Zawór redukujący ciśnienie

Zawór redukcyjny to samoczynny zawór służący do kontrolowania nadciśnienia w celu zapewnienia stałego obniżonego ciśnienia w układzie. Regulator redukcji ciśnienia to inna nazwa tego zaworu. Podstawową funkcją zaworów redukcyjnych jest przekształcanie zwiększonego ciśnienia wejściowego w niższe ciśnienie wyjściowe. Są one szeroko stosowane w sektorach wody, pary oraz ropy i gazu. Tak więc producenci zaworów redukcyjnych definiują zawór jako samoczynnie działający zautomatyzowany zawór sterujący, który redukuje większe niekontrolowane ciśnienie wlotowe do stałego, obniżonego ciśnienia wyjściowego, niezależnie od zmian ciśnienia wody przed zaworem. W tym artykule dowiemy się o działaniu, różnych typach, zastosowaniach i zaletach zaworów redukujących ciśnienie.

Czym jest zawór redukujący ciśnienie?

W układzie płynów pulsujące wysokie ciśnienie jest przyczyną maksymalnych uszkodzeń. Ponadto, jeśli ciśnienie jest bardzo wysokie w porównaniu do tego, co jest wymagane dla systemu, spowoduje to marnowanie płynu (w systemie wody użytkowej), wycieki w dłuższej perspektywie, ponieważ system jest zaprojektowany do obsługi niższego ciśnienia, a także może prowadzić do pęknięcia rury lub awarii systemu. Wszystko to ostatecznie zmniejszy wydajność systemu i przyczyni się do wyższych kosztów operacyjnych dla firmy.

Zmniejszenie wydajności systemu płynów może być kontrolowane przez stałe i zredukowane ciśnienie w systemie. Można to osiągnąć za pomocą automatycznego regulatora ciśnienia lub Zawór regulacji ciśnienia.

Podstawową funkcją zaworu regulującego ciśnienie w układzie płynu jest przekształcanie pulsującego i wysokiego ciśnienia wlotowego w stałe i obniżone (lub wstępnie ustawione) ciśnienie.

Jak działa zawór redukujący ciśnienie?

Jeśli wymagane jest obniżenie ciśnienia między dwoma elementami procesu, otwarty zostanie zawór regulacji ciśnienia. Zawory te mogą obniżyć ciśnienie cieczy lub gazu do określonego poziomu.

Zawór redukcyjny jest hydraulicznie napędzanym, membranowym zaworem sterującym, który zmniejsza większe ciśnienie przed zaworem do niższego stałego ciśnienia za zaworem przy zmiennym zapotrzebowaniu lub zmiennym ciśnieniu przed zaworem. Został zaprojektowany tak, aby wytrzymać nawet najtrudniejsze warunki. Zasadniczo zawór utrzymuje stałe ciśnienie za zaworem niezależnie od przepływu.

Działanie zaworu redukcyjnego zależy od równowagi ciśnień płynu działającego nad i pod tłokiem, a także siły sprężyny. Jeśli płyn pod niskim ciśnieniem i siła sprężyny są większe niż zasilanie pod wysokim ciśnieniem, tłok zamknie zawór. Gdy siła płynu pod niskim ciśnieniem zostanie zmniejszona, nowe ciśnienie płynu i siła sprężyny będą mniejsze niż zasilający płyn pod wysokim ciśnieniem, co spowoduje otwarcie zaworu przez tłok. Zawór będzie często otwierany i zamykany w celu utrzymania ciśnienia pod kontrolą. Ciśnienie wylotowe zaworu może być regulowane poprzez zmianę sprężyny na mocniejszą lub słabszą w zależności od potrzeb. W niektórych sytuacjach siła sprężyny jest regulowana za pomocą regulowanej śruby. Niektóre zawory redukcyjne wykorzystują kilka tłoków, a także membrany w celu poprawy wydajności.

Rodzaje zaworów redukujących ciśnienie.

Zawory redukcyjne dzielą się na dwie główne kategorie w zależności od mechanizmu sterującego otwarciem zaworu:

• Zawór redukcyjny bezpośredniego działania

Zawór redukcyjny bezpośredniego działania: Zawory redukcyjne bezpośredniego działania doskonale nadają się do niższych ciśnień, które nie wymagają precyzyjnej kontroli ciśnienia. Są one produkowane w małych rozmiarach, są tańsze i łatwe w konfiguracji. W porównaniu do swoich odpowiedników sterowanych pilotem, często mają większe wahania od ustawionego ciśnienia. Jest to najbardziej podstawowa forma zaworu redukującego ciśnienie, z płaską membraną lub mieszkiem. Ponieważ jest on samowystarczalny, do działania nie wymaga zewnętrznego przewodu czujnikowego.

Wielkość otwarcia zaworu w zaworze redukcyjnym bezpośredniego działania jest regulowana bezpośrednio przez ruch sprężyny regulacyjnej. Gdy sprężyna jest ściskana za pomocą śruby regulacyjnej, generuje siłę otwierającą zawór, powodując wzrost przepływu. W miarę wzrostu ciśnienia za zaworem, następuje jego wyrównanie poprzez przeniesienie ciśnienia za zaworem na spód sprężyny regulacyjnej, gdzie siła skierowana w górę równoważy ściskanie sprężyny. Siła ściskająca sprężyny, która otwiera zawór, jest ograniczona, aby zapewnić odpowiednią czułość sprężyny w celu wyrównania ze zmianami ciśnienia za zaworem. W rezultacie ciśnienie jest po prostu kontrolowane przez otwarcie zaworu, gdzie nadmierne natężenie przepływu może spowodować spadek ciśnienia.

• Zawór redukcyjny ciśnienia sterowany pilotem

Zawór redukcyjny ciśnienia sterowany pilotem: Zawory te są często wykorzystywane do większych obciążeń, które wymagają precyzyjnej kontroli ciśnienia. W porównaniu do modeli bezpośredniego działania, zapewniają one szybszą reakcję na wahania obciążenia i nadają się do większego zakresu natężenia przepływu. Są większe i droższe.

Zawór pilotowy jest używany w zaworach redukcyjnych sterowanych pilotem do obciążania tłoka lub membrany, zwiększając siłę skierowaną w dół wymaganą do otwarcia większego zaworu głównego. W ten sam sposób, w jaki działa zawór bezpośredniego działania, otwieranie i zamykanie zaworu pilotowego jest regulowane przez równowagę siły między sprężyną regulacyjną a ciśnieniem wtórnym. Jednak w zaworze sterowanym pilotem otwieranie i zamykanie zaworu pilotowego odbywa się w celu dostarczenia ciśnienia do tłoka lub membrany zaworu głównego. To ciśnienie przepływu pilotowego generuje pchnięcie w dół, które jest powiększane przez obszar tłoka lub membrany, umożliwiając otwarcie znacznie większego zaworu głównego, co pozwala na ekstremalnie wysokie natężenia przepływu.

Niewielka zmiana otwarcia zaworu pilotowego może skutkować znaczną zmianą przepływu i ciśnienia za zaworem głównym, ponieważ siła skierowana w dół jest zwiększana przez zastosowanie tłoka lub membrany. W rezultacie siła sprężyny regulacyjnej na pilocie musi zostać zmieniona tylko nieznacznie, aby uzyskać szybką reakcję w szerokim zakresie natężenia przepływu pary. Głównymi zaletami tego typu zaworów w porównaniu z zaworami bezpośredniego działania są szybka reakcja i precyzyjna kontrola dostarczanego ciśnienia.

Zawory redukcyjne sterowane pilotem dzielą się na dwa typy:

• Wewnętrznie sterowany zawór redukujący ciśnienie, oraz
• Zewnętrznie sterowany zawór redukujący ciśnienie.

Zawór redukujący ciśnienie Zastosowania.

Zawory te są stosowane w różnych sektorach, takich jak usługi wodne, usługi powietrzne i gazowe, systemy hydrauliczne, usługi parowe, systemy oleju opałowego w silnikach spalinowych i kotłach itp.

• Dla usług związanych z powietrzem i gazem: Systemy sprężonego powietrza, elektronarzędzia, pneumatyczne systemy sterowania oraz zawory sterujące do przemysłowych systemów magazynowania i dystrybucji gazu wykorzystują zarówno zawory redukcyjne bezpośredniego działania, jak i sterowane pilotem do usług związanych z powietrzem i gazem. Typ zaworu redukującego ciśnienie używanego do tych usług zależy od wymaganego poziomu kontroli.

• W przypadku usług wodnych: Zawory redukcyjne są szeroko stosowane w domowych i przemysłowych systemach dystrybucji wody, a także w systemach przeciwpożarowych. W przypadku tych usług często zalecane są zawory redukcyjne bezpośredniego działania. Utrzymanie ciśnienia w systemie staje się niezwykle trudne w warunkach wysokiego zapotrzebowania. W takich instalacjach zawory redukcyjne są wykorzystywane do skutecznej regulacji ciśnienia w dół do akceptowalnego limitu.

• Dla usług parowych: Zawory redukcyjne ciśnienia są używane w różnych zastosowaniach parowych, takich jak zasilanie parą, turbiny parowe do wytwarzania energii, silniki parowe itp.

Zalety zaworu redukcyjnego ciśnienia.

• Chroni komponenty systemu i rurociągi przed uderzeniami.
• Do działania zaworu nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło zasilania.
• Ma bardzo prostą konstrukcję i działa przy bardzo niewielkiej konserwacji i niższych kosztach.
• Oddzielne elementy pomiarowe i sterowniki nie są wymagane, ponieważ jest to samodzielny zawór.

Wady zaworu redukującego ciśnienie.

• Zatory: W zaworze redukującym ciśnienie mogą wystąpić blokady, które ograniczą otwieranie lub zamykanie zaworu w celu utrzymania żądanego ciśnienia. Może to być spowodowane osadami soli lub zawieszonymi ciałami stałymi w medium.
• Ponieważ elementy wewnętrzne są wystawione na działanie płynu systemowego, są one podatne na uszkodzenia w dłuższej perspektywie.
• Ręczne ustawienie ciśnienia odbywa się poprzez regulację śruby.

Jak wybrać zawór redukujący ciśnienie.

Wybierając zawór redukcyjny, należy upewnić się, że produkt jest dobrej jakości, opłacalny i będzie służył przez wiele lat.

1. Najpierw wybierz pomiędzy Membrana lub tłok zawór regulacyjny z czujnikiem zgodnie z wymaganiami użytkownika. Membrana ma większą czułość i szeroki wybór materiałów, z których jest wykonana. Z drugiej strony, zawór tłokowy może obsługiwać regulację wysokiego ciśnienia, ale ma mniejszą czułość w porównaniu do regulatorów membranowych.
2. Dobór wielkości regulatora ciśnienia: Celem każdego inżyniera procesu jest wybór najmniejszego zaworu, który będzie spełniał swoją funkcję. Najmniejszy zawór jest czasami najbardziej przystępny cenowo. Kluczowe znaczenie ma jednak zrozumienie dokładnych wymiarów rury. Wybór niewłaściwego rozmiaru może skutkować nieefektywnością i problemami operacyjnymi. Najlepszym sposobem na wybranie odpowiedniego rozmiaru jest:

• Znajdź minimalny i maksymalny przepływ w systemie, jaki może wystąpić w zaworze.
• Obliczyć różnicę ciśnień między ciśnieniem przed i za urządzeniem.
• Korzystając z poniższego wzoru znajdź współczynnik przepływu, C

Przepływ (Q) = C_v × (pierwiastek kwadratowy różnicy ciśnień)

• Można wybrać zawór o nieco większym współczynniku C_v niż obliczono, umożliwiając obsługę wyższych przepływów w przyszłości.
• Wreszcie, upewnij się, że podane natężenie przepływu jest odpowiednie i udokumentowane, podobnie jak ciśnienia. Aby osiągnąć optymalną wydajność, zawsze wybieraj dokładne obliczenia zamiast świadomych przybliżeń.

Konserwacja zaworu redukującego ciśnienie.

Podczas konserwacji tych zaworów należy wziąć pod uwagę następujące punkty.

• Znajdź wyciek lub uszkodzenie w układzie pilotowym.
• Sprawdź, czy sitko jest czyste i wolne od zanieczyszczeń.
• Sprawdź, czy w zaworze pilotowym nie ma kieszeni powietrznych i usuń je.
• Sprawdź membrany zaworu głównego i zaworu pilotowego pod kątem uszkodzeń i upewnij się, że nie przeciekają.
• Sprawdź, czy przewód pilotowy nie jest zablokowany i upewnij się, że ma swobodny przepływ.

Podsumowanie:

W tym artykule przedstawiliśmy podstawową wiedzę na temat zaworów redukcyjnych. Jesteśmy profesjonalistami Producent zaworów redukcyjnych a jeśli masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami.