آشنایی با چگونگی کارکرد رگلاتورها
رگلاتور فشار وسیله ای است که با کاهش فشار ورودی ( بالا ) به فشار خروجی کنترل شده ( کمتر ) ، فشار مایعات یا گازها را کنترل و قابل استفاده می کند. همچنین رگلاتورها قابلیت حفظ فشار خروجی ثابت و جلوگیری از نوسان فشار را دارند.
مانومتر ها به اشکال مختلف ، در بسیاری از کاربردهای خانگی و صنعتی مانند تنظیم پروپان مورد استفاده در کوره های گازی ، برای تنظیم اکسیژن در تجهیزات پزشکی ، تأمین هوای فشرده در کاربردهای صنعتی ، برای تنظیم سوخت در موتورهای خودرو و صنایع هوا فضا مورد استفاده قرار می گیرند.
جنبه اصلی که در همه کاربردهای مانومتر مشترک است ، کنترل فشار است فشار منبع بالاتر به فشار خروجی کمتر. آشنایی با چگونگی کارکرد رگلاتورها
عناصر اساسی تنظیم کننده فشار
یک فشار شکن (رگلاتور) شامل عناصر زیر است:
• عنصر کاهش فشار مانند سوپاپ.
• یک عنصر برای اعمال نیروی لازم به عنصر کاهنده مانند فنر ، محرک پیستونی یا محرک دیافراگم.
• یک عنصر سنجش مانند دیافراگم یا پیستون.
شمایل کلی رگلاتور تک مرحله ای
عنصر کاهش فشار رگلاتور
یک پیستون متصل به فنر معمولاً به عنوان عنصر کاهش دهنده فشار استفاده می شوند. خروجی مخزن پیستون برای کاربردها در فشار معمولی دارای آب بندی از جنس الاستومری و در کاربردهای پرفشار از آب بندی از جنس ترموپلاستیک هستند.
عایق بندی ، رگلاتور را در برابر هرگونه نشت گاز یا مایع مهر و موم می کند. سوپاپ توسط نیروی فنر کنترل می شود تا دریچه باز شود و جریان از ورودی به خروجی جریان یابد. آشنایی با چگونگی کارکرد رگلاتورها
با افزایش فشار خروجی ، دریچه سوپاپ به دلیل نیروی تولید شده توسط دیافراگم ، که بر نیروی فنر غلبه می کند ، بسته می شود.
عناصر فشار ساز
عناصر فشار ساز، رگلاتور توسط اجزاء حسگر دریچه را باز می نماید. مقدار نیروی فنر متناسب با مقدار خروجی متغیر است تا فشار خروجی حالت ثابت تری پیدا نماید و با تغییر فشار مخزن تغییر نکند.
آشنایی با چگونگی کارکرد رگلاتورها
سنسور
تکنیک پیستون در رگلاتور معمولاً برای فشارهای بالا است، بنابراین تغییرات ناگهانی و تلرانس وسیع تر روی فشار خروجی قابل قبول هستند .
این نوع از رگلاتورها به دلیل اصطکاک بین سوپاپ و پیستون کند تر از سایر انواع رگلاتور عمل می نمایند
رگلاتور هایی که از دیافراگم به عنوان سنسور استفاده می کنند برای دقت بالاتر مناسب تر است. آنها از الاستومر یا یک نوع دیسک نازک از موادی که به تغییرات فشار حساس هستند ساخته می شوند. دیافراگم ها اصطکاک کمتری نسبت به رگلاتورهای پیستونی دارند. آنها همچنین از دقت سنجش بالاتری برخوردار هستند. آشنایی با چگونگی کارکرد رگلاتورها
انواع تنظیم کننده فشار (رگلاتور)
تنظیم کننده های فشار را می توان به طور کلی در دسته های زیر طبقه بندی کرد:
• رگلاتور های خطی یا خود تنظیم شونده
• رگلاتورهای اتوماتیک
چگونگی کارکرد رگلاتورهای خطی
آنها ساده ترین شکل مانومترها هستند (شکل 1). آنها معمولا در فشارهای پایین تر مانند زیر 0.07 بار بیشترین دقت را دارند. در فشارهای بالاتر تا حداکثر 35 بار امکان 10 تا 20 درصد خطا دارند.
رگولاتورهای خود تنظیم شونده کامل هستند دیگر نیازی به سنسور فشار بیرونی ندارند و این بخش جزیی از خودشان است ، به این معنی که برای عملکرد موثر به خط سنجش خارجی در خروجی نیاز ندارند. این رگلاتور شامل یک فنر هستند که توسط دیافراگم کنترل و تنظیم می شود. انرژی یا فشار حاصل از جریان سیال دیافراگم را فعال می کند. افزایش فشار سطح پایین دیافراگم باعث بسته شدن مسیر توسط فنر می شود. با پایین آمدن فشار نیروی فنر افزایش می یابد و دریچه باز می شود.
رگلاتورهای اتوماتیک
این مانومترها برای زمانی که تغییرات زیاد جریان سیال، نوسانات فراوان فشار ورودی وجود دارد بسیار مناسب است ، نوسانات فشار ورودی به طور معمول در سیلندرها یا مخازن ذخیره کوچک اتفاق می افتد.
این نوع رگلاتورها معمولا یک یا دو مرحله ای هستند. یک مانومتر تک مرحله ای برای کاهش نسبتاً کم فشار ایده آل است. در مواردی که نوسانات زیادی در فشار یا جریان ورودی وجود داشته باشد، مناسب نیستند.
مانومتر دو مرحله ای (شکل 2) متداول ترین نوع رگلاتورهای اتومات است. مرحله اول شامل یک فنر اتومات است که فشار دیافراگم اصلی را کنترل می کند. تا زمانی که فشار بر روی این فنر کم باشد، هیچ جریانی در وجود ندارد. با افزایش فشار، فنر فشرده شده و دریچه باز می شود و یک فشار بین ورودی رگلاتور و فضای بینابینی ایجاد می کند. این فشار باعث فعالیت بخش دوم و ایجاد جریان در خروجی رگلاتور می شود.
اجزای کلی رگلاتور دو مرحله ای
رگلاتور دومرحله ای در فشارها و ظرفیت های مختلف بسیار با دقت عمل می نماید. به دلیل حساس بودن مانومتر های دومرحله ای فقط برای سیالات تمیز مورد استفاده قرار می گیرد. مهم ترین دلیل استفاده از رگلاتور دومرحله ای می تواند حفظ فشار خروجی علیرغم کاهش فشار مخزن است.
کاربردهای مانومتر ها :
رگلاتورها به غیر از کاهش فشار سیال می توانند کارهای دیگری نیز انجام دهند :
رگلاتور برگشت گاز یا شیر تنظیم فشار
شیر تنظیم فشار برای محدود کردن فشار حداکثر در زمانی که قصد پر نمودن یک مخزن توسط یک پمپ را دارید استفاده می شود یعنی بصورت معکوس زمانی که مخزن به فشار مورد نظر می رسد رگلاتور وارد عمل شده و حرکت پمپ را متوقف می نماید.
مانومترهای سوئیچینگ
معمولا در سیستمهایی که گاز از دو منبع اصلی و ذخیره تامین می گردد از رگلاتور های سوئیچ استفاده می کنند تا در صورت افت فشار در مخزن اصلی ورودی به مخزن ذخیره تغییر یابد.
رگلاتور وکیوم
فشار منفی یا خلاء در تجهیزات مختلف مورد استفاده است و رگلاتور وکیوم نیز جهت تنظیم فشار منفی در مخزن مورد اشاره استفاده می شود.
از کاربردهای دیگر رگلاتور می توان بصورت فهرست وار به موارد ذیل اشاره نمود :
رگلاتور فشار قوی جهت گاز بوتان و پرسی برای اجاق گاز و ….
کنترل و تنظیم فشار هوای فشرده در کاربردهای مختلف صنعتی
صنایع هوا فضا ، تنظیم فشار انواع گازهای مورد استفاده در هواپیما و شاتل های فضایی
جوشکاری و برشکاری ، انواع فرآیندهای جوشکاری و برشکاری به گازهای مختلف وابسته هستند و تبدیل فشار مخازن به مصرف کننده توسط رگلاتورها انجام می شود.
خودرو های گاز سوز از رگلاتور برای تنظیم فشار گاز مصرفی استفاده می کنند.