Редуктор давления воды мембранный или поршневой: Характерные причины отказов и испытания квартирных редукторов давления

Редукторы давления. Какой лучше. Как выбрать. Защитить сантехническое оборудование. Статьи

Выбрать редуктор давления

Если Вы решили заняться передовой и эффективной системой полива – капельным поливом на своем участке, даче, в теплице или приусадебном хозяйстве, то наверняка уже знаете, что капельный полив можно осуществить как минимум тремя способами:

•  капельной лентой,
•  капельным шлангом
•  внешними капельницами.

Узнать подробнее про особенности применения этих трех способов капельного полива можно в статье «Система капельного полива».

Не зависимо от того, какой способ организации капельного полива Вы выбрали для себя, чтобы результат получился положительным и порадовал Вас в конце садоводческого сезона желательно купленные и смонтированные элементы капельного полива эксплуатировать так, как это предусмотрено производителем.

Одним из основных параметров любого компонента системы водоснабжения и особенно капельного полива является – его рабочее давление.

Для организации капельного полива можно использовать разные источники воды: водоем, колодец, скважину с насосом, центральный водопровод, емкость с водой и прочие. И все они могут иметь разное давление воды или даже не постоянное а меняющееся. Как же давление источника воды привести в требуемые рамки?

Если давление в источнике воды выше, чем требуется для компонентов системы капельного полива, то используются так называемые регуляторы или редукторы давления давления воды, иногда можно встретить в литературе понятие редукционный клапан.

Редуктор давления воды – это элемент системы водоснабжения или полива, который понижает давление воды на своем выходе до заданного уровня, безопасного для последующих элементов системы.

Чтобы правильно выбрать и купить редуктор для капельного полива нужно знать следующее:

1. тип редуктора давления
2. требуемое давление, т.е. давление на выходе редуктора
3. диапазон давлений на входе редуктора
4. количество воды, которое будет проходить через редуктор

Только правильно подобрав эти параметры, можно гарантировать правильную работу редуктора и следовательно капельного полива.

Тип редуктора давления воды

Редукторы давления воды по конструкции можно разделить на несколько видов:

1. Поршневые редукторы давления
2. Мембранные редукторы давления
3. Проточные редукторы давления воды*

* — этот термин введен в данной статье как наиболее точно описывающий принцип работы данных регуляторов давления для капельного полива.

Поршневой редуктор давления воды

Поршневой редуктор давления воды самый распространенный в системах бытового водоснабжения из-за своей простоты и низкой стоимости. Содержит в своей конструкции поршень, поджатый пружиной. Поршень в зависимости от давления на выходе перекрывает проход, пропускающий воду на выход. В некоторых моделях предусмотрено подключение манометра для визуальной настройки.

поршневой редуктор давления воды
Поршневой редуктор давления воды для бытовых систем водоснабжения

Поршневой редуктор давления воды чаще всего позволяет регулировать давление воды после себя от 1 до 5бар. Хотя некоторые производители делают и от 0.5бар.

Например:
— редуктор марки Itap арт.143ду15 имеет условный проход DIN 15мм, присоединение резьбой 1/2, регулировку давления от 1 до 6бар при расходе воды от 0.9 до 1.8м.куб/час.
— тот же редуктор с присоединением резьбой 3/4 рассчитан на расход воды 3-4.5 м.куб/час.

Особенностью поршневых редукторов давления воды является наличие движущихся частей внутри, требование по фильтрации воды на входе и максимальная скорость потока воды не выше 2м/с для исключения повышенного износа механизма поршня.

Мембранный редуктор давления воды

В мембранном редукторе давление со входа (или выхода) редуктора подается на обратную сторону перекрывающей мембраны, которая дополнительно подпружинена. Преимуществом таких редукторов является их работа с большим диапазоном давлений и лучшее сглаживание перепадов давления на входе.

редуктор давления воды мембранный
Мембранный редуктор давления воды для бытовых объектов водоснабжения

Мембранные редукторы давления воды могут работать с более низким расходом воды. Цена таких редукторов значительно выше поршневых.

Например:
— редуктор марки Watts DRV имеет условный проход DIN 15мм, присоединение резьбой 1/2, регулировку давления от 1.5 до 6бар при расходе воды от 0.6 до 2.5м.куб/час.

Проточный редуктор давления воды

Применяются проточные редукторы давления воды очень массово за рубежом в системах полива и орошения, как на приусадебных хозяйствах так и в промышленных масштабах сельского хозяйства.
Внутри пластикового корпуса встроен лабиринт, рассекающий поток воды и замедляющий его, что позволяет зафиксировать давление воды на выходе. Принцип работы такого редуктора давления воды напоминает работу компенсированной капельницы для микроорошения.

редуктор давления воды капельного полива
Проточный редуктор давления воды для капельного полива

Несомненным преимуществом применения проточных редукторов давления воды для капельного полива кроме их низкой цены, является их инертность к химикатам и удобрениям, что очень важно в системе капельного полива в отличие от бытового водоснабжения, где применяются другие типы регуляторов давления.

Обязательно нужно иметь в виду, что работает такой редуктор давления для капельного полива только при протекании через него потока воды в заданном диапазоне. Поэтому кран или клапан на капельную линию полива должен стоять до редуктора. При наличии нескольких линий полива со своими кранами или клапанами, то лучше после каждого клапана поставить по своему редуктору давления воды.

Например:
— редуктор M1050 присоединение резьбой 3/4, заданное давление 0.7бар при расходе воды в диапазоне от 0.2 до 1.2 м.куб/час.

Требуемое давление

При выборе редуктора давления воды для капельного полива обратите внимание на возможность редуктора обеспечить нужное давление для капельной линии полива.

Например:
— для капельной ленты с толщиной стенки 8mil максимальное давление от 0.8 до 1бар в зависимости от ее производителя,
— для капельного шланга обычно рабочее максимальное давление до 4бар,
— для микрокапельного полива с внешними капельницами рабочее давление от 1 до 3 бар.

Давление на входе редуктора воды

Редуктор давления воды рассчитан на определенное давление на входе, превышать которое не стоит. Это опасно нарушением его работы и даже выходом из строя. На наш взгляд даже лучше оставить запас в 10-20% по входному давлению, что обеспечит дополнительный запас прочности редуктора.
При давлении на входе ниже рекомендуемого, некоторые редукторы просто перестают регулировать а некоторые перекрывают поток совсем. Это тоже нужно выяснить до покупки редуктора для капельного полива.

Расход воды через редуктор давления

На этот обязательный параметр любого редуктора давления воды нужно обратить пристальное внимание, т.к. только в указанном производителем диапазоне протекания воды через редуктор он поддерживает заданное давление. Несоблюдение этого требования может привести к ненормированному повышению давления в линии капельного полива и ее прорыву, подтеканиями и прочим неприятностям.
И обязательно нужно учитывать, что при протекании воды через редуктор происходит падение давления.

Итоги

Резюмируя все вышесказанное, можно подвести итоги:

— для подбора редуктора давления воды для линии капельного полива нужно обязательно знать требуемое давление, возможный диапазон давления воды от источника воды и требуемый расход воды для капельной линии,

— для регулирования давления воды в линиях капельного полива в условиях частных хозяйств можно использовать редукторы, предназначенные для систем бытового водоснабжения, но даже при одинаковой цене с проточными регуляторами давления воды они не предназначены для протекания воды с растворенными в ней удобрениями.

Редукторы давления воды: поршневые, мембранные, с фильтром, линейные

Редукторы давления – это те устройства, которые позволяют стабилизировать и понизить давление в системе водоснабжения. Благодаря такому оборудованию можно защитить водопровод и с лёгкостью подсоединить к нему домашнюю технику таким образом, чтобы она больше не страдала от гидроударов, сильного напора воды. Устройство максимально легко устанавливается. Никаких трудностей не возникнет с тем, чтобы установить один из большого количества редукторов. Сейчас в интернет-магазине можно с лёгкостью приобрести такие разновидности редукторов, как:

• Valtec VT.298;
• Valtec VT.085;
• Valtec VT.088;
• Valtec VT.082;
• Valtec VT.CAR19;
• Profactor PF PRV255.

Редуктор давления может понадобится для того, чтобы использовать его при контроле и управлении давлением в системе водоснабжения. Основная задача, которая стоит перед подобным оборудованием – убедится, что трубопровод не будет страдать от скачков давления и гидравлических ударов.

Рабочий принцип состоит в том, чтобы стабилизировать функционирование диафрагмы и пружины для настройки. Есть несколько важных преимуществ редуктора давления:

• Обеспечение полной безопасности в работе;
• Поддержка стабильного напора;
• Надёжное удержание температурного режима;
• Долгий срок службы;
• Нормальная стоимость.

Можно сказать, что подобное устройство является попросту незаменимым в современных условиях. Но важно отметить тот факт, что подобрать оптимальный вариант можно будет лишь только в том случае, если у редуктора будет достаточно высокая пропускная способность, будет хороший способ подключения, нормальный диапазон регулировки и приемлемые ограничения по температуре поступаемой жидкости. Чтобы выбрать наилучший вариант для покупки, рекомендуется при первой же возможности обращаться за помощью к специалистам интернет-магазина. Они с удовольствием дадут наилучшую подсказку по приобретению достойного редуктора.

Для чего устанавливают регулятор давления воды?

Регулятор давления воды — это устройство, выравнивающее и понижающее давление в водопроводной системе.

Главное предназначение данного прибора состоит в предохранении трубопровода и подсоединенного к нему оборудования от повышенной нагрузки и образующейся в результате этого ударной волны.

Если углубиться в особенности конструкции редуктора, то это компактное устройство, расположенное в закрытом железном корпусе. Отверстия входа и выхода оборудованы резьбой. В качестве дополнительного элемента нередко используется манометр и винтовой механизм, дающий возможность контролировать давление.

Устройство регулятора давления воды

Прочный герметичный корпус защищает редуктор от повреждений. В состав такого прибора входит несколько элементов:

1. Сетчатый фильтр;
2. Прижимной и пружинный механизмы;
3. Винт и гайки;
4. Поршень;
5. Клапан, оснащенный прокладкой и уплотняющими кольцами;
6. Диафрагма.

Эксплуатация редуктора должна выполняться при определённых условиях: в водной среде не должно быть воздуха и масел, а предельные значения давления и температурный режим ограничиваться отметками в 16 бар и 70 градусов.

При активации крана с водой уменьшаются показатели редукторного и диафрагменного давления. Напор пружины дает возможность выровнять рабочее давление в водопроводной системе.

Редуктор часто устанавливают на технику, не имеющую защиты от повышенного водного давления и оснащенную насосом, активация которого может спровоцировать появление гидроударной волны.

Принципы работы регулятора давления воды

Производители выпускают несколько типов устройств, созданных для регулировки водного давления.

Рассмотрим существующие виды редукторов подробнее. И начнем с поршневого регулятора.

Поршневой

Ключевым достоинством считается простота конструкции. Контроль давления осуществляется при помощи компактного подпружиненного поршня, уменьшающего или увеличивающего размер отверстия и за счет этого выравнивающего давление в трубопроводе.

Параметр гидродавления на выходе регулируется за счет сжатия или расслабления пружины, обусловленного вращением регулирующего винта.

Главный минус использования таких устройств состоит в необходимости осуществлять предварительное очищение воды, поскольку поршень интенсивно засоряется и в результате перестает работать.

Этот недостаток учитывает большинство крупных производителей, комплектующих свои приборы фильтрами. Диапазон давления находится в пределах 1-5 атмосфер.

Мембранный

Еще одна популярная разновидность регулятора давления воды – мембранная. Преимущество таких изделий заключается в высоком уровне надежности. Это неприхотливые приборы, обладающие высокой пропускной способностью. Главным элементом таких редукторов является подпружиненная мембрана, она находится в автономной камере, которая абсолютно герметична. Уровень сжимания пружины, отражается на маленьком клапане, увеличивающем или снижающем пропускную способность регулятора.

У приборов мембранного типа отсутствуют явные недостатки, они считаются самыми надежными и производительными.

Проточный

Спросом пользуются и редукторы проточного типа.

Ключевая особенность таких регуляторов заключается в полнейшем отсутствии мобильных деталей, за счет чего повышается их надежность.

Давление стабилизируется по внутреннему лабиринту, протекая сквозь который, потоки воды утрачивают скорость. Выходя наружу, водные массы соединяются в общий поток и движутся медленно.

Минус такого прибора состоит в потребности устанавливать на выходе еще один редуктор.

Классификация по различным параметрам

Современные модели регуляторов давления воды, устанавливаемых в квартирах, классифицируются по нескольким параметрам.

Производительность бытовых приборов составляет около 3 кубометров за час.

Выбирая модель регулятора, следует, в первую очередь, обращать внимание на этот параметр. По данному критерию устройства для регулировки водного давления подразделяются на бытовые, коммерческие и промышленные.

У коммерческого оборудования производительность находится в пределах 3-15 кубометров. У промышленных приборов этот показатель еще больше.

По типу подключения редукторы делятся на резьбовые и фланцевые. Первые применяются для трубопроводов диаметром два дюйма, а вторые для более объемных систем.

Еще один критерий, на который нужно обращать внимание при выборе – регулирующий диапазон. В продаже представлены модели с большим регулировочным интервалом (от 1,5 до 12 бар) и филигранно настраиваемые устройства (от 0,5 до 2 бар).

Немаловажное значение имеет и параметр максимального входного давления. Выпускаются устройства для комплектации водопроводных систем с уровнем давления максимум в 16 бар с большей мощностью, выдерживающие около 25 бар.

Подразделяются регуляторы и по предельному рабочему температурному режиму. Для водоснабжения холодной водой приобретают с придельным показателем в 40 градусов. Для снабжения горячей водой используют модели, выдерживающие температуру в 70 градусов.

Тонкости установки

Редукторы, контролирующие водное давление, в основном устанавливают на горизонтальных участках водопровода. Но при необходимости монтаж может быть выполнен и вертикально. Бесперебойное функционирование обеспечивается за счет фильтрующих элементов, с помощью которых выполняется механическое очищение воды. В обычных ситуациях, регуляторы оснащают запорной арматурой и монтируют за водосчетчиками.

Правильно интегрированный в систему редуктор не нуждается в специальном обслуживании. Установка нужных показателей давления осуществляется при нулевом водоразборе, для которого характерны закрытые толчки. За счет прокрутки установочной составляющей редуктора в сторону движения часовой стрелки увеличивается давление на участке за прибором. Поворот в противоположную сторону уменьшает данный показатель. Диаметр устройства выбирают исходя из предполагаемого расхода жидкости. Правильно интегрированный в систему редуктор не требует сложного обслуживания, но чтобы продлить срок его службы рекомендуется периодически чистить фильтровальные сетки. Износившиеся в ходе работы сетчатые детали можно заменить, при этом даже не придется демонтировать корпусную коробку.

Что касается стоимости такого оборудования, то она напрямую зависит от характеристик и фирмы производителя.

Установка регуляторов давления воды в системе водоснабжения квартиры не считается сложной, но лучше поручить эту работу профессионалам, их услуги обойдутся недорого. Профессионально выполненный монтаж обеспечит продолжительную эксплуатацию оборудования, сведут к минимуму вероятность поломок.

Можно ли обойтись без редуктора?

Все владельцы квартир тщательно подбирают сантехническое оборудование, чтобы гарантировать себе и членам своей семьи максимальное удобство от его использования. В проектирование водоснабженческих систем вкладывается масса сил, но обычные перепады давления в трубопроводе способны негативно повлиять на функционирование современной техники.

Регулятор предохраняет систему от водного удара, возникающего вследствие сбоев в работе станции или неправильных действий сотрудников водоканала.

Редукторы выполняют важную функцию, они стабилизируют гидродавление и за счет этого препятствуют образованию аварийных ситуаций. При наличии регулятора, выпущенного надежным производителем, проблем с эксплуатацией водопровода из-за появления гидроударной волны не будет.

Редуктор не только защищает водопровод от гидроударов, но и способствует экономному расходованию водных ресурсов – это еще одно весомое преимущество его применения. Это актуально не только для владельцев квартир, но и для собственников загородных домовладений, поскольку снижение количества потребляемой жидкости, уменьшает объем сточных вод, а это значит, что услугами ассенизаторов придется пользоваться реже.

Помимо перечисленных функций, регуляторы еще и снижают уровень шума в водозаборных приборах. Ведь именно повышенное давление провоцирует возникновение шума в водопроводе, его можно уменьшить или полностью нивелировать за счет стабилизации напора.

Если у вас возникнет необходимость купить регулятор давления воды для установки в квартире, предварительно изучите характеристики имеющихся в продаже приборов, чтобы не ошибиться с выбором. При покупке нужно обращать внимание на устройство прибора и материал изготовления. Одними из самых надежных и долговечных считаются редукторы брендов Valtec, Honeyvell, Far. Регуляторы давления перечисленных производителей обладают оптимальными эксплуатационными параметрами и изготовлены из прочных материалов, приобрести их можно по доступной стоимости.

О редукторе давления

Цены на редукторы давления в нашем каталоге

Назначение редукторов давления воды

Наклонные регуляторы давления воды

Установка редуктора

Назначение

Редукторы давления, или редукционные клапаны, предназначены для ограничения давления в системах отопления и водоснабжения. Кроме основного назначения, сохранять в целостности бытовое гидротехническое оборудование, такое как трубы и водоразборные устройства (краны, гибкие подводки и смесители) эти устройства позволяют уменьшить скорость затопления помещения в случае разрыва системы. Если редукторы давления установлены на всех этажах многоэтажного дома, то существенно снижается водоразбор в часы пик и вода «доходит» до верхних этажей. Редукторы позволяют предотвращать гидроудары и предохранять от выхода из строя различные измерительные устройства, такие как манометры. Резкое увеличение давления на входе редукционного клапана на 100% приводит к увеличению на выходе всего на 15%.

Конструктивно редукционные клапаны делятся на поршневые и мембранные. Поршневые редукторы позволяют иметь максимальное давление на входе до 15 Бар и регулируют давление на выходе от 0,5 до 4,0 Бар в зависимости от настройки. Поршневые редукторы значительно дешевле мембранных, но последние имеют целый ряд преимуществ. Во-первых, у них расширен диапазон регулировки от 0,5 до 7 Бар и увеличено давление на входе до 25 Бар. Во-вторых, их применение позволяет избежать применения расширительных баков, т.к. они очень хорошо сглаживают пульсации давления в системе. В-третьих, они не так критичны к качеству воды, так как не имеют трущихся частей и поэтому значительно надежнее. Все редукторы давления имеют заводскую настройку на 3 Бара. Максимальная температура воды 80 градусов по Цельсию. Размеры подключения поршневых редукторов колеблются от 3/8 до 2, а мембранных до 4”.

Некоторые модели мембранных редукторов совмещены с фильтрами, что существенно облегчает монтаж и повышает качество сборки. При установке редукторов следует применять следующие правила:

• Редуктор устанавливается только вертикально манометром вверх. Если редуктор не совмещен с фильтром, то допускается его установка манометром вниз. Нельзя устанавливать устройство горизонтально и под произвольным углом.
• Установка механического фильтра перед редуктором обязательна. При отсутствии фильтра рекламации по работе редуктора не принимаются.
• Подключение производить с учетом направления потока указанного стрелкой на корпусе.
• При монтаже обязательно предусмотреть отсекающие вентили.

Настройка редукторов, независимо от конструктивных особенностей, производится путем изменения упругости регулировочной пружины. Для регулировки пружины используются шестигранные или гаечные ключи. Для увеличения давления ключ надо вращать по часовой стрелке, для уменьшения – против. Настройка редуктора производится при наполненной системе с закрытыми выходными вентилями.

Наклонные регуляторы давления Caleffi

Новая серия редукторов давления Caleffi была разработана для небольших индивидуальных систем и бойлеров, где важны малые габариты и пониженная шумность.

С целью обеспечения надежности и долговечности прибора предусмотрены простота в осмотре и ревизии редуктора, а также простая замена редуцирующего элемента, что является обязательным требованием к современному оборудованию.

Особенности

• Наклонная форма редуктора позволяет обеспечить оптимальную конструкцию прибора с увеличенным объемом выпускной полости, что обеспечивает:
• Низкое гидравлическое сопротивление
• Бесшумная работа
• Небольшие установочные размеры

Уровень шума

Просторная камера после редукционного клапана существенно понижает скорость движения жидкости, повышение которой, вызванное процессом редуцирования, является основной причиной возникновения шума.

Гидравлические характеристики

Чтобы избежать шум в трубах и быстрого износа редукционного клапана, желательно поддерживать скорость движения воды в трубах в пределах 2 m\s.

Обслуживание

Для того, чтобы извлечь фильтр или картридж из тела клапана необходимо открутить верхнюю пластиковую крышку. При загрязнении фильтра или картриджа их необходимо просто промыть или очистить и установить в исходное положение. Если произошел износ редуктора, можно сделать две равнозначные операции: поменять только картридж, или установить новый редукционный клапан.

Установка

Редуктор давление может быть установлен в любом положении. Желательно, после установки открыть все выпускные краны с целью промывки и обезвоздушивания прибора.

Рекомендуется устанавливать два отсекающих вентиля до и после редуктора с целью облегчения его обслуживания. Перед клапаном рекомендуется устанавливать шаровый кран со встроенным обратным клапаном, который обеспечивает минимальные установочные размеры и делает более удобной проверку и обслуживание прибора.

Ключевые слова: редуктор давления воды

Поршень

против диафрагменного регулятора, первые ступени

По сути, существует три типа конструкции современных регуляторов акваланга, которые обычно продаются всеми основными производителями: сбалансированный поршень , неуравновешенный поршень, и сбалансированная диафрагма . Все эти конструкции относятся к первому этапу.

Почему так важно проектирование первой стадии?

Первая ступень регулятора акваланга выполняет большую часть тяжелой работы, снижая воздух под высоким давлением в баллоне (иногда выше 3000 фунтов на квадратный дюйм) до стабильного промежуточного давления примерно на 135 фунтов на квадратный дюйм выше давления окружающей среды.

Первая ступень подвергается экстремальному давлению из резервуара и должна пропускать достаточное количество воздуха для подачи как минимум двух вторых ступеней на любой глубине и при любом давлении в баллоне.

Поршень первой ступени

В первых ступенях поршня используется полый металлический поршень в сочетании с тяжелой пружиной для управления клапаном высокого давления, который отделяет давление в баллоне от промежуточного давления.

Поршень состоит из головки диаметром около 1 дюйма и вала диаметром около 1/4 дюйма.Конец поршневого вала упирается в твердое пластиковое седло, разделяя две камеры на первой ступени и герметизируя давление в резервуаре от промежуточного давления.

Когда регулятор не находится под давлением, тяжелая пружина удерживает вал поршня отдельно от седла. По мере того, как воздух поступает из резервуара, он попадает в первую камеру через вал поршня во вторую камеру. Когда давление воздуха во второй камере увеличивается, он давит на головку поршня на противоположной стороне вала.Когда давление в камере достигает промежуточного давления, поршень прижимается к седлу, и поток воздуха высокого давления из резервуара прекращается. Этот процесс повторяется с каждым вдохом!

• Сбалансированный поршень конструкции обеспечивают одинаковое промежуточное давление независимо от давления в резервуаре.
• Несбалансированный поршень конструкции обеспечивает несколько более низкое промежуточное давление по мере опорожнения бака.

У обеих конструкций есть преимущества, хотя первые ступени с сбалансированным поршнем считаются более производительными и обычно более дорогими, чем первые ступени с несбалансированным поршнем.

Преимущества и недостатки поршневых первых ступеней

Преимущества:

• Простота, особенно в конструкциях с несбалансированным поршнем
• Прочность
• Возможность очень высокого расхода воздуха в конструкциях с сбалансированным поршнем

Недостатки:

• Возможность замерзания и свободного течения: Часть поршня подвергается воздействию окружающей воды. В очень холодных условиях он может замерзнуть, что приведет к сильному свободному течению.По этой причине те, кто ныряет в очень холодную воду, часто предпочитают первые ступени диафрагмы. Есть способы изолировать поршень от воды с помощью силиконовой или тефлоновой смазки, но это увеличивает расходы на обслуживание регулятора.

Диафрагма первой ступени

В первых ступенях диафрагмы используется толстая резиновая диафрагма с тяжелой пружиной для управления клапаном между двумя камерами на первой ступени. Это требует немного более сложной конструкции, поскольку в клапанном механизме используется больше деталей, чем в первой ступени поршневого типа.

Внутри регулятора есть штифт и вторичная пружина, которые приводят в действие клапан высокого давления. Когда регулятор не находится под давлением, тяжелая пружина на внешней стороне диафрагмы толкает диафрагму внутрь, которая, в свою очередь, нажимает на штифт, отделяющий твердое пластиковое седло от металлического отверстия. Когда он подсоединен к резервуару и находится под давлением, воздух поступает в регулятор и толкает диафрагму наружу, что позволяет твердому пластиковому седлу плотно прилегать к отверстию и останавливать поток воздуха, когда давление достигает промежуточного давления.Этот процесс также повторяется с каждым вдохом.

Одна интересная деталь этой конструкции заключается в том, что клапан очень легко уравновесить, так что промежуточное давление не меняется с давлением в баллоне; Фактически, все современные диафрагменные первые ступени сбалансированы.

Преимущества и недостатки первых ступеней диафрагмы

Преимущества:

• Хорошая надежность в холодной воде: большинство рабочих частей первой ступени диафрагмы изолированы от воды, что снижает вероятность замерзания клапана и снижает риск свободного потока при погружениях в очень холодной воде.
• Легче содержать в чистоте: поскольку рабочие части первой ступени диафрагмы изолированы от воды, первую ступень диафрагмы легче содержать в чистоте и не допускать коррозии в соленой воде, чем поршневую первую ступень.

Недостатки:

• Больше деталей, подлежащих замене во время обслуживания: большинство первых ступеней диафрагмы немного сложнее, чем большинство первых ступеней поршня, и немного более требовательны в обслуживании. Но хорошие специалисты по обслуживанию легко справятся как с поршневыми, так и с мембранными конструкциями.
• Потенциальный поток воздуха не такой высокий, как у первых ступеней поршня с максимальной производительностью: хотя это фактически верно, это немного похоже на разницу между автомобилем, который может разогнаться до 100 миль в час, и автомобилем, который может разогнаться до 200 миль в час. Все первые ступени хорошего качества имеют много воздуха для любительского дайвинга.

Что купить

Вы мне скажите, что лучше: Форд или Шеви? Будвайзер или Миллер? Курица или рыба? Шпоры или Лейкерс? (Что ж, это просто!) Дело в том, что оба дизайна работают очень хорошо.У каждой конструкции есть некоторые неотъемлемые преимущества, и они малы и горячо оспариваются ботаниками-регуляторами. Если у вас когда-либо возникают проблемы со сном, попробуйте поискать в Интернете аргументы за и против каждого типа первого этапа. Прежде чем вы это поймете, вы будете счастливы вздремнуть.

Имейте в виду, что классические конструкции первой ступени существуют уже несколько десятилетий и практически не изменились со времен старых двухшланговых регуляторов. Жак Кусто использовал этот стиль регулятора на тысячах очень глубоких и очень сложных погружений.Помните об этом, когда продавец пытается убедить вас, что вам подойдет только самая последняя и лучшая конструкция регулятора!

Продолжайте читать

Поршень или диафрагма: имеет значение?

Текст Франсуа Бурмана, Pr. Eng., M.Sc.
Фото Стивена Фринка

Регуляторы акваланга первой ступени преобразуют высокое давление в промежуточное и должны подавать газ с постоянным промежуточным давлением относительно глубины во вторую ступень, чтобы дайверы могли легко дышать. Чтобы поддерживать постоянную подачу, несмотря на изменения состояния воды, глубины, потребности в дыхании и давления в баллоне с аквалангом, первые ступени имеют чувствительный механизм, который подстраивается под эти изменения, обеспечивая постоянное давление и подачу независимо от условий.

У этих устройств есть два основных способа реагировать на изменения давления подачи, спроса и глубины в реальном времени. Регуляторы с датчиком диафрагмы используют гибкий элемент для адаптации к этим изменениям и обеспечения постоянного выходного давления и расхода по глубине; В регуляторах с датчиком поршня используется скользящий металлический поршень, который перемещается, чтобы адаптироваться к этим изменениям.

Некоторые дайверы думают, что поршневые регуляторы легче, меньше и надежнее, прочнее и чувствительны к изменениям. Некоторые считают, что они лучше работают на глубине, выдерживают больший поток газа, работают более надежно в условиях замерзания и дешевле в обслуживании, несмотря на то, что изначально были более дорогими.Те, кто предпочитает поршневые регуляторы, утверждают, что они стоят своих денег лучше, чем любой диафрагменный продукт.

Другие дайверы используют диафрагменные регуляторы, считая их превосходными по всем вышеперечисленным преимуществам. Традиционно мембранные регуляторы изолированы от окружающей среды, чтобы снизить вероятность любой внутренней коррозии или замерзания в холодной воде.

На самом деле современные высококачественные регуляторы спроектированы, изготовлены и изготовлены настолько хорошо, что ограничения и неудачный опыт прошлого больше не являются реальностью.Личные предпочтения, а не оперативные возможности, теперь определяют решения водолазов. Среднестатистический дайвер, вероятно, не сможет различить разницу в характеристиках двух типов регуляторов в большинстве типов погружений. Если ваш тип регулятора вам подходит, оставайтесь с ним. Если вы покупаете новый регулятор, возможно, вы захотите подумать о том, как вы будете его использовать, прежде чем принимать окончательное решение.

Подумайте, какие виды дайвинга вы собираетесь делать, задавайте вопросы и поищите рекомендации, основанные на ваших предполагаемых занятиях.По возможности попробуйте несколько регуляторов, а затем выберите тот, который лучше всего подходит для вас. Для 90 процентов занятий дайвингом тип регулятора не имеет значения. Если вы будете время от времени заниматься дайвингом, когда вам может быть рекомендован конкретный тип регулятора в зависимости от окружающей среды, вы всегда можете арендовать что-то более подходящее для этих конкретных условий.

Например, интенсивное ныряние на глубине ниже 300 футов может вызвать опасения по поводу потока газа. Поинтересуйтесь, насколько эффективны регуляторы, способные удовлетворить максимальные потребности без ущерба для легкости дыхания.Точно так же, если вы ныряете при низких температурах поверхности, выберите регулятор, рассчитанный на работу при таких температурах поверхности и под водой без заедания.
Дайверы, которые переходят от воздуха к газовым смесям, особенно с кислородом, изменяющимся от гипоксического до чистого кислорода, должны выбрать регулятор, который совместим и безопасен для использования с повышенным уровнем кислорода. Проверьте наличие этого сертификата и рейтинга у дилера или производителя.

Независимо от того, какой тип первой ступени вы выберете, следуйте инструкциям производителя по использованию и обслуживанию.Несоблюдение требований производителя по регулярному обслуживанию регулятора или использование запасных частей, не предоставленных или не одобренных производителем, аннулирует любые гарантии или сертификаты. Такая халатность может стать причиной отказа регулятора, независимо от типа.

Некоторые дайверы используют сжатый газ для продувки впускного отверстия регулятора после погружения или после промывки регулятора. Это просто приведет к попаданию воды и любого другого мусора в регулятор и может привести к повреждению сиденья, коррозии и потенциальной утечке или заеданию, независимо от типа регулятора.Чтобы продлить срок службы регулятора, используйте полотенце из микрофибры для очистки впускного отверстия регулятора и пылезащитного колпачка, что обеспечит оптимальную надежность и сохранит ваш регулятор (наряду со слухом окружающих).

Надежность и срок службы регулятора почти полностью зависят от человеческих факторов, таких как правильное использование и техническое обслуживание, а не от конструкции или конфигурации регулятора. При покупке новой первой ступени не основывайтесь на своем решении, будет ли она поршневой или диафрагмой. Выберите тот, который больше всего подходит для предпочитаемого вами типа дайвинга, и следуйте рекомендациям производителя по уходу и обслуживанию.AD

Диафрагма и поршневые регуляторы акваланг

Диафрагма и поршневые регуляторы акваланг:

Один из наиболее распространенных вопросов при выборе регулятора акваланга: «Мне нужна поршневая первая ступень или диафрагменная первая ступень?» В чем реальная разница между ними и какие факторы мне, как покупателю, следует учитывать при принятии решения?

Начнем с краткого описания регуляторов в целом. Регулятор первой ступени подключается непосредственно к аквалангу и преобразует высокое давление в акваланге в «промежуточное давление», с которым может справиться ваша вторая ступень.Для большинства регуляторов IP (промежуточное давление) устанавливается в диапазоне от 135 до 150 фунтов на квадратный дюйм (примерно 9–10 бар). Регулятор первой ступени питает ваш первичный регулятор второй ступени, осьминога, SPG, инфлятор низкого давления и любые другие аксессуары, которые работают на газе.

Поршневые регуляторы акваланга первой ступени:

На первой ступени поршня используется поршень, который перемещается вверх и вниз против большой тяжелой натянутой пружины. Когда регулятор находится под давлением через отверстие в резервуаре, поршень перемещается и позволяет воздуху проходить через седло высокого давления.Когда давление внутри регулятора достигает IP, он закрывается, и поток воздуха прекращается. Когда вы делаете вдох, он движется и пропускает воздух. Хотя это упрощенное объяснение того, что происходит, в основном это все.

Затем у нас есть сбалансированные и несбалансированные регуляторы. Уравновешенная первая ступень поршня будет обеспечивать одинаковый IP до тех пор, пока резервуар не достигнет IP. Неуравновешенный регулятор будет иметь некоторое падение IP при уменьшении давления в резервуаре. В большинстве случаев сбалансированная первая ступень будет стоить больше, чем такой же регулятор в несбалансированной конструкции.

Хотя поршневой регулятор прост по конструкции, может обеспечивать высокий расход газа и дешевле в обслуживании, существует вероятность замерзания в очень холодной воде. Этот отказ часто приводит к неконтролируемому отказу регулятора «открыться» и стать свободным потоком.

Отличным примером поршневого регулятора является регулятор Atomic Aquatics T-3. Т-3 герметичен для защиты от попадания песка и соли в поршень и помогает предотвратить замерзание.

Мембранные регуляторы акваланга первой ступени:

В первой ступени диафрагмы используется толстый кусок резины (диафрагма), прижатый к прецизионно обработанному металлическому штифту, установленному на пружине, а затем к твердому пластиковому седлу высокого давления.Также имеется пружина, давящая на диафрагму с противоположного направления, удерживая ее в закрытом состоянии. Когда в регулятор подается газ под высоким давлением, пружина на пластиковом седле высокого давления открывается, и газ поступает во вторую камеру регулятора до достижения IP. Затем регулятор «закрывается», и этот процесс повторяется, пока вы дышите. Конструкция диафрагмы легко сбалансирована, и сегодня вам будет сложно найти несбалансированную первую ступень диафрагмы.

Мембрана по своей конструкции имеет больше движущихся частей, чем поршневой регулятор, и комплекты для обслуживания могут стоить немного дороже, чем конструкция поршня.Регуляторы диафрагмы немного лучше для тех, кто не так тщательно очищает первую ступень после погружения. Они также хороши при любой температуре воды, так как внутренние механизмы не подвергаются прямому воздействию воды.

Некоторые люди могут сказать вам, что диафрагмы не имеют такого большого потока воздуха, как поршневой регулятор. Хотя это может быть правдой, в большинстве случаев применения спортивного дайвинга (в том числе технического) заметной разницы не будет.

Мембранные регуляторы Apeks — одни из самых качественных.На этих первых ступенях используется уникальный дизайн, который они называют «уравновешенным». Это означает, что промежуточное давление, подаваемое на вторую ступень, увеличивается больше, чем в традиционных сбалансированных моделях, когда дайвер спускается на большую глубину.

Какой бы регулятор вы ни выбрали, DRIS предлагает широкий выбор поршневых и диафрагменных регуляторов для удовлетворения ваших потребностей и желаний как аквалангиста. Если у вас есть дополнительные вопросы о том, какой регулятор вам подходит, свяжитесь с нами.

Редукционные клапаны | Armstrong International

На протяжении десятилетий компания Armstrong посвятила себя изучению и обмену всем, что могла, в области энергосбережения применительно к паровому оборудованию.Редукционные клапаны (PRV) и регуляторы температуры, входящие в нашу сеть продуктов / услуг, представляют собой расширенные возможности для надежного решения Armstrong.

Пар, жидкости и газы обычно текут под высоким давлением к точкам конечного использования. В этих точках PRV снижает давление для обеспечения безопасности и эффективности, а также для соответствия требованиям приложения. Существует три типа редукционных клапанов.

Прямого действия . Самый простой из PRV, прямого действия, работает либо с плоской диафрагмой, либо с гофрированным сильфоном.Поскольку он является автономным, для работы ему не требуется внешняя измерительная линия ниже по потоку. Это самый маленький и самый экономичный из трех типов, он предназначен для расхода от низкого до среднего. Точность PRV прямого действия обычно составляет +/- 10% от уставки ниже по потоку.

поршневой с внутренним управлением . Этот тип PRV включает в себя два клапана — пилотный и главный — в одном блоке. Пилотный клапан имеет конструкцию, аналогичную конструкции клапана прямого действия. Нагнетание из пилотного клапана воздействует на поршень, который открывает главный клапан.В этой конструкции для открытия большого основного клапана используется давление на входе, которое иначе можно было бы открыть напрямую. В результате достигается большая пропускная способность на размер линии и большая точность (+/- 5%), чем у клапана прямого действия. Как и в случае клапанов прямого действия, давление измеряется изнутри, что устраняет необходимость во внешней измерительной линии.

Внешнее пилотирование . В этом типе двойные диафрагмы заменяют поршневой привод конструкции с внутренним управлением. Эта увеличенная площадь диафрагмы может открыть большой главный клапан, обеспечивая большую пропускную способность на размер линии, чем клапан с внутренним управлением.Кроме того, диафрагмы более чувствительны к изменениям давления, а это означает точность +/- 1%. Эта более высокая точность обусловлена ​​расположением измерительной линии снаружи клапана, где меньше турбулентности. Этот клапан также предлагает гибкость для использования различных типов пилотных клапанов (т. Е. Давления, температуры, нагнетания воздуха, соленоида или их комбинаций).

Мембранные регуляторы и поршневые регуляторы

Регуляторы

доступны в различных типах, конструкциях и материалах изготовления.Существует три основных категории регуляторов давления, включая редукционные, противодавленные и испарительные. В рамках каждой из этих трех классификаций можно выбирать между поршневыми и диафрагменными регуляторами, а также между одно- и двухступенчатыми регуляторами. В приведенной ниже таблице показано, в чем разница между мембранными регуляторами и поршневыми регуляторами.

Вам нужна дополнительная информация или вы ищете конкретный регулятор?

Просто заполните форму ниже, и мы вернемся не ранее

Как работает первая ступень регулятора подводного плавания

Подобно бьющемуся сердцу дайвера, которое перемещает воздух от легких к остальному телу, первая ступень регулятора подводного плавания обеспечивает критическую связь между водолазами и воздухом в нашем цилиндре, позволяя нам работать и играть под водой.

ПОДРОБНЕЕ: Как работает вторая ступень регулятора

Основная функция регулятора первой ступени — снизить высокое давление в баллоне до промежуточного давления, которое может использоваться второй ступенью, и обеспечить водолазу воздухом по запросу. Современные первые ступени регулятора изготовлены с высокой точностью и предназначены для работы в сложных условиях, где бы дайверы ни захотели исследовать их.

Мы будем исследовать первые ступени поршня и диафрагмы, а также их различия и сходства, чтобы помочь вам понять, как это жизненно важное оборудование позволяет нам дышать, наслаждаясь океанскими глубинами.

1. Детали

Поршневые и диафрагменные регуляторы имеют фитинги типа DIN или вилки для подсоединения их к баллону акваланга; входной фильтр для предотвращения попадания загрязняющих веществ в регулятор; корпус регулятора с камерами среднего и высокого давления; косая пружина; арматура среднего давления для вторых ступеней, агрегаты инфлятора и принадлежности; и арматура высокого давления для манометров и преобразователей. Поршневые регуляторы имеют узел клапана поршневого типа с седлом высокого давления, разделяющим камеры высокого и среднего давления первой ступени, в то время как диафрагменные регуляторы имеют мембрану, узел подъемно-тарельчатого клапана и седло высокого давления, выполняющие ту же функцию.

2. Как это работает

Когда вы делаете вдох на второй ступени регулятора, давление в промежуточной камере первой ступени снижается. Сила смещающей пружины и давление окружающей воды (гидростатическое) толкают внутрь либо диафрагму, либо основание головки поршня, поднимая клапан и создавая отверстие между камерами среднего и высокого давления. Воздух поступает из камеры высокого давления в камеру промежуточного давления и по соединительному шлангу вниз во вторую ступень регулятора.Когда дайвер прекращает вдыхать, давление внутри промежуточной камеры увеличивается до тех пор, пока оно не станет больше, чем давление смещающей пружины и гидростатического давления, и клапан закроется.

WATCH: Как ухаживать за регулятором акваланга

Первая ступень предназначена для подачи воздуха при атмосферном давлении, поэтому она должна регулироваться с учетом изменений давления при изменении глубины. Для этого необходим метод, позволяющий клапану в сборе «воспринимать» изменения давления окружающей среды и соответствующим образом регулировать его.Поршневые регуляторы имеют пружину смещения, нижнюю часть поршня и часть вала поршня, открытую для воды, чтобы обеспечить гидростатическое давление, необходимое для работы. Мембранные регуляторы имеют одну сторону диафрагмы и смещающей пружины, контактирующие с водой для обеспечения гидростатического давления, но остальные компоненты изолированы от окружающей среды с другой стороны диафрагмы. В обоих случаях величина давления, необходимого для открытия и закрытия клапанных узлов, зависит от давления воды в окружающей среде на открытых поверхностях.

3. Сбалансированный и несимметричный

Сбалансированная первая ступень, поршневая или диафрагменная, сконструирована таким образом, что давление в баллоне не влияет на работу клапана. Это обеспечивает постоянное дыхательное усилие независимо от глубины или давления в баллоне. В настоящее время все производимые мембранные регуляторы сбалансированы. В мембранных системах балансировка достигается путем направления воздуха промежуточного давления к обеим сторонам всего клапана в сборе и пропускания штока клапана через камеры высокого и среднего давления.На первых ступенях уравновешенного поршня поступающий воздух высокого давления не действует напрямую на поршень-клапан, который также проходит через камеры промежуточного и высокого давления. В несбалансированных регуляторах давление в баллоне действует непосредственно на седло высокого давления, а поступающий воздух высокого давления закрывает клапан при повышении промежуточного давления. Это нормально работает при высоком давлении в баллоне, но может привести к более сильному сопротивлению дыханию при более высоком давлении окружающего воздуха (более глубокая вода) или при низком давлении в баллоне.Неуравновешенный поршень по-прежнему будет обеспечивать достаточную подачу воздуха в этих случаях, но дайверу потребуется больше усилий для дыхания.

4. Поршень в сравнении с диафрагмой

Теперь к вечным спорам о том, что лучше: сбалансированный поршень или диафрагма первой ступени. На самом деле, все сводится к личным предпочтениям, и оба дизайна хорошо работают, обеспечивая своих пользователей пригодным для дыхания воздухом. Однако есть несколько отличительных характеристик, которые могут помочь решить, какой из них лучше всего подходит для вас.

• Природа конструкции первой ступени диафрагмы означает, что она герметична для окружающей среды.

• Снижена вероятность воздействия на компоненты частиц льда в холодной воде или ила, отложений или других загрязняющих веществ в мутной воде.

• Мембранные регуляторы обычно сложнее, чем поршневые регуляторы, с большим количеством деталей и имеют клапан меньшего диаметра, что означает меньший общий объем воздуха, поступающего на вторую ступень.

• Поршневые регуляторы имеют более простую конструкцию, а размер штока поршня позволяет подавать больший объем воздуха на вторую ступень, что делает их популярными благодаря легкости дыхания.

• В поршневых регуляторах больше компонентов, подверженных воздействию окружающей среды, что делает их более восприимчивыми к загрязнениям, влияющим на производительность, обледенению в холодной воде и, как следствие, к свободному потоку из-за застрявшего поршня.

• Поршневые регуляторы могут потребовать большего обслуживания открытых частей из-за загрязнения.

5. Дополнительные функции

Первые ступени регулятора

представляют собой замкнутые системы и не имеют настраиваемых пользователем функций, но производитель может вносить в них усовершенствования.Оба типа регуляторов могут включать защиту окружающей среды, включая вторую диафрагму для защиты пружины смещения первой ступени диафрагмы, или путем заполнения открытой части поршневого регулятора вязкой жидкостью и герметизации ее гибким кольцом. Некоторые регуляторы включают автоматические устройства для закрытия входа высокого давления и предотвращения попадания загрязняющих веществ или воды в первую ступень, когда регулятор не подключен к резервуару. Некоторые регуляторы могут иметь специальный порт среднего давления с большим потоком воздуха, специально разработанный для высокопроизводительных вторых ступеней.

Купольные регуляторы для регулирования давления

Последние достижения в области мембранной очистки и систем управления водными ресурсами потребовали все более сложных систем управления технологическим процессом. Многие приложения как в промышленности, так и в лабораториях требуют более стабильного контроля давления, и для повышения точности, сбора более точных данных и экономии рабочей силы постепенно внедряется компьютерная автоматизация. Распространенной проблемой является поиск эффективных методов контроля давления, которые надежно работают и легко автоматизируются, несмотря на значительные колебания расхода, широкий диапазон давления, экстремальные температуры, фазовые изменения или агрессивный химический состав.

Эти проблемы могут потребовать от разработчиков системы рассмотрения альтернативных подходов, выходящих за рамки традиционных подпружиненных клапанов и других ручных устройств. Во многих случаях купольные регуляторы давления являются хорошим решением.

Рисунок 1. Подпружиненный регулятор шарообразного типа. Предоставлено Jordan Valve

Традиционные подпружиненные регуляторы

Традиционный подпружиненный клапан обычно является первым вариантом, который рассматривает инженер, поскольку он знаком и обеспечивает надежный контроль давления для большинства простых процессов.В этой конструкции сжатая пружина представляет собой механизм нагрузки, который уравновешивает силу и давление на диафрагму или поршень. Небольшой дисбаланс на диафрагме или поршне приводит к открытию или закрытию клапана. Пружина сжимается до желаемой уставки путем ручного поворота ручки или винта (см. Рисунок 1). Он является автономным и относительно небольшим, что дает определенные преимущества.

Несмотря на то, что эти устройства являются экономичными и надежными, они не всегда хорошо работают в сложных ситуациях, когда требуется автоматизация или более высокая производительность.Точность обычно ограничивается изменяющимся потоком из-за изменяющейся жесткости пружины при открытии клапана. Большинство конструкций с давлением выше 10 бар включают кольцевые уплотнения, которые могут увеличить трение и, следовательно, гистерезис производительности.

С другой стороны, регуляторы

с купольной загрузкой получают свое заданное значение от давления жидкости на куполе, что дает определенные преимущества для сложных приложений.

Как работают купольные регуляторы

Купольный регулятор использует давление жидкости, обычно воздуха, поверх чувствительного элемента для обеспечения заданного давления.Чувствительный элемент обычно представляет собой диафрагму (обычно для более низких давлений) или поршень (обычно для давлений от 10 до 20 бар). В простых регуляторах, нагружаемых куполом, один чувствительный элемент отделяет технологическую жидкость от жидкости купола, и дисбаланс давления определяет положение клапана.

Давление жидкости, подаваемой в купол, устанавливается вторым регулятором, называемым пилотным регулятором, который может быть ручным регулятором воздуха для ручных приложений или электронным регулятором давления для компьютерных автоматизированных приложений.Электронный регулятор давления или электропневматический регулятор принимает входной сигнал от компьютера и преобразует его в давление, которое подается на купол регулятора с купольной нагрузкой (см. Рисунок 2).

Рис. 2. (Вверху) Простой купольный регулятор 1: 1 с электронным пилотным регулятором. Рисунок 3. (Внизу) Купольный регулятор с коэффициентом давлений. Предоставлено Equilibar

Рис. 2. (Вверху) Простой купольный регулятор 1: 1 с электронным пилотным регулятором. Рисунок 3. (Внизу) Купольный регулятор с коэффициентом давлений.Предоставлено Equilibar

Купольный регулятор со степенью давления

Для приложений с более высоким давлением может быть удобно нагружать купол доступным воздухом более низкого давления, например, от 0 до 7 бар, одновременно контролируя процесс при более высоких давлениях, таких как от 0 до 100 или от 0 до 200 бар.

Это достигается за счет использования отдельных чувствительных элементов на куполе и на технологическом процессе. Чувствительный элемент купола имеет больший диаметр, чем у чувствительного элемента технологического давления, что создает перепад давлений (см. Рисунок 3).Например, регулятор соотношения давлений 30: 1 позволит автоматизировать компьютерное управление давлением от 0 до 3000 фунтов на квадратный дюйм с использованием электронного регулятора давления от 0 до 100 фунтов на квадратный дюйм.

Преимущества купольных конструкций

С ростом внедрения автоматизации процессов основным преимуществом купольной конструкции является легкость компьютерной автоматизации с использованием электронного пилотного регулятора. Конструкции с купольным нагружением также обычно повышают точность, создавая более постоянную силу (давление) при изменении положения клапана.Некоторые конструкции с купольной нагрузкой также имеют преимущество за счет полного исключения трения уплотнительного кольца и гистерезиса.

Рисунок 4. Сравнение регуляторов понижения давления и регуляторов противодавления. Любезно предоставлено Equilibar

Рис. 4. Сравнение редукторов давления с регуляторами противодавления. Предоставлено Equilibar

Редукционный регулятор давления в сравнении с регулятором обратного давления

Купольные регуляторы доступны в виде редукционного регулятора давления (PRR) или регулятора противодавления (BPR).Несмотря на кажущиеся очевидными различия между ними, даже опытные инженеры и исследователи иногда испытывают трудности с определением того, что им нужно.

PRR — более распространенный тип — может называться регулятором прямого давления, редукционным клапаном или просто клапаном давления. PRR снижают более высокое давление питания на входе до более низкого давления на выходе и регулируют давление на выходе. Они открываются для увеличения давления на выходе и закрываются для снижения давления на выходе.

Напротив, BPR, иногда называемый клапаном поддержания давления или редукционным клапаном противодавления, поддерживает определенное давление выше по потоку на собственном входе. BPR работают аналогично предохранительным клапанам, но упор делается на установившееся регулирование давления, а не на включение / выключение. Они открываются для снижения давления на входе и закрываются для повышения давления на входе. BPR чрезвычайно полезны при размещении после мембраны для контроля давления ретентата (см. Рисунок 4).

Рисунок 5.Купольный регулятор обратного давления с несколькими отверстиями. Предоставлено Equilibar

BPR с купольной загрузкой, конструкция с несколькими отверстиями

В новом типе купольного регулятора противодавления используется новаторская конструкция, в которой диафрагма закрывает поле параллельных отверстий, расположенных в корпусе регулятора. Когда жидкость протекает через устройство, диафрагма поднимается над отверстиями, чтобы сбросить давление. Когда поток минимален, только часть одного отверстия открывается для сброса давления.При высоком потоке диафрагма поднимается вверх, чтобы зацепить все отверстия (см. Рисунок 5).

Эта гибкость приводит к исключительно широкому диапазону расхода, который может обеспечить решения даже для самых экстремальных сценариев регулирования противодавления. Конструкция может поддерживать стабильное давление в чрезвычайно широких диапазонах расхода, таких как 1000: 1 и более 100000: 1 во многих процессах. Мембрана без трения позволяет избежать гистерезиса, обеспечивая высокоточное управление в системах ручного, открытого или закрытого управления.

Пример № 1: Водяное охлаждение на сталеплавильном производстве

Сталелитейный завод в Европе использует воду для охлаждения стальных листов, когда они прокатываются и выравниваются до заданной толщины. Разные сорта и толщина материалов требуют разного объема и давления воды для эффективной и действенной обработки. Традиционная конструкция завода заключалась в изменении объема воды с помощью регулирующих клапанов, расположенных в комнате управления водой завода, вдали от фактической точки охлаждения.

Техническая группа комбината выдвинула гипотезу, что, если бы они могли более точно регулировать объемы воды и обеспечивать больше точек сброса воды, они могли бы как улучшить общее качество стали, так и увеличить производительность. Для этого они разработали систему PRR с купольной загрузкой, установленных бок о бок для контроля давления на всем протяжении процесса (см. Рисунок 6). PRR с купольной загрузкой в ​​точке использования были идеальным выбором, потому что:

• Значительный диапазон регулирования PRR с купольной загрузкой охватывает широкий спектр давлений, необходимых для параметров охлаждения различных продуктов.

• Изменение уставки (выходного давления) PRR с купольной загрузкой для конкретных требований процесса так же просто, как изменение давления воздуха, подаваемого в купол.

• Нет ограничений по ориентации установки купольного клапана. (Примечание: три из пяти PRR в каждом блоке установлены «вверх ногами».)

«После того, как решение PRR с купольной загрузкой было испытано и в конечном итоге внедрено, этот стан увеличил общую скорость производства на 60% и добился повышенного соответствия материалов по длине и ширине стали, — сказал Чарльз Пейдж, вице-президент Richards Industries, a производитель регуляторов давления и другой продукции для контроля потока.«Сейчас они планируют повторить этот успех на многих других объектах».

Рис. 6. Ряд нагруженных куполом PRR был установлен на заводе по переработке стали для контроля охлаждающей воды. Любезно предоставлено Jordan Valve

Рис. 6. На металлургическом заводе сталелитейного завода была установлена ​​серия PRR с купольной загрузкой для контроля охлаждающей воды. Предоставлено Jordan Valve

Пример № 2: Исследование загрязнения мембраны обратного осмоса

Ученые, работающие над опреснением и восстановлением воды, добились успеха, используя многосекционный BPR с куполом для контроля давления на мембране, используемой в обратном осмосе (RO).Целью этого исследования, которое проводится в ведущем американском университете, было углубить понимание засорения мембран обратного осмоса, чтобы прогнозировать и улучшать характеристики мембран. Экспериментальная установка требовала точного контроля давления на мембране в широком диапазоне условий давления, потока и солености. Например, условия процесса включали растворы хлорида натрия с уровнями насыщения от 3,5% до 26% и включали растворы с альгинатом натрия, как в растворенном виде, так и в виде частиц геля.

Рис. 7. Схема исследовательской установки обратного осмоса, в которой используется BPR с множеством отверстий, нагруженный куполом, в линии ретентата для точного контроля давления на мембране. Любезно предоставлено Equilibar

Рис. 7. Схема установки для исследования обратного осмоса с использованием BPR с куполом с несколькими отверстиями в линии ретентата для точного контроля мембранного давления. Предоставлено Equilibar

Рис. 8. Многосекционный клапан BPR с купольной нагрузкой, с ручным пилотным регулятором и манометром. Предоставлено Equilibar

Исследователи ранее использовали шаровой клапан игольчатого типа, но обнаружили, что он имеет тенденцию к засорению, вызывая неприемлемые отклонения в регулировании давления.Новый BPR с конструкцией с несколькими отверстиями позволил избежать проблемы засорения и помог устранить шум в данных. Регулятор с множеством отверстий, нагружаемый куполом, был хорошим выбором для управления давлением мембраны обратного осмоса, поскольку управление без трения из этой конструкции BPR обеспечивает точное регулирование давления даже при колебаниях технологического потока (см. Рисунки 7 и 8).

«В этом случае использование нового BPR обеспечивает точный контроль давления мембраны для исследования обратного осмоса, позволяя проводить испытания без надзора или регулировки», — сказал Тони Танг, технический менеджер Equilibar.

Ключевые факторы при выборе купольного регулятора давления

Поскольку для управления регулятором с купольной нагрузкой требуется второй регулятор, этот подход не всегда будет лучшим выбором; тем не менее, инженер или ученый, сталкивающийся со сложной проблемой управления давлением, может захотеть рассмотреть купольный регулятор, когда в приложении задействована автоматизация, или когда он сталкивается с сильно изменяющимися расходами или другими требовательными параметрами приложения.