Налаживание работы пневматических систем требует устранения разницы давления, подаваемого компрессором газовоздушной и рабочего значения пневматической системы. Данную проблему решают регуляторы сжатого воздуха, которыми можно менять давление и объем перекачиваемой среды.
Компрессоры нагнетают газо-воздушную смесь под определенным неизменным давлением. Однако значение может быть неподходящим:
В этих случаях используется редуктор, представленный механическим устройством регулирования давления до требуемого значения. Принцип действия основан на пропускании в пневматическую систему меньшего объема воздуха за единицу времени.
Остаточный объем воздуха выводится в окружающую среду. Избыток может быть перенаправлен на смежную пневматическую машину для увеличения давления. В остальном редуктор и регулятор давления сжатого воздуха — одно и то же.
Такие механизмы работают и в гидравлических системах, регулируя объем жидкости вместо воздуха. Избыток воды перенаправляется в накопительный резервуар.
Регуляторы встречаются в любых пневматических системах, для которых предельное давление выше рабочих показателей компрессора. В зависимости условий возможна работа машин двумя способами:
Среда для транспортировки берется из окружающей среды. Дешевый и доступный ресурс, который можно использовать практически в любых системах (за редким исключением, когда наличие твердых примесей нежелательно).
На производстве побочный продукт парогазовых установок используется в качестве бесплатного сырья. Дополнительные издержки отсутствуют, т.к. силовой установкой служит сама турбина, выводящая горячий воздух.
Прямое подключение к пневматическим системам разрушает трубы. А если магистрали оказываются прочными, избыточное давление испытывает пневматическая машина. Для защиты системы и задействуются регуляторы.
Несмотря на внешнюю простоту у регулятора сложная конструкция, включающая 3 рабочих отверстия:
Устройство состоит из трех рабочих отсеков. Верхняя и нижняя камера отвечает за регулирование давления внутри пневмосистемы. В средней камере размещен рабочий механизм, регулирующий объем подаваемой смеси на трубы.
Также бывают устройства с 4-мя выходами. Дополнительное отверстие используется для прикручивания манометра. Поступающая среда используется для замеров давления.
В зависимости от условий требуется выдерживать грубый запуск, работать с горячей средой или же часто менять давление. Регуляторы бывают двух вариантов:
Под действием поступающей сот компрессора среды смещается поршень и отодвигает заслонку на выпускном отверстии.
Давление воздуха продавливает мембрану, которая в свою очередь действует на пружину, сдвигающую заслонку на выходе.
Оба типа регуляторов работают по принципу сдвигания заслонки при разнице с потоком среды. Например, если у компрессора рабочее давление 6 бар и такое же у редуктора — рабочий механизм не будет смещаться. С возрастанием давления от компрессора мембрана или поршень начинает смещать заслонку, уменьшая выходное отверстие. Чем больше разница давлений, тем сильнее закрывается выпуск.
К преимуществам поршневых регуляторов стоит отнести дешевизну, износостойкости и работу с любой газо-воздушной смесью. Однако сложно точной регулировки давления. Например, если установить 5 бар, фактическое значение всегда будет от 4,8 до 5,2 бар. Погрешность объясняется грубым смещением закрывающейся заслонки и вибрациями от компрессора.
Основное достоинство мембранных редукторов — это стабильное давление перекачиваемой среды. Плавность обеспечивается мягкой мембранной, которая не восприимчива к вибрациям и резким толчкам при запуске компрессора.
Несмотря на плюсы, использование мембранных редукторов существенно ограничено:
Выбирать мембранный регулятор стоит лишь при высоких требованиях к стабильному давлению.
Типовые модели редукторов могут комплектоваться механическим реле давления для защиты от избыточного давления. Компоненты средней камеры со временем изнашиваются и слабее справляются с регулированием давления.
При поступлении потока воздушной среды рабочий механизм может выйти из строя и не заслонить выходное отверстие. В этом случае в пневматическую систему поступает избыточное давление, наносящее урон трубам и машине. На этот случай срабатывает реле и происходит сброс давления.
У простых устройств критическое давление соответствует настраиваемому значению. Например, если установить 4 бар на выпуск, то и сброс будет происходить именно при превышении данного значения. У более продвинутых моделей верхний предел давления для реле устанавливается независимо от регулятора.
Также встречаются электронные редукторы с подключением к питанию компрессора. Само устройство остается механическим, но оснащается большой группой датчиков — термостат, влажность, утечки воздуха (снижение давления) и др. Такие устройства удобны для использования на удаленной местности и в суровом климате. Все датчики и панель настроек собрана в компактном корпусе.
Для работы пневматических установок в привычных услвояих за такие устройства переплачивать не стоит.
При покупке устройства важно рассмотреть ключевые характеристики:
Базовые модели представлены обычными устройствами с механизмом регулирования рабочегодавления. Модификации оснащаются манометром и защитными реле.
Важно подобрать устройства, для которого рабочее давление компрессора будет ближе к середине. Например, если установка выдает 3,9 бар, а редуктор рассчитан на 3,5 — 7,5 бар, возможны проблемы с точностью регулирования.
Редукторы предусматривают фланцевое, резьбовое или сварное подключение к пневматической системе.
Важно помнить, что минимальное давление должно быть ниже производительности компрессора. Если рабочее давление близко к нижнему или верхнему значению, возможны большие скачки при перекачке.
Распространенный вариант присоединения регулятора к пневматической системе — это прямое подключение. К выходному отверстию компрессора присоединяется редуктор, а уже к его выходу — магистраль.
Другой способ подразумевает распределение мощностей регулятором, предусматривающим дополнительный выход для воздушной среды.
Например, на предприятии 2 компрессора с рабочим давлением 3 и 8 бар, и две пневматические машины с предельным давлением 6 бар. В этом случае схема подключения будет следующей:
При такой схеме машины буду работать исходя из мощности — 3 и 6 бар. Рот этом в окружающую среду будет уходить избыточный объем. Но к отводному отверстию можно подключить трубу до пневмоустановки1, которая начнет работать от давления 5 бар. При этом у второй установки останется те же 6 бар.
Следовательно, при правильном подключении регулятора можно еще распределять потоки среды. Поэтому на практике достаточно, чтобы суммарное рабочее давление всех компрессоров немного превышало значения для машин. При невозможности прямого подключения к системе можно организовать распределение потоков регулятором.
Частотный преобразователь регулирует крутящий момент двигателя, позволяя изменить объем подачи и давление подаваемого воздуха. Технически устройство может заменить редуктор и имеет два плюса:
Но на этом преимущества частотника заканчиваются, но появляется много недостатков:
Поломка у частотника приведет к исходному рабочему давлению, которое может оказаться критическим. Редукторы срабатывают от механического реле давления, надежны и не требуют питания.
Частотник регулирует лишь подачу, но не распределение потока воздушной массы по магистралям.
Частотник с щитовым оборудованием присоединяется перед компрессором. Редуктор компактен, присоединяется на выходном отверстии и не мешает работе.
При критических показателях защитное реле обесточивает оборудование. Редуктор выполняет сброс воздуха без отключения и остановки на производстве.
По этим причинам регулятор более практичен и чаще используется для регулирования давления. Частотный преобразователь подключается только в случаях, когда остро стоит вопрос энергопотребления.
Регулятор даже простого исполнения обеспечит защиту пневматического оборудования от избыточного давления. Но при подборе важно учесть всех характеристики устройства. При неправильном выборе есть риски есть, что регулятор не подойдет.
Для подбора подходящего оборудования, обратитесь к соответствующему разделу нашего сайта.
