Отличие редукционного клапана от регулятора давления

Редукционные клапаны

Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.

Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.

Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.

Функции редукционного клапана

Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:

• Снижение давления в линии отводимой от основной
• Поддержание давления на постоянном уровне
• Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой — редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.

Редукционный клапан непрямого действия

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Как изображается редукционный клапан на гидросхемах

На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Чем редукционный клапан отличается от предохранительного

Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.

Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного — ко входу.

Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.

Источник

Регуляторы давления: виды, назначение, особенности установки

В паровых системах нередко необходимы различные давления пара. Один парогенератор может обеспечивать несколько потребителей, которым требуются отличающиеся по параметрам характеристики теплоносителя. Кроме того, для нормальной работы системы в основном трубопроводе необходимо поддерживать постоянное давление даже при колеблющемся расходе пара, которое спровоцировано как потребностями паропотребителей, так и его конденсированием. Для того, чтобы соблюсти все условия, необходимые для функционирования системы, и сохранить постоянное редуцирование пара, на паровой магистрали устанавливают регуляторы давления.

По назначению различают следующие регуляторы давления: редукционный клапан (редуктор или регулятор давления пара после себя), перепускной клапан (регулятор давления до себя), регулятор перепада давления.

В этой статье Андрей Шахтарин, руководитель компании «КВиП», расскажет, что представляют собой регуляторы давления, и в каких случаях, какой устанавливать.

Регулятор давления после себя

Главная задача редукционного клапана — обеспечить потребителя теплоносителем с заданными характеристиками. Он не только снижает давление пара до заданной величины, но и поддерживает его на необходимом уровне при любых изменениях на входе в оборудование.

Регулятор давления после себя устанавливается перед любым паропотребителем с обязательной обвязкой из фильтра грубой очистки, сепаратора, конденсатоотводчиков, предохранительного клапана и запорной арматуры.

Весь перечисленный комплект оборудования называют редукционной установкой — более подробно об этом узле рассказывается в этой статье. При этом стоит помнить, что без обвязки нормальная работа редуктора невозможна:

Устройство достаточно капризно, уязвимо к механической эрозии и быстро изнашивается под действием влажного пара, проходящего через него на высокой скорости. Поэтому использование редукционного клапана без сопутствующего оборудования экономически невыгодно из-за частого выхода из строя регулятора.

Также самостоятельная установка редуктора без обвязки может привести к различным негативным последствиям. Если давление за клапаном будет быстро расти, например, в случае протечки теплоносителя, это может спровоцировать выход из строя паропотребителя, не рассчитанного на повышенное давление.

Также возможно возникновение гидроударов при начале разбора пара, обусловленных образованием конденсата на участке между редуктором и отсечным клапаном.

Редукционный узел позволяет решить все эти проблемы, обеспечивая нормальную работу как редуктора, так и потребителя пара.

Перепускной клапан

Регулятор давления пара до себя предназначен для решения проблем, связанных с повышенным напором теплоносителя в трубопроводе. Перепускной клапан открывается при поднятии давления выше заданного и стравливает часть рабочей среды в атмосферу. По назначению перепускной клапан аналогичен предохранительному, однако имеет значительное отличие. Во втором случае устройство защищает само оборудование и используется для автоматического сброса теплоносителя при аварийном повышении давления. В то время как регулятор давления до себя работает в постоянном режиме и воздействует непосредственно на процесс, протекающий в трубопроводе. При использовании перепускного клапана излишки теплоносителя удаляются более плавно и равномерно, что позволяет значительно снизить теплопотери.

Принцип действия регулятора достаточно прост. При увеличении давления на входе, клапан открывается и перепускает через себя часть пара, оставляя давление до себя без изменений.

Регулятор перепада давления

Эти регуляторы позволяют поддерживать постоянный перепад давления за счет уравновешивания силы, действующей на мембрану или упругую пружину устройства. При изменении условий в трубопроводе и отклонении параметра от заданного значения механическое равновесие нарушается, что приводит к перемещению затвора в нужную сторону. За счет чего изменяется площадь сечения проточного отверстия и, как следствие, расход теплоносителя. В результате достигается требуемый перепад давления.

Главное достоинство регулятора перепада давления — его применение позволяет получать постоянный расход теплоносителя на отдельных участках паровой системы и предоставляет возможность выполнять более точную регулировку температуры. Кроме того, в зависимости от модели устройство может использоваться не только для поддержания перепада давлений, но и обеспечения постоянного давления пара до и после себя.

В компании «КВиП» можно приобрести любой из представленных регуляторов. При любых затруднениях, связанных с подбором оборудования, обращайтесь к нашим специалистам удобным для вас способом.

Источник

Отличие регуляторов давления от редукционных клапанов

Встречается множество недоразумений в отношении редукционных клапанов и регуляторов давления в гидравлических системах. Эта путаница во многом связана с номенклатурой, а отчасти с условными обозначениями, не всегда понятными интуитивно. Очевидно, сами клапаны довольно просты в устройстве. В пневматической системе клапан называется регулятором. В гидравлической системе он называется редукционным клапаном — символы на схемах очень схожи, так как их функции одинаковы, а отличие находится только в среде.

На рисунке слева показаны рядом два схожих символа. Как и в большинстве систем управления давлением гидравлической энергии, регулятор и редукционный клапан визуально характеризуются одним квадратом с одной стрелкой, нарисованной внутри. Мы можем видеть, что единственное различие между ними состоит в том, что в редукционном клапане стрелка залита цветом, а в регуляторе имеется только контур стрелки. Это необходимо для того, чтобы проиллюстрировать, что регулятор предназначен для регулирования давления в газовой среде, в то время как редукционный клапан предназначен для работы с гидравлической жидкостью.

Оба этих клапана обычно находятся в открытом положении, что обозначается стрелкой, соединяющей впускное и выпускное отверстия. В нижней части символа имеется зубчатая линия, обозначающая пружину. Если пружина регулируемая, то поперек нее будет отображена диагональная стрелка. При отслеживании потока на схеме — функция пружины рассматривается, как толкающая золотник вверх и удерживающая клапан в открытом положении. Для того, чтобы понизить давление, клапан закрываться до некоторой степени.

Обратите внимание на пилотную линию. Давление в системе измеряется после клапана и толкает его золотник вниз в противодействие пружине, частично закрывая клапан. Когда две силы уравновешиваются, то есть натяжение пружины снизу и давление воздуха или РГЖ сверху — достигается баланс и давление снижается.

Воздушный клапан называется регулятором, но даже несмотря на то, что название предполагает его функцию увеличения или уменьшения давления, как и редукционный клапан, он может только понижать давление. В пневматической системе регулятор является основным регулятором давления. Компрессор определяет максимальное давление, а регулятор снижает давление до безопасного и заданного уровня, открываясь и закрываясь по мере необходимости для поддержания стабильного заданного давления. Хотя в системе могут присутствовать также и вторичные регуляторы для дальнейшего понижения давления в ответвленных контурах, как показано на схеме слева , всегда будет присутствовать первичный регулятор для стабилизации и установки давления в основном контуре системы. В гидравлической системе редукционные клапаны используются для понижения давления в контурах системы, которые работают при меньшем давлении, нежели максимальное давление в системе. Это продлевает срок службы контуров низкого давления и экономит энергию.

Несмотря на то, что зачастую на схемах это не отображается, большинство пневматических регуляторов относится к разгрузочному типу. Преимущество этого типа регулятора заключается в том, что он не только снижает давление в системе, но также позволяет выйти избыточному давлению. При использовании регулятора без сброса давления в контуре могут возникнуть избытки воздуха, что не позволит клапану снизить давление. В разгрузочном типе клапанов — если давление на выходе превышает натяжение пружины клапана, открывается отверстие сброса, что выпускает захваченный воздух. Тип клапанов без сброса давления обычно встречается только в системах, использующих газы, которые либо слишком токсичны, либо слишком дороги для выброса в атмосферу.

Соответствующий гидравлический клапан называется редукционным клапаном сброса давления

Редукционный предохранительный клапан используется в гидравлических контурах, где важно, чтобы давление на выходе никогда не превышало настройку пружины, но противодействующие силы могли бы действовать в противовес ей. Они довольно распространены, например, в бумагоделательных машинах, где необходимо поддерживать точное усилие, даже если присутствует какой-то недостаток (дефект), заставляющий цилиндр незначительно втягиваться. Давление на короткое время увеличивается за клапаном, заставляя его переключаться в режим сброса, когда величина давления превышает примерно на 3-5% от силы натяжения (упругости) пружины. С помощью рисунка слева представим, что давление после гидравлического клапана поддерживается за счет натяжения пружины клапана, но обратная сила, превышающая давление, на короткое время заставляет клапан переключаться в режим разгрузки. В случае же воздушного регулятора — золотник проталкивается вниз, проходя выпускное отверстие — воздух немедленно выпускается в атмосферу. В клапане сброса гидравлического давления повышенное давление в пилотной линии провоцирует сброс излишней гидравлической жидкости в бак.

Другой особенностью редукционного гидравлического клапана и редукционного клапана сброса давления является внешняя дренажная линия, как показано на рисунке слева . Эта дренажная линия необходима во всех гидравлических редукционных клапанах для того, чтобы масло, идущее в обход внутреннего золотника, сливалось в бак. Когда давление на выходе редукционного клапана ниже входного давления — масло сливается. Если внешняя линия бака окажется закупоренной, то золотник клапана не сможет свободно перемещаться и давление не будет контролироваться. Каждый раз при замене клапана необходимо проверять сливную линию, чтобы убедиться в ее проходимости.

Редукционные клапаны часто заменяются без надобности из-за закупорки дренажной линии. Новый клапан будет работать в течение короткого периода времени, пока масло не соберется в клапане и не заблокирует его смещение.

На рисунке слева регуляторы давления предназначены для работы только в одном направлении. Если они установлены в линии, где поток может протекать в любом направлении, должен иметь место перепускной обратный клапан для свободного потока жидкости в обратном направлении, как показано на рисунке. При устранении неисправностей клапана обязательно проверьте обратный клапан (если он имеется) на наличие мусора. Обычно, когда обратные клапаны выходят из строя, они не открываются.

Если обратный клапан заклинивает в открытом положении, редукционный клапан не сможет контролировать давление

Источник