Druk regelaar

zuurstof-en MAPP-gasflessen met twee-traps drukregelaars

schematisch schema van de drukregelaar (A) en de tegendrukregelaar (B). De bovenste diagrammen geven de normale toestand van de kleppen weer, die normaal open is voor drukregelaars en normaal gesloten is voor tegendrukkleppen.

• 1. Drukinstelschroef
• 2. Voorjaar
• 3. Actuator
• 4. Inlaatpoort (hoge druk)
• 5. Uitlaatpoort (lage druk)
• 6. Kleplichaam
• 7. Klepkroon en zitting

diagramsymbolen voor drukreductie en tegendrukregelaars. Het conceptuele verschil is vooral van welke kant de feedback afkomstig is.

een drukregelaar is een klep die de druk van een vloeistof of gas regelt tot een gewenste waarde, met behulp van negatieve feedback van de gecontroleerde druk. Regelaars worden gebruikt voor gassen en vloeistoffen, en kunnen een integraal apparaat zijn met een drukinstelling, een restrictor en een sensor in één behuizing, of bestaan uit een afzonderlijke druksensor, regelaar en debietklep.

twee types worden gevonden: de drukregelaar en de tegendrukregelaar.

• een drukregelaar is een regelklep die de ingangsdruk van een vloeistof of gas reduceert tot een gewenste waarde aan de uitgang. Het is een normaal open klep en wordt vóór drukgevoelige apparatuur geïnstalleerd.
• een tegendrukregelaar, tegendrukregelaar, drukonderhoudende klep of drukonderhoudende regelaar is een regelklep die de ingestelde druk aan de inlaatzijde houdt door te openen om stroom mogelijk te maken wanneer de inlaatdruk de ingestelde waarde overschrijdt. Het verschilt van een overdrukklep in die zin dat de overdrukklep alleen bedoeld is om te openen wanneer de ingeperkte druk te hoog is, en het is niet nodig om de stroomopwaartse druk constant te houden. Ze verschillen van drukreducerende regelaars doordat de drukreducerende regelaar de stroomafwaartse druk regelt en ongevoelig is voor stroomopwaartse druk. Het is een normaal gesloten klep die parallel met gevoelige apparatuur of na de gevoelige apparatuur kan worden geïnstalleerd om een belemmering voor de stroom te bieden en daardoor stroomopwaartse druk te handhaven.

beide typen regelaars gebruiken terugkoppeling van de gereguleerde druk als input voor het regelmechanisme en worden gewoonlijk in werking gesteld door een veerbelast membraan of een zuiger die reageert op veranderingen in de terugkoppelingsdruk om de klepopening te regelen, en in beide gevallen mag de klep slechts voldoende worden geopend om de ingestelde gereguleerde druk te handhaven. Het eigenlijke mechanisme kan in alle opzichten zeer vergelijkbaar zijn, behalve het plaatsen van de terugkoppelingsdrukkraan. Net als bij andere feedbackcontrolemechanismen is het niveau van de demping belangrijk om een evenwicht te bereiken tussen snelle reactie op een verandering in de gemeten druk en stabiliteit van de output. Onvoldoende demping kan leiden tot de jacht oscillatie van de gecontroleerde druk, terwijl overmatige wrijving van bewegende delen hysterese kan veroorzaken.

Drukregelaar

werking

de primaire functie van een drukregelaar is om de gasstroom door de regelaar af te stemmen op de vraag naar gas dat erop wordt geplaatst, met behoud van een voldoende constante uitgangsdruk. Als de belasting flow afneemt, dan moet de regulator flow ook afnemen. Als de ladingsstroom toeneemt, moet de regulatorstroom toenemen om te voorkomen dat de gecontroleerde druk afneemt als gevolg van een tekort aan gas in het druksysteem. Het is wenselijk dat de gecontroleerde druk niet sterk verschilt van het ingestelde punt voor een breed scala van debieten, maar het is ook wenselijk dat de stroom door de regelaar stabiel is en de gereguleerde druk niet onderhevig is aan overmatige oscillatie.

een drukregelaar omvat een beperkend element, een belastings-element en een meetelement:

• het beperkende element is een klep die een variabele beperking van de doorstroming kan bieden, zoals een zittingafsluiter, vlinderklep, poppetklep, enz.
• het laadelement is een onderdeel dat de benodigde kracht kan uitoefenen op het beperkende element. Deze belasting kan worden geleverd door een gewicht, een veer, een zuigeraandrijving, of de membraanaandrijving in combinatie met een veer.
• het meetelement bepaalt wanneer de inlaatstroom gelijk is aan de uitlaatstroom. Het membraan zelf wordt vaak gebruikt als meetelement; het kan dienen als een gecombineerd element.

In de afgebeelde eentrapsregelaar wordt een krachtbalans op het membraan gebruikt om een klepklep te regelen om de druk te regelen. Zonder inlaatdruk duwt de veer boven het diafragma het naar beneden op de kleppenklep, waardoor het open blijft. Zodra de inlaatdruk wordt ingevoerd, laat de open klaproos toe om naar het diafragma te stromen en de druk in de bovenkamer neemt toe, totdat het diafragma tegen de veer omhoog wordt geduwd, waardoor de klaproos om stroom te verminderen, uiteindelijk het stoppen van verdere verhoging van de druk. Door de bovenste schroef aan te passen, kan de neerwaartse druk op het diafragma worden verhoogd, waardoor meer druk in de bovenste kamer nodig is om het evenwicht te handhaven. Op deze manier wordt de uitlaatdruk van de regelaar geregeld.

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

F : diafragma veerkracht {\displaystyle F:{\text{ membraan veerkracht}}}

f : schotelklep veerkracht {\displaystyle f:{\text{ kop veerkracht}}}
P ik : inlaatdruk {\displaystyle P_{i}:{\text{ inlaatdruk}}}
P o : uitlaatdruk {\displaystyle P_{o}:{\text{ uitlaatdruk}}}
s : kop gebied {\displaystyle s:{\text{ kop gebied}}}

S : membraan gebied {\displaystyle S:{\text{ diafragma-oppervlak}}}

Één fase regelaar

Single-stage drukregelaar

gas onder Hoge druk uit de levering gaat de regelaar via de inlaat poort. De inlaatdrukmeter geeft deze druk aan. Het gas gaat dan door de normaal open drukregelklep opening en de stroomafwaartse druk stijgt totdat de klep actuating diafragma voldoende wordt afgebogen om de klep te sluiten, waardoor geen meer gas uit het invoeren van de lage druk kant totdat de druk weer daalt. De uitlaatdrukmeter geeft deze druk aan.

de uitlaatdruk op het diafragma en de inlaatdruk en de zuigveerkracht op het stroomopwaartse deel van de klep houden het diafragma/zuigmontage in de gesloten stand tegen de kracht van de membraanveer. Als de toevoerdruk daalt, wordt de sluitkracht als gevolg van toevoerdruk verminderd en zal de stroomafwaartse druk licht stijgen om te compenseren. Dus, als de toevoerdruk daalt, zal de uitlaatdruk toenemen, op voorwaarde dat de uitlaatdruk onder de dalende toevoerdruk blijft. Dit is de oorzaak van end-of-tank dump waar de levering wordt geleverd door een onder druk staande gastank. De operator kan dit effect compenseren door de veerbelasting aan te passen door de knop te draaien om de uitlaatdruk op het gewenste niveau te herstellen. Met een eentrapsregelaar, wanneer de toevoerdruk laag wordt, zorgt de lagere inlaatdruk ervoor dat de uitlaatdruk stijgt. Als de druk van de membraanveer niet wordt aangepast om te compenseren, kan de poppet open blijven en de tank toestaan om de resterende inhoud snel te dumpen.

dubbeltrapsregelaar

twee-traps drukregelaar

twee-traps regelaars zijn twee regelaars in serie in dezelfde behuizing die werken om de druk geleidelijk te verminderen in twee stappen in plaats van één. De eerste fase, die vooraf is ingesteld, verlaagt de druk van het toevoergas tot een tussenstadium; gas bij die druk gaat naar de tweede fase. Het gas komt uit de tweede fase bij een door de gebruiker ingestelde druk (werkdruk) door de drukregelknop aan de membraanveer aan te passen. Tweetraps regelaars kunnen twee veiligheidskleppen hebben, zodat als er sprake is van overdruk tussen de fasen als gevolg van een lek in de eerste fase klepzitting de stijgende druk de structuur niet overbelast en een explosie veroorzaakt.

een ongebalanceerde eentrapsregelaar kan frequente aanpassing nodig hebben. Als de toevoerdruk daalt, kan de uitlaatdruk veranderen, waardoor aanpassing nodig is. In de twee-trapsregelaar is er een verbeterde compensatie voor elke daling van de toevoerdruk.

toepassingen

Drukreducerende regelaars

luchtcompressoren

luchtcompressoren worden gebruikt in industriële, commerciële en werkplaats-omgevingen voor het uitvoeren van een scala aan taken, waaronder het schoonblazen van dingen, het draaien van luchtgereedschap, en het opblazen van dingen zoals banden, ballen, enz. Regelaars worden vaak gebruikt om de druk die uit een luchtontvanger (tank) komt aan te passen aan wat nodig is voor de taak. Vaak, wanneer een grote compressor wordt gebruikt om perslucht te leveren voor meerdere toepassingen (vaak aangeduid als “winkellucht” indien gebouwd als een permanente installatie van leidingen in een gebouw), Extra regelaars zullen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat elk afzonderlijk gereedschap of functie ontvangt de druk die het nodig heeft. Dit is belangrijk omdat sommige luchtgereedschappen, of toepassingen voor perslucht, druk vereisen die schade aan Andere gereedschappen of materialen kan veroorzaken.

luchtvaartuigen

drukregelaars worden aangetroffen in de cabinedrukregeling van luchtvaartuigen, de drukregeling van de afdichting van de luifels, drinkwatersystemen en de drukregeling van de golfgeleider.

lucht-en ruimtevaart

lucht-en ruimtevaart drukregelaars hebben toepassingen in de voortstuwingsdrukregeling voor reactieregelsystemen (RCS) en Standregelsystemen (ACS), waar hoge trillingen, grote temperatuurextremen en corrosieve vloeistoffen aanwezig zijn.

koken

drukvaten kunnen veel sneller worden gebruikt om voedsel te koken dan bij atmosferische druk, omdat de hogere druk het kookpunt van de inhoud verhoogt. Alle moderne snelkookpannen hebben een drukregelklep en een overdrukklep als veiligheidsmechanisme om explosie te voorkomen in het geval dat de drukregelklep niet voldoende druk loslaat. Sommige oudere modellen hebben geen veiligheidsklep. De meeste thuis koken modellen zijn gebouwd om een lage en hoge druk instelling te handhaven. Deze instellingen zijn meestal 7 tot 15 pond per vierkante inch (0,48 tot 1,03 bar). Bijna alle thuis koken eenheden zal gebruik maken van een zeer eenvoudige eentraps drukregelaar. Oudere modellen gebruiken gewoon een klein gewicht bovenop een opening die door overmatige druk wordt opgeheven om overtollige stoom te laten ontsnappen. Nieuwere modellen meestal voorzien van een veerbelaste klep die liften en laat de druk te ontsnappen als de druk in het vat stijgt. Sommige snelkookpannen hebben een snelontgrendelingsinstelling op de drukregelaarklep die in wezen de veerspanning verlaagt om de druk snel, maar toch veilig te laten ontsnappen. Commerciële keukens gebruiken ook snelkookpannen, in sommige gevallen met behulp van olie gebaseerde snelkookpannen om snel fastfood te frituren. Drukvaten van dit type kunnen ook worden gebruikt als autoclaven voor het steriliseren van kleine partijen apparatuur en bij het inblikken thuis.

waterdrukreductie

Drukregelaar voor huishoudelijke watervoorziening. De uitlaatdruk wordt ingesteld met het blauwe handwiel en weergegeven op de verticale schaal.

een waterdrukregelklep beperkt de instroom door dynamisch de klep opening te veranderen, zodat wanneer er minder druk aan de buitenkant is, de klep volledig opent, en te veel druk aan de buitenkant zorgt ervoor dat de klep dicht gaat. In een situatie zonder druk, waar water naar achteren kan stromen, zal het niet worden belemmerd. Een waterdrukregelklep functioneert niet als terugslagklep.

zij worden gebruikt in toepassingen waarbij de waterdruk aan het einde van de leiding te hoog is om schade aan toestellen of leidingen te voorkomen.

lassen en snijden

oxyfuel lassen en snijden processen vereisen gassen bij specifieke druk, en regelaars zullen in het algemeen worden gebruikt om de hoge druk van opslagcilinders te verminderen tot die welke bruikbaar zijn voor snijden en lassen. Zuurstof en brandstof Gas regelaars hebben meestal twee fasen: De eerste fase van de regelaar laat het gas vrij bij een constante druk uit de cilinder ondanks dat de druk in de cilinder minder wordt naarmate het gas vrijkomt. De tweede fase van de regelaar regelt de drukvermindering van de tussendruk naar lage druk. Het uiteindelijke debiet kan aan de toorts worden aangepast. De regelaarsamenstelling heeft meestal twee manometers, één die de cilinderdruk aangeeft, de andere die de leveringsdruk aangeeft. Inert gas afgeschermd booglassen maakt ook gebruik van gas opgeslagen bij hoge druk geleverd door een regelaar. Er mag een stroommeter zijn die op het specifieke gas is gekalibreerd.

propaan / LP-Gas

voor alle toepassingen van propaan en LP-Gas moet een regelaar worden gebruikt. Omdat de druk in propaantanks aanzienlijk kan fluctueren met de temperatuur, moeten regelaars aanwezig zijn om een constante druk te leveren aan stroomafwaartse apparaten. Deze regelaars normaal compenseren voor tankdrukken tussen 30-200 pond per vierkante inch (2.1-13.8 bar) en leveren gewoonlijk 11 inch waterkolom 0,4 pond per vierkante inch (28 mbar) voor residentiële toepassingen en 35 inch water kolom 1.3 pond per vierkante inch (90 mbar) voor industriële toepassingen. Propaanregelaars verschillen in grootte en vorm, leveringsdruk en instelbaarheid, maar zijn uniform in hun doel om een constante uitlaatdruk te leveren voor downstream-eisen. Gemeenschappelijke internationale instellingen voor binnenlandse LP gasregelaars zijn 28 mbar voor butaan en 37 mbar voor propaan.

voertuigen op Gas

alle motoren voor voertuigen die als brandstof op gecomprimeerd gas rijden (verbrandingsmotor of elektrische aandrijflijn van brandstofcellen) hebben een drukregelaar nodig om de opgeslagen gasdruk (CNG of waterstof) te verminderen van 700, 500, 350 of 200 bar (of 70, 50, 35 en 20 MPa) tot bedrijfsdruk.)

recreatieve voertuigen

voor recreatieve voertuigen met sanitair is een drukregelaar nodig om de druk van een externe watertoevoer verbonden met het sanitair van het voertuig te verminderen, aangezien de toevoer veel hoger kan zijn dan de camping, en de waterdruk afhankelijk is van de hoogte van de waterkolom. Zonder een drukregelaar, de intense druk ondervonden op sommige campings in bergachtige gebieden kan genoeg zijn om de waterleidingen van de camper barsten of ontwarren van de sanitair verbindingen, waardoor overstromingen. Drukregelaars voor dit doel worden meestal verkocht als kleine schroef-op accessoires die in lijn passen met de slangen gebruikt om een RV aansluiten op de watervoorziening, die bijna altijd schroefdraad-compatibel met de gemeenschappelijke tuinslang.

toevoer van ademgas

drukregelaars worden gebruikt met duikcilinders voor duiken. De tank kan een druk van meer dan 3000 pond per vierkante inch (210 bar) bevatten, wat een fatale barotrauma verwonding kan veroorzaken bij een persoon die het rechtstreeks inademt. Een vraaggestuurde regelaar zorgt voor een stroom van ademgas bij de omgevingsdruk (die varieert door diepte in het water). Drukreducerende regelaars worden ook gebruikt om ademgas te leveren aan duikers die aan het oppervlak worden geleverd, en mensen die op zichzelf staande ademhalingsapparatuur gebruiken voor reddings-en hazmatwerk op het land. Aanvullende zuurstof voor vlucht op grote hoogte in drukloze vliegtuigen en medische gassen worden ook afgegeven door middel van drukreducerende regelaars uit hogedrukopslag.

mijnindustrie

naarmate de druk zich ten opzichte van de diepte snel opbouwt, is voor de ondergrondse mijnbouw een vrij complex watersysteem met drukreduceerventielen nodig. Deze apparaten moeten worden geïnstalleerd op een bepaalde afstand interval, meestal 600 voet (180 m). Zonder dergelijke kleppen zouden leidingen gemakkelijk barsten en zou de druk te groot zijn voor de werking van de apparatuur.

aardgasindustrie

drukregelaars worden op grote schaal gebruikt in de aardgasindustrie. Aardgas wordt onder hoge druk gecomprimeerd om over het hele land te worden gedistribueerd via grote transmissiepijpleidingen. De transmissiedruk kan meer dan 1.000 pond per vierkante inch (69 bar) zijn en moet door verschillende fasen worden verminderd tot een bruikbare druk voor industriële, commerciële en residentiële toepassingen. Er zijn drie belangrijke drukreductielocaties in dit distributiesysteem. De eerste reductie bevindt zich aan de stadspoort, terwijl de transmissiedruk wordt verlaagd tot een distributiedruk om door de hele stad te voeden. Dit is ook de locatie waar het geurloos aardgas wordt geurend met mercaptan. De distributiedruk wordt verder verminderd bij een district regulator station, gelegen op verschillende punten in de stad, tot onder 60 psig. De laatste snede zou plaatsvinden op de locatie van de eindgebruikers. Over het algemeen wordt de eindgebruiker reductie genomen tot lage druk variërend van 0,25 psig tot 5 psig. Sommige industriële toepassingen kunnen een hogere druk vereisen.

Tegendrukregelaars

• handhaaf stroomopwaartse drukregeling in Analytische of processystemen
• bescherm gevoelige apparatuur tegen overdrukschade
• verminder het drukverschil over een onderdeel dat niet tolerant is voor grote drukverschillen.
• verkooplijnen voor Gas
• Productieschepen (bijv.
• ontluchtings-of flare-lijnen

hyperbare kamers

wanneer de drukval op een ingebouwd uitlaatsysteem te groot is, kan in verzadigingssystemen een tegendrukregelaar worden gebruikt om de uitlaatdrukval te reduceren tot een veiligere en beter hanteerbare druk.

Terugvorderen duiken helmen

De diepte waarop de meeste heliox ademhaling mengsels worden gebruikt in de oppervlakte-geleverd duiken is in het algemeen ten minste 5 bar boven de oppervlakte atmosferische druk, en de uitlaatgassen van de duiker moet passeren een terugvorderen van valve, dat is een vraag gecontroleerde back-druk ventiel geactiveerd door de toename van de druk in de duiker helm veroorzaakt door duiker uitademing. De terugwinningsslang die het uitgeademde gas naar het oppervlak terugvoert voor recycling, mag geen te groot drukverschil hebben ten opzichte van de omgevingsdruk bij de duiker. Een extra tegendrukregelaar in deze lijn maakt een fijnere instelling van de terugslagklep mogelijk voor minder werk van de ademhaling op variabele dieptes.

zie ook

• ingebouwd ademhalingssysteem-systeem voor levering van ademgas op aanvraag in een afgesloten ruimte
• regelklep-debietregelaar
• negatieve feedback-regelsysteem gebruikt om excursies van de gewenste waarde te verminderen

• druk animaties

Wikimedia Commons heeft media gerelateerd aan drukregelaars.