Basınç düzenleyici - Pressure regulator

İki kademeli basınç regülatörlü oksijen ve MAPP gaz tüpleri
Basınç düşürme regülatörünün (A) ve karşı basınç regülatörünün (B) şematik diyagramı. Üstteki diyagramlar, normalde basınç düşürücüler için açık ve normalde karşı basınç valfleri için kapalı olan valflerin normal durumunu gösterir.
Basınç düşürme ve karşı basınç düzenleyicileri için diyagram sembolleri. Kavramsal farklılık esas olarak geri bildirimin hangi taraftan alındığıdır.

Bir basınç düzenleyici a, valf bu kontrol kontrollü basınç negatif geri bildirim ile arzu edilen bir değere, bir akışkan ya da gazın basıncı,. Regülatörler gazlar ve sıvılar için kullanılır ve tek gövdede basınç ayarı, sınırlayıcı ve sensör ile entegre bir cihaz olabileceği gibi ayrı bir basınç sensörü, kontrolör ve akış valfinden oluşabilir.

İki tip bulunur: Basınç düşürme regülatörü ve karşı basınç regülatörü.

  • Bir düzenleyici indirgeme basıncı kontrol olan valf çıkışında arzu edilen bir değere, bir akışkan ya da gaz giriş basıncını azaltır. Normalde açık bir vanadır ve basınca duyarlı ekipmanın önüne monte edilir.
  • Bir geri-basınç regülatörü , geri-basınç supapı , basınç sabitleme vanası veya basınç sabitleme regülatörü a, kontrol valfı giriş basıncı ayar değerini aştığında, akış sağlamak için açıklık tarafından giriş tarafında grubu bir basınç sağlar. Bir aşırı basınç tahliye vanasından farkı , aşırı basınç vanasının yalnızca içerdiği basınç aşırı olduğunda açılmasının amaçlanması ve yukarı akış basıncını sabit tutmasının gerekmemesidir. Basınç düşürücü regülatörlerden, basınç düşürücü regülatörün çıkış basıncını kontrol etmesi ve giriş basıncına karşı duyarsız olması bakımından farklıdırlar. Akışa bir engel sağlamak ve böylece yukarı akış basıncını korumak için hassas ekipmana paralel olarak veya hassas ekipmandan sonra monte edilebilen normalde kapalı bir vanadır.

Her iki regülatör tipi de kontrol mekanizmasına girdi olarak düzenlenmiş basıncın geri beslemesini kullanır ve genellikle yay yüklü bir diyafram veya valf açıklığını kontrol etmek için geri besleme basıncındaki değişikliklere tepki veren piston tarafından çalıştırılır ve her iki durumda da valf açılmalıdır. sadece ayarlanan düzenlenmiş basıncı korumak için yeterlidir. Gerçek mekanizma, geri besleme basınç musluğunun yerleştirilmesi dışında her açıdan çok benzer olabilir. Diğer geri besleme kontrol mekanizmalarında olduğu gibi, sönümleme seviyesi, ölçülen basınçtaki bir değişikliğe hızlı tepki ile çıktının kararlılığı arasında bir denge sağlamak için önemlidir. Yetersiz sönümleme , kontrollü basıncın av salınımına neden olabilirken, hareketli parçaların aşırı sürtünmesi histerezise neden olabilir.

Basınç düşürücü regülatör

Operasyon

Bir basınç düşürücü regülatörün birincil işlevi, yeterince sabit bir çıkış basıncını korurken, regülatörden geçen gaz akışını, üzerine yerleştirilen gaz talebiyle eşleştirmektir. Yük akışı azalırsa, regülatör akışı da azalmalıdır. Yük akışı artarsa, basınç sistemindeki gaz sıkıntısı nedeniyle kontrollü basıncın düşmesini önlemek için regülatör akışı artmalıdır. Geniş bir akış hızı aralığı için kontrollü basıncın ayar noktasından büyük ölçüde değişmemesi arzu edilir, ancak regülatörden geçen akışın stabil olması ve düzenlenen basıncın aşırı salınımlara maruz kalmaması da arzu edilir.

Bir basınç regülatörü, bir kısıtlayıcı eleman , bir yükleme elemanı ve bir ölçüm elemanı içerir :

  • Kısıtlayıcı eleman, küresel vana , kelebek vana , popet vana vb. gibi akışta değişken bir kısıtlama sağlayabilen bir vanadır .
  • Yükleme elemanı, kısıtlayıcı elemana gerekli kuvveti uygulayabilen bir parçadır. Bu yükleme bir ağırlık, bir yay, bir pistonlu çalıştırıcı veya bir yay ile birlikte diyafram çalıştırıcısı tarafından sağlanabilir.
  • Ölçüm elemanı, giriş akışının çıkış akışına eşit olduğunu belirleme işlevi görür. Diyaframın kendisi genellikle bir ölçüm elemanı olarak kullanılır; birleşik bir eleman olarak hizmet edebilir.

Resimdeki tek kademeli regülatörde, basıncı düzenlemek için bir popet valfi kontrol etmek için diyafram üzerinde bir kuvvet dengesi kullanılmaktadır. Giriş basıncı olmadan, diyaframın üzerindeki yay, onu poppet valfin üzerine iterek açık tutar. Giriş basıncı verildiğinde, açık popet diyaframa akışa izin verir ve diyafram yaya karşı yukarı doğru itilene kadar üst haznedeki basınç artar, bu da popetin akışı azaltmasına ve nihayet basınç artışını durdurmasına neden olur. Üst vidayı ayarlayarak diyafram üzerindeki aşağı doğru basınç artırılabilir ve dengeyi korumak için üst bölmede daha fazla basınç gerekir. Bu sayede regülatörün çıkış basıncı kontrol edilir.






Tek kademeli regülatör

Tek kademeli basınç regülatörü

Beslemeden gelen yüksek basınçlı gaz, giriş ağzından regülatöre girer. Giriş basıncı göstergesi bu basıncı gösterecektir. Gaz daha sonra normalde açık olan basınç kontrol valfi ağzından geçer ve aşağı akış basıncı, valfi harekete geçiren diyafram valfi kapatmak için yeterince saptırılana kadar yükselir ve basınç tekrar düşene kadar düşük basınç tarafına daha fazla gazın girmesini önler. Çıkış basınç göstergesi bu basıncı gösterecektir.

Diyafram üzerindeki çıkış basıncı ve valfin yukarı akış kısmındaki giriş basıncı ve popet yay kuvveti, diyafram/popet tertibatını diyafram yükleme yayının kuvvetine karşı kapalı konumda tutar. Besleme basıncı düşerse, besleme basıncı nedeniyle kapatma kuvveti azalır ve aşağı akış basıncı telafi etmek için hafifçe yükselir. Böylece, besleme basıncı düşerse, çıkış basıncı düşen besleme basıncının altında kaldığı sürece çıkış basıncı artacaktır. Bu, beslemenin basınçlı bir gaz tankı tarafından sağlandığı tank sonu boşaltmasının nedenidir. Operatör, çıkış basıncını istenen seviyeye getirmek için düğmeyi çevirerek yay yükünü ayarlayarak bu etkiyi telafi edebilir. Tek kademeli bir regülatör ile besleme basıncı düştüğünde, düşük giriş basıncı çıkış basıncının yükselmesine neden olur. Diyafram yükleme yayı sıkıştırması telafi edecek şekilde ayarlanmazsa, popet açık kalabilir ve tankın kalan içeriğini hızla boşaltmasına izin verebilir.

Çift kademeli regülatör

İki kademeli basınç regülatörü

İki kademeli regülatörler, basıncı bir yerine iki adımda kademeli olarak azaltmak için çalışan, aynı muhafaza içinde seri halde bulunan iki regülatördür. Önceden ayarlanan ilk aşama, besleme gazının basıncını bir ara aşamaya düşürür; bu basınçtaki gaz ikinci aşamaya geçer. Gaz, diyafram yükleme yayındaki basınç kontrol düğmesini ayarlayarak kullanıcı tarafından ayarlanan bir basınçta (çalışma basıncı) ikinci aşamadan çıkar. İki kademeli regülatörlerde iki emniyet valfi olabilir, böylece birinci kademe valf yuvasındaki bir sızıntı nedeniyle aşamalar arasında herhangi bir aşırı basınç varsa, yükselen basınç yapıyı aşırı yüklemez ve patlamaya neden olmaz.

Dengesiz tek kademeli bir regülatörün sık sık ayarlanması gerekebilir. Besleme basıncı düştükçe, çıkış basıncı değişerek ayar gerektirebilir. İki kademeli regülatörde, besleme basıncındaki herhangi bir düşüş için geliştirilmiş kompanzasyon vardır.

Uygulamalar

Basınç düşürücü regülatörler

Hava kompresörleri

Hava kompresörleri, endüstriyel, ticari ve ev atölyesi ortamlarında, nesneleri temiz üfleme de dahil olmak üzere çeşitli işleri gerçekleştirmek için kullanılır; çalışan havalı aletler; ve lastikler, toplar vb. gibi şeyleri şişirmek. Regülatörler, genellikle bir hava deposundan (tank) çıkan basıncı, görev için gerekli olana uyacak şekilde ayarlamak için kullanılır. Çoğu zaman, birden fazla kullanım için basınçlı hava sağlamak için büyük bir kompresör kullanıldığında (bir bina boyunca kalıcı bir boru tesisatı olarak inşa edilmişse genellikle "mağaza havası" olarak adlandırılır), her bir ayrı aletin veya işlevin çalışmasını sağlamak için ek düzenleyiciler kullanılacaktır. ihtiyacı olan baskıyı alır. Bu önemlidir, çünkü bazı havalı aletler veya basınçlı hava için kullanımlar, diğer aletlere veya malzemelere zarar verebilecek basınçlar gerektirir.

uçak

Basınç düzenleyiciler, uçak kabin basınçlandırmasında, kanopi conta basınç kontrolünde, içme suyu sistemlerinde ve dalga kılavuzu basınçlandırmasında bulunur.

havacılık

Havacılık ve uzay basınç regülatörleri, yüksek titreşim, büyük sıcaklık aşırılıkları ve aşındırıcı sıvıların bulunduğu reaksiyon kontrol sistemleri (RCS) ve Tutum Kontrol Sistemleri (ACS) için sevk basıncı kontrolünde uygulamalara sahiptir.

Yemek pişirme

Yüksek basınç, içeriğin kaynama noktasını yükselttiğinden, yiyecekleri atmosferik basınçtan çok daha hızlı pişirmek için basınçlı kaplar kullanılabilir. Tüm modern düdüklü tencerelerde , basınç düzenleyici valfin basıncı yeterince tahliye edememesi durumunda patlamayı önlemek için bir güvenlik mekanizması olarak bir basınç düzenleyici valf ve bir basınç tahliye valfi bulunacaktır. Bazı eski modellerde emniyet tahliye valfi yoktur. Çoğu evde yemek pişirme modeli, düşük ve yüksek basınç ayarını korumak için yapılmıştır. Bu ayarlar genellikle inç kare başına 7 ila 15 pound'dur (0,48 ila 1,03 bar). Hemen hemen tüm ev pişirme üniteleri, çok basit, tek kademeli bir basınç regülatörü kullanacaktır. Eski modeller, fazla buharın dışarı çıkmasına izin vermek için aşırı basınçla kaldırılacak bir açıklığın üzerinde küçük bir ağırlık kullanır. Daha yeni modeller genellikle, kaptaki basınç arttıkça basıncı kaldıran ve kaçmasına izin veren yaylı bir valf içerir. Bazı düdüklü tencerelerde, basıncın hızlı, ancak yine de güvenli bir oranda kaçmasına izin vermek için yay gerilimini azaltacak olan basınç düzenleyici valf üzerinde hızlı serbest bırakma ayarı bulunur. Ticari mutfaklar ayrıca, bazı durumlarda hızlı bir şekilde fast food kızartmak için yağ bazlı düdüklü tencereler kullanarak, düdüklü tencere kullanır. Bu tür basınçlı kaplar, küçük ekipman gruplarını sterilize etmek için otoklavlar olarak ve evde konserve operasyonlarında da kullanılabilir.

Su basıncı azaltma

Evsel su temini için basınç regülatörü. Çıkış basıncı mavi el çarkı ile ayarlanır ve dikey ölçekte gösterilir.

Bir su basıncı düzenleyici valf, valf açıklığını dinamik olarak değiştirerek içeri akışı sınırlar, böylece dış tarafta daha az basınç olduğunda valf tamamen açılır ve dışarıdaki çok fazla basınç valfin kapanmasına neden olur. Suyun geriye doğru akabileceği basınçsız bir durumda, engellenmeyecektir. Su basıncı ayar valfi, çek valf olarak işlev görmez.

Cihazlara veya borulara zarar vermemek için hattın sonunda su basıncının çok yüksek olduğu uygulamalarda kullanılırlar.

Kaynak ve kesme

Oksi-yakıt kaynağı ve kesme işlemleri, belirli basınçlarda gazlar gerektirir ve düzenleyiciler, genellikle, depolama silindirlerinin yüksek basınçlarını kesme ve kaynaklama için kullanılabilenlere düşürmek için kullanılacaktır. Oksijen ve fuel gaz regülatörleri genellikle iki kademeye sahiptir: Regülatörün birinci kademesi, gaz serbest bırakıldıkça silindirdeki basıncın azalmasına rağmen gazı sabit bir basınçta silindirden serbest bırakır. Regülatörün ikinci aşaması, ara basınçtan düşük basınca kadar olan basınç düşüşünü kontrol eder. Son akış hızı torçta ayarlanabilir. Regülatör tertibatında genellikle biri silindir basıncını, diğeri ise dağıtım basıncını gösteren iki basınç göstergesi bulunur. Soy gaz korumalı ark kaynağı ayrıca bir regülatör aracılığıyla sağlanan yüksek basınçta depolanan gazı kullanır. Spesifik gaza göre kalibre edilmiş bir akış ölçer olabilir.

Propan/LP Gazı

Tüm propan ve LP Gaz uygulamaları bir regülatör kullanımını gerektirir. Propan tanklarındaki basınçlar sıcaklıkla önemli ölçüde dalgalanabileceğinden, alt cihazlara sabit bir basınç sağlamak için regülatörlerin mevcut olması gerekir. Bu regülatörler normalde inç kare başına 30–200 pound (2,1–13,8 bar) arasındaki tank basınçlarını telafi eder ve genellikle konut uygulamaları için 11 inç su sütunu inç kare başına 0,4 pound (28 mbar) ve 35 inç su sütunu kare başına 1,3 pound sağlar. endüstriyel uygulamalar için inç (90 mbar). Propan regülatörleri, boyut ve şekil, dağıtım basıncı ve ayarlanabilirlik açısından farklılık gösterir, ancak aşağı akış gereksinimleri için sabit bir çıkış basıncı sağlama amaçları bakımından tekdüzedir. Yerli LPG regülatörleri için ortak uluslararası ayarlar, bütan için 28 mbar ve propan için 37 mbar'dır.

Gazla çalışan araçlar

Yakıt olarak sıkıştırılmış gazla çalışan tüm araç motorları (içten yanmalı motor veya yakıt hücreli elektrik güç aktarma sistemi), depolanan gazı ( CNG veya Hidrojen ) 700, 500, 350 veya 200 bar'dan (veya 70, 50, 35 ve 20 MPa) çalışma basıncına kadar.)

eğlence araçları

İçin eğlence araçlar sıhhi tesisat, bir basınç düzenleyici besleme kamp çok daha yüksek bir dikey olabileceğinden, araç sıhhi tesisat bağlı bir dış su basıncını azaltmak için gerekli olan, ve su basınçlı su sütun yüksekliğine bağlıdır . Bir basınç regülatörü olmadan, dağlık bölgelerdeki bazı kamp alanlarında karşılaşılan yoğun basınç, kampçının su borularını patlatmak veya su tesisatı bağlantılarını yerinden çıkarmak için yeterli olabilir ve su basmasına neden olabilir. Bu amaca yönelik basınç regülatörleri tipik olarak, bir RV'yi su kaynağına bağlamak için kullanılan hortumlarla aynı hizada oturan küçük vidalı aksesuarlar olarak satılır ve bunlar neredeyse her zaman ortak bahçe hortumu ile vida dişi uyumludur .

Solunum gazı beslemesi

Tüplü dalış için Dalış silindirleri ile birlikte basınç regülatörleri kullanılmaktadır . Tank, inç kare (210 bar) başına 3.000 pound'u (210 bar) aşan basınçlar içerebilir ve bu, doğrudan soluyan bir kişide ölümcül bir barotravma yaralanmasına neden olabilir . Talep kontrollü bir regülatör, ortam basıncında (sudaki derinliğe göre değişen) bir solunum gazı akışı sağlar. Basınç düşürücü regülatörler ayrıca yüzeyden beslenen dalgıçlara ve karada kurtarma ve tehlikeli madde çalışması için bağımsız solunum cihazı kullanan kişilere solunum gazı sağlamak için kullanılır. Basınçsız uçaklarda yüksek irtifa uçuşu için ek oksijen ve tıbbi gazlar da yüksek basınçlı depolamadan basınç düşürücü regülatörler aracılığıyla dağıtılır.

Maden endüstrisi

Derinliğe göre basınç hızla arttığından, yeraltı madenciliği operasyonları, basınç düşürme valfleri olan oldukça karmaşık bir su sistemi gerektirir. Bu cihazlar, genellikle 600 fit (180 m) olmak üzere belirli bir mesafe aralığında kurulmalıdır. Bu tür valfler olmadan borular kolayca patlayacak ve basınç ekipmanın çalışması için çok büyük olacaktır.

Doğal Gaz Endüstrisi

Basınç düzenleyiciler, doğal gaz endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğal gaz, büyük iletim boru hatları aracılığıyla ülke geneline dağıtılmak üzere yüksek basınçlara sıkıştırılır. İletim basıncı inç kare (69 bar) başına 1000 pound'un üzerinde olabilir ve endüstriyel, ticari ve konut uygulamaları için çeşitli aşamalardan geçerek kullanılabilir bir basınca düşürülmelidir. Bu dağıtım sisteminde üç ana basınç düşürme yeri vardır. İlk azalma şehir kapısında yer alırken, iletim basıncı tüm şehri beslemek için bir dağıtım basıncına düşürülür. Burası aynı zamanda kokusuz doğal gazın merkaptan ile kokulandırıldığı yerdir. Dağıtım basıncı, şehrin çeşitli noktalarında bulunan bir bölge regülatör istasyonunda 60 psig'nin altına düşürülür. Son kesim, son kullanıcıların bulunduğu yerde gerçekleşecektir. Genel olarak, son kullanıcı indirimi 0,25 psig ila 5 psig arasında değişen düşük basınçlara alınır. Bazı endüstriyel uygulamalar daha yüksek basınç gerektirebilir.

Geri basınç regülatörleri

  • Analitik veya proses sistemlerinde yukarı akış basınç kontrolünü koruyun
  • Hassas ekipmanı aşırı basınç hasarından koruyun
  • Büyük basınç farklarına tolerans göstermeyen bir bileşen üzerindeki basınç farkını azaltın.
  • Gaz satış hatları
  • Üretim kapları (örneğin, Ayırıcılar, ısıtıcı arıtıcılar veya serbest su nakavtları)
  • Havalandırma veya parlama hatları

hiperbarik odalar

Yerleşik bir solunum sistemi egzoz sistemindeki basınç düşüşünün çok büyük olduğu durumlarda, tipik olarak doyma sistemlerinde, egzoz basınç düşüşünü daha güvenli ve daha yönetilebilir bir basınca düşürmek için bir geri basınç regülatörü kullanılabilir.

Dalış kasklarını geri alın

Yüzeyden beslemeli dalışta çoğu helioks solunum karışımının kullanıldığı derinlik , genellikle yüzey atmosfer basıncının en az 5 bar üzerindedir ve dalgıçtan çıkan egzoz gazı, talep kontrollü bir geri basınç valfi olan bir geri kazanım valfinden geçmelidir. dalgıcın nefes vermesinden kaynaklanan dalgıcın kaskındaki basınç artışı ile. Dışarı verilen gazı geri dönüşüm için yüzeye geri taşıyan geri kazanım gaz hortumu, dalgıçtaki ortam basıncından çok büyük bir basınç farkı olmamalıdır. Bu hattaki ek bir geri basınç regülatörü , değişken derinliklerde daha düşük solunum çalışması için geri alma valfinin daha hassas ayarlanmasına olanak tanır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar