پترو پردا شركت پترو پردا تامین کننده تجهیزات و مجری پروژه های نفت گاز پتروشیمی آب و فاضلاب
رگولاتور فشار چیست؟
رگولاتورهای فشار، ولوهایی هستند که به طور خودکار جریان یک گاز یا مایع را از زمانی که فشار در سیستم به مقدار مشخصی برسد، قطع میکنند. رگولاتور ها در مخازن و یا خطوط تامین سیال فشار بالا برای کاهش فشار به یک مقدار ایمن در کاربردهای مختلف استفاده میشوند. رگولاتور فشار در بسیاری از کاربردهای رایج خانگی و صنعتی، از جمله کوره‌های گرمایش، اجاق‌های گازی و حتی تجهیزات پزشکی و دندان‌پزشکی یافت میشوند.
رگولاتور فشار چگونه کار میکند؟
در کنترل جریان اغلب از ما پرسیده می‌شود که چگونه یک رگولاتور فشار عمل میکند. یک رگولاتور فشار، فشار منبع (یا ورودی) را به فشار خروجی پایین‌تر کاهش می‌دهد و علی‌رغم نوسانات در فشار ورودی، فشار خروجی را به مقدار مشخص تنظیم میکند. کاهش فشار ورودی به فشار خروجی پایین‌تر، از ویژگی‌های اساسی رگولاتور فشار است. بنابراین، عملکرد اصلی رگولاتور های فشار این است که جریان گاز را با مقدار جریان گاز تنظیم شده بر روی آن مطابقت دهد، در حالی که فشار خروجی ثابتی را فراهم می‌آورد.
اجزای تشکیل دهنده رگولاتور فشار
یک رگولاتور فشار معمولی از اجزای تشکیل دهنده زیر تشکیل شده است:
- قطعه حساس به فشار مانند یک دیافراگم، پیستون یا غشا (قسمت A).
- یک المان فشاری ( Loading Element ) که نیروی لازم را به المان کاهنده اعمال میکند، مانند یک فنر، محرک پیستون، یا محرک دیافراگم (قسمت B ).
- ورودی (قسمت C) وخروجی (قسمت E).
- یک المان کاهنده فشار مانند یک سوپاپ پاپپت (poppet) (قسمت D).
در ادامه توضیحات مختصری در ارتباط با قسمت های یک رگولاتور آورده شده است.
نمایش شماتیک یک رگولاتور فشار تک مرحله‌ای معمولی با (A) یک غشا، (B) اهرم برای تنظیم دستی فشار، (C) ورودی، (D) سوپاپ پاپپت و (E) خروجی.
۱- المان کاهنده فشار
سوپاپ فنری پاپپت (poppet)، یک المان استاندارد کاهش فشار در رگولاتور فشار است. سوپاپ پاپت دارای آب‌بندهای الاستومری برای کاربردهای معمولی و ترموپلاستیک برای کاربردهای فشار بالا هستند. آب بندها سوپاپ را از نشت هرگونه گاز یا مایعی مصون میدارند. نیروی فنر، سوپاپ پاپپت را با باز کردن آن کنترل میکند تا اجازه دهد جریان از ورودی به خروجی انتقال یابد. با افزایش فشار خروجی، سوپاپ پاپپت به دلیل نیروی المان حساس به فشار که بر نیروی فنر در پاپپت غلبه میکند، بسته می‌شود.
۲- المان فشاری (Loading)
المان فشاری، المان حساس به فشار که سوپاپ را باز میکند، کنترل می نماید. در این قسمت مقدار نیروی فنر که میزان فشار خروجی به‌دست‌آمده را تعیین میکند، قابل تنظیم است.
۳- المان حساس به فشار
پیستون‌ها برای فشارهای بالا و کاربردهایی که تلرانس های گسترده‌تر بر روی فشار خروجی مد نظر است، مناسب هستند. پیستون‌ها به خاطر اصطکاک بین آب‌بندی pinion و بدنه رگولاتور، پس از مدتی کند می شوند.
برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالاتر دارند المان های دیافراگمی مناسب هستند. دیافراگم‌ها اصطکاک کمتری نسبت به نوع پیستونی دارند. آنها همچنین سطح حساس به فشار بیشتری را نسبت به نوع پیستونی آن برای یک رگولاتور مشخص فراهم میکنند. دیافراگم ها از الاستومر یا یک نوع دیسک نازک از جنس مواد حساس به تغییرات فشار ساخته شده‌اند.
انواع رگولاتورهای فشار چیست؟
رگولاتور های فشار دو نوع دسته بندی دارند که عبارت اند از:
- عملکرد مستقیم یا خود اجرا
- عملکرد پایلوت یا پایلوت دار
۱- رگولاتور های عملکرد مستقیم
رگولاتور های عملکرد مستقیم ساده‌ترین شکل رگولاتور های فشار هستند. آنها معمولا در فشارهای پایین‌تر از فشار تنظیمی، یعنی کمتر از bar 0.07 (psi ۱) کار میکنند و می‌توانند دقت بیشتری نیز داشته باشند. در فشارهای بالاتر، تا bar ۳۵ (psi ۵۰۰)، رگولاتور ها می‌توانند ۱۰ تا ۲۰ % سطح دقت را داشته باشند.
رگولاتورهای عملکرد مستقیم مستقل هستند؛ یعنی آنها نیازی به یک خط حسگر خارجی در خروجی ندارند تا به طور موثر کار کنند. این رگولاتور ها شامل یک سوپاپ فنردار هستند که مجموعه دیافراگم حساس به فشار را به طور مستقیم کنترل میکند. انرژی یا فشار از سمت سیال جاری، دیافراگم را فعال میکند. افزایش فشار جریان پایین‌دستی بر روی دیافراگم تاثیر می‌گذارد که با فشرده کردن فنر، سوپاپ را می‌بندد. با کاهش فشار جریان پایین‌دستی، نیروی فنر بزرگ‌تر از نیروی محیط می‌شود، که بر روی دیافراگم عمل کرده و سوپاپ را باز میکند.
۲- رگولاتور های پایلوت دار
رگولاتور های پایلوت دار، کنترل دقیق فشار را برای شرایط گازی از منبع سیلندرها یا مخازن ذخیره‌سازی کوچک، مانند موارد زیر را فراهم میکنند:
- تغییرات قابل‌توجه در نوسانات دبی جریان
- نوساناتدر فشار ورودی
- کاهش در وضعیت فشار ورودی
به طور کلی این نوع از رگولاتورها یک یا دو مرحله‌ای هستند.
یک رگولاتور فشار تک مرحله‌ای برای یک کاهش نسبتا کوچک در فشار جریان ورودی مناسب است. این رگولاتورها برای سیستم‌هایی با نوسانات بزرگ در فشار ورودی یا نرخ جریان مناسب نیست.
رگولاتور دو مرحله‌ای رایج‌ترین نوع رگولاتور پایلوت دار است. در این رگولاتور، زمانی که فشار افزایش می‌یابد، فنر فشرده می‌شود و سوپاپ پایلوت باز می‌شود که یک اختلاف فشار بین قسمت ورودی سوپاپ اصلی تنظیم کننده و سوپاپ خروجی ایجاد میکند. این اختلاف فشار سوپاپ عملگر اصلی را فعال میکند و جریان با فشار کاهش یافته در سوپاپ خروجی جاری می‌شود. نکته ی دیگر این است که تا زمانی که فشار محیط بر روی فنر عملگر پایلوت کم باشد، جریان پایین دستی وجود ندارد.
نمایش شماتیک یک رگولاتور پایلوت دار فشار دو مرحله‌ای با (A)غشا، (B) اهرم برای تنظیم دستی فشار، (C) ورودی، (D) خروجی، (E) سوپاپ پاپپت و (F) یک سوپاپ فشار کارخانه ای.
رگولاتورهای فشار پایلوت دار می توانند برای مایعات تمیز و یا گازها مورد استفاده قرار گیرند که در غیر این صورت باعث گرفتگی این رگولاتورها در سیستم میشوند. رگولاتور های پایلوت دار دو مرحله ای در طیف گسترده‌ای از فشارها و ظرفیت‌ها استفاده می شوند.
کاربردهای رگولاتور فشار
به غیر از کاهش فشار ورودی، کاربردهای دیگری نیز برای رگولاتور فشار وجود دارند که عبارت اند از:
رگلاتور فشار بک و ریلیف ولو ( pressure relief valves )
ریلیف ولو فشار سیستم را به یک مقدار ماکزیمم تعیین شده محدود میکند. هنگامی که فشار مجموعه به فشار تنظیم شده روی ریلیف ولو می‌رسد، مقداری مشخص یا همه مقادیر مایع یا گاز را از پمپ به یک مخزن منحرف میکند. رگلاتور فشار بک، فشار ورودی مورد نظر را به وسیله تغییر جریان مایع یا گاز در جریان خروجی در پاسخ به تغییر در فشار ورودی حفظ میکند.
شیر سوییچ فشار
شیر های سوییچ فشار برای سیستم‌های پنوماتیکی هستند. این ولوها ۲ / ۲ و ۳ / ۲ راهی هستند.
رگلاتور هوا
رگلاتور هوا، یا رگلاتور کمپرسور هوا، به یک کمپرسور هوا متصل می‌شود تا فشار ست را تنظیم کند. رگلاتور هوا نمی‌تواند فشار را از طریق مخزن هوا افزایش دهد؛ بلکه این سیستم فقط می‌تواند فشار را کاهش داده و یا آن را به مخزن تنظیم کننده فشار بازگرداند. بنابراین، رگلاتور هوا به کمپرسور هوا اجازه می‌دهد تا ابزارهای مختلفی که با هوا کار میکنند را با شرایط فشار مختلف پشتیبانی کند.
رگولاتور هوای کم فشار
رگلاتورهای هوای کم‌فشار همانطور که از نامش پیداست برای سیستم‌های کم‌فشار مناسب هستند. در این نوع رگولاتور فشار از دیافراگم‌های نسبتا بزرگ استفاده میکنند. دیافراگم بزرگ، سطح تماس هوای ورودی را افزایش می‌دهد و به محیط فشار پایین اجازه باز کردن دیافراگم را می‌دهد. همچنین، دیافراگم بزرگ سیستم‌هایی را پشتیبانی میکند که به نرخ‌های جریان بالا نیاز دارند.
رگولاتور وکیوم
رگولاتور وکیوم میزان خلا سیستم را کنترل میکند. این رگولاتور یک خلا ثابت را در ورودی با یک خلا بالاتر در خروجی حفظ میکند.
سایر کاربردها
برای رگولاتور فشار موارد مصرفی دیگری وجود دارد که عبارتند از:
- مصارف خانگی: اجاق گازها، آونهای گازی، زودپزها، و بخاری های گرمایش خانگی
- هوای فشرده: در کارگاه‌های صنعتی و تجاری برای تمیز کردن، بکارگیری ابزار پنوماتیکی و باد کردن تایرها
- هوافضا: کنترل رانش موتورهای تحت فشار و خطوط سوخت
- جوشکاری و برشکاری: تامین گاز در فشارهای لازم از سیلندرهای ذخیره‌سازی برای جوشکاری اکسی – استیلن.
- خودروهای گاز سوز: انتقال گاز تحت فشار به موتور
تفاوت بین ولو کاهش فشار و رگولاتور فشار
ولوهای کاهش فشار (PRV) ولوهایی هستند که مقدار فشار جریان یافته از یک سیستم را کاهش داده و یا محدود میکنند. این ولوها برای آزاد کردن فشار اضافی باز میشوند و یا برای جلوگیری از ورود فشار بیشتر به سیستم بسته میشوند. ولوهای کاهش فشار معمولا برای محافظت از تجهیزات پایین‌دستی در برابر تغییرات ناگهانی فشار و فراهم کردن شرایط کنترلی قابل‌اعتماد بر پارامترهای فرآیندی مانند نرخ جریان، دما و سایر متغیرها استفاده میشوند.
تفاوت اصلی بین این دو نوع ولو در عملکرد آنها است. PRV ها فشارهای ورودی را کاهش یا محدود میکنند، در حالی که PRs فشار خروجی ثابتی را بدون در نظر گرفتن تغییرات در فشار جریان بالادستی حفظ میکند. علاوه بر این، زمانی که PRV ها نصب میشوند نیازی به تنظیم دوره ای ندارند، در حالی که PRs ها باید به صورت دوره‌ای تنظیم شوند تا عملکرد بهینه آنها تضمین شود.
قیمت رگولاتور فشار
رگولاتور فشار با توجه به نوع آن و محلی که قرار است نصب شوند قیمت های متفاوتی دارند. برای اطلاعات بیشتر در خصوص رگولاتور فشار می توانید با شرکت پترو پردا تماس بگیرید.
