G; rer l; efectul presiunii d; sursa de alimentare - una; ghicitoare; ghulatori

Pe net:

Căutare

Dosare

Gestionarea efectului presiunii de alimentare - o enigmă de regulatori

Publicație: octombrie 2013

Distribuie pe

Operatorii care lucrează la un proces care implică o butelie de gaz observă uneori un fenomen surprinzător: presiunea de ieșire în aval de un regulator crește fără niciun motiv aparent. Pe măsură ce cilindrul se golește, presiunea gazului la intrarea regulatorului scade. S-ar crede în mod logic că și presiunea de ieșire ar trebui să scadă.
Cu toate acestea, de fapt, presiunea de ieșire crește, ceea ce duce adesea operatorul să creadă că regulatorul este defect.

Mai multe cauze pot fi la originea acestui fenomen, dar cea mai probabilă presupunere nu este aceea a unui regulator defect. Cea mai probabilă cauză este efectul presiunii de alimentare (sau SPE), uneori denumit „dependență”. Este mai bine să reduceți SPE cât mai mult posibil. Dacă SPE-ul unui regulator este prea mare, variația presiunii poate avea un impact asupra eficienței unui sistem.

Din fericire, este posibil să rezolvăm problema EPS alegând regulatorul potrivit - sau o combinație de regulatoare - pentru o anumită aplicație. În cazuri rare, este posibil să puteți reduce SPE ajustând manual presiunea setată de regulator. Dar, de cele mai multe ori, trebuie să faceți câteva modificări la configurarea sistemului. Dacă este posibil, este mai bine să faceți aceste modificări devreme, în timpul fazei de proiectare a sistemului, mai degrabă decât într-un sistem existent, deoarece puteți întâlni probleme precum constrângeri de spațiu sau constrângeri. Costuri suplimentare care vă pot limita opțiunile.

Înțelegerea PES

SPE este definit ca modificarea presiunii de ieșire datorată unei modificări a presiunii de intrare (sau alimentare). Dacă presiunea de intrare scade, există o creștere corespunzătoare a presiunii de ieșire. În schimb, dacă presiunea de intrare crește, presiunea de ieșire scade. Presiunea de intrare și de ieșire variază în direcții opuse.

SPE nu este un fenomen recurent în aplicațiile buteliilor de gaz. Apare ori de câte ori există o modificare a presiunii de intrare. Acest lucru va fi observat, totuși, doar în situațiile în care presiunea de admisie s-a schimbat semnificativ, cum ar fi atunci când o butelie de gaz s-a golit și presiunea a crescut de la, să zicem, 153 bar (2200 psig) la 35. bar (500 psig).

Variația presiunii de ieșire a unui regulator poate fi estimată folosind următoarea formulă: ∆P (ieșire) = ∆P (intrare) x SPE. Adică, dacă SPE-ul regulatorului este de 1% (0,01), modificarea presiunii de ieșire este egală cu 1% din modificarea presiunii de intrare. De exemplu, atunci când un cilindru se golește și presiunea crește de la 153 bar (2200 psig) la 35 bar (500 psig), presiunea de ieșire a regulatorului va crește cu 1,2 bar (17 psig). Amintiți-vă că, dacă presiunea de admisie scade, presiunea de ieșire crește și invers. Valorile SPE variază între modelele de regulatoare și sunt de obicei furnizate de producător. Această valoare poate fi dată ca procent (de exemplu, 1,0 la sută) sau ca raport (de exemplu, 10: 1000).

Pentru a înțelege originea PES, trebuie să vă uitați în interiorul unui regulator. Figurile 1a și 1b prezintă interiorul unui regulator cu arc. Acesta este un model de bază cu o „supapă dezechilibrată”.

Un regulator funcționează prin echilibrarea forțelor prezentate în figurile 1a și 1b. Se exercită forțe asupra diafragmei și asupra supapei. Aceste forțe tind să blocheze debitul din aval, care la rândul său scade presiunea de ieșire. Ele provin din presiunea exercitată de fluidul din sistem - la intrarea (FI) și la ieșirea (FO) regulatorului - și din tensiunea arcului supapei (FS2). O altă forță - cea a arcului de reglare a regulatorului (FS) - se exercită în jos asupra diafragmei, care are ca efect deschiderea supapei și creșterea presiunii de ieșire. Intensitatea forței exercitate de arc este determinată de reglarea presiunii efectuată de operator.

În Figura 1a, forța exercitată de presiunea de intrare (FI) pe întreaga suprafață a scaunului (A1), precum și forța exercitată de arcul supapei (FS2) acționează împreună pentru a închide supapa. Forța exercitată de presiunea de ieșire (FO) pe partea inferioară a diafragmei împinge diafragma în sus, aducând supapa în poziția închisă împotriva scaunului.

figura 1a

În Figura 1b, forța exercitată de arc (FS) împinge supapa în poziția deschisă. Când una dintre aceste forțe variază ca intensitate, celelalte acționează pentru a menține echilibrul.

figura 1b

Cu o supapă neechilibrată (Figurile 1a și 1b), forța exercitată de presiunea de intrare (FI) împinge supapa în sus, presiunea fiind exercitată pe o parte a supapei egală cu suprafața scaunului (A1).

Prin urmare, o scădere a presiunii de intrare este egală cu o forță (FI) de intensitate mai mică. Această scădere a forței (FI) face ca dopul supapei să se îndepărteze de scaun, crescând presiunea în aval (Figura 1b). În același timp, această creștere a presiunii de ieșire nu produce suficientă forță (FO) pentru a contrabalansa forța arcului de calibrare (FS) și a împinge diafragma în sus, astfel încât să închidă supapa pentru o valoare identică a presiunii de ieșire. Aceasta se va închide cu o presiune mai mare. Aceasta oferă o imagine de ansamblu asupra SPE în interiorul unui regulator.

Gestionați SPE - supape echilibrate

În multe aplicații, o metodă frecvent utilizată de reducere a SPE este de a alege un regulator cu o supapă echilibrată (Figura 2). Scopul acestui design este de a permite o mai bună distribuție a comenzii supapei prin presiunile de intrare și ieșire.

Figura 2

Într-un model de dop echilibrat, un inel O înconjoară tija inferioară a dopului. Acest inel O previne presiunea de intrare (FI) să exercite o forță pe baza supapei (B2). În plus, un orificiu trece prin supapă de sus în jos. Acest port permite presiunii de ieșire (FO), care este mult mai mică decât presiunea de intrare (FI), să acționeze asupra bazei supapei (B 2). Forța rezultată se datorează presiunii de intrare exercitată pe suprafața A2 - B2.