如何选择监管机构

如何选择满足您流体系统需求的调节器

Wouter Pronk，世伟洛克高级现场工程师

压力调节器在许多工业流体和仪表系统中发挥着至关重要的作用，有助于维持或控制所需的压力和流量以响应系统变化。选择正确的调节器以保持系统按预期安全运行非常重要——错误的选择可能导致效率低下、性能不佳、故障排除频繁和潜在的安全隐患。

了解如何选择合适的调节器需要了解不同类型的调节器、它们的功能以及如何应用它们来满足您的系统需求。继续阅读以了解有关压力调节器、其功能以及如何确定满足您系统需求的最佳选择的更多信息。

什么是压力调节器？

在最基本的情况下，压力调节器是一种机械装置，旨在控制上游或下游压力以响应系统的变化 .这些变化可能包括流量、压力、温度或常规系统运行期间可能发生的其他因素的波动。调节器的工作是维持您所需的系统压力。重要的是，调节器与阀门不同，阀门控制系统流速并且不能自我调节。调节器控制压力，而不是流量，并且可以自我调节。

监管者类型

有两种主要类型的调节器：减压调节器和背压调节器。

• 减压调节器 通过感应出口压力并控制其自身的下游压力来控制过程压力
• 背压调节器 通过感应入口压力和控制上游压力来控制过程压力

您理想的调节器选择取决于您的工艺要求。例如，如果您需要在系统介质到达主过程之前降低来自高压源的压力，那么减压调节器就可以完成这项工作。相比之下，如果系统条件导致水平变得高于预期，背压调节器可以通过释放过压来帮助控制和维持上游压力。在正确的环境下使用，每种类型都可以帮助您在整个系统中保持所需的压力。

监管机构的工作原理

压力调节器包含三个重要的组件来帮助它们调节压力：

• 一个控制元素 ，包括座椅和提升阀。阀座有助于控制压力并防止流体在流量关闭时泄漏到调节器的另一侧。当系统流动时，提升阀与阀座一起完成密封过程。
• 一个感应元素 ，通常是隔膜或活塞。传感元件允许提升阀在阀座中上升和下降，从而控制入口或出口压力。
• 一个加载元素 .调节器可以是弹簧加载的或圆顶加载的，具体取决于应用。加载元件在隔膜顶部施加一个向下的平衡力。

这些元素协同工作以创建所需的压力控制。活塞或隔膜感应上游（入口）压力和下游（出口）压力。然后，传感元件试图找到来自加载元件的设定力的平衡，该平衡由用户通过手柄或其他转动机构进行调整。传感元件将允许提升阀从座椅打开或关闭。这些元素共同作用以保持平衡并达到设定压力。如果一个人发生了变化，那么其他一些力量也必须发生变化以恢复平衡。

在减压调节器中，必须平衡四种不同的力，如图 1 所示。这些力包括 加载力 (F1)、入口弹簧力 (F2)、出口压力 (F3)、 和入口压力（F4） .总加载力必须等于入口弹簧力、出口压力和入口压力的组合。

背压调节器功能类似。它们必须平衡 弹簧力 (F1)、入口压力 (F2)、 和出口压力（F3） ，如图 2 所示。这里，弹簧力必须等于入口压力和出口压力的合力。

选择正确的调节器

了解稳压器的功能后，您可以更好地评估如何将不同的稳压器特性与系统需求相匹配。需要考虑的一些最重要的特征包括：

系统流程

安装尺寸合适的调节器是维持所需压力的关键。正确的尺寸通常由系统中的流量决定——较大的调节器可以在有效控制压力的同时处理更高的流量，而较小的调节器对较低的流速有效。调节器组件的尺寸也很重要。例如，使用更大的隔膜或活塞来控制低压应用会更有效。所有组件的大小都应根据您的系统要求进行适当调整。

系统压力

由于调节器的主要功能是管理系统压力，因此确保您的选择针对最大、最小和操作系统压力进行适当的评级至关重要。压力控制范围通常在调节器产品规格中突出显示，因为它们对于正确选择调节器很重要。

系统温度

工业过程的温度范围可能不同，您应该确信您选择的调节器能够承受典型的预期工作条件。环境因素以及流体温度和焦耳-汤姆逊效应等因素都是一个考虑因素，焦耳-汤姆逊效应会因压力下降而导致快速冷却。

过程敏感度

您的过程的敏感性在确定在您的调节器中选择的最佳控制模式方面发挥着作用。如前所述，大多数调节器要么是弹簧加载的，要么是圆顶加载的。弹簧加载调节器由操作员转动外部旋钮控制，该旋钮控制弹簧对传感元件的力。相比之下，圆顶式调节器使用系统内的流体压力为传感元件提供设定压力。虽然弹簧式调节器更常见并且操作员往往更熟悉，但圆顶式调节器可以帮助提高需要它的应用的精度，并可能有利于自动化应用。

系统媒体

调节器的所有元件与系统介质之间的材料兼容性对于组件寿命和避免停机很重要。虽然预计橡胶和弹性体部件会出现一些自然劣化，但某些系统介质可能会导致加速劣化和调节器过早失效。您可以在我们的材料科学培训课程中详细了解弹性体密封件和其他调节器组件的化学兼容性。

观看下面的视频，了解有关选择调节器的更多信息。

随着对可用压力调节器类型及其功能的深入了解，您将能够更好地做出正确的选择。您的调节器供应商应该能够为您提供尺寸信息、压力和流量要求、温度范围以及满足您系统需求的正确控制模式。您可以通过使用我们的调节器流量曲线生成器比较不同应用中的不同调节器来开始选择过程，然后与当地的压力控制专家联系以获取更多信息。

但是，您的系统的特定需求远远超出了本博客的内容。可用的培训机会可以帮助流体系统专业人员更全面地了解正确的调节器如何在提高效率的同时提高安全性。

此外，您的稳压器供应商应该能够通过努力了解您的系统要求来帮助指导您做出正确的选择。我们经验丰富的专家可以提供指导，利用全面的应用知识和工程支持，为您的系统找到合适的选择。如果您对优化调节器性能感兴趣，请联系我们的压力控制专家团队开始对话。