Регуляторы давления

Функции регулирования давления в замкнутых контурах и сосудах выполняет целый комплекс разновидностей трубопроводной арматуры: редукционные, обратные, предохранительные, вакуумные клапана. Но большинство из них предназначены для предотвращения или купирования (минимизации) последствий аварийных ситуаций или нештатных режимов работы трубопроводных систем. Тогда как собственно регулирующие клапана, или регуляторы давления, предназначены преимущественно для регулирования (поддержания) внутрисистемного давления на требуемом уровне на рабочих режимах эксплуатации.

Основными функциями регуляторов давления могут быть:

• сглаживание колебаний нагрузки по давлению, поддержание первичного давления (подачи, нагнетания) в открытом контуре (со сливом среды) на требуемом уровне; сброс избыточной подачи среды (давления) обратно в подающую линию в случае существенного снижения ее расхода нагрузочными (рабочими) аппаратами, обеспечение беспрерывной равномерно работы подающего насоса в открытом контуре без отсечек (отключений);
• поддержание постоянного давления в открытом (сливном) контуре (например, контуры водоснабжения и водяного отопления в высотных многоэтажных зданиях); предотвращение возникновения условий вакууммирования в случае сокращения или прекращения подачи среды в открытый контур;
• поддержание дифференцированного давления между нагнетательной и возвратной линиями закрытого рабочего контура; сброс избыточной подачи среды (давления) от подающей линии насоса в его возвратную линию в случае существенного снижения ее расхода нагрузочными (рабочими) аппаратами, обеспечение беспрерывной равномерно работы насоса в закрытом контуре без отсечек (отключений).

Регуляторы давления (регулирующие клапана) являются трубопроводной арматурой:

• автоматического многократного действия – изменяют свои режимы регулирования (работы) самостоятельно, в зависимости от тенденций к изменению внутрисистемного давления;
• могут быть как прямого действия (приводятся в действие непосредственно внутрисистемным давлением), так и пилотными (управляются внешним аппаратом – пилотом: с паровым, пневматическим или гидравлическим приводом).

Особенности конструкции клапанов – регуляторов давления

По своей конструкции регуляторы давления являются практически теми же клапанами золотниково-седельного или мембранного типа в проходном двух-поворотном или прямоточном корпусе, с прижимной пружиной-задатчиком, которая нормально прижимает затвор к седлу клапана (нормально-закрытый тип). Настройкой задатчика регулируется давление срабатывания (открывания) клапана. В простейшем варианте конструкция регулирующего клапана этим и ограничивается.

В более «продвинутых» и точных конструкциях современных регуляторов давления применяются подсистемы внешних или внутренних импульсных трубок. Импульсная трубка забирает более точное (неискаженное турбулентностью в клапанном механизме) измеряемое давление среды за пределами клапана (внешние трубки) или за пределами клапанного механизма (внутренние трубки), и подает его на поршень или мембрану (в пилотном варианте клапана – в управляющий механизм пилота), которые соединены со штоком привода затвора клапана. В конструкции регулятора давления с импульсной трубкой прижимная пружина сохраняет свое значение задатчика давления срабатывания клапана, и средства содержания его в нормально-закрытом состоянии при значениях давления ниже уровня срабатывания. Таким образом, современные регуляторы давления с импульсными трубками имеют лучшую чувствительность, чем обеспечивают повышенную точность работы, скорость реакции, независимость от погрешностей от воздействия противодавления.

Принципы работы регуляторов давления

При значении внутрисистемного давления ниже или на уровне порога срабатывания регулятора (первичного или дифференциального давления), что указывает на нормальную пропускную способность (производительность) нагрузочных аппаратов, клапан регулятора давления находится в нормально закрытом положении. Если пропускная способность нагрузочных аппаратов по какой-то причине падает, а насос продолжает нагнетать среду в контур с прежней производительностью, внутрисистемное давление в нем начинает нарастать. В результате, повышенное давление приводит к открыванию клапана регулятора давления (первичного или дифференциального). После открывания клапана регулятора, через него начинается перетекание части среды сразу в возвратную линию к всасывающему патрубку насоса. Таким образом открывается малый круг циркуляции среды, в результате чего стабилизируется (поддерживается) внутрисистемное давление, а нагнетательный насос защищается от отсекания (выключения) или повреждения, продолжает стабильно и равномерно работать.

Концевой клапан поддержания давления в открытой системе наоборот, имеет нормально открытую конструкцию, чем очень схож с классическим обратным клапаном. Он срабатывает на закрывание не при повышении, а при понижении давления в системе (по крайней мере, ее нисходящей линии), что может сигнализировать о сокращении или прекращении подачи среды насосом, или о сокращении (прекращении) пропускной способности нагрузочных аппаратов системы. Таким образом, с закрытием регулировочного клапана, в нисходящей линии контура прекращается слив среды, поддерживается рабочее давление, предупреждается возникновение вакуумирования.

Подбор регулятора давления

Основными параметрами подбора клапана – регулятора давления являются:

• для какой рабочей среды предназначен (определяется материалами изготовления корпуса, клапанного механизма, уплотнения седла клапана);
• номинальный расход (производительность) клапана, в кг/час или м3/час;
• максимальное давление подачи насоса, МПа;
• ширина рабочего диапазона насоса, МПа;
• полное гидравлическое сопротивление системы от выхода насоса до места подключения клапана, МПа;
• установочное давление клапана, МПа;
• перепад давления отсечки, МПа (для концевого регулятора поддержания давления системы);
• номинальное значение аккумулирования, МПа (для концевого регулятора поддержания давления системы);
• максимальная рабочая температура, град.С;
• номинальный размер клапана DN, в мм;
• характер монтажного присоединения – резьбовое или фланцевое, их стандарты.

Регуляторы давления компании Yoshitake

Компания Yoshitake производит и поставляет на рынок широкий спектр трубопроводных клапанов – регуляторов давления, которые характеризуются безупречным качеством, гарантированной надежностью, высокой точностью в работе, безусловным соответствием заявленным параметрам и условиям работы.

В линейке трубопроводных регуляторов давления Yoshitake можно найти и подобрать модели:

• специализированные для регулирования первичного, дифференциального, поддержания системного давления;
• для работы с паром (GD-47R, GPR-2000), воздухом (GD-4R), горячей и холодной водой, маслами;
• прямого действия (GD-47R, GD-20R, GD-21, GD-4R, GD-7R) и с пилотным управлением (GPR-2000, GP-50);
• повышенной чувствительности, с внешними (GD-47R, GD-21) или внутренними (GD-20R, GD-4R, GD-7R, GP-50) импульсными трубками (внешние трубки поставляются в комплекте изделий);
• с затворами золотниковыми, мембранными (GPR-2000, GD-20R, GD-21, GD-4R) или плунжерными (GD-7R), с сильфонным уплотнением для пара (GD-47R);
• c диапазоном регулируемого давления от 0,02 до 1,4 МПа, для низких давлений (GD-4R)
• для рабочих температур среды от 0 град.С (вода) до 220 град.С (пар);
• с корпусами из ковкого чугуна, клапанные механизмы – из настоящей японской нержавеющей стали или бронзы (GD-7R), затворы клапана повышенной герметичности из каучука (GD-20R, GD-21, GP-50);
• с контактными поверхностями, которые для обеспечения превосходной коррозионной стойкости покрыты нейлоном (модель GD-20RS), полимерными смолами или электролитическим (гальваническим) фосфатированием;
• номинальных размеров: наиболее распространенных от 15А до 150А, или увеличенных для большого расхода, от 125А до 300А (модели GP-50 R, S, RD);
• с присоединительными муфтами резьбовыми и фланцевыми (фланцы стандартов 10KFF, 20KRF).