Как выбрать регулятор

Как выбрать регулятор для удовлетворения потребностей вашей жидкостной системы

Воутер Пронк, старший инженер по эксплуатации, Swagelok

Регуляторы давления играют решающую роль во многих промышленных жидкостных и контрольно-измерительных системах, помогая поддерживать или контролировать желаемое давление и расход в ответ на системные изменения. Важно выбрать правильный регулятор, чтобы система работала безопасно и в соответствии с назначением — неправильный выбор может привести к неэффективности, плохой работе, частому поиску и устранению неисправностей и потенциальным угрозам безопасности.

Знание того, как выбрать правильный регулятор, требует понимания различных типов регуляторов, того, как они работают и как их можно применять для удовлетворения потребностей вашей системы. Читайте дальше, чтобы узнать больше о регуляторах давления, их функциях и о том, как определить наилучший вариант для нужд вашей системы.

Что такое регулятор давления?

По своей сути регулятор давления представляет собой механическое устройство, предназначенное для управления давлением на входе или выходе в ответ на изменения в системе. . Эти изменения могут включать колебания расхода, давления, температуры или других факторов, которые могут возникать при нормальной работе системы. Работа регулятора заключается в поддержании желаемого давления в системе. Важно отметить, что регуляторы отличаются от клапанов, которые контролируют скорость потока в системе и не регулируются самостоятельно. Регуляторы управляют давлением, а не потоком, и являются саморегулирующимися.

Типы регуляторов

Существует два основных типа регуляторов:редукционные регуляторы и регуляторы обратного давления.

• Редукторы давления контролировать давление в процессе, измеряя давление на выходе и контролируя собственное давление на выходе
• Регуляторы обратного давления контролировать давление процесса, измеряя давление на входе и контролируя давление на входе

Идеальный выбор регулятора зависит от ваших технологических требований. Например, если вам нужно снизить давление от источника высокого давления до того, как системная среда достигнет основного процесса, редукционный регулятор давления выполнит эту работу. Регуляторы обратного давления, напротив, могут помочь контролировать и поддерживать давление на входе, сбрасывая избыточное давление, если условия в системе приводят к тому, что уровни становятся выше желаемого. При правильном использовании каждый тип может помочь вам поддерживать желаемое давление во всей вашей системе.

Как работает регулятор

Регуляторы давления содержат три важных компонента, которые помогают им регулировать давление:

• Элемент управления , включая сиденье и тарелку. Седло помогает удерживать давление и предотвращает утечку жидкости на противоположную сторону регулятора, когда поток перекрыт. Вместе с седлом тарелка завершает процесс герметизации во время работы системы.
• Чувствительный элемент , обычно диафрагма или поршень. Чувствительный элемент позволяет тарелке подниматься и опускаться в седле, контролируя входное или выходное давление.
• элемент загрузки . Регуляторы могут быть подпружиненными или куполообразными, в зависимости от применения. Нагружающий элемент прикладывает направленную вниз уравновешивающую силу к верхней части диафрагмы.

Эти элементы работают вместе для создания желаемого контроля давления. Поршень или диафрагма измеряют давление на входе (на входе) и давление на выходе (на выходе). Затем чувствительный элемент пытается найти баланс с заданным усилием нагрузочного элемента, которое регулируется пользователем с помощью ручки или другого поворотного механизма. Чувствительный элемент позволяет тарелке либо открываться, либо закрываться с седла. Эти элементы работают вместе, чтобы оставаться в равновесии и достигать заданного давления. Если изменится одна, то для восстановления баланса должна измениться и какая-то другая сила.

В редукционных регуляторах должны быть уравновешены четыре различные силы, как показано на рисунке 1. К ним относятся сила нагрузки (F1), сила пружины на входе (F2), сила давления на выходе (F3), и сила давления на входе (F4) . Общая сила нагрузки должна быть равна сумме усилия пружины на входе, силы давления на выходе и силы давления на входе.

Регуляторы обратного давления работают аналогично. Они должны уравновешивать силу пружины (F1), силу давления на входе (F2), и сила давления на выходе (F3) , как показано на рис. 2. Здесь сила пружины должна равняться объединенной силе силы давления на входе и силы давления на выходе.

Выбор правильного регулятора

Понимая, как работают регуляторы, вы сможете лучше оценить, как согласовать различные характеристики регуляторов с потребностями вашей системы. Некоторые из наиболее важных характеристик, которые следует учитывать, включают следующее:

Системный поток

Установка регулятора надлежащего размера является ключом к поддержанию желаемого давления. Правильный размер обычно определяется скоростью потока в вашей системе:более крупные регуляторы могут работать с более высокими расходами, эффективно контролируя давление, в то время как регуляторы меньшего размера эффективны при более низких скоростях потока. Размер компонентов регулятора также важен. Например, более эффективно управлять устройствами с более низким давлением с помощью большей диафрагмы или поршня. Размер всех компонентов должен соответствовать требованиям вашей системы.

Давление в системе

Поскольку основной функцией вашего регулятора является управление давлением в системе, очень важно убедиться, что выбранный вами регулятор соответствует максимальному, минимальному и рабочему давлению в системе. Диапазоны регулирования давления обычно четко указываются в технических характеристиках регуляторов, учитывая их важность для правильного выбора регулятора.

Температура системы

Промышленные процессы могут варьироваться в зависимости от температуры, и вы должны быть уверены, что выбранный вами регулятор выдержит типичные ожидаемые условия эксплуатации. Учитываются факторы окружающей среды, а также температура жидкости и такие факторы, как эффект Джоуля-Томсона, вызывающий быстрое охлаждение из-за перепада давления.

Чувствительность процесса

Чувствительность вашего процесса играет роль в определении наилучшего режима управления для ваших регуляторов. Как уже отмечалось, большинство регуляторов либо подпружинены, либо куполообразны. Подпружиненные регуляторы управляются оператором, поворачивающим внешнюю ручку, которая регулирует усилие пружины на чувствительном элементе. Регуляторы с купольной нагрузкой, напротив, используют давление жидкости внутри системы для обеспечения заданного давления на чувствительный элемент. В то время как подпружиненные регуляторы более распространены и, как правило, более знакомы операторам, регуляторы с купольной нагрузкой могут помочь повысить точность в приложениях, где это требуется, и могут принести пользу автоматизированным приложениям.

Системный носитель

Совместимость материалов между всеми элементами вашего регулятора и носителями вашей системы важна для долговечности компонентов и предотвращения простоев. Хотя ожидается некоторый естественный износ резиновых и эластомерных компонентов, некоторые среды системы могут способствовать ускоренному износу и преждевременному выходу регулятора из строя. Вы можете узнать больше о химической совместимости эластомерных уплотнений и других компонентов регулятора на наших учебных курсах по материаловедению.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о выборе регулятора.

Обладая более глубокими практическими знаниями о доступных типах регуляторов давления и их функционировании, вы сможете лучше подготовиться к правильному выбору. Ваш поставщик регулятора должен быть в состоянии предоставить вам информацию о размерах, требованиях к давлению и расходу, диапазонах температур и правильном режиме управления для нужд вашей системы. Вы можете начать процесс выбора, сравнив различные регуляторы в различных областях применения с помощью нашего генератора кривых расхода регулятора, а затем проконсультировавшись с местным специалистом по регулированию давления для получения дополнительной информации.

Однако конкретные потребности вашей системы выходят далеко за рамки содержания этого блога. Доступные возможности обучения могут помочь специалистам по жидкостным системам получить более полное представление о том, как правильный регулятор может помочь повысить безопасность при одновременном повышении эффективности.

Кроме того, ваш поставщик регуляторов должен помочь вам сделать правильный выбор, работая над пониманием ваших системных требований. Наши опытные специалисты могут предоставить такое руководство, опираясь на всестороннее знание приложений и техническую поддержку, чтобы сделать правильный выбор для вашей системы. Если вы заинтересованы в оптимизации работы регулятора, свяжитесь с нашей командой специалистов по регулированию давления, чтобы начать обсуждение.