Аннотация
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 некомфортно, 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:
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 рычажные регуляторы (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 также 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
Рисунок 1 — Рычажный регулятор
Пружинные регуляторы устроены похожим образом (рис. 2), но систему противовесов заменяет одна или несколько мощных пружин.
Рисунок 2 — Пружинный регулятор
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).
Рисунок 3 — Пилотный регулятор
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, называемый пилотом.
Рисунок 3 — Схема одного из вариантов пилота
Используются несколько вариантов исполнения корпуса основного клапана, отличающиеся способом перекрытия проточной части.
Для крупных сетей с постоянным расходом, небольших трубопроводов с нерегулярным водоразбором и систем полива используются регуляторы с гибкой диафрагмой (см. схему на рис. 5)
Рисунок 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 результате чего изменяется положение
запирающего элемента в пилоте (подробнее описано далее), в результате чего–либо подается, либо отключается давление в камере управления (2). В результате она 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 при температуре 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 не 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.
В этом конструктивном решении перекрывание проточной части клапана осуществляет не резиновая диафрагма, а связанный с ней штоком плоский диск, что позволяет регулятору 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 – индикацию положения диска, защиту от кавитации, изолирование камеры управления от проточной части.
Выводы
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 совершенный набор инструментов для решения практически
всех задач управления водоснабжением.
^
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 некомфортно, 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:
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 рычажные регуляторы (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 также 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
Рисунок 1 — Рычажный регулятор
Пружинные регуляторы устроены похожим образом (рис. 2), но систему противовесов заменяет одна или несколько мощных пружин.
Рисунок 2 — Пружинный регулятор
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).
Рисунок 3 — Пилотный регулятор
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, называемый пилотом.
Рисунок 3 — Схема одного из вариантов пилота
Используются несколько вариантов исполнения корпуса основного клапана, отличающиеся способом перекрытия проточной части.
Для крупных сетей с постоянным расходом, небольших трубопроводов с нерегулярным водоразбором и систем полива используются регуляторы с гибкой диафрагмой (см. схему на рис. 5)
Рисунок 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 результате чего изменяется положение запирающего элемента в пилоте (подробнее описано далее), в результате чего–либо подается, либо отключается давление в камере управления (2). В результате она 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 при температуре 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 не 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.
В этом конструктивном решении перекрывание проточной части клапана осуществляет не резиновая диафрагма, а связанный с ней штоком плоский диск, что позволяет регулятору 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 – индикацию положения диска, защиту от кавитации, изолирование камеры управления от проточной части.
Выводы
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 совершенный набор инструментов для решения практически всех задач управления водоснабжением.