Инженеринг ревю бр. 1/2022

60 февруари 2022 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ механични системи дебит и масов дебит. Те са важни характеристики, които трябва да се вземат предвид при проектиране на една инсталация, работеща с прецизно регулиране на флуиди. В много високотехнологични приложения пространството е ограничено, а масата на компонента е от съществено значение. Поради тази причина някои производители се специализират в продуктови гами от миниатюрни компоненти. Изборът на материал, от който е изработено тялото на регулатора, също ще повлияе на теглото. Също така внимателно трябва да се обмислят какви ще са размерите на отворите (резбите), технологията на регулиране и опциите за монтаж, тъй като тези фактори също рефлектират върху размера и теглото. Конструкция и функционални характеристики Регулаторът на налягането се състои от три основни функционални елемента – компонент за редуциране на налягането (често тази роля се изпълнява от пружинен клапан); чувствителен елемент (обикновено мембрана или бутало); елемент за еталонна сила (най-често пружина). По време на работа елементът за еталонна сила, генерирана от пружината, отваря клапана. Отварянето на клапана прилага налягане към чувствителния елемент, който от своя страна затваря клапана, докато той достигне положение, при което поддържа зададеното налягане. По този начин се постига прецизен баланс на силата. Най-често регулаторите използват пружинен клапан като редуциращ налягането елемент. Втулката на клапана има еластомерно уплътнение или, в някои конструкции за високо налягане, термопластично уплътнение, което е предвидено да приляга към клапана. Когато силата на пружината отдалечи уплътнението от повърхността на клапана, потокът флуид протича от входа на регулатора към изхода. Когато изходното налягане се повиши, силата, генерирана от чувствителния елемент, противодейства на силата на пружината и клапанът се затваря. Тези две сили достигат точка на баланс в зададената стойност на регулатора на налягането. Когато налягането спадне под зададената стойност, пружината изтласква клапана и входящият поток се увеличава до момента, в който балансът на силите се възстанови. При приложения с ниско налягане или когато се изисква висока прецизност, се предпочита използване на мембрана като чувствителен елемент. Мембранните регулатори използват тънък диск, който се използва за отчитане на промените в налягането. Обикновено мембраната е изработена от еластомер, но в специални приложения се използва и тънка извита метална пластина. Мембраните по същество елиминират триенето, присъщо на конструкциите с бутало. Освен това за конкретен размер на регулатора често е възможно да се осигури поголяма чувствителна площ с мембраната, отколкото би било възможно, ако се използва бутало. Елементът за еталонна сила обикновено представлява механична пружина. Тази пружина упражнява сила върху чувствителния елемент и задейства отварянето на клапана. Повечето регулатори са проектирани така, че потребителят да може да регулира зададената точка на изходящото налягане чрез промяна на силата, упражнявана от пружината. Прецизен контрол на газове и течности в промишлени и лабораторни процеси Прецизността е общ термин, използван, за да опише няколко аспекта на работата на регулатора. Повечето хора са склонни да използват този термин, когато просто „търсят по-добър регулатор“. Определянето на това кой регулатор е „по-добър или по-прецизен“ ще зависи от приложението. За да се даде дефиниция на прецизността по отношение на регулаторите на налягането, може да се разгледат четири основни характеристики – разделителна способност, спад, чувствителност и повторяемост. Чувствителността дава представа за това с колко трябва да се измени налягането, преди регулаторът да компенсира изменението и да върне налягането към предишната зададена стойност. Повечето производители даваттази спецификация в инчове воден стълб (inH2O; 1 inH2O = 2,5 милибара). Колкото помалко е числото, толкова по-чувствителен е регулаторът. Повечето прецизни регулатори са с чувствителност под 0,25" от водния стълб, докато повечето регулатори с общо предназначение са около 1" воден стълб. На чувствителността на регулатора влияят конструкцията и материалите, от които са изработени мембраната, клапанът и гнездото, към което приляга уплътнението на клапана и скоростта на потока за конкретен клапан. Обикновено, за да се получи по-висока чувствителност, е необходима някаква проектна консумация на въздух. Повечето инженери с удобство работят с налягания над 69 милибара, но често когато процесите включват много по-ниски налягания, изпитват известни колебания относно найдобрия начин за контролирането им.

RkJQdWJsaXNoZXIy Mzc3Mjk=