Устройство и работа регулятора давления

Управление гидравлическим режимом работы системы газораспределения осуществляется с помощью регуляторов давления*. Регулятор давления газа (далее РД) — это устройство для редуцирования (понижения) давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа, что достигается автоматическим изменением степени открытия регулирующего органа регулятора, вследствие чего также автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. РД представляет собой совокупность следующих компонентов:

Д — датчик, который осуществляет непрерывный мониторинг текущего значения регулируемой величины и подает сигнал к регулирующему устройству;

З — задатчик, который вырабатывает сигнал заданного значения регулируемой величины (требуемого выходного давления) и также передает его на регулирующее устройство;

Р — регулирующее устройство, которое осуществляет алгебраическое суммирование текущего и заданного значений регулируемой величины, и подает командный сигнал к исполнительному механизму.

ИМ — исполнительный механизм, который преобразует командный сигнал в регулирующее воздействие, и в соответствующее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды.

* Редкое исключение составляют случаи повышения давления «после себя», которое осуществляется с помощью специальных компрессоров — газовых бустеров

На практике в РД в качестве датчика выступает контролируемое давление или т.н. «импульс», задатчиком является пружина или пневмозадатчик (пилот), а регулирующим устройством выступает мембрана или эластичный затвор. Исполнительный механизм представляет собой части корпуса регулятора с мембраной (эластичным затвором) в качестве разделителя сред и регулирующий орган. Составные элементы регуляторов с пружинным и пневматическим задатчиком показаны на рис.4.1

Рис. 4.1: Pвх — входное давление; Pвых — выходное давление; Д — датчик; З — задатчик; РУ — регулирующее устройство; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган; Pупр. — управляющее давление

В связи с тем, что регулятор давления газа предназначен для поддержания постоянного давления в заданной точке газовой сети, то всегда необходимо рассматривать систему автоматического регулирования в целом — «регулятор и объект регулирования (газовая сеть)».

Правильный подбор регулятора давления должен обеспечить устойчивость системы «регулятор — газовая сеть», т. е. способность ее возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущения.

В зависимости от поддерживаемого давления (расположения контролируемой точки в газопроводе ) РД разделяют на регуляторы «до себя» и «после себя». В ГРП (ГРУ) применяют только регуляторы «после себя».

Исходя из положенного в основу работы закона регулирования, регуляторы давления бывают астатические (отрабатывающие интегральный закон регулирования), статические (отрабатывающие пропорциональный закон регулирования) и изодромные (отрабатывающие пропорциональноинтегральный закон регулирования).

В статических РД величина изменения регулирующего отверстия прямо пропорциональна изменению расхода газа в сети и обратно пропорциональна изменению выходного давления. Примером статических РД являются регуляторы с пружинным задатчиком выходного давления.

РД с интегральным законом регулирования в случае изменения расхода газа создает колебательный режим, обусловленный самим процессом регулирования. При изменении расхода газа разность между первоначальным и заданным значениями выходного давления увеличивается до тех пор, пока количество газа, проходящее через регулятор, меньше нового расхода и достигает своего максимума, когда эти значения сравняются. В этот момент скорость открытия регулирующего отверстия максимальна. Но на этом регулирующий орган не останавливается, а продолжает открывать отверстие, пропуская газа больше, чем требуется, и выходное давление, соответственно, тоже повышается. В результате этого получается ряд колебаний около некоего среднего значения, при котором постоянный режим (как в случае статического регулятора) никогда не будет достигнут.

Представителями астатических регуляторов являются РД с пневматическим задатчиком выходного давления, а характерным примером такого процесса можно считать незатухающие автоколебания (т. н. «качку») некоторых типов пилотных РД в определенных переходных режимах работы.

Изодромный регулятор (с упругой обратной связью) при отклонении регулируемого давления сначала переместит регулирующий орган на величину, пропорциональную величине отклонения, но если при этом давление не придет к заданному значению, то регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока давление не достигнет заданного значения. Подобный регулятор сочетает в себе точность интегрального и быстродействие пропорционального регулирования. Представителями изодромных РД являются т. н. «прямоточные» регуляторы.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения информации об условиях сотрудничества, пожалуйста, обращайтесь к сотрудникам ГК «Газовик».

Бесплатная телефонная линия: 8-200-2000-230

© 2007–2019 ООО «Газ-Сервис». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Читайте также:  Горит датчик износа тормозных колодок

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Регулятор давления в системе водоснабжения: как устроен и принцип действия

Эксплуатация бытовой сантехники требует ответственного подхода. Надежную работу обеспечит только выполнение всех рекомендаций производителя.

В большинстве случаев, в паспорте регламентируются оптимальные и предельные значения давления в водоводе. Для обеспечения требуемого режима эксплуатации необходима установка в магистраль регулятора давления воды.

В противном случае, перепады давления и гидроудары приведут к поломке оборудования и появлению протечек.

Регуляторы применяют в разнопрофильных сетях от бытовых до промышленных. Они встраиваются в разводку для орошения, пожаротушения, в системах водозаправочных станций.

Место для их расположения определяют на вводе в стояк или в здание, после насосного оборудования и узлов запорной арматуры.

Регулятор давления любого типа чувствителен к наличию загрязнений и механических примесей в воде. С целью повышения ресурса безотказной работы рекомендуется на входе установить фильтр для очистки воды.

Содержание

Описание регулятора

Регулятор давления воды устанавливается в системе водоснабжения с целью стабилизации входящего потока воды и недопущения критического уровня давления.

В основу работы регулятора положен принцип компенсации пружиной или мембраной предельного давления входящего потока. Это происходит за счет выравнивания усилий. Усилия пружины и диафрагмы вступают в противодействие.

В момент забора воды падает давление на выходе. Соответственно, снижается и давление на диафрагму. В результате клапан открывается.

Возрастание давления продолжается до тех пор, пока усилие диафрагмы и сила упругости пружины не будут уравновешены.

Давление на входе в клапан не влияет на открытие и закрытие пружинного клапана. Выходное давление сохраняется неизменным не смотря на перепады давления на входе.

Таким образом, удается поддерживать на выходе постоянное давление, что предохраняет внутренние коммуникации от гидроударов и перегрузок. Особенно актуальны перепады давления в сетях, питающихся от насоса.

Металлический корпус устройства имеет два резьбовых выхода для подсоединения к водопроводной системе. В некоторых моделях предусмотрен манометр, отображающий давление в системе. В таких конструкциях также предусмотрен винт регулировки для настройки предельного давления.

Преимущества использования регуляторов давления:

  • Всегда стабильный напор воды на выходе не зависимо от магистрального давления
  • Отсутствие шума, производимого большим напором воды
  • Снижение расхода
  • оберегает внутреннюю сеть от гидроударов
  • Надежная и безопасная работа оборудования, подключенного к водопроводной сети

Принцип работы

Принцип действия регулятора давления может быть:

Обеспечивает постоянное регулирование потока воды. Устанавливается в промышленности и на крупных магистралях.

Предназначен для сетей неравномерного потребления воды. Используется в квартирах и частных домах.

Устройства классифицируются по месту действия:

Они закрыты, когда нет давления и открываются в случае его возрастания на входе в устройство, тем самым ограничивая предельный показатель.

Они открыты при отсутствии давления. В случае превышения предельного напора воды на выходе закрываются.

Устройства статического типа работают по принципу «после регулятора», то есть обеспечивают постоянство давления на выходе

Типы конструкций регуляторов

Существует три конструктивных типа регуляторов:

Отличаются простотой конструкции и низкой ценой, поэтому самые распространенные. Расположенный внутри подпружиненный поршень перекрывает проходное отверстие трубопровода. Так обеспечивается постоянство давления на выходе. Диапазон регулирования находится в пределах 1-5 атм.

Поршень не изнашивается, что значительно увеличивает срок эксплуатации такого устройства.

Недостатком конструкции данного типа является движущийся поршень, для которого нужна подача на входе только фильтрованной воды. Вторым недостатком считается быстрый износ подвижных частей, ограничивающих максимальный поток воды.

Возможно появление коррозии на внутренних поверхностях.

Регулирование потока происходит за счет действия подпружиненной мембраны, находящейся в отдельной, изолированной камере. Мембрана открывает и закрывает регулировочный клапан.

Внутренняя полость делится мембраной на две зоны. Одна контактирует с водой, а другая хорошо изолирована. Благодаря этому грязная вода не поступает через слой мембраны.

Конструкция надежна и неприхотлива. Мембранный регулятор имеет защиту от ржавения внутри. При правильной эксплуатации обслуживание не требуется.

Характеризуется широкой зоной регулирования давления и пропорциональностью. Возможно управление скоростью потока от 0,5 до 3 м 3 /час.

Недостатком является появление на мембране через определенный период эксплуатации трещин, разрывов и расслоения. Следовательно, нужен регулярный контроль состояния мембраны.

Имеет более высокую стоимость.

Лабиринт в средине корпуса позволяет осуществлять динамическую регулировку давления. Скорость потока снижается при прохождении разделений и большого числа поворотов.

Регулятор устанавливается в сетях для орошения и полива. В нем нет перемещающихся механизмов, поэтому применяются детали из пластических материалов.

Перед регуляторами данного типа требуется дополнительная установка клапана или регулятора на входном участке. Рабочий диапазон регулирования у устройства – 0,5-3 атм.

Проточный регулятор отличается низкуюой стоимостью.

Читайте также:  Зависит ли расход бензина от свечей зажигания

Электронный прибор обеспечивает включение насоса малой мощности в момент забора воды из сети.

Конструкция включает корпус, диафрагму, платы, разъемы для подсоединени. Регулятор оснащен датчиком для защиты от гидроудара и пуска насосного оборудования «в сухую».

Работает устройство бесшумно.

Электронное устройство следует монтировать до первой линии забора. Подводные патрубки обеспечивают удобное встраивание в магистраль трубопровода. Перед пуском насосную емкость заполняют водой.

Заводская настройка электронного регулятора соответствует значению 1,5 бар. Регулируют стартовое значение давления с помощью специальной отвертки, с учетом того, что номинальное значение должно превышать пусковое на 0,8 бар.

Рабочие параметры регуляторов:

  • Максимальное предельное давление, обеспечивающее длительную эксплуатацию. Параметр регламентируется ГОСТ 26349-84.
  • Значение номинального диаметра в соответствии с условным проходов=м водопроводной системы (ГОСТ 28338-89).
  • Пропускная способность устройства, когда сохраняются установленные пределы регулирования, в м 3 /час.
  • Рабочий диапазон регулирования.
  • Температурный диапазон эксплуатации прибора, влияющий на возможность функционирования в магистралях отопления и подачи горячей воды, а также при низких температурах воздуха.

Существующие разновидности

Регулятор давления применяется в различных сферах хозяйства и в промышленности, поэтому классифицируется по многим параметрам.

  1. Производительность
  • Бытовые, до 3 м 3 /час
  • Коммерческие, от3 до 15 м 3 /час
  • Промышленные, свыше 15 м 3 /час

Для бытовых приборов, например, нагревательного бойлера, оптимальный выбор это бытовой регулятор.

Существуют регуляторы с резьбовым и фланцевым исполнением. Резьбовое присоединение используется на трубопроводахс диаметром трубы 2” (50 мм). Фланцевое соединение применяется на крупных магистралях с большим сечением трубы.

  1. Диапазон регулирования
  • Широкий диапазон регулирования в пределах от 1,5 до 12 бар.
  • Тонкая настройка в диапазоне от 0,5 до 2 бар.
  1. В зависимости от предельного входного давления
  • Для водопроводных систем до 16 бар
  • Для систем до 25 бар
  1. По предельно допустимой температуре рабочей жидкости
  • Для холодной воды с температурой до +40°
  • Для горячей воды с температурой до +70°
  1. По типу установленного фильтрующего элемента
  • Сетки с различным размером ячеек: мельче и крупнее
  • Колбовый фильтр тонкой очистки

Как настраивается регулятор давления

Настройка моделей с манометром не представляет сложности. Вращением винта регулировки обеспечивают необходимые значения на шкале манометра. Средний показатель давления – 3 атм. Винт находится на корпусе и легко перемещается с помощью гаечного ключа.

Настройка ведется согласно паспортным рекомендациям всех установленных в системе приборов. Берутся данные по самому уязвимому оборудованию.

Устройства без манометра не регулирует, а оставляют заводские настройки. Все же рекомендуется дополнительно его приобрести. Манометр позволит выполнить точную настройку и обезопасит от непредвиденных ситуаций.

  • Закрыть все точки забора воды: краны, бойлер, фильтры и другие устройства.
  • Открыть вентиль подачи в квартиру либо здание
  • Установить требуемый показатель давления на манометре
  • Открыть краны в местах потребления воды и проверить показатель давления по манометру.

Допускается колебание значений давления в пределах 10%.

Монтаж регулятора давления в водопроводную сеть стал необходимостью. Это объясняется использованием бытовой техники, чувствительной к избыточному давлению в сети. Регуляторы необходимы на нижних этажах высотных домов. Подвод воды осуществляется снизу и чтобы обеспечить нормальное давление вверху, на нижние этажи подают высокое, что вызывает поломки техники. А при наличии клапана удастся компенсировать перепад давления.

Регулятор давления топлива является частью системы топливоподачи двигателя. Он представляет собой клапан мембранного типа, который также называют перепускным. Главная задача регулятора — изменение давления горючего в топливной системе, поэтому от исправности этого узла зависит производительность и стабильность работы мотора в целом.

Роль топливного регулятора в системе автомобиля

На разных режимах работы двигателя в топливной системе требуется создать соответствующее давление горючего. Чтобы реализовать эту задачу на практике применяется специальный регулятор давления. Он используется в инжекторных двигателях, где от точности параметров впрыска зависит корректность работы мотора.

Когда регулятор неисправен, двигатель работает неравномерно, увеличивается время разгона, а в некоторых случаях может существенно снизиться мощность. Так, например, если количество поступающего из коллектора воздуха останется неизменным, а топлива будет больше необходимого, топливовоздушная смесь не воспламениться или же сгорит не полностью.

Даже если в таком режиме электронный блок управления сократит интервал открытия форсунок, полностью компенсировать избыточное давление топлива не получится. Это приведет к перебоям в работе мотора и увеличению количества несгоревшего топлива в выхлопе, что способно преждевременно вывести из строя каталитический нейтрализатор или же сажевый фильтр.

Устройство и принцип работы

Состоит топливный регулятор из следующих элементов:

  • Корпус. Изготавливается из металла и отличается высокой герметичностью, необходимой для предотвращения утечки топлива и потери давления.
  • Мембрана (диафрагма). Реагирует на избыточное давление и открывает сливную магистраль.
  • Обратный клапан. Расположен на входе.
  • Пружина. Оказывает дополнительное давление на диафрагму клапана.
  • Штуцеры для крепления магистралей впуска и слива топлива.
  • Уплотнители. Обеспечивают герметичность системы на входе и выходе.
Читайте также:  Белая приора на 15 торусах

Принцип работы механического регулятора объема топлива прост. Мембрана разделяет внутреннее пространство корпуса на две камеры (топливную и воздушную). В первую при помощи насоса подается топливо, которое оказывает некоторое давление на мембрану. Обратный клапан при этом препятствует возврату топлива во впускную магистраль, что позволяет создавать давление, необходимое для работы мотора.

Классическая конструкция клапана представляет собой механический узел, работа которого основана на разнице давлений. В системах типа Common Rail вместо топливного регулятора может быть использован электромагнитный клапан, управляемый ЭБУ двигателя.

С обратной стороны мембраны (во второй камере) расположена пружина, запирающая регулятор. Эта камера при помощи шланга соединена с впускным коллектором, в котором при различных режимах формируется некоторый уровень разрежения воздуха, что также воздействует на диафрагму. В момент, когда давление топлива превышает суммарное воздействие пружины и разрежения во впускном коллекторе, клапан открывается, сбрасывая часть горючего.

Таким образом, чем меньше разрежение во впускном коллекторе, тем больше давление поступающего к топливным форсункам горючего. Контрольным режимом топливного регулятора является холостой ход двигателя, когда разрежение минимально, а давление максимально.

Данные этого режима, как правило, фиксируют на внешней стороне корпуса, что упрощает процесс диагностики и ремонта системы питания двигателя. При остановке двигателя клапан полностью закрывается, что позволяет поддерживать постоянное высокое давление в топливной рейке (рампе) и упрощает повторный пуск.

Расположение в конструкции автомобиля

В современных автомобилях используют две схемы расположения регулятора давления топлива. В системах с обратной магистралью он устанавливается на топливной рампе, а в конструкциях без «обратки» — непосредственно внутри топливного бака (в насосе). Схема с расположением на топливной рампе предполагает подключение регулятора к двум магистралям системы:

Схема расположения регулятора давления топлива в системе

  • впускная – канал подачи из топливного бака в систему питания;
  • обратная выпускная – канал слива избытка топлива (сброса давления).

В такой системе при открытии регулятора избыток топлива попадает в обратную магистраль, а затем в топливный бак. Эта схема имеет некоторые недостатки:

  • сложность конструкции и необходимость установки дополнительного трубопровода;
  • нагрев излишков топлива при попадании в рампу, что усиливает испарения, образующиеся в баке.

Каждый топливный регулятор имеет свои заводские настройки и подходит под заданную модель автомобиля. Также существуют универсальные конструкции для инжекторных систем, которые оснащаются манометрами и возможностью ручной настройки. Они устанавливаются взамен штатного регулятора исключительно в топливную рампу.

При размещении регулятора давления топлива напрямую в баке требуемое количество рабочей жидкости с заданным уровнем компрессии сразу поступает в двигатель без использования дополнительной магистрали. При этом излишки сбрасываются также прямо в бак, но они не попадают в моторный отсек, что исключает их нагрев.

Постоянная разница давлений при этом устанавливается относительно атмосферного, а учет величины разрежения во впускном коллекторе реализуется за счет изменения продолжительности впрыска.

Диагностика и неисправности регулятора топлива

Конструкция регулятора давления топлива не предусматривает ремонта. В ряде случаев выполняется его очистка, но такая процедура ненадолго продлевает срок службы устройства. При обнаружении поломки чаще всего регулятор полностью меняют на новый. Основными типа неисправностей этого узла являются:

  • проседание или поломка рабочей пружины регулятора;
  • разгерметизация корпуса;
  • механический износ контактных поверхностей;
  • коррозия различных поверхностей;
  • загрязнение каналов.

Непосредственно сбои в работе могут проявляться в трех форматах:

  1. подклинивание — регулятор срабатывает не каждый раз, когда это необходимо, а периодически;
  2. неполное закрытие — топливо постоянно сливается в бак (обратную магистраль), независимо от давления;
  3. заклинивание в закрытом положении — слива топлива не происходит при любых параметрах.

Признаки неисправности топливного регулятора имеют много общего с поломками топливного насоса и загрязнением фильтров. Так, предварительную диагностику можно выполнить на основе следующих наблюдений:

  • Неустойчивая работа и остановка двигателя в режиме холостого хода.
  • Повышение расхода топлива.
  • Снижение мощности мотора.
  • Медленная реакция на нажатие педали управления дроссельной заслонкой.
  • Отсутствие плавного хода при разгоне автомобиля, наблюдаются рывки.
  • В выхлопе значительно увеличивается содержание вредных компонентов CO и CH.
  • Автомобиль не разгоняется.

Существенное влияние на срок службы регулятора давления топлива оказывает качество горючего. Также не следует пренебрегать своевременной заменой топливных фильтров. Особое внимание топливному регулятору следует уделить, если автомобиль не был в эксплуатации длительное время.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector