Регулятор давления воды — советы по подбору устройства и манометра для него (90 фото)

В быту очень важно уделить внимание сантехническим системам и приборам. Среди них на особом месте стоит регулятор давления воды в системе водоснабжения. С его помощью можно предотвратить риск скачков давления воды в централизованных водопроводах, что подчас может привести к протечкам и выходу различных приборов из строя.

Как устроен и работает прибор

Принцип работы регулятора чрезвычайно прост. Движение клапана производится при помощи энергии, передающейся от жидкости. Напор воды оказывает влияние на мембрану клапана, а трубопроводная система стремится устранить это воздействие. Затвор находится в равновесии благодаря установленной на поверхности приспособления пружине.

Если давление повышается, то происходит воздействие воды на мембрану, что приводит к сжатию пружины. В это время наблюдается движение клапановой тарелки к началу седла, способствуя уменьшению проходного сечения в системе, вследствие чего наблюдается снижение давления на выходе водного потока из регуляторного прибора.

Если уменьшился входной напор воды, то клапан откроется и увеличится водный поток в водопроводе.

Регуляторы высоконадёжны и неприхотливы в эксплуатации. Регулировка регулятора давления воды происходит просто, при этом не требуется подключаться к энергетическим источникам. Да и технически обслужить прибор легко и просто.

Для чего необходим прибор

При установке регулятора хозяевами квартир решаются задачи:

• Защищаются трубопроводы и подключённые к ним устройства от скачков водного давления в системе. В магистрали очень большой уровень давления, если его не стабилизировать, то это может привести к протечкам и выходу из строя различных бытовых приборов: стиральных машин, термостатов, водонагревательных приборов и др.
• Позволяет защитить бытовые приборы и трубопроводы от удара гидравлики.
• Снижается давление на входе до требуемых показателей. При увеличении количества воды работа некоторых приспособлений происходит неправильно.
• Снижается потребление воды. В зависимости от величины напора вытекает жидкость из крана в течение определённого времени. Если уменьшить давление в системе, то происходит экономия большого количества кубических метров воды.
• На снижение скорости истечения воды оказывает влияние процесс разгерматизации.
• Если увеличить силу потока воды при входе в кран и смеситель, то они начинают шуметь и гудеть. При стабилизации давления до необходимых показателей, то это способствует полному устранению или уменьшению шума до нормальных показателей.

Итак, имея регулятор, можно снизить риск развития большого количества вредных явлений, которые возникают, если превышено давление в магистральной трубе.

Выбираем устройство

Выбирая регулятор, следует внимательно отнестись к конструктивному исполнению устройства, его техническим характеристикам, материалам, которые применяются в его изготовлении.

Установка и регулировка приспособления

Устанавливается регулятор сантехническим мастером, которого необходимо позвать из ЖЭКа. Но если у Вас есть определённые знания в этой сфере, можно установить прибор самостоятельно, не прибегая к помощи специалиста.

Для этого необходима покупка:

• регулирующего устройства, с помощью которого регулируется давление воды в системе;
• запорных шаровых краников;
• фильтры, с помощью которых очищается вода;
• разводных и газовых ключей, которые помогут произвести монтаж оборудования;
• уплотнительных материалов, необходимых для сокрытия самых незначительных зазоров.

Пошаговую инструкцию с фото, как установить регулятор давления воды, можно легко найти на просторах Интернета. В ней подробно описывается, что нужно делать на каждом из этапов монтажно-установочных работ.

Проведение обслуживания и ремонтные работы

Мембранные регулирующие приспособления легко обслуживать. Можно прочитать инструкцию, в которой и прописано, как отрегулировать регулятор. Этот процесс очень лёгкий.

Если приспособление неисправно, то необходимо провести его демонтаж и разбор. Обычно выходят из строя уплотнительные прокладки, пружинки, шток и другие компоненты. Затем снова устанавливают и настраивают регулятор, после чего им снова будут выполняться все функции без сбоев.

Фото регулятора давления воды

Также рекомендуем посетить:

решение практических задач управления водоснабжения

Горащенков Д.В., Носырев А.А., инженеры-технологи НПЦ ПромВодОчистка
Публикация в журнале «Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения» №5, 2018

Современный пилотный метод регулирования давления/расхода позволяет реализовать решение множества задач для разнообразных потребителей.

В статье сделан обзор практических задач управления водоснабжением с помощью пилотных регуляторов. Базовые решения, как правило, недороги. Комбинация такой арматуры обеспечивает выполнение самых сложных задач управления водоснабжением.

Одной из важнейших задач водоснабжения является обеспечение необходимого давления и объема воды. Человеку не комфортно, если в квартиру подается высокое магистральное давление воды, сопровождающееся скачками напора. Крупному предприятию для разнообразного оборудования требуется различный объем жидкости под определенным давлением. Наконец, особенности рельефа местности также усложняют водоснабжение и водоотведение на больших площадях. Со всеми перечисленными проблемами позволяет справиться регулирующая арматура, особенности которой рассмотрены в предлагаемой вниманию читателей публикации.

Виды регулирующей арматуры

Для решения задач водоснабжения существует множество вариантов разнообразной арматуры, ниже приведем основные устройства:

Рис. 1. Рычажный регулятор

1. Регуляторы давления/расхода – делятся на несколько типов по принципу регулирования и назначению на регуляторы прямого действия и пилотные регуляторы. Одним из примеров регуляторов прямого действия являются рычажныерегуляторы (рис. 1). В этой конструкции проточная часть клапана перекрывается штоком с пробкой. Шток связан с мембраной в мембранной коробке, в которую, в свою очередь, подводится импульсная трубка, а так же с системой противовесов. В случае изменения количества жидкости, проходящей через регулирующее устройство, нарушится равновесие давления жидкости, подающегося через импульсную трубку в мембрану и системы противовесов. Шток поднимается/опускается, изменяя расход через регулятор, вместе с изменением расхода меняется и давление, до тех пор, пока система вновь не уравновесится.
Рис. 2. Пружинный регулятор

Пружинные регуляторы устроены похожим образом (рис. 2), но систему противовесов заменяет одна или несколько мощных пружин. 

Из плюсов регуляторов прямого действия можно отметить возможность работы как с жидкой так и с газообразной средой, устойчивость к высоким температурам (вплоть до 300°С). Минусы – высокие потери давления, большие габариты, необходимость монтажа в вертикальном положении, низкая точность регулировки и долгий процесс изменения заданного давления (дополнительные грузы, смена пружин).

 2. Пилотные регуляторы – современное изящное решение проблемы регулирования давления (рис 3).

Рис. 3. Пилотный регулятор            Рис. 4. Схема одного из вариантов пилота

В пилотных регуляторах (внешний вид одного из вариантов показан на рис. 4) задатчиком величины выходного давления выступает энергия рабочей среды, подающаяся на небольшой управляющий клапан, гидравлически связанный с трубопроводом, называемым пилотом.

Используется несколько вариантов исполнения корпуса основного клапана, отличающиеся способом перекрытия проточной части.

Для крупных сетей с постоянным расходом, небольших трубопроводах с нерегулярным водоразбором и систем полива используются регуляторы с гибкой диафрагмой (см. схему на рис. 5).

 

Рис. 5. Схема клапана-регулятора с гибкой диафрагмой 

Как следует из названия, седло клапана перекрывает резиновая диафрагма (1). При изменении расхода жидкости меняется давление на выходе клапана, в итоге изменяется положение запирающего элемента в пилоте (подробнее описано далее), в результате подается, либо отключается давление в камере управления (2). Камера либо наполняется, либо опустошается,  за счет чего изменяется диаметр проточной части клапана, что обеспечивает выполнение требуемой функции.

Данная конструкция имеет ограничения в эксплуатации. Диафрагма, находясь под температурой выше 80°С имеет свойство размягчаться и выгибаться, чем выше перепад давления – тем быстрее происходит этот процесс. Максимальное давление в трубопроводе для таких регуляторов не должно быть более 16 атмосфер. Также данный способ перекрытия на дает полной герметичности, при долговременном отсутствии расхода давление до и после регулятора будет выравниваться. Тем не менее, для систем с постоянным водоразбором, систем полива и систем водоснабжения жилых зданий эти регуляторы прекрасно подходят, так как просты в конструкции и обслуживании, как правило недороги и доступны.

Для магистральных трубопроводов крупного диаметра, систем с повышенной надежностью, где требуется долгое герметичное закрытие существуют Регуляторы с подвижным штоком (см. рис. 6).

Рис. 6. Клапан-регулятор с подвижным штоком

В этом конструктивном решении перекрывание проточной части клапана осуществляет не резиновая диафрагма, а свзяанный с ней штоком плоский диск, что позволяет обеспечивать герметичность по классу А. Повышенная надежность конструкции дает возможность применять эти регуляторы для решения задач при давлении до 25 — 40 атмосфер. Также на них можно реализовать широкий спектр дополнительных опций – индикаторы положения диска, защиту от кавитации, изолирование камеры управления от проточной части.

Примеры решения задач на регуляторах с пилотным управлением

Пилотное управление позволяет решить множество задач благодаря разнообразным методам подключения, обвязки и разнообразию пилотов, начиная от снижения/поддержания давления и заканчивая быстрым открытием для защиты трубопровода от гидроудара и управления уровнем жидкости в резервуарах. Приведем основные примеры функций, которое могут быть реализованы благодаря пилотному управлению. 

Регулятор давления «после себя»

Как можно понять из названия, эти регуляторы предназначены для регулирования (снижения) давления в трубопроводе после регулятора. Схема приведена на рис. 7.

Рис. 7. Схема регулятора давления «после себя»

При повышении давления в трубопроводе выше заданного уровня давление жидкости преодолевает сопротивление пружины в пилоте, открывается отверстие  (порт), связывающее импульсную трубку входа в регулятор и камеру управления клапана, происходит наполнение управляющей камеры, и диафрагма в клапане прикрывает основное проходное сечение, в результате чего давление на выходе из регулятора снижается. При снижении давления в трубопроводе после регулятора, порт в пилоте закрывается, входное давление вытесняет жидкость из камеры управления, и диафрагма в клапане приоткрывается, в результате чего давление увеличивается до заданного уровня. Работа регулятора показана на рис. 8.

Давление на выходе из регулятора соответствует требуемому	Давление на выходе из регулятора возрастает: клапан прикрывается	Давление на выходе из регулятора снижается: клапан открывается

Рис. 8. Работа регулятора давления «после себя»

Задача

Кольцевая система водоснабжения с несколькими группами потребителей. Давление в системе 12 атм.

Для каждой группы потребителей необходимо обеспечить определенные значения давления:

• группа 1 :  4 атм;
• группы 2-3:  6 атм;
• группа 4:  днем — 6 атм, ночью – 3 атм;
• группа 5: необходимо снижать давление при снижении расхода;
• группа 6: необходима возможность плавного регулирования давления.

Решение

• группа 1 — регулятор давления воды «после себя» (стандартное исполнение) с настройкой на 4 атм;
• группы 2-3  — два независимых регулятора давления «после себя» на 6 атм. или два регулятора, подключенных к одному пилоту;
• группа 4 — регулятор давления воды «после себя» с двумя пилотами, настроенными на 4 и 6 атм. соответственно, переключение между пилотами вручную или по таймеру. Используется регулятор давления PRV, обеспечивающий  переключение между пилотами  при изменении расхода до определенного заданного уровня;
• группа 5 —  регулятор давления типа HiMood. Позволяет автоматически изменять давление при изменении расхода. Чем ниже становится расход, тем ниже становится давление и наоборот;
• группа 6 — регулятор давления воды «после себя» в стандартном исполнении, возможно оснащение пилота сервоприводом, управление которым осуществляется из диспетчерского пункта.

Регуляторы давления «до себя»

Данные регуляторы предназначены для ограничения давления путем сброса излишка воды, а так же создания подпора жидкости на участках с перепадом высот. Клапан поддерживает давление даже в случае резких колебаний (скачков) давления. Клапан полностью закрывается, когда давление до него падает ниже установленного. Если давление до клапана превышает давление настройки, пилот открывает порт на выпуск жидкости из камеры управления, клапан приоткрывается и поддерживает давления «до себя» на установленном уровне (сбрасывает только избыточное давление). Когда давление до клапана становится ниже установленного, клапан снова закрывается. Схема конструкции клапана приведена на рис. 9, схема работы — на рис. 10.

 

Рис. 9. Схема регулятора давления «до себя»

Регулирование давления	Давление повысилось, клапан открывается	Давление снижается, клапан прикрывается

Задача

Имеется самотечная система водоснабжения, при которой подача воды с горы осуществляется потребителям, расположенным на различных отметках, методом свободного излива. Естественный перепад в системе 300 метров. Различным участкам сети по уровню высотных отметок необходимо обеспечить давление, не превышающее 9 атм., а отдельным группам потребителей на этих участках обеспечить давление на уровне 2-3 атм.

Решение

Для обеспечения регулируемого подпора столба жидкости на заданных участках трубопровода необходимо установить позициях 4,6 на схеме регуляторы давления «до себя» с настройкой на 9 атм. Таким образом, на каждом участке трубопровода будет поддерживаться давление от 1 атм. в самой высокой точке, до 9 атм. в самой низкой точке.

Для обеспечения у потребителей требуемого давления в 2-3 атм.  на каждом отводе к потребителю в позициях 1-3 на схеме устанавливается регулятор давления «после себя».

Регуляторы расхода

Данные регуляторы оснащаются калибровочной шайбой перед регулятором (см. рис. 11), обеспечивающей перепад давления, который используется в пилоте для определения расхода жидкости, проходящей через участок трубопровода. При изменении расхода происходит изменение давления после шайбы, пилот реагирует на это открытием порта на заполнение камеры управления либо порта на ее опустошение.

Таким образом, регулятор осуществляет контроль расхода, автоматически поддерживает давление на выходе на заданном установленном уровне, вне зависимости от колебаний давления и расхода на входе.

Рис. 11. Схема регулятора расхода

Задача

На магистральном трубопроводе с двумя потребителями одному из них (производственная линия) требуется поддерживать постоянный расход, независимо от изменения давления, а для второго (микрорайон) требуется поддерживать расход не выше определенного уровня.

Решение

В обоих случаях применяется регулятор расхода, но с различной обвязкой. В одном случае пилотный клапан будет обеспечивать стабильность расхода, независимо от давления, во втором случае, пилотный регулятор будет принудительно ограничивать максимальный расход, независимо от расхода потребителей.

 

Пилотные регуляторы уровня

Применяются на емкостях, в которых нет возможности установить поплавок, водонапорных башнях. Для определения уровня жидкости используется высокочувствительный гидростатический пилот, настроенный на давление, соответствующее разности высоты между местом установки пилота и верхним уровнем жидкости. По мере наполнения резервуара возрастает давление, приходящее на диафрагму пилота (см. рис. 12). При требуемом уровне жидкости пилот наполняет камеру управления и перекрывает поток жидкости через регулятор.

Рис. 12 Схема пилотного регулятора уровня

Задача

Поддерживать в емкости максимальный заданный уровень. Температура окружающей среды может опускаться до отрицательных отметок.

Решение

Установка пилотного регулятора уровня. Клапан монтируется в утепленном помещении/затопленном колодце ниже уровня промерзания. Импульсная трубка подключается к трубопроводу сразу за регулятором, пилот настраивается на давление, соответствующее суммарной высоте столба жидкости в емкости и трубопроводе до места монтажа регулятора. Благодаря тому, что импульсные трубки не подводятся к емкости нет риска замерзания жидкости при низких температурах.

Клапан защиты от гидроудара

Такие клапаны существуют в нескольких исполнениях.

Для экстренного сброса жидкости используются предохранительные клапаны с высокой скоростью открытия – сбросные (см. рис. 13).

Рис. 13. Схема сбросного клапана

Устроены такие клапаны аналогично регуляторам давления «до себя», но обвязка клапана и пилот сконструированы таким образом, чтобы в случае резкого повышения давления сразу полностью открывать регулятор, осуществляя сброс лишнего давления. После снижения давления регулятор плавно закрывается.

 Для защиты насосов от обратной волны вследствие непредвиденного останова используют специальный двухпилотный регулятор защиты от гидроудара (рис. 14).

 

Рис. 14. Схема клапана для защиты насосов от обратной волны

Клапан снабжается двумя пилотами, один из которых настраивается на 10% ниже статического давления в трубопроводе, а второй — на 10% выше рабочего давления насоса. При внезапной остановке насоса, вода продолжает по инерции двигаться, после насоса возникает область пониженного давления, давление падает ниже статического уровня. На это реагирует первый пилот, клапан открывается. К тому моменту, как обратная волна достигнет насосов, клапан уже будет открыт, выпуская обратную волну и предотвращая возникновение гидроудара. Когда вода достигнет клапана, давление снова вырастет, клапан начнет медленно закрываться, предотвращая опустошение трубопровода. Но если при этом объем вернувшейся воды будет слишком большим, и давление начнет расти выше заданного, включается в работу второй пилот, не дает закрыться клапану (рис. 15).

Задача

Насос подает воду потребителю, находящемуся на 100 метров выше места установки насоса. Необходимо предотвратить возникновение гидроудара в результате отключения насоса.

Решение

На отводе после насоса устанавливается клапан защиты из гидроудара, который при внезапной остановке насоса произведет сброс обратной волны.

В заключение

Пилотный метод управления позволяет реализовать решение множества задач для разнообразных потребителей, базовые решения как правило недороги. Рассмотренные в статье пилоты можно комбинировать в обвязке друг другом для выполнения самых сложных решений, а дополнение их электронным управлением позволяет получить практически совершенный набор инструментов для решения практически всех задач управления водоснабжением.

Регулирующая арматура — Википедия

Регулирующая арматура — это вид трубопроводной арматуры, предназначенный для регулирования параметров рабочей среды. В понятие регулирования параметров входит регулирование расхода среды, поддержания давления среды в заданных пределах, смешивание различных сред в необходимых пропорциях, поддержание заданного уровня жидкости в сосудах и некоторые другие. Выполнение всех своих функций регулирующая арматура осуществляет за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации применяются различные виды управления регулирующей арматурой, чаще всего при этом используются внешние источники энергии и управление по команде от датчиков, фиксирующих параметры среды в трубопроводе. Используется также автоматическое управление непосредственно от рабочей среды. В современной промышленности уже редко, но все же встречается, основной способ управления регуляторами в прошлом — ручное управление (см. рисунок справа).

В зависимости от параметров рабочей среды (давления, температуры, химического состава и др.) к каждому виду регулирования предъявляются различные требования, что привело к появлению множества конструктивных типов регулирующей арматуры. С точки зрения автоматизации промышленных предприятий каждый из них рассматривается как элемент системы автоматического управления технологическим процессом, протекающий с участием жидких и газообразных рабочих сред и регулирующийся под воздействием получаемой командной информации^[1][2][3].

Блок подготовки воздуха Современный регулирующий клапан с электрическим приводом.

Регулирующий клапан[править | править код]

Эти устройства получили наибольшее распространение среди различных типов регулирующей арматуры. Большинство из них весьма схожи по конструкции с запорными клапанами, но есть и свои специфические виды.

По направлению потока рабочей среды регулирующие клапаны делятся на:

• проходные — такие клапаны устанавливаются на прямых участках трубопровода, в них направление потока рабочей среды не изменяется;
• угловые — меняют направление потока на 90°;
• трехходовые (смесительные) — имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу (два входных и один выходной) для смешивания двух потоков сред с различными параметрами в один. В сантехнике такое устройство имеет название смеситель.

Основные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов, по этому признаку они разделяются на:

• односедельные;
• двухседельные;
• клеточные;
• мембранные;
• золотниковые^[1][2].

Для управления регулирующими клапанами используются электроприводы, электромагнитные приводы и пневмоприводы. Чтобы усилия от среды и сила трения в направляющих и уплотнении не приводили к снижению точности работы клапана, используются дополнительные устройства — позиционеры^[3].

Запорно-регулирующий клапан[править | править код]

С помощью этого устройства осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры, что обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования, а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто»; такая конструкция является односедельным клапаном^[1][2].

Смесительные клапаны[править | править код]

Используются в тех случаях, когда необходимо в определенных пропорциях смешивать различные среды, например, холодную и горячую воду, выдерживая постоянным какой-либо параметр (например, температуру) или изменяя его по заданному закону. Отличие смесительных клапанов от регулирующих заключается в том, что управляющее воздействие, задающее положение плунжера в первых, определяет расходы одновременно двух сред, а не одной, как в регулирующих клапанах^[1].

Так же, как и регулирующие клапаны, смесительные могут управляться с помощью электрического или пневматического привода (см. рис).

Регулятор с мембранным пневматическим приводом и электронным позиционером.

Регуляторы давления прямого действия[править | править код]

Регуляторы прямого действия служат для поддержания постоянного давления в трубопроводе, эта необходимость может возникнуть в реальных рабочих условиях, когда в нём происходят колебания давления рабочей среды, недопустимые для нормальной работы технологической системы или установки.

В отличие от арматуры непрямого действия, в которой для непрерывного регулирования нужно отслеживать специальными датчиками состояние контролируемого параметра и при его отклонении от нормы выдавать командный сигнал приводу, регулятор прямого действия срабатывает непосредственно от среды в контролируемом участке трубопровода без использования посторонних источников энергии. Кроме таких регуляторов, арматурой прямого действия являются предохранительные клапаны, относящиеся к предохранительной арматуре, и обратные клапаны, относящиеся к защитной арматуре.

Регулирование давления может производиться после регулятора (по направлению потока среды), в этом случае регулятор называют «После себя», или перед ним, в этом случае он называется «До себя».

Принцип работы:

Предположим, что заданному номинальному давлению в трубопроводе соответствует установившийся поток среды через регулятор, при этом усилие от давления среды на чувствительном элементе компенсируется задатчиком нагружения (пружиной или грузом), то есть система находится в равновесии. При изменении давления в трубопроводе это равновесие нарушается, и затвор арматуры перемещается, преодолевая усилие от задатчика, или наоборот, поддаваясь ему, при этом изменятся степень открытия регулирующего органа, а, следовательно, и расхода среды. С изменением расхода меняется давление, и, при достижении исходного его значения, система снова приходит в равновесие, и затвор прекращает двигаться.

Наиболее часто встречаются регуляторы прямого действия, оснащенные мембранными приводами. Присоединение регуляторов к трубопроводу, как правило, фланцевое, однако встречаются регуляторы малых диаметров с резьбовым соединением (муфтовые)^[1][2][3].

Регулятор уровня[править | править код]

Регуляторы уровня используются в сосудах, применяемых в энергетических, холодильных и других установках. Управляются они поплавком, по команде от которого происходит впуск дополнительного количества жидкости («регулятор питания») или выпуск избыточного количества жидкости («регулятор перелива») — статического и аститического типа^[1][2].

Другие типы[править | править код]

Также могут использоваться в качестве регулирующей арматуры, но значительно реже, другие типы:

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7} Р. Ф. Усватов-Усыскин. Поговорим об арматуре. — М.: Vitex, 2005.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5} Д. Ф. Гуревич. Трубопроводная арматура. Справочное пособие. — Л.: Машиностроение, 1981.
3. ↑ ^{1 2 3 4} Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. — Л.: Машиностроение, 1982.

Газовые регуляторы давления: виды, устройство, принцип работы

Газовая трубопроводная инфраструктура включает в себя широкий набор регулирующих устройств. Большинство из них ориентируется на обеспечение безопасной работы системы и возможность контроля отдельных эксплуатационных параметров. Одним из важнейших устройств данного типа является регулятор газового давления, работающий в автоматическом режиме.

Принцип действия устройства

Рабочий процесс осуществляется за счет функций двух частей газовой арматуры – исполняющей механики и непосредственно регулятора. Первая часть выступает в качестве чувствительного элемента, благодаря которому такие устройства в принципе могут считаться автоматическими. Исполнительные органы газового регулятора давления в постоянном режиме сравнивают текущие показатели обслуживаемой среды и нормативные эксплуатационные значения, которые были изначально заложены оператором на конкретный рабочий сеанс. Далее при обнаружении расхождения в показателях этот же механизм генерирует сигнал для регулирующей системы, которая корректирует величину давления, понижая или повышая ее. Причем способ влияния на рабочие показатели может быть разным – это зависит от энергетической среды питания. Например, может использоваться потенциал того же газа или заряд от внешнего источника – гидравлического, теплового, электрического и т. д.

Существуют и модели, в которых реализуется прямой принцип регуляции. То есть чувствительный или исполнительный механизм отвечает и за сравнение целевых показателей системы, и за их коррекцию. К таким устройствам, в частности, относятся пружинные газовые регуляторы давления. Принцип работы такой арматуры заключается в управлении диафрагмой, механически воздействующей на состояние обслуживаемой системы. Обычно такие модели применяются в газораспределительных сетях, которые требуют быстрого и прямого механизма контроля.

Конструкция арматуры

К основным элементам регуляторов этого типа относятся затворы, которые применяются в разных видах. Например, данная арматура может быть клапанной, диафрагменной, шланговой и дисковой. Существуют в некотором роде комбинированные регуляторы газового давления, в конструкции которых используются седельные и клапанные затворы. К преимуществам таких устройств специалисты относят высокую герметичность системы уплотнения. Для трубопроводов с высокой пропускной способностью используют двухседельные затворы, у которых площадь проходного сечения больше, чем у других регуляторов. На крупных станциях также получили распространение заслоночные затворы. Они срабатывают в два этапа и требуют использования внешних источников энергии, но зато отличаются надежностью при контроле больших объемов газового расхода.

В качестве чувствительного органа применяют мембраны. Некоторые системы предполагают их использование и как приводных устройств. Сама мембрана может быть гофрированной или плоской, но в обоих случаях жесткость и способность выдерживать различные нагрузки варьируется в широких диапазонах.

В соответствии с техническими нормативами, устройство газовых регуляторов давления с запорными и контролирующими элементами должно соответствовать следующим требованиям:

• Нечувствительная зона работы в своем значении не должна превышать 2,5% относительно уровня максимального выходного давления.
• Зона пропорциональности в случае с баллонными и комбинированными регуляторами также не должна быть выше 20% относительно верхнего предела давления на выходе.
• В условиях резких перепадов давления в контуре время технического перехода регулирования не должно быть выше 1 мин.

Разновидности технического исполнения

Регуляторы для газовых сред классифицируются по нескольким технико-конструкционным признакам. В частности, разделение касается количества ступеней редуцирования (понижения), сложности механического исполнения и способа забора импульса выходного давления.

Что касается первого признака, то существуют одно- и двухступенчатые модели, которые отличаются по расходным характеристикам. К примеру, газовый регулятор давления для дома с показателем расхода не более 25 м³/ч с большей вероятностью будет иметь две ступени редуцирования. Данная схема работы отличается более высокой стабильностью контроля и многоуровневой безопасностью, реализуемой за счет вспомогательных компонентов. В системах с повышенным расходом газа чаще используют одноступенчатые устройства.

В плане сложности конструкции выделяют простые и комбинированные регуляторы, которые можно разделить и по набору функций. В первом случае выполняется только задача понижения давления, а во втором – предусматриваются также возможности для шумоподавления в трубопроводе, предохранения клапана и фильтрации. По системе импульсного забора можно разделить газовые регуляторы давления с непосредственным контролем показателей на выходе, и устройства с внешним подключением чувствительных элементов. Главная проблема использования второго принципа забора заключается в обязательном соблюдении условия поддержания стабильности потока на исследуемом контуре, иначе данные будут некорректными.

Бытовые и коммерческие регуляторы давления в газопроводах

Конструкционное, функциональное и эргономическое исполнение запорной арматуры в итоге сводится к требованиям конкретной сферы применения. Акцент делается на непосредственных рабочих параметрах, среди которых выходное давление, диапазоны замеров, объемы расхода и др. Так, газовые регуляторы давления для бытовых сетей, как правило, характеризуются низкой пропускной способностью и скромным спектром возможностей для настройки. С другой стороны, в такой арматуре делается ориентировка на безопасность и удобство эксплуатации. На практике бытовые регуляторы используются в системах газоснабжения котлов, плит, горелок и прочей домашней техники.

Промышленное и коммерческое применение накладывает более высокие требования на средства контроля газовых сред. Устройства этого типа отличаются расширенными диапазонами показателей выходного и входного давлений, точностью настроек, более высокой пропускной способностью и наличием дополнительных функций. Подобные модели используются газовыми службами, контролирующими снабжение объектов социального назначения, общепита, промышленности, инженерного хозяйства и т. д. Уже отмечалось, что существуют разные регуляторы с точки зрения сложности конструкционного исполнения. Но это не значит, что в промышленном секторе, например, применяются только лишь многофункциональные комбинированные устройства. Простейшие средства управления могут быть полезными на предприятиях благодаря высокой надежности и ремонтопригодности.

Газовый редуктор с регулятором давления

Редуктор представляет собой автономное устройство, предназначенное для контроля давления газовой смеси на выходе из какой-либо емкости или трубопровода. Основная классификация в данном случае предполагает разделение регулирующих узлов по принципу действия. В частности, различаются обратные и прямые устройства. Редуктор с обратным действием работает на понижение давления по мере выхода газа. Конструкция таких устройств включает клапаны, камеры для буферного содержания смеси, регулировочный винт и фурнитурные приспособления. Прямое действие означает, что регулятор будет работать на повышение давления при выпуске газа.

Также различают модели редукторов по типу обслуживаемого газа, количеству ступеней редуцирования и месту использования. Например, существуют регуляторы давления газа для баллонов, трубопроводных сетей и рамп (горелок). В случае с баллонами тип газа определит и способ подключения устройства. Практически все модели редукторов, кроме ацетиленовых, соединяются с баллонами посредством накидных гаек. Устройства, работающие с ацетиленом, обычно фиксируются к емкости хомутами с упорным винтом. Предусматриваются и внешние отличия между редукторами – это может быть маркировка по цвету и указанием информации о рабочей смеси.

Статические и астатические регуляторы

В статических системах характер регуляции нестабилен в местах прямого механического сопряжения с рабочей средой и запорной арматурой. В целях повышения устойчивости такого регулятора вводится дополнительная обратная связь, выравнивающая значения давления. Причем надо отметить, что фактическая величина давления в данном случае будет отличаться от нормативной до момента, пока не восстановится номинальная нагрузка на чувствительный элемент.

Традиционное исполнение статического регулятора давления газа предусматривает наличие собственного стабилизирующего устройства в виде пружины – для сравнения, в других версиях используется компенсирующий груз. В процессе рабочего момента сила, которую развивает пружина, должна соответствовать степени ее же деформации. Наибольшая степень сжатия обретается в ситуациях, когда мембрана полностью закрывает регулирующий канал.

Астатические регуляторы при любых нагрузках самостоятельно приводят показатель давления к нужной величине. Также восстанавливается и положение органа регуляции. Впрочем, у исполнительной механики, как правило, не бывает четкой позиции – в разные моменты регуляции он может находиться в любой позиции. Астатические регулирующие устройства чаще используют в сетях с высокой способностью к самовыравниванию рабочих показателей.

Изодромный регулятор газа

Если статическую систему контроля давления можно охарактеризовать как модель с жесткой обратной связью, то изодромные устройства взаимодействуют с упругими элементами восстановления характеристик. Изначально в момент фиксации отклонения от заданной величины регулятор займет позицию, которая соответствует значению, пропорциональному показателю отхождения от нормы. Если же давление не нормализуется, газовая арматура будет смещаться в сторону компенсации до тех пор, пока показатели не придут в норму.

С точки зрения характера эксплуатации изодромный регулятор можно назвать средним устройством между астатическими и статическими моделями. Но в любом случае отмечается высокая степень независимости данной регулирующей механики. Существует и разновидность изодромной арматуры с предварением. Данное устройство отличается тем, что скорость смещения исполнительного органа изначально превышает темпы изменения давления. То есть техника работает на опережение, экономя время на восстановление параметра. В то же время регуляторы с предварением затрачивают больше энергии от внешнего источника.

Теперь можно перейти к рассмотрению конкретных моделей газовых регуляторов давления. Обзор лучших представителей сегмента представлен ниже.

Производители регуляторов

Устройства для управления и контроля потоками газовых смесей в России широко представляют как отечественные, так и зарубежные изготовители. В частности, завод «Газаппарат» предлагает высокоточные регуляторы серии РДНК, которые стабильно поддерживают рабочие показатели в системе независимо от активности потребления газа. Еще один производитель качественных устройств для регуляции давления в газопроводах – предприятие «Метран», которое занимается разработкой контрольно-измерительных систем совместно с крупной зарубежной компанией Emerson. Данная продукция используется в промышленности и в бытовой сфере. Например, газовые службы задействуют в управляемых хозяйствах системы серии 1098-EGR, которые отличаются быстрым откликом, точностью настроек параметров и высокой производительностью. Базовые модификации вполне годятся для линий подачи газового топлива к сетевым и локальным точкам забора. Комплексно подходит к задачам контроля топливно-газового расхода предприятие «ГасТех». Специалисты предприятия разрабатывают индивидуальные решения для обслуживания газовых установок разного типа независимо от их сопряженности с другим оборудованием.

Эксплуатация регулятора

На корпусе устройства предусматривается несколько соединительных отверстий разного диаметра. Конфигурацию системы подключения следует подбирать исходя из конкретных условий эксплуатации. Наиболее распространенными считаются форматы каналов в диапазоне размеров от 0,25 до 1 дюйма. К таким соединениям подходят основные фитинги и переходники, подключаемые посредством вращающихся шайб.

Убедившись в возможностях введения регулятора в конкретную систему, можно приступать к непосредственной установке. Она выполняется по следующей инструкции:

• Включить клапан в рабочие контуры, проверив наличие газа. Закрыть клапан полностью и убрать заглушку для защиты отсекающего клапана при наличии такового.
• Плавно оттянуть рукоятку взвода. Ход должен быть небольшим – порядка 10 мм.
• Взвести вторую ступень, но постепенно, чтобы не было скачкообразной подачи газа. Если есть возможность, можно оставить небольшую утечку через отсекающий клапан.
• Заглушка отсекающего клапана ставится обратно.
• Медленно закрыть выходной клапан, предварительно устранив технологические утечки.

В процессе установки можно выполнить базовые настройки газового регулятора давления по нескольким параметрам: подаче, положению отсекателя, максимальной величине давления и т. д. Как правило, конкретные значения берутся или из проектных данных, или из паспорта производителя устройства. Рекомендуется производить настройки с отклонениями не более 10% от установленных в документации. Для управления рабочим давлением используют торцовочный ключ. Поворачивая им наконечник заглушки, можно повышать или понижать указанную величину.

Заключение

Применение контрольно-управляющей и, в частности, регулирующей арматуры при эксплуатации газового оборудования является крайне важной мерой не только с точки зрения выполнения технологических задач, но и как условие обеспечения безопасности. На крупных предприятиях, станциях и комплексах с гидравлическим режимом обслуживания газораспределительных сетей регулирующие устройства устанавливаются на нескольких точках, автоматически контролируя процессы передвижения рабочих смесей.

В чем же заключается необходимость использования газовой арматуры на практике? Понижение и повышение давления влияет на состояние оборудования и трубопроводных сетей, что особенно важно с учетом взрывоопасности газовых сред как таковых. Также регуляция требуется как условие для соблюдения установленных объемов распределения смесей по разным каналам внутри одной системы. Управление в этом смысле означает контроль интенсивности перемещения газа в соответствии с заданными потребностями и условиями эксплуатации.

Конечно, не только для нужд промышленности используются регуляторы давления в оборудовании, обслуживающем газовые смеси. И компактные горелки, и котлы с бойлерами на данном виде топлива также требуют подключения средств контроля. Другое дело, что встречаются разные схемы и конфигурации управления потоками газа. Поэтому существует множество разновидностей редукторов и регуляторов, конструкции которых ориентированы на потребности того или иного пользователя.

Принцип работы и устройство регулятора давления топлива

В процессе работы инжекторной системы питания, порция топлива подмешивается в проходящий поток воздуха (или непосредственно впрыскивается в цилиндры). Но чтобы форсунки смогли впрыснуть бензин нужно, чтобы он находился под давлением. Нагнетание топлива осуществляется электробензонасосом.

При этом создаваемое внутри топливной системы давление должно находится в строго заданном диапазоне. И поддерживает его в требуемом значении регулятор давления топлива, используемый в конструкции инжекторной системы.

Места установки

Содержание статьи

Место установки этого элемента зависит от конструктивных особенностей системы питания. В большинстве случаев на авто используются системы с рециркуляцией топлива. Ее особенность сводится к тому, что лишнее топливо, которое уже поступило на форсунки, сливается обратно в бак.  В такой системе регулятор устанавливается на топливной рампе (где и находится топливо перед поступлением на форсунки).

Но есть и системы, у которых рециркуляция не предусмотрена конструктивно, хотя и встречаются они редко. Поскольку сброса части бензина из рампы нет, то регулировка давления в системе осуществляется до того, как топливо попадет в рампу. В таких системах этот элемент устанавливается сразу за топливным насосом. Он может быть врезанным в топливную магистраль или же располагаться в баке.

Особенности конструкции

Регулятор давления бензина – один из немногих элементов системы, который не управляется с электронного блока. Этот узел – полностью механический и его функционирование основано на перепадах давления. Хотя в системах без рециркуляции срабатыванием датчика заведует ЭБУ. Поскольку встречаются они не часто, то далее рассматривать такие узлы мы не будем.

Стоит отметить, что РТД работает не в строго заданных значениях, он подстраивается под режим работы двигателя. То есть, при надобности он увеличивает или уменьшает давление в системе, чтобы обеспечить оптимальное смесеобразование.

Конструктивно этот элемент очень прост и состоит из корпуса, на котором расположены штуцеры и выводы для подсоединения к системе питания. Внутри этот корпус разделен мембраной на две камеры – топливную и вакуумную.

К топливной полости подходят для вывода – один используется для подачи топлива в камеру, а второй ведет на магистраль слива бензина в бак (обратку). Но второй канал закрыт клапаном, который связан с мембраной.

Со стороны вакуумной полости установлена пружина, которая воздействует на мембрану, обеспечивая перекрытие канала слива клапаном. Эта камера посредством штуцера трубкой соединена с впускным коллектором.

Работа регулятора на разных режимах

Принцип работы РТД

Если рассмотреть упрощенно принцип действия, то он достаточно прост. Насос закачивает топливо в рампу, из которой оно попадает также и в топливную камеру регулятора. Как только сила давления превысит жесткость пружины, мембрана начинает перемещаться в сторону вакуумной полости, увлекая за собой клапан. В результате канал слива открывается и часть бензина стекает в бак, при этом давление в рампе падает. Из-за этого пружина возвращает клапан с мембраной на место, и обратный канал закрывается.

Но как уже упоминалось, РДТ подстраивается под режим работы мотора. И делает это он за счет разрежения во впускном коллекторе. Чем больше будет это разрежение, тем сильнее будет его воздействие на мембрану. По сути, создаваемый вакуум создает противодействующее усилие пружине.

На деле все выглядит так: для работы мотора на холостом ходу увеличение количества топлива не нужно, поэтому и не требуется и повышенного давления.

На этом режиме работы дроссельная заслонка закрыта, поэтому во впускном коллекторе воздуха недостаточно и создается разрежение. А поскольку вакуумная камера  связана с коллектором патрубком, то вакуум создается и в ней. Под воздействием разрежения мембрана давит на пружину, поэтому для открытия клапана нужно меньше давления бензина.

При нагрузке же, когда дроссельная заслонка открыта, разрежения практически нет, из-за чего мембрана не участвует в создании усилия на пружину, поэтому давления требуется больше. Таким образом этот элемент функционирует в системе питания в зависимости от режима работы мотора.

Видео: Регулятор давления топлива. Плохо едет, плохо заводится.

Признаки неисправности. Основные поломки РТД

Несмотря на то, что этот механизм с виду незначительный элемент, от его работы в значительной степени зависит функционирование силовой установки. Все просто – если не будет обеспечиваться требуемое давление, в цилиндры будет подаваться меньшее количество бензина чем требуется.

Признаки неисправности

• плохо заводиться;
• глохнет на холостом ходу;
• не развивает требуемой мощности;
• дергается при наборе скорости;
• обороты коленчатого вала «плавают»;

При наличие этих признаков существует вероятность, что неисправен РТД. Но поскольку такие симптомы могут давать также проблемы с электробензонасосом, фильтром или форсунками, то следует сначала удостовериться, что неисправен именно регулятор давления топлива.

В целом, из-за простоты конструкции, этот элемент выходит из строя очень редко. Основными его неисправностями являются снижение жесткости пружины (из-за чего давление в системе не поднимается до нормы), закупорка каналов и потеря герметичности корпуса. А поскольку регулятор считается не разборным, то в случае возникновения проблем он просто заменяется, тем более, что стоит он недорого.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Проверка работоспособности. Замена

Видео: Замена РДТ на ваз 2114

Проверить работоспособность узла можно при помощи манометра. И сделать это очень просто. На топливных рампах имеется штуцер сброса давления в системе, который и используется для проверки создаваемого давления в системе.

Для примера, рассмотрим, как проверяется регулятор давления на примере ВАЗ-2110 с инжектором. Все, что потребуется для проверки – это манометр, маслостойкий шланг и два хомута. А далее:

Так выкручивается золотник из штуцера

1. Снимаем защитный колпачок со штуцера сброса давления на рампе.
2. Аккуратно и неспешно колесным колпачком отворачиваем немного золотник, выжидаем сброса давления и полностью его выкручиваем.
3. На штуцер надеваем подготовленный шланг и фиксируем его хомутом.
4. Второй конец шланга соединяем с манометром и тоже зажимаем хомутом.
5. Заводим двигатель и устанавливаем малые обороты (холостой ход).
6. Смотрим на манометр. Если насос, форсунки и фильтр в нормальном состоянии, то показания манометра должны составлять 2,8-3,2 Атм.
7. Стягиваем со штуцера вакуумной камеры регулятора патрубок, ведущий к коллектору. Это действие должно сопровождаться повышением давления на 0,2-0,7 Атм.

Если есть хоть какое-то несоответствие, то необходимо искать причину. К примеру, насос не смог обеспечить необходимое давление. И лучше всего начать с регулятора давления, поскольку добраться до него не сложно.

Из инструментов для снятия регулятора на ВАЗ-2110 потребуется ключ на 24 и шестигранник на 5.

Регулятор снимается так:

1. Откручиваем ключом на 24 гайку трубки слива бензина в бак.
2. Шестигранником выкручиваем два болта крепления элемента.
3. Аккуратно его извлекаем.
4. Устанавливаем на место новый элемент.
5. Делаем замеры давления.

Если после проделанной процедуры показания замеров не улучшились, следует проверять работоспособность остальных элементов системы.

Напоследок отметим, что регуляторы давления топлива используются не только инжекторных моторах. В дизельных агрегатах с системой питания Common Rail он тоже используется. Только в этой системе регулятор – электромагнитный и его работой управляет ЭБУ.