Регуляторы Airset для двухпозиционных клапанов

1 ноября 2020 г. | Джефф Уэлч

Регуляторы Airset кажутся простыми устройствами, но необходимо позаботиться о том, чтобы были выбраны правильные устройства, особенно в системах безопасности.

Химические заводы и другие объекты тяжелой промышленности обычно содержат множество клапанов, приводов и приборов с пневматическим управлением. Устройства Airset обычно используются для регулирования подачи давления воздуха к этим компонентам. Airset — это особый тип редукционного регулятора прямого действия со встроенным фильтром. Его часто упускают из виду при проектировании, но для безопасной и эффективной работы необходим правильный выбор, что имеет решающее значение, поскольку эти устройства часто используются при аварийном отключении и других требовательных приложениях с двухпозиционными клапанами.

Как и в случае с любым регулятором прямого действия, пневмосистема определяет и поддерживает давление на выходе на требуемом заданном уровне. На рисунке 1 выходное давление (синяя область) измеряется на нижней стороне диафрагмы, и пневматический регулятор использует это давление для создания силы и противодействия силе пружины на верхней стороне диафрагмы. Корпус пружины (в желтой зоне) выпускается в атмосферу.

Рисунок 1. Здесь показан типичный регулятор Airset со встроенным фильтром и внутренним предохранительным клапаном. Давление на выходе (синяя область) измеряется на нижней стороне диафрагмы, и пневматический регулятор использует это давление для создания силы и противодействия силе пружины на верхней стороне диафрагмы. Корпус пружины (в желтой зоне) выпускается в атмосферу.

Когда потребность в воздухе на выходе увеличивается, давление на выходе начинает снижаться, вызывая соответствующее уменьшение силы, действующей на нижнюю часть диафрагмы. Пружина реагирует разжиманием до тех пор, пока не достигнет силы, действующей на диафрагму. Поскольку пружина закреплена регулировочным винтом, единственный способ разжать пружину – это движение в направлении диафрагмы.

Мембрана прикреплена к плунжеру клапана, поэтому плунжер отодвигается от седла, увеличивая поток воздуха из области впуска (красная область) в систему, расположенную ниже по потоку (синяя область). Когда потребность в расходе удовлетворена, давление под диафрагмой увеличивается до заданного значения регулятора пневматической системы, пружина сжимается, и плунжер клапана перемещается к седлу, перекрывая поток.

Регулятор настраивается путем регулировки натяжения пружины. Чем жестче пружина, тем выше давление на выходе регулятора. В процессе работы регулятор открывается настолько, насколько это необходимо для поддержания давления на выходе. Силы диафрагмы и пружины должны находиться в равновесии, когда пневматический регулятор находится в стабильном режиме работы.

Регуляторы Airset обычно являются наиболее распространенным типом регуляторов давления, используемых на химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах. В частности, их можно найти прикрепленными к регулирующим клапанам, где регулятор пневматической системы используется для снижения давления воздуха в системе до безопасного рабочего уровня для работы клапана. Затем позиционер/контроллер может подавать соответствующее давление на привод на основе сигнала заданного значения, обычно получаемого от системы автоматизации. Результатом является контролируемое перемещение клапана для регулирования технологического потока.

Во многих приложениях не используется позиционер/контроллер для регулирования хода клапана и, следовательно, технологического потока, а вместо этого требуется, чтобы клапан был либо полностью открыт, либо закрыт. Их часто называют автоматическими двухпозиционными клапанами, в которых давление воздуха в приборе снижается с помощью пневматического комплекта, а соленоид после регулятора контролирует давление, воздействующее на привод клапана. Соленоид может сбросить это давление воздуха в атмосферу в случае, если клапану необходимо обеспечить отказоустойчивость, обычно приводимый в это положение пружиной.

На рис. 2 показан пример регулятора с пневмосистемой, используемого в режиме включения/выключения. Основное давление подачи воздуха в привод регулируется на желаемом заданном значении с помощью пневматического блока (3). Этот воздух более низкого давления затем проходит через электромагнитный клапан (2) и подается на привод (1).