Trykkregulator

Oksygen-og MAPP-gassflasker med totrinns trykkregulatorer

Skjematisk diagram av trykkreduserende regulator (A) og tilbake – trykkregulator (B). De øvre diagrammene viser normaltilstanden for ventilene, som normalt er åpen for trykkreduksjoner og normalt lukket for tilbaketrykksventiler.

• 1. Trykkinnstillingsskrue
• 2. Vår
• 3. Aktuator
• 4. Innløpsport (høyt trykk)
• 5. Utløpsport (lavt trykk)
• 6. Ventilhus
• 7. Ventilkrone og sete

Diagram symboler for trykkreduksjon og mottrykk regulatorer. Den konseptuelle forskjellen er hovedsakelig i hvilken side tilbakemeldingen er tatt fra.

en trykkregulator er en ventil som styrer trykket av en væske eller gass til en ønsket verdi, ved hjelp av negativ tilbakemelding fra det kontrollerte trykket. Regulatorer brukes til gasser og væsker, og kan være en integrert enhet med trykkinnstilling, en begrensning og en sensor alt i en kropp, eller bestå av en separat trykksensor, kontroller og strømningsventil.

Det Finnes To typer: trykkreduksjonsregulatoren og tilbaketrykkregulatoren.

• en trykkreduserende regulator er en reguleringsventil som reduserer inngangstrykket til en væske eller gass til en ønsket verdi ved utgangen. Det er en normalt åpen ventil og er installert oppstrøms for trykkfølsomt utstyr.
• en tilbaketrykksregulator, tilbaketrykksventil, trykkopprettholdende ventil eller trykkopprettholdende regulator er en reguleringsventil som opprettholder det innstilte trykket ved innløpssiden ved å åpne for å tillate strømning når innløpstrykket overstiger innstilt verdi. Det adskiller seg fra en overtrykksavlastningsventil ved at overtrykksventilen bare er ment å åpne når det inneholdte trykket er for høyt, og det er ikke nødvendig å holde oppstrøms trykk konstant. De skiller seg fra trykkreduserende regulatorer ved at trykkreduserende regulator styrer nedstrøms trykk og er ufølsom for oppstrøms trykk. Det er en normalt lukket ventil som kan installeres parallelt med følsomt utstyr eller etter følsomt utstyr for å gi en hindring for å strømme og dermed opprettholde oppstrøms trykk.

Begge typer regulator bruker tilbakemelding av det regulerte trykket som inngang til kontrollmekanismen, og aktiveres ofte av en fjærbelastet membran eller stempel som reagerer på endringer i tilbakemeldingstrykket for å kontrollere ventilåpningen, og i begge tilfeller skal ventilen bare åpnes nok til å opprettholde det innstilte regulerte trykket. Den faktiske mekanismen kan være svært lik i alle henseender unntatt plassering av tilbakemeldingstrykkkranen. Som i andre tilbakemeldingskontrollmekanismer er nivået av demping viktig for å oppnå en balanse mellom rask respons på en endring i det målte trykket og stabiliteten av produksjonen. Utilstrekkelig demping kan føre til jaktoscillasjon av det kontrollerte trykket, mens overdreven friksjon av bevegelige deler kan forårsake hysterese.

Trykkreduksjonsregulator

Drift

en trykkreduksjonsregulators primære funksjon er å tilpasse strømmen av gass gjennom regulatoren til etterspørselen etter gass plassert på den, samtidig som det opprettholdes et tilstrekkelig konstant utgangstrykk. Hvis laststrømmen minker, må regulatorstrømmen også reduseres. Hvis laststrømmen øker, må regulatorstrømmen øke for å holde det kontrollerte trykket redusert på grunn av mangel på gass i trykksystemet. Det er ønskelig at det kontrollerte trykket ikke varierer sterkt fra settpunktet for et bredt spekter av strømningshastigheter, men det er også ønskelig at strømmen gjennom regulatoren er stabil og det regulerte trykket ikke er utsatt for overdreven svingning.

en trykkregulator omfatter et begrensende element, et lasteelement og et måleelement:

• det begrensende elementet er en ventil som kan gi en variabel begrensning til strømmen, for eksempel en globeventil, spjeldventil, poppetventil, etc.
• lasteelementet er en del som kan bruke den nødvendige kraften til begrensningselementet. Denne lasten kan tilveiebringes av en vekt, en fjær, en stempelaktuator eller membranaktuatoren i kombinasjon med en fjær.
• måleelementet fungerer for å bestemme når innløpsmengden er lik utløpsmengden. Membranen i seg selv brukes ofte som et måleelement; det kan tjene som et kombinert element.

i den avbildede en-trinns regulatoren brukes en kraftbalanse på membranen for å kontrollere en poppetventil for å regulere trykk. Uten innløpstrykk skyver fjæren over membranen den ned på poppetventilen, og holder den åpen. Når innløpstrykket er innført, tillater den åpne poppet strømmen til membranen og trykket i det øvre kammeret øker, til membranen skyves oppover mot våren, noe som gjør at poppet reduserer strømmen, og til slutt stopper ytterligere trykkøkning. Ved å justere toppskruen kan det nedadgående trykket på membranen økes, noe som krever mer trykk i det øvre kammeret for å opprettholde likevekt. På denne måten styres utløpstrykket til regulatoren.

F = ( P i − p o ) s + P o s + f {\displaystyle F=(P_{i}-P_{o})s+p_{o}s+f}

F : membranfjærkraft {\displaystyle F:{\text{ membranfjærkraft}}}

f: poppetfjærkraft {\displaystyle f:{\text{ poppetfjærkraft}}}
P i : innløpstrykk {\displaystyle p_{i}:{\text{ innløpstrykk}}}
P o : utløpstrykk {\displaystyle p_{o}: {\text{ utløpstrykk}}}
s : poppetområde {\displaystyle s:{\text{ poppetområde}}}

s: membranområde {\displaystyle s: {\text{ membranområde}}}

Ettrinns regulator

ett-trinns trykkregulator

Høytrykksgass fra tilførselen kommer inn i regulatoren gjennom innløpsporten. Innløpstrykkmåleren vil indikere dette trykket. Gassen passerer deretter gjennom den normalt åpne trykkreguleringsventilåpningen, og nedstrøms trykket stiger til ventilens aktiveringsmembran avbøyes tilstrekkelig til å lukke ventilen, slik at mer gass ikke kommer inn i lavtrykkssiden til trykket faller igjen. Utløpstrykkmåleren vil indikere dette trykket.

utløpstrykket på membranen og innløpstrykket og poppetfjærkraften på oppstrømsdelen av ventilen holder membranen/poppetenheten i lukket stilling mot kraften til membranbelastningsfjæren. Hvis tilførselstrykket faller, reduseres lukkekraften på grunn av tilførselstrykk, og nedstrømstrykket vil stige litt for å kompensere. Således, hvis tilførselstrykket faller, vil utløpstrykket øke, forutsatt at utløpstrykket forblir under det fallende tilførselstrykket. Dette er årsaken til end-of-tank dump hvor tilførselen er levert av en trykksatt gasstank. Operatøren kan kompensere for denne effekten ved å justere fjærbelastningen ved å dreie bryteren for å gjenopprette utløpstrykket til ønsket nivå. Med en enkelt trinns regulator, når tilførselstrykket blir lavt, forårsaker det nedre innløpstrykket utløpstrykket å klatre. Hvis membranbelastningsfjærkompresjonen ikke justeres for å kompensere, kan poppet forbli åpen og la tanken raskt dumpe gjenværende innhold.

Dobbeltrinnsregulator

to-trinns trykkregulator

To trinns regulatorer er to regulatorer i serie i samme hus som opererer for å redusere trykket gradvis i to trinn i stedet for en. Den første fasen, som er forhåndsinnstilt, reduserer trykket av tilførselsgassen til et mellomstadium; gass ved det trykket går inn i andre trinn. Gassen kommer fra andre trinn ved et trykk (arbeidstrykk) satt av brukeren ved å justere trykkreguleringsknappen ved membranbelastningsfjæren. To trinns regulatorer kan ha to sikkerhetsventiler, slik at hvis det er overtrykk mellom stadier på grunn av en lekkasje i første trinns ventilsetet, vil det stigende trykket ikke overbelaste strukturen og forårsake eksplosjon.

en ubalansert enkelttrinnsregulator kan trenge hyppig justering. Når tilførselstrykket faller, kan utløpstrykket endres, noe som krever justering. I to-trinns regulatoren er det forbedret kompensasjon for eventuelle fall i tilførselstrykket.

Applikasjoner

Trykkreduserende regulatorer

Luftkompressorer

luftkompressorer brukes i industrielle, kommersielle og hjemmeverkstedsmiljøer for å utføre et utvalg av jobber, inkludert å blåse ting rent; løpe luftdrevne verktøy; og oppblåse ting som dekk, baller, etc. Regulatorer brukes ofte til å justere trykket som kommer ut av en luftmottaker (tank) for å matche det som trengs for oppgaven. Ofte, når en stor kompressor brukes til å levere trykkluft til flere bruksområder (ofte referert til som «butikkluft» hvis den er bygget som en permanent installasjon av rør gjennom en bygning), vil flere regulatorer bli brukt for å sikre at hvert separat verktøy eller funksjon mottar det trykket den trenger. Dette er viktig fordi noen luftverktøy, eller bruksområder for trykkluft, krever trykk som kan skade andre verktøy eller materialer.

Fly

Trykkregulatorer finnes i fly hytte pressurization, baldakin segl trykkkontroll, drikkevann systemer, og waveguide pressurization.

Aerospace

Aerospace trykkregulatorer har applikasjoner i fremdriftstrykkkontroll for reaction control systems (RCS) og Attitude Control Systems (ACS), hvor høy vibrasjon, store temperatur ekstremer og korrosive væsker er til stede.

Matlaging

trykkbeholdere kan brukes til å lage mat mye raskere enn ved atmosfærisk trykk, da det høyere trykket øker innholdets kokepunkt. Alle moderne trykkkokere vil ha en trykkregulatorventil og en trykkavlastningsventil som en sikkerhetsmekanisme for å forhindre eksplosjon dersom trykkregulatorventilen ikke tilstrekkelig frigjør trykk. Noen eldre modeller mangler en sikkerhetsventil. De fleste hjem matlaging modeller er bygget for å opprettholde et lavt og høyt trykk innstilling. Disse innstillingene er vanligvis 7 til 15 pounds per kvadrattomme (0,48 til 1,03 bar). Nesten alle hjem matlaging enheter vil ansette en veldig enkel ett-trinns trykkregulator. Eldre modeller vil bare bruke en liten vekt på toppen av en åpning som vil bli løftet av overdreven trykk for å tillate overflødig damp å slippe ut. Nyere modeller inneholder vanligvis en fjærbelastet ventil som løfter og tillater trykk å unnslippe når trykket i fartøyet stiger. Noen trykkkokere vil ha en hurtigutløsningsinnstilling på trykkregulatorventilen som i hovedsak vil senke fjærspenningen slik at trykket kan unnslippe med en rask, men fortsatt sikker hastighet. Kommersielle kjøkken bruker også trykkkokere, i noen tilfeller ved hjelp av oljebaserte trykkkokere for raskt å steke fastfood. Trykkbeholdere av denne typen kan også brukes som autoklaver for å sterilisere små grupper av utstyr og i hermetikkoperasjoner.

Reduksjon Av Vanntrykk

Trykkregulator for husholdningsvannforsyning. Utløpstrykket stilles inn med det blå håndhjulet og vises på den vertikale skalaen.

en vanntrykkreguleringsventil begrenser tilsig ved dynamisk å endre ventilåpningen slik at når mindre trykk er på ut siden, ventilen åpner opp helt, og for mye press på ut siden fører til at ventilen å stenge. I en ikke – trykksituasjon, der vann kan strømme bakover, vil det ikke bli hindret. En vanntrykkreguleringsventil fungerer ikke som en tilbakeslagsventil.

de brukes i applikasjoner der vanntrykket er for høyt på enden av linjen for å unngå skade på apparater eller rør.

Sveising og skjæring

oxy-fuel sveising og skjæring prosesser krever gasser ved spesifikke trykk, og regulatorer vil generelt bli brukt til å redusere det høye trykket av lagringssylindere til de som kan brukes for skjæring og sveising. Oksygen – og drivstoffgassregulatorer har vanligvis to trinn: Den første fasen av regulatoren frigjør gassen ved et konstant trykk fra sylinderen til tross for at trykket i sylinderen blir mindre når gassen slippes ut. Den andre fasen av regulatoren styrer trykkreduksjonen fra mellomtrykk til lavt trykk. Den endelige strømningshastigheten kan justeres ved fakkelen. Regulatorenheten har vanligvis to trykkmålere, en som indikerer sylindertrykk, den andre som indikerer leveringstrykk. Inert gass skjermet buesveising bruker også gass lagret ved høyt trykk levert gjennom en regulator. Det kan være en strømningsmåler kalibrert til den spesifikke gassen.

Propan / LP Gass

alle propan Og LP Gass applikasjoner krever bruk av en regulator. Fordi trykket i propantanker kan variere betydelig med temperatur, må regulatorer være til stede for å levere et jevnt trykk til nedstrøms apparater. Disse regulatorene kompenserer normalt for tanktrykk mellom 30-200 pounds per kvadrattomme (2,1 – 13,8 bar) og leverer vanligvis 11 tommer vannsøyle 0,4 pounds per kvadrattomme (28 mbar) for boligapplikasjoner og 35 tommer vannsøyle 1.3 pounds per kvadrattomme (90 mbar) for industrielle applikasjoner. Propan regulatorer varierer i størrelse og form, leveringstrykk og justerbarhet, men er ensartede i deres formål å levere et konstant utløpstrykk for nedstrøms krav. Vanlige internasjonale innstillinger for innenlandske Lp Gass regulatorer er 28 mbar for butan og 37 mbar for propan.

Gassdrevne kjøretøy

alle kjøretøymotorer som kjører på komprimert gass som drivstoff (forbrenningsmotor eller brenselcelle elektrisk kraft tog) krever en trykkregulator for å redusere lagret gass (Cng eller Hydrogen} trykk fra 700, 500, 350 eller 200 bar (eller 70, 50, 35 og 20 MPa) til driftstrykk.)

Fritidskjøretøy

for fritidskjøretøy med avløp, er en trykkregulator nødvendig for å redusere trykket av en ekstern vannforsyning koblet til kjøretøyet avløp, som tilførselen kan være en mye høyere høyde enn campingplassen, og vanntrykket avhenger av høyden av vannsøylen. Uten en trykkregulator, den intense trykket på enkelte campingplasser i fjellområder kan være nok til å sprekke bobilens vannrør eller velte vvs leddene, forårsaker flom. Trykkregulatorer for dette formålet er vanligvis selges som små skru-på tilbehør som passer inline med slangene som brukes til å koble EN RV til vannforsyningen, som er nesten alltid skrue-tråd-kompatibel med felles hageslange.

Pustegassforsyning

Trykkregulatorer brukes med Dykkesylindere for Dykking. Tanken kan inneholde trykk på over 3000 pounds per kvadratmeter (210 bar), noe som kan forårsake en dødelig barotrauma skade på en person som puster den direkte. En behovsstyrt regulator gir en strøm av pustegass ved omgivelsestrykket (som varierer etter dybde i vannet). Trykkreduserende regulatorer brukes også til å levere pustegass til overflateleverte dykkere, og personer som bruker selvstendig pusteapparat for rednings-og hazmatarbeid på land. Supplerende oksygen for høytrykksflyvning i upressede fly og medisinske gasser dispenseres også gjennom trykkreduserende regulatorer fra høytrykkslagring.

Gruveindustrien

ettersom trykket bygger seg opp raskt i forhold til dybden, krever underjordisk gruvedrift et nokså komplekst vannsystem med trykkreduserende ventiler. Disse enhetene må installeres på et bestemt avstandsintervall, vanligvis 600 fot (180 m). Uten slike ventiler ville rørene lett briste og trykket ville være for stort for utstyrsoperasjon.

Naturgassindustrien

Trykkregulatorer brukes mye innen naturgassindustrien. Naturgass komprimeres til høyt trykk for å bli distribuert over hele landet gjennom store overføringsrørledninger. Overføringstrykket kan være over 1000 pounds per kvadrattomme (69 bar) og må reduseres gjennom ulike stadier til et brukbart trykk for industrielle, kommersielle og boligapplikasjoner. Det er tre hovedtrykkreduksjonssteder i dette distribusjonssystemet. Den første reduksjonen ligger ved byporten, mens overføringstrykket faller til et fordelingstrykk for å mate over hele byen. Dette er også stedet der den luktfrie naturgassen luktes med merkaptan. Fordelingstrykket reduseres ytterligere ved en distriktsregulatorstasjon, som ligger på ulike punkter i byen, til under 60 psig. Det endelige kuttet vil skje på sluttbrukernes plassering. Generelt blir sluttbrukerreduksjonen tatt til lavt trykk fra 0,25 psig til 5 psig. Noen industrielle applikasjoner kan kreve høyere trykk.

tilbaketrykkregulatorer

• Oppretthold oppstrøms trykkregulering i analytiske eller prosessystemer
• Beskytt følsomt utstyr mot overtrykkskader
• Reduser trykkforskjellen over en komponent som ikke er tolerant for store trykkforskjeller.
• gassalgs linjer
• Produksjonsfartøy (f. eks. Eller gratis vann knockouts)
• Vent eller flare linjer

Hyperbaric chambers

der trykkfallet på en innebygd pustesystem eksosanlegg er for stor, typisk i metningssystemer, en tilbake-trykkregulator kan brukes til å redusere eksos trykkfall til en tryggere og mer håndterlig trykk.

Reclaim dykking hjelmer

dybden der de fleste heliox puste blandinger brukes i overflaten leveres dykking er vanligvis minst 5 bar over overflaten atmosfærisk trykk, og eksosen fra dykkeren må passere gjennom en gjenvinne ventil, som er en etterspørsel kontrollert tilbake-trykk ventil aktivert av økningen i trykket i dykkerens hjelm forårsaket av dykker utpust. Gjenvinningsgassslangen som fører utåndet gass tilbake til overflaten for resirkulering, må ikke være for stor trykkforskjell fra omgivelsestrykket på dykkeren. En ekstra tilbaketrykkregulator i denne linjen tillater finere innstilling av gjenvinningsventilen for lavere pustearbeid på variable dybder.

Se også

• innebygd pustesystem-System for tilførsel av pustegass ved behov i et trangt rom
• Reguleringsventil – Strømningsenhet
• Negativ tilbakemelding – Kontrollsystem som brukes til å redusere utflukter fra ønsket verdi

• Trykk Animasjoner

(En) Kategori: Trykkregulatorer-bilder, video eller lyd på Wikimedia Commons