Регуляторы давления газа. Функции регулятора давления. Классификация. Принципиальные схемы регуляторов. Выбор регулятора давления.

Регулятор давления представляет собой автоматически действующее автономное устройство, состоящее из регулирующего клапана, снабженного приводом, управляемым чувствительным элементом, реагирующим на давление рабочей среды, без приме­нения постороннего источника энергии. Чтобы более понятно объяснить Вам, что же собой представляет регулятор давления, более подробно расскажем о его принципе работы и устройстве.

Регуляторы давления различаются:

— по назначению,

— по характеру регулирующего воздействия,

— по связи междувходной и выходной величинами,

— по способу воздействия на регулирующий клапан,

— по устройству, диапазонам входных и выходных давлений,

— по способам настройки и регулировки.

По характеру регулирующего воздействия регуляторы давления делятся на пропорциональные, статические и астатические.

Мембрана 2 (рис. 4.2.а) астатического регулятора давления газа выполнена в форме поршня, в процессе давления газа ее активная площадь при любых положениях регулирующего клапана 6 не изменяется. Поэтому при давлении газа уравновешивающей силу тяжести мембраны 2 стержня 1 и клапана 6 мембранная подвеска принимает состояние астатического (безразличного) равновесия.

Рис.4.2. Схема регуляторов давления: а – астатического [2, стр.189]:

1- стержень, 2- мембрана, 3- стрежень, 4- подмембранная полость, 5 – выход газа, 6- клапан; б – пропорцонального: 1 – стрежень, 2- пружина, 3- мембрана, 4- подмембранная полость, 4- импульсная полость, 5- импульсная трубка,6- сальник, 7- клапан.

Вся работа по регулированию давления газа протекает следующим образом. Например, расход газа через регулятор равен его притоку и клапан 6 принимает определенное положение. При увеличении расхода газа давление уменьшится и опуститься мембранное устройство, из-за чего произойдет дополнительное открытие регулирующего клапана. Как только приход и расход будут равны, давление газа увеличится до заданной величины. При уменьшении расхода газа произойдет увеличение давления газа, при этом процесс регулирования будет проходить в обратном направлении. Регулятор при помощи специальных грузов 3 настраивают на необходимое давление газа, при этом выходное давление газа с увеличением массы этих грузов возрастает.

После возмущения астатические регуляторы независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана приводят регулируемое давление к заданному значению. Уравновешивание системы происходит исключительно при заданном значении регулируемого параметра, в этом случае регулирующий клапан может занимать любое положение. Астатические регуляторы часто заменяют пропорциональным (статическими).

В пропорциональных регуляторах подмембранная полость отделяется коллектора сальником, и соединяется с ним импульсной трубкой, т. е. узлы обратной связи расположены вне объекта. При этом вместо грузов на мембрану действует сила сжатия пружины 2 (рис. 4.2. б). В астатическом регуляторе любое изменение выходного давления газа ведет к перемещению регулирующего клапана из одного крайнего положения в другое. В статическом регуляторе добиться полного перемещения клапана из одного крайнего положения в другое можно только при соответствующем сжатии пружины.

И астатические и пропорциональные регуляторы в процессе работы с очень узкими пределами пропорциональности имеют свойства систем, работающих по принципу «открыто-закрыто», это означает, что при незначительном изменении параметра газа перемещение клапана происходит мгновенно. Для устранения этого явления необходимо установить в штуцере специальные дроссели, который будет соединять рабочую полость мембранного устройства с газопроводом или свечой. При помощи дросселей можно уменьшить скорость перемещения клапанов и добиться более устойчивого процесса работы регулятора.

По способу воздействия на регулирующий клапан регуляторы бывают с прямым и непрямым действием. Регулирующий клапан в регуляторах прямого действия находится под действием регулирующего параметра прямо или через зависимые параметры. С изменением величины регулируемого параметра усилие, возникающее в чувствительном элементе регулятора, приводит его в действие. Эту усилие должно быть достаточным для перестановки регулирующего клапана без постороннего источника энергии.

В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий клапан сжатым воздухом, водой или электрическим током.

При изменении величины регулирующего параметра вспомогательное устройство, открывающее доступ энергии от постороннего источника в механизм, перемещающий регулирующий клапан приводит в действие усилие, которое возникает в чувствительном элементе регулятора.

Регуляторы давления прямого действия не столь чувствительны, нежели регуляторы непрямого действия. Благодаря своей простой конструкции и высокой надежности регуляторы давления прямого действия широко применяются в газовом хозяйстве.