Регуляторы давления, которые также называют редукторами или клапанами регулировки давления, не имеют отношения к чистоте сжатого воздуха, но без них не обходится ни одна пневматическая система. Их главная задача – поддержание заданного уровня давления на выходе, несмотря на колебания давления на входе и изменения протекающего через них расхода.
Области применения
Воздушные редукторы находят применение в самых разных отраслях промышленности и быта.
- Промышленное производство: Регулирование давления воздуха в пневматических приводах производственных линий. Например, где требуется обеспечивать точное усилие прижима деталей и в прочих производственных процессах.
- Медицинские установки: Регулирование давления кислорода и других газов в респираторах, аппаратах искусственной вентиляции легких и другом медицинском оборудовании.
- Автомобильная промышленность: Поддержание определенного давления воздуха в пневматических системах автомобилей, таких как пневмоподвеска или тормозные системы.
- Пневмоинструменты: Использование в пневматических инструментах, таких как гвоздезабивные пистолеты, пневматические дрели, краскопульты, обдувочные пистолеты и др.
Это лишь некоторые из многих областей, где регуляторы играют ключевую роль в обеспечении эффективной и безопасной работы систем.
Конструкция
По принципу действия различают 2-ходовые регуляторы и 3-ходовые или регуляторы с разгрузкой. У последних, кроме входа и выхода, имеется еще канал сброса, который соединяет выход с атмосферой в случае, если выходное давление превышает заданное.
Регуляторы без сброса (2-ходовые)
В основе конструкции регулятора лежит мембрана с жестким центром, связанная штоком с седельным клапаном. С одной стороны на мембрану действует настраиваемое усилие пружины, а с другой – выходное давление. При увеличении жесткости пружины с помощью настроечной рукоятки мембрана прогибается в сторону открытия клапана, и за счет поступления дополнительного воздуха давление на выходе регулятора растет. По достижении определенного настройкой пружины значения давления клапан закрывается.
Как только в подключенной к выходу регулятора системе начинается потребление сжатого воздуха (например, перемещение поршня цилиндра), давление под мембраной падает, клапан открывается и в систему поступает необходимое количество воздуха. Как только потребление заканчивается, выходное давление достигает заданного значения, и клапан закрывается.
Подавляющее большинство регуляторов снабжаются манометром для контроля выходного давления. На корпусе регулятора кроме маркировки каналов 1 и 2 обычно рисуют стрелку, показывающую направление потока воздуха.
Регуляторы со сбросом (3-ходовые)
В 3-ходовых регуляторах при превышении выходным давлением по какой-то причине (например, помогающая нагрузка) заданного значения, мембрана поднимется, нижний клапан закроется, а откроется верхний клапан, образуемый штоком и отверстием в жестком центре мембраны. Излишки воздуха пройдут в полость над мембраной и далее в атмосферу через отверстия сброса.
Регуляторы с обратным клапаном
В тех случаях, когда необходимо обеспечить проток воздуха не только в направлении 1→2, но и в обратном, используют регуляторы со встроенными обратными клапанами. Но нужно помнить, что расход в направлении 2→1 намного меньше, чем 1→2.
Прецизионные регуляторы
Если есть необходимость регулировать давление в низком диапазоне (до 2 бар), используют пилотные или двухкаскадные регуляторы, которые имеют высокую чувствительность и точность настройки, а также меньший гистерезис. Поэтому их называют прецизионными.
Они регулируют давление, начиная с 0,05 бар, и для нормальной работы требуют превышения входного давления над выходным всего на 0,5 бар. За это приходится платить наличием постоянной утечки воздуха из пилотного каскада в пределах 30…70 л/час.
Пилотные регуляторы на большой расход
Также пилотными, но несколько другой конструкции, являются регуляторы больших размеров, способные пропускать расход до 35.000 л/мин.
Здесь наличие пилота позволяет использовать небольшую пружину и усилия настройки, несмотря на значительно увеличившуюся площадь мембраны, вместо которой может использоваться уже поршень. Эта мембрана (поршень) нагружается давлением с двух сторон за счет прохода воздуха в полость над ней через полый шток и небольшой дроссель (около ø0,1 мм), а пилотная мембрана нагружена давлением только снизу, как в обычном регуляторе. В ней расположен верхний клапан, который открывается при сбросе давления и на который действует регулировочная пружина. Иногда в поршень встраивают демпфирующий клапан, который ускоряет выравнивание давления, поскольку дроссель слишком мал. При повышении давления на выходе поршень со штоком и клапаном идет вниз (клапан открыт), а при понижении – вверх (клапан закрыт). Излишки давления сбрасываются в атмосферу через верхний клапан, который поднимается, сжимая ослабленную пружину. При сбросе давления из системы, когда нужно обеспечить значительный расход в обратном направлении, из-за дросселя давление над поршнем падает медленно, а под поршнем благодаря открытию обратного клапана быстро. Поэтому главный клапан полностью открывается, и в пилотных регуляторах расход в обратном направлении (2→1) не ниже, чем в прямом.
Регуляторы с пилотным управлением имеют конструкцию основного каскада, как у обычных регуляторов соответствующих серий. Но в них обязательно встроен обратный клапан. На условном обозначении регуляторов наличие пилота, в отличие от распределителей, не показывается.
Регуляторы с пневматическим, пропорциональным и электрическим управлением
Кроме традиционных регуляторов давления с ручной настройкой используются регуляторы с пневмоуправлением, с пропорциональным электромагнитным и электроуправлением.
Регуляторы с пневматическим, пропорциональным и электрическим управлением (слева направо): внешний вид, УГО
У первых на пилотную мембрану вместо пружины действует пневматический сигнал примерно в том же диапазоне, что давление на выходе (т.е. давление р2 повторяет р12). По сути это усилители расхода с возможностью настройки давления.
Пропорциональные регуляторы имеют пилотный каскад из двух 2/2-распределителей с прямым электромагнитным управлением, блок сравнения и датчик давления на выходе для обратной связи. В них выходное давление задается электрическим аналоговым сигналом в диапазоне 0…10 В или 4…20 мА, а регулятор за счет включения/выключения соответствующего 2/2-распределителя повышает или понижает давление над мембраной вместо пружины. Команду на распределители дает блок сравнения в зависимости от значения задающего сигнала и сигнала датчика обратной связи.
Также для дистанционной настройки давления, когда персонал не имеет возможности подойти к регулятору, используется регулятор с электроуправлением. Здесь роль руки оператора выполняет небольшой электромотор, который в зависимости от длительности подаваемого на него электрического сигнала 24 В постоянного тока сжимает настроечную пружину. Если полярность сигнала меняется, то электромотор пружину разжимает, что сопровождается понижением давления на выходе.
Такие регуляторы также могут иметь датчик выходного давления, и этот аналоговый сигнал используется в системе управления и для визуального дистанционного контроля.
Блочные регуляторы
Еще одной интересной разновидностью является блочный регулятор, который отличается от обычного только организацией подвода и отвода воздуха.
Канал питания 1 у него проходит насквозь корпуса, а канал выхода 2 может быть снизу, сверху, сзади или спереди. Благодаря такой нехитрой особенности блочный регулятор в системах с несколькими уровнями давления получает заметные преимущества по сравнению с обычными регуляторами.
- Между ними не нужно ставить разветвители для отвода промежуточного давления.
- Чередование давлений может быть любым (при использовании обычных регуляторов каждый следующий имеет на выходе давление ниже, чем у предыдущего).
- С помощью блочных регуляторов в одном блоке подготовки воздуха можно получить воздух с низким давлением и грубой очисткой и воздух под более высоким давлением и с лучшей очисткой (см. рисунок ниже).
Реализация нескольких уровней давления на обычных (слева) и блочных регуляторах, а также блок подготовки воздуха с разными уровнями давления и степенями очистки (справа)
Но блочные регуляторы выпускаются только до расходов 7.000…10.000 л/мин.
Эффекта блочных регуляторов можно достичь и при использовании обычных регуляторов. Для этого их монтируют на общем коллекторе с помощью пустотелых винтов, которые закручивают в каналы 1. Предназначенные для установки манометров отверстия глушат, а манометры ставят через тройники в каналы 2.
Теперь есть возможность настраивать давление независимо от места расположения регулятора и избежать разветвителей между ними.
Блокировка настройки
Как правило, рукоятка регулятора имеет блокировку, которая предотвращает случайное воздействие на настройку давления. Обычно блокировка включается и выключается при вертикальном перемещении рукоятки. Для еще большей безопасности рукоятку снабжают ключом или навесным замком, который вешают за выдвигаемую из рукоятки скобу. Рукоятки, кроме обычного варианта, могут иметь исполнения для монтажа на панели или для работы в загрязненных условиях.
Монтаж регуляторов
Регуляторы давления монтируются на оборудовании в любом положении – лишь бы был свободный доступ к рукоятке и виден манометр. Конечно, нужно соблюдать направление подачи воздуха. Стандартным считается направление слева направо, если смотреть на манометр регулятора. При необходимости изменить направление подачи воздуха в регуляторе можно поменять место установки манометра с лицевой стороны на тыльную, переставив заглушку. Блочному регулятору эту процедуру делать не нужно.
Если регулятор встроен в фильтр, то его монтажное положение должно быть практически вертикальное (±5°).
Характеристики
При выборе важно учитывать следующие характеристики:
- Входное и выходное давление: Эти параметры определяют максимальное значение, которое устройство может принимать на входе, и диапазон значения, который оно может выдавать на выходе. Регуляторы выпускаются на разные диапазоны настройки давления, при этом давление на входе всегда рекомендуется иметь минимум на 1 бар выше, чем верхнее значение регулируемого диапазона. Следует также помнить, что нижний предел у большинства регуляторов обычно 0,3…0,5 бар.
- Расход: Определяет количество воздуха, которое устройство может пропускать за определенный промежуток времени. Высокий расход обычно требуется для промышленных приложений. Указываемый в каталоге стандартный номинальный расход определяется при входном давлении 10 бар, выходном 6 бар и перепаде 1 бар. Но для больших устройств условия испытаний могут быть другими, например, перепад 0,5 бар или входное давление 7 бар, что связано с трудностями измерения высоких расходов.
- Присоединительная резьба: Тип и размер резьбы, который определяет, как устройство будет подключаться к системе.
- Со сбросом или без: Большинство редукторов имеют функцию сброса, которая позволяет быстро снизить выходное давление, спустив излишки в атмосферу.
- Пилотный или прямого действия: Устройства прямого действия регулируют напрямую, в то время как пилотные используют дополнительный каскад усиления, что позволяет снизить требуемое усилие для регулировки.
- С манометром или без: Манометр позволяет пользователю видеть текущее давление в системе. Есть модели без или с манометром, в том числе современные модели со встроенным в корпус манометром.
- Прецизионный или для общих задач: Прецизионные модели предназначены для приложений, где требуется очень точное регулирование и минимальный гистерезис, в то время как исполнения для общих задач подходят для более широкого спектра применений.
- Материалы: Материалы корпуса могут варьироваться в зависимости от приложения, например, алюминиевый сплав, латунь, нержавеющая сталь или пластик.
- Модульный или индивидуальный: модели модульного монтажа позволяют устанавливать регулятор в составе блока подготовки воздуха с помощью соединительных элементов, получив компактную и легко обслуживаемую систему. Модели чисто индивидуального монтажа устанавливаются автономно и для соединения с другими элементами требуются резьбовые и прочие фитинги.
Как выбрать регулятор давления
Выбор правильного воздушного редуктора может быть ключевым для эффективности и безопасности вашей системы. Вот несколько рекомендаций, которые помогут вам сделать правильный выбор:
- Определите требования к давлению: Знайте максимальное входное и желаемое выходное давление в вашей системе. Это поможет вам выбрать редуктор, который может обработать эти параметры.
- Учитывайте расход: Если ваша система требует высокого расхода воздуха, убедитесь, что выбранный тип может обеспечить необходимый объем.
- Выберите подходящий материал: В зависимости от среды и химических веществ, которые могут контактировать с изделием, выберите материал, который обеспечит долгий срок службы и надежность.
- Рассмотрите дополнительные функции: Функции, такие как манометры, сброс давления или пилотное управление, могут быть полезными в зависимости от вашего приложения.
- Проконсультируйтесь с экспертами: Если вы не уверены в своем выборе, обратитесь к специалистам в области пневматики для получения рекомендаций.
Заключение
Регуляторы давления воздуха играют ключевую роль в многих промышленных и бытовых системах, обеспечивая стабильное и постоянное давление. Правильный выбор регулятора может существенно повысить эффективность и безопасность вашей системы.
Если вы ищете качественное пневматическое оборудование, включая регуляторы, обратите внимание на интернет-магазин "Би Энд Би Инжиниринг". Здесь вы найдете широкий ассортимент продукции по выгодной цене с доставкой по Москве и всей России. Профессиональные специалисты компании окажут бесплатную техподдержку, проконсультируют по техническим вопросам, помогут выбрать подходящую продукцию из наличия или с коротким сроком поставки и при необходимости подберут аналоги.
Ссылки
- Клапаны сброса давления VMR
- Микрорегуляторы давления
- Малогабаритные регуляторы давления 17**2
- Микрорегуляторы давления CLR
- Микрорегуляторы давления LR, LRMA
- Микрорегуляторы давления RML, RMC, RMS
- Микрорегуляторы давления TC
- Микрорегуляторы давления VRPA
- Микрорегуляторы давления Серия FUNCTION
- Микрорегуляторы перепада давления LRL, LRLL
- Миниатюрные регуляторы ARJ
- Миниатюрные регуляторы давления RMV
- Прецизионные регуляторы ARP
- Прецизионные регуляторы EPR
- Прецизионные регуляторы GPR
- Прецизионные регуляторы GS
- Прецизионные регуляторы IR1000-3000
- Прецизионные регуляторы IR1000-3000-A
- Прецизионные регуляторы LRP, LRPS
- Прецизионные регуляторы PR
- Прецизионные регуляторы PRN
- Прецизионные регуляторы давления 171S2B
- Прецизионные регуляторы давления PS1HR
- Регулятор давления IR-A
- Регуляторы давления AR-A
- Регуляторы давления AR-B
- Регуляторы давления EAR
- Регуляторы давления ER
- Регуляторы давления FEOR
- Регуляторы давления FER
- Регуляторы давления FRL T020
- Регуляторы давления GAR
- Регуляторы давления LR
- Регуляторы давления MS
- Прецизионные регуляторы давления MS-LRP
- Прецизионные регуляторы давления для блочного монтажа MS-LRPB
- Регуляторы давления MS-LR
- Регуляторы давления для блочного монтажа MS-LRB
- Электрические регуляторы давления MS-LRE
- Регуляторы давления NE
- Регуляторы давления N-R
- Регуляторы давления NXE-R
- Регуляторы давления NXM-R
- Регуляторы давления PS1R
- Регуляторы давления T17*BR
- Регуляторы давления TR
- Регуляторы давления воды WR110
- Регуляторы давления двухуровневые 900.18.8*
- Регуляторы давления до 2 МПа ARX20
- Регуляторы давления индивидуальные 17*09
- Регуляторы давления компактные NEX
- Регуляторы давления компактные PS2R
- Регуляторы давления компактные TMR
- Регуляторы давления модульные 17*02
- Регуляторы давления производительные MS
- Регуляторы давления с манометром в ручке MG
- Регуляторы давления серии BIT
- Регуляторы для воды серии BIT REG F
- Регуляторы серии BIT REG, MR
- Регуляторы давления серии D
- Комбинации регуляторов давления LRB-D-K
- Регуляторы давления LR-D, LRS-D
- Регуляторы давления для блочного монтажа LRB-D, LRBS-D
- Регуляторы давления серии M
- Регуляторы давления серии MC
- Регуляторы давления MC-R
- Регуляторы давления для блочного монтажа MC-M
- Регуляторы давления серии MD
- Регуляторы давления MD-R
- Регуляторы давления для блочного монтажа MD-M
- Регуляторы давления серии MX
- Регуляторы давления MX-R
- Регуляторы давления для блочного монтажа MX-M
- Регуляторы давления с пневмоуправлением MX-RCP
- Регуляторы давления серии Newdeal
- Регуляторы пилотные Newdeal
- Регуляторы пилотные с отсечными клапанами Newdeal REGP, RV3V
- Регуляторы с пневмоуправлением Newdeal RP
- Регуляторы серии Newdeal REG
- Регуляторы давления серии SKILLAIR
- Блочные регуляторы серии SKILLAIR REG 100
- Регуляторы пилотные SKILLAIR REG. P
- Регуляторы с пневмоуправлением SKILLAIR REG 300
- Регуляторы серии SKILLAIR REG 100/200/300/400
- Регуляторы давления серии Syntesi
- Блочные регуляторы Syntesi REG SY1/SY2
- Регуляторы Syntesi REG SY1/SY2
- Регуляторы с пневмоуправлением Syntesi REG PIL SY1/SY2
- Регуляторы давления серии T
- Регуляторы до 40 бар ERH
- Регуляторы магистральные с пилотным управлением TR
- Регуляторы с пилотным управлением (E)AR*25/35
- Регуляторы серии DB, полимерный корпус
- Комбинации регуляторов давления LRB-DB-K
- Регуляторы давления LR-DB
- Регуляторы серии FRL Evo
- Блочные регуляторы Y025
- Регуляторы давления Y020
- Регуляторы серии FRL Mini
- Регуляторы давления T020-MINI
- Регуляторы давления для воды T080-MINI
- Регуляторы давления с быстрым сбросом T070-MINI
- Регуляторы со встроенным манометром ARG
-
Регуляторы давления EAR
-
Регуляторы давления TR
-
Регуляторы давления FEOR
-
Регуляторы давления серии MC
-
Регуляторы давления серии MD
-
Регуляторы давления серии MX
-
Регуляторы давления N-R
-
Регуляторы давления NXE-R
-
Регуляторы давления NXM-R
-
Регуляторы давления серии M
-
Регуляторы давления серии T
-
Регуляторы давления серии Syntesi
-
Регуляторы давления серии SKILLAIR
-
Регуляторы давления серии Newdeal
-
Регуляторы давления серии BIT
-
Регуляторы давления FRL T020
-
Регуляторы давления FER
-
Регуляторы серии FRL Evo
-
Регуляторы серии FRL Mini
-
Регуляторы давления GAR
-
Прецизионные регуляторы PR
-
Прецизионные регуляторы PRN
-
Прецизионные регуляторы GS
-
Прецизионные регуляторы EPR
-
Прецизионные регуляторы давления 171S2B
-
Прецизионные регуляторы GPR
-
Клапаны сброса давления VMR
-
Микрорегуляторы давления
-
Регуляторы давления компактные NEX
-
Регуляторы давления с манометром в ручке MG
-
Регуляторы давления PS1R
-
Регуляторы давления T17*BR
-
Регуляторы давления индивидуальные 17*09
-
Регуляторы давления модульные 17*02
-
Регуляторы давления производительные MS
-
Регуляторы до 40 бар ERH
-
Регуляторы давления двухуровневые 900.18.8*
-
Экономайзеры 6.11*
-
Прецизионные регуляторы давления PS1HR
-
Регуляторы давления компактные PS2R