Регулятор перепаду тиску

Регулятор перепаду тиску — це регулююча трубопровідна арматура, призначена для автоматичної підтримки заданої різниці тиску води, в місцях відбору імпульсів.

Підтримка постійного перепаду тиску здійснюється зміною прохідного перерізу клапана регулятора. По реакції зміну перепаду регулятори діляться на закриваються і які відкриваються зі збільшенням перепаду.

Принцип роботи регулятора прямої дії ґрунтується на використанні енергії води для керування клапаном без підведення енергії від зовнішнього джерела. Ступінь відкриття клапана пропорційна ступеню відхилення перепаду від заданого значення.

Сфера застосування

Найбільше застосування регулятори перепаду тиску отримали в системах опалення з динамічним гідравлічним режимом. З їх допомогою стабілізують тиск на введенні теплових мереж, створюють оптимальні умови для регулюючих клапанів, балансують системи опалення та захищають обладнання від нульової витрати шляхом перепуску. Детальніше знайдете у розділі схеми встановлення.

Переваги

• Просте налаштування
• Висока точність підтримання тиску
• Надійна та ремонтопридатна конструкція
• Не потребує технічного обслуговування
• Не потребує зовнішніх джерел живлення

Недоліки

• Висока ціна
• Складна конструкція
• Високі вимоги до якості теплоносія
• Діапазон налаштувань обмежений зусиллям стиснення пружини

Аналогічні назви

• Регулятор наявного напору
• Автоматичний балансувальний клапан

Чим можна замінити

• Перепускний клапан, що підтримує різницю тисків між вхідним і вихідним патрубком, замінює регулятор, що відкривається зі зростанням перепаду тисків.
  
• Регулятор перепаду тисків непрямої дії може замінити як регулятор, що закривається, так і відкривається зі зростанням різниці тисків, але через високу вартість їх встановлюють тільки у виняткових випадках. Складається регулятор непрямої дії з двох датчиків тиску, регулюючого клапана, електричного приводу та контролера, що управляє.
  

РЕГУЛЯТОРИ ТИСКУ НЕПРЯМОГО ДІЇ

У регуляторах непрямої дії як енергія використовується допоміжне джерело — пневматичний, електричний, гідравлічний та ін. Найпростіший варіант регулятора непрямої дії показаний на рис. 3.11. Регулятор містить виконавчий пристрій - регулюючий клапан 1, встановлюваний у трубопроводі та керуючий потоком газу, а також керуючий пристрій (пілот) 10, службовець для вироблення аналогових керуючих сигналів тиску, що подаються в камеру Б мембранного приводу виконавчого пристрою 1 при відхиленні значень вихідного тиску Р₂ у трубопроводі від заданого Р. Регулюючий пристрій (клапан) 1 містить дроселюючий пристрій із затвором 13, шток 2, пружину 12 та мембрану 1 із жорстким центром.

Мал. 3.11. Принципова схема найпростішого регулятора тиску непрямої дії з пристроєм типу «сопло — заслінка», що управляє: 1 — регулюючий клапан; 2 - шток; 3 — редуктор; 4 - дросель; 5 - Сопло; 6 - заслінка; 7 - Пружина; 8 - важіль; 9 - Пружина; 10 — пілот; 11 — мембрана; 12— пружина; 13 — затвор Керуючий пристрій (пілот) 10 включає в себе манометричну трубку 9, в яку подається газ із вихідним тиском Р₂, важіль 8, пружину 7 для встановлення завдання регулюючого тиску, дросель 4, нерухоме сопло 5 та заслінку 6, що встановлюється на важелі 8. Живлення керуючого пристрою здійснюється від окремого джерела стисненого повітря або газу з постійною витратою через сопло 5або потоку газу з вхідним тиском Р_х через редуктор тиску 3. Надмембранна камера Б регулюючого клапана з'єднана з джерелом керуючого тиску, що формулюється в міждросельній камері В, а підмембранна камера А регулюючого клапана – з атмосферою. У вихідному стані, коли вихідний тиск Р₂за регулятором відповідає Р_зад, зусилля пружини 7 на важіль 8 врівноважує зусилля манометричної пружини Рот дії тиску Р₂. При цьому керуючий тиск газу Р_упр, що надходить із міждроссельної камери У у надмембранну камеру Б, встановлює затвор 13 регулюючого клапана 1 в таке положення, коли потік газу, що проходить Q створює за органом, що дроселює, заданий тиск Р₂ - Р . При збільшенні вихідного тиску порівняно із заданим (Р₂ > / > _зад) важіль 8з заслінкою ) важіль # відкриває сопло 5, що має заслінку 6, внаслідок чого зменшується керуючий тиск Р у міждросельній камері У, що надходить до надмембранної камери Б регулюючого клапана 1. При зменшенні тиску в камері Б пружина 12 клапана відкриває затвор пристрою, що дроселює, завдяки чому тиск Р₂ на виході регулюючого клапана 1 зростає до рівності із заданим. Зміна завдання регулятора тиску здійснюється регулюванням зусилля пружини 7 за допомогою гвинта.

Регулятори тиску універсальні конструкції Казанцева РДУК-2 розраховані для роботи на газі із вхідним тиском до 1,2 МПа. Регулятор РДУК-2 складається із двох основних вузлів регулюючого клапана 12 та пілота 10 (Рис. 3.12). Залежно від заданого вихідного тиску, регулятор РДУК-2 комплектується відповідними пілотами: для тиску від 0,5 кПа до 60 кПа — пілотом КН2, для тиску від 60 кПа — пілотом КВ2. Регулюючий клапан включає однотарільчастий плунжер 1 та сідло 2. Редукування газу здійснюється зміною положення тарілчастого плунжера 1 з м'якою гумовою прокладкою щодо змінного сідла 2, розташованого у чавунному корпусі. Плунжер через шток і вантаж, що лежить на мембрані 3, жорстко пов'язані з мембраною. На тарілку плунжера зверху впливає вхідний тиск, знизу вихідний. Зміна вхідного тиску може викликати за рахунок нерозвантаженості плунжера зміна вихідного тиску. Цей вплив вихідного тиску зводиться до мінімуму двоімпульсною системою зворотного зв'язку, в якій імпульс вихідного тиску подається одночасно до мембран регулятора та пілота. Імпульс вихідного тиску, що подається в надмембранну порожнину регулятора трубкою 6, визначає підтримку в заданих межах вихідного тиску незалежно від характеру та причин, що їх викликали. Імпульс вихідного тиску, що надходить у надмембранну порожнину пілота по трубці 9, змінює тиск так, щоб додатково змінити положення регулюючого плунжера та компенсувати вплив зміни вихідного тиску на Мал. 3.12. Регулятор РДУК-2: а - загальний вигляд: 1 — плунжер; 2 — сідло; 3 - мембрана; 4,8 — дроселі; 5,7 — труба; 6,9 — трубка; 10, 18 — пілоти; 11 — імпульсна лінія; 12 — регулюючий клапан; 13 — шток; 14 — золотник; 15 — сідло; 16— шпилька; 17 — штовхач; 19 - Диск; 20 — пружина; 21 — регулюючий стакан; 22 — важіль; 23 — фільтруюча сітка; 24 — корпус пілота; 25 — шайба; 26 — тарілка Мал. 3.12. Регулятор РДУК-2:

• 1 — плунжер; 2 - Сідло; 3— мембрана; 4,8— дроселі; 5,7 - Труба; 6,9— трубка; 10, 18— пілоти;
• 11 — імпульсна лінія; 12— регулюючий клапан; 13— шток; 14— золотник; 15— сідло; 16— шпилька; 77-штовхач; 19 - Диск; 20— пружина; 21— регулюючий стакан; 22 - важіль; 23 - фільтруюча сітка;
• 24 — корпус пілота; 25 - шайба; 26 - тарілка тиск у контрольованій точці, тобто. ввести поправку зміну вхідного тиску.

Газ з вхідним тиском надходить у пілот з верхньої частини корпусу регулюючого клапана через фільтр, сполучний патрубок і додаткову сітку, що фільтрує. 23. Після дроселювання в пілоті газ по трубі 5 надходить у підмембранний простір регулюючого клапана через калібрований отвір - дросель, що демпфує. 4. Надлишки газу з мембранного простору постійно скидаються в газопровід після регулятора трубою 7 через дросель 8. Відповідний підбір діаметрів дроселів 4 і 8 при наявності безперервного потоку газу трубами 5 і 7 дозволяє постійно підтримувати в підмембранному просторі регулюючого клапана тиск, трохи більше вихідного. Ця різниця тисків з обох боків мембрани 3 утворює її підйомну силу, що врівноважується при будь-якому режимі роботи регулятора, що встановився, вагою рухомих частин і дією вихідного тиску на плунжер. 1.

Стиснення пружини 20 пілота, що визначає вихідний тиск газу, проводиться вкручуванням регулюючої склянки 21 за допомогою важеля 22 — чим більше має бути вихідний тиск, тим сильніше має бути стиснута пружина.

При збільшенні відбору газу з газопроводу тиск його після регулятора та над мембранами пілота 18 та регулюючого клапана 3 знизиться. Мембрана пілота під дією пружини 20 підніметься і через штовхач 17і шпильку 76 підніме золотник 14, стискаючи розташовану над ним пружину. Сідло 15 пілота відкриється більше, надходження газу до підмембранного простору регулюючого клапана та його тиск знизу на мембрану 3 зросте. Мембрана, піднімаючись, збільшить підйом плунжера та витрату газу через регулятор.

При зменшенні відбору газу з газопроводу тиск його після регулятора і над обома мембранами підвищується, мембрана пілота опускається, і надходження газу через золотник пілота в підмембранний простір регулюючого клапана скорочується. Тиск газу під мембраною 3 внаслідок скидання його по трубі 7 знизиться, і мембрана під дією тиску газу, що збільшується, на неї опуститься, а регулюючий плунжер скоротить подачу газу через регулятор.

При режимі, що встановився, об'єм газу, що надходить під мембрану. 3 і регульованого пілотом, і об'єм газу, що відводиться на скидання, забезпечують рівновагу сил, що діють на мембрану регулюючого клапана з обох сторін, і плунжер, що регулює, пропускає необхідний об'єм газу, підтримуючи його тиск після регулятора на заданому рівні.

У КВ2 зменшення активної площі мембрани 18 між мембраною та нижньою кришкою встановлює диск 19.

У КВ2 додатково до шайби 25, в яку впирається пружина, встановлюється під мембраною тарілка 26.

Регулятори тиску блочних конструкцій Казанцева РДБК забезпечують нерівномірність вихідного тиску, в кілька разів меншу, ніж у регуляторів РДУК-2.

Регулятори РДБК-1 виконуються у двох виконаннях:

• • регулятор РДБК-1П, зібраний за схемою прямої дії та включає односідельний регулюючий клапан, регулятор управління прямої дії, два регулюючі дроселі, дросель з надмембранної камери регулюючого клапана;
• • регулятор РДБК I, зібраний за схемою непрямої дії і що включає односідельний регулюючий клапан, стабілізатор, регулятор управління непрямої дії, два дроселя, що регулюють, і дросель з надмембранної камери регулюючого клапана.

Регулятор тиску (рис. 3.13) у виконанні РДБК-1П працює в такий спосіб. Газ із вхідним тиском надходить до регулятора управління прямої дії 2, від регулятора керування газ через регулюючий дросель 6 надходить до підмембранної камери, а через дросель 5 — у надмембранну камеру регулюючого клапана. Через дросель 7 надмембранна камера регулюючого клапана пов'язана з газопроводом регулятором. Тиск у мембранній камері регулюючого клапана при роботі регулятора завжди буде більше вихідного тиску газу. Надмембранна камера регулюючого клапана знаходиться під впливом вихідного тиску газу. Завдяки наявності в обв'язці регулятора керування прямої дії, що підтримує за собою постійний тиск, тиск у підмембранній камері регулюючого клапана також буде постійним.

Будь-яке відхилення вихідного тиску від заданого викликає надмембранной камері регулюючого клапана зміна тиску, що у свою чергу викликає переміщення основного клапана в новий рівноважний стан, що відповідає новим значенням вхідного тиску і витрати, при цьому відновлюється вихідний тиск газу.

У регуляторі РДБК-1 (рис.3.14) газ із вхідним тиском надходить до стабілізатора 2, а від нього до регулятора управління непрямої дії 3. Підмембранна камера стабілізатора пов'язана із підмембранною камерою регулюючого клапана.

Мал. 3.13. Регулятор тиску РДБК-1П:

• 1 — регулюючий клапан; 2 - Регулятор управління прямої дії; 3,4 — запірний пристрій; 5-7 — регулюючі дроселі;
• 8—10 — лінії зв'язку; 11, 12 - Імпульсні лінії

Мал. 3.14. Регулятор тиску РДБК-1:

• 1 — регулюючий клапан; 2 - Стабілізатор;
• 3 — регулятор керування непрямої дії; 4,5 - запірний пристрій; 6—8 — регулюючі дроселі; 9—16 — лінії зв'язку

Газ від регулятора управління газу через регулюючий дросель 7 надходить під мембрану регулюючого клапана і через другий регульований дросель б- надмембранний простір регулюючого клапана. Надмембранна камера регулюючого клапана 7 та надмембранна камера регулятора управління 3 знаходяться під впливом вихідного тиску.

Надмембранна камера регулятора керування через дросель 8 пов'язана із газопроводом за регулятором. Завдяки безперервному потоку газу через дросель тиск 6 перед ним, а отже, і в підмембранній камері регулюючого клапана завжди більше вихідного. Перепад тиску на мембрані регулюючого клапана утворює підйомну силу мембрани, яка при будь-якому режимі роботи регулятора врівноважується перепадом тиску на основному клапані і вагою рухомих частин.

Тиск під мембраною регулюючого клапана автоматично регулюється клапаном регулятора керування в залежності від витрати газу та вхідного тиску.

Посилення вихідного тиску на мембрану регулятора управління постійно порівнюється із заданим при налаштуванні зусиллям нижньої пружини. Будь-яке відхилення вихідного тиску викликає переміщення мембрани та клапана регулятора управління. При цьому змінюється витрата газу, а отже, тиск під мембраною регулюючого клапана. Таким чином, за будь-якого відхилення вихідного тиску від заданого зміна тиску під мембраною регулюючого клапана викликає переміщення основного клапана в новий рівноважний стан, при якому вихідний тиск відновлюється.