предприятиях благодаря высокой надежности и ремонтопригодности.
Газовый редуктор с регулятором давления
Редуктор представляет собой автономное устройство, предназначенное для контроля давления газовой смеси на выходе из какой-либо емкости или трубопровода. Основная классификация в данном случае предполагает разделение регулирующих узлов по принципу действия. В частности, различаются обратные и прямые устройства. Редуктор с обратным действием работает на понижение давления по мере выхода газа. Конструкция таких устройств включает клапаны, камеры для буферного содержания смеси, регулировочный винт и фурнитурные приспособления. Прямое действие означает, что регулятор будет работать на повышение давления при выпуске газа.
Также различают модели редукторов по типу обслуживаемого газа, количеству ступеней редуцирования и месту использования. Например, существуют регуляторы давления газа для баллонов, трубопроводных сетей и рамп (горелок). В случае с баллонами тип газа определит и способ подключения устройства. Практически все модели редукторов, кроме ацетиленовых, соединяются с баллонами посредством накидных гаек. Устройства, работающие с ацетиленом, обычно фиксируются к емкости хомутами с упорным винтом. Предусматриваются и внешние отличия между редукторами – это может быть маркировка по цвету и указанием информации о рабочей смеси.
Статические и астатические регуляторы
В статических системах характер регуляции нестабилен в местах прямого механического сопряжения с рабочей средой и запорной арматурой. В целях повышения устойчивости такого регулятора вводится дополнительная обратная связь, выравнивающая значения давления. Причем надо отметить, что фактическая величина давления в данном случае будет отличаться от нормативной до момента, пока не восстановится номинальная нагрузка на чувствительный элемент.
Традиционное исполнение статического регулятора давления газа предусматривает наличие собственного стабилизирующего устройства в виде пружины – для сравнения, в других версиях используется компенсирующий груз. В процессе рабочего момента сила, которую развивает пружина, должна соответствовать степени ее же деформации. Наибольшая степень сжатия обретается в ситуациях, когда мембрана полностью закрывает регулирующий канал.
Астатические регуляторы при любых нагрузках самостоятельно приводят показатель давления к нужной величине. Также восстанавливается и положение органа регуляции. Впрочем, у исполнительной механики, как правило, не бывает четкой позиции – в разные моменты регуляции он может находиться в любой позиции. Астатические регулирующие устройства чаще используют в сетях с высокой способностью к самовыравниванию рабочих показателей.
Изодромный регулятор газа
Если статическую систему контроля давления можно охарактеризовать как модель с жесткой обратной связью, то изодромные устройства взаимодействуют с упругими элементами восстановления характеристик. Изначально в момент фиксации отклонения от заданной величины регулятор займет позицию, которая соответствует значению, пропорциональному показателю отхождения от нормы. Если же давление не нормализуется, газовая арматура будет смещаться в сторону компенсации до тех пор, пока показатели не придут в норму.
С точки зрения характера эксплуатации изодромный регулятор можно назвать средним устройством между астатическими и статическими моделями. Но в любом случае отмечается высокая степень независимости данной регулирующей механики. Существует и разновидность изодромной арматуры с предварением. Данное устройство отличается тем, что скорость смещения исполнительного органа изначально превышает темпы изменения давления. То есть техника работает на опережение, экономя время на восстановление параметра. В то же время регуляторы с предварением затрачивают больше энергии от внешнего источника.
Особенности конструкции
Регулятор давления бензина – один из немногих элементов системы, который не управляется с электронного блока. Этот узел – полностью механический и его функционирование основано на перепадах давления. Хотя в системах без рециркуляции срабатыванием датчика заведует ЭБУ. Поскольку встречаются они не часто, то далее рассматривать такие узлы мы не будем.
Стоит отметить, что РТД работает не в строго заданных значениях, он подстраивается под режим работы двигателя. То есть, при надобности он увеличивает или уменьшает давление в системе, чтобы обеспечить оптимальное смесеобразование.
Конструктивно этот элемент очень прост и состоит из корпуса, на котором расположены штуцеры и выводы для подсоединения к системе питания. Внутри этот корпус разделен мембраной на две камеры – топливную и вакуумную.
К топливной полости подходят для вывода – один используется для подачи топлива в камеру, а второй ведет на магистраль слива бензина в бак (обратку). Но второй канал закрыт клапаном, который связан с мембраной.
Со стороны вакуумной полости установлена пружина, которая воздействует на мембрану, обеспечивая перекрытие канала слива клапаном. Эта камера посредством штуцера трубкой соединена с впускным коллектором.
Работа регулятора на разных режимах
Если рассмотреть упрощенно принцип действия, то он достаточно прост. Насос закачивает топливо в рампу, из которой оно попадает также и в топливную камеру регулятора. Как только сила давления превысит жесткость пружины, мембрана начинает перемещаться в сторону вакуумной полости, увлекая за собой клапан. В результате канал слива открывается и часть бензина стекает в бак, при этом давление в рампе падает. Из-за этого пружина возвращает клапан с мембраной на место, и обратный канал закрывается.
Но как уже упоминалось, РДТ подстраивается под режим работы мотора. И делает это он за счет разрежения во впускном коллекторе. Чем больше будет это разрежение, тем сильнее будет его воздействие на мембрану. По сути, создаваемый вакуум создает противодействующее усилие пружине.
На деле все выглядит так: для работы мотора на холостом ходу увеличение количества топлива не нужно, поэтому и не требуется и повышенного давления.
На этом режиме работы дроссельная заслонка закрыта, поэтому во впускном коллекторе воздуха недостаточно и создается разрежение. А поскольку вакуумная камера связана с коллектором патрубком, то вакуум создается и в ней. Под воздействием разрежения мембрана давит на пружину, поэтому для открытия клапана нужно меньше давления бензина.
При нагрузке же, когда дроссельная заслонка открыта, разрежения практически нет, из-за чего мембрана не участвует в создании усилия на пружину, поэтому давления требуется больше. Таким образом этот элемент функционирует в системе питания в зависимости от режима работы мотора.
Программы для проектирования газоснабжения, надстройки к Autocad для построения продольных газопроводов, трасс газопроводов.
Статьи о ремонте, перепланировке и другим подобным работам, а также о необходимых стройматериалах и деталях интерьера.
Регулятор давления газа (РДГ, газовый редуктор, редукционный клапан) – это автономное устройство, служащее для поддержания нужного давления в трубопроводе. Узел снижает и контролирует этот параметр на выходе независимо от того, каков он на входе и насколько высок в целом расход газа.
Типы регуляторов давления газа
Эти устройства классифицируются по способу действия:
Прямые. Работают за счет энергии регулируемой среды (в нашем случае газа). Если давление ниже номинального, мембрана или другой рабочий орган держат входное отверстие открытым. Как только давление в редукторе повышается, мембрана автоматически перекрывает вход. Суть в том, что для управления мембраной достаточно энергии газового потока.
Непрямые. Популярные в промышленности регуляторы давления газа, принцип работы которых основан на использовании постороннего источника энергии. Положение мембраны определяется не напрямую, а чувствительным элементом. Когда параметры рабочей среды меняются, усилие этого элемента передается на внешний источник энергии, который в свою очередь управляет мембраной.
Прямые РДГ просты конструктивно, но ими нельзя управлять дистанционно, у них меньше чувствительность, а сама регулировка неравномерная (в пределах 20%). Непрямые РДГ более чувствительны, регулировка в них плавная, функционал шире, а пропускная способность может достигать тысяч кубометров.
Схема работы устройств
Рассмотрим принцип работы регулятора давления газа на простой модели прямого действия с пружиной.
Это базовая схема РДГ, устройство регулятора давления газа может отличаться в зависимости от его назначения.
На какие характеристики регуляторов давления газа обращать внимание:
Требуемый расход газа (max/min).
Выходное давление (max/min).
Точность регулирования (максимально допустимое отклонение).
Где используются регуляторы давления газа
В бытовой и промышленной сфере, как правило, на газопроводах и различных ПРГ. Прямые газовые редукторы ставятся на трубы с невысоким расходом, например, в бытовых сетях, непрямые – с высоким (промышленные сети, котельные и т. д.). На тупиковых трубопроводах обычно стоят статические РДГ прямого действия, на кольцевых – астатические непрямого действия.
Преимущества регуляторов давления газа
Независимо от технических характеристик регуляторы давления газа имеют ряд преимуществ:
Высокая надежность за счет небольшого количества движущихся деталей.
Быстрота срабатывания. РДГ реагирует на изменение параметров рабочей среды практически моментально.
Большой срок службы. Без учета замены компонентов стандартный газовый редуктор служит в среднем 30 и более лет.
Современные модели редукторов комплектуются устройствами безопасности, не допускающими повышения давления в сети. Для этого в конструкции устройств предусмотрены предохранительные сбросные и запорные клапаны.
Для корректного подбора оборудования и уточнения возможностей модельного ряда и предлагаемых брендов необходимо обратиться к специалистам предприятия. Компания ООО “ТЕРМОГАЗ” является дистрибьютором газового оборудования более 25 лет. Все это время газовое и теплотехническое оборудование, поставляемое компании, успешно работает на самых ответственных объектах России и стран СНГ.
Читайте также: