Принцип работы регулятора давления воды. Регулятор давления после себя, до себя и перепада давления Принцип действия регулятора перепада давлений

Регуляторы давления воды используются повсеместно для управления и контроля потока в сетях снабжения. Серия 300 предназначена для использования в крупных системах водоснабжения, где контроль за гидравлическими показателями должен производиться с большой ответственностью.
Принцип действия регулятора давления воды зависит в первую очередь от его конструктивных особенностей. Так, в серии 300 представлены регулирующие клапана с незначительными различиями, что существенно расширяет их сферу применения и возможности при комбинированном использовании.
Состав деталей регулирующих клапанов серии 300: крышка, диафрагма, ось, кольцо, корпус.

Принцип работы регулятора давления воды в общих чертах строится на вертикальном движении оси штока. Сверху ось крепко зафиксирована в латунной втулке, а снизу крепление к регулирующей насадке осуществляется посредством четырех небольших лапок, которые обеспечивают очень прочную фиксацию.
Подобная конструкция практически полностью исключает возможность быстрого износа модели. В серии 300 представлен широкий модельный ряд регулирующих клапанов и знание их конструктивных особенностей поможет понять, как работает регулятор давления воды.
Клапан "до себя" помогает регулировать давление воды перед клапаном, в соответствии с предварительными настройками.

Принцип работы 300 PS

Такой регулятор рассчитан на автоматическое управление, после того как заданы настройки на определенное рабочее давление. Причем, если давление воды увеличивается, клапан автоматически плавно приоткрывается и выравнивает давление до нужных величин, при снижении давления происходит обратный процесс - клапан немного закрывается. Благодаря этому давление воды остается всегда на заданном уровне. Работу регулятора давления воды можно настроить и таким образом, чтобы он полностью закрывался, если давление упадет ниже заданной границы.

Принцип действия регулятора давления воды "После себя" отличается от предыдущей модели тем, что регулировка происходит после клапана, по направлению потока. Таким образом, при повышении давления воды ось штока опускается (в зависимости от настроек) и давление снижается. В условиях понижения давления воды происходит обратный процесс: клапан приоткрывается - давление увеличивается.

Принцип работы 300 PR

Из той же серии 300, регулятор перепада давления воды действует несколько иначе. При увеличении давления, клапан приоткрывается, чтобы уровнять разницу между входным и выходным потоком, соответственно, при уменьшении давления - он начинает закрываться.
Такой регулятор давления используется преимущественно для насосов и разнообразных конструкций систем климатического контроля помещения (отопление и охлаждение).
Подобные конструктивные отличия регуляторов давления воды обеспечивают высокую надежность конструкции и долговечность использования, а вертикальный ход оси клапана - низкие потери

Эксплуатация бытовой сантехники требует ответственного подхода. Надежную работу обеспечит только выполнение всех рекомендаций производителя.

В большинстве случаев, в паспорте регламентируются оптимальные и предельные значения давления в водоводе. Для обеспечения требуемого режима эксплуатации необходима установка в магистраль регулятора давления воды.

В противном случае, перепады давления и гидроудары приведут к поломке оборудования и появлению протечек.

Регуляторы применяют в разнопрофильных сетях от бытовых до промышленных. Они встраиваются в разводку для орошения, пожаротушения, в системах водозаправочных станций.

Место для их расположения определяют на вводе в стояк или в здание, после насосного оборудования и узлов запорной арматуры.

Регулятор давления любого типа чувствителен к наличию загрязнений и механических примесей в воде. С целью повышения ресурса безотказной работы рекомендуется на входе установить фильтр для очистки воды.

Описание регулятора

Регулятор давления воды устанавливается в системе водоснабжения с целью стабилизации входящего потока воды и недопущения критического уровня давления.

В основу работы регулятора положен принцип компенсации пружиной или мембраной предельного давления входящего потока. Это происходит за счет выравнивания усилий. Усилия пружины и диафрагмы вступают в противодействие.

В момент забора воды падает давление на выходе. Соответственно, снижается и давление на диафрагму. В результате клапан открывается.

Возрастание давления продолжается до тех пор, пока усилие диафрагмы и сила упругости пружины не будут уравновешены.

Давление на входе в клапан не влияет на открытие и закрытие пружинного клапана. Выходное давление сохраняется неизменным не смотря на перепады давления на входе.

Таким образом, удается поддерживать на выходе постоянное давление, что предохраняет внутренние коммуникации от гидроударов и перегрузок. Особенно актуальны перепады давления в сетях, питающихся от насоса.

Металлический корпус устройства имеет два резьбовых выхода для подсоединения к водопроводной системе. В некоторых моделях предусмотрен манометр, отображающий давление в системе. В таких конструкциях также предусмотрен винт регулировки для настройки предельного давления.

Преимущества использования регуляторов давления:

• Всегда стабильный напор воды на выходе не зависимо от магистрального давления
• Отсутствие шума, производимого большим напором воды
• Снижение расхода
• оберегает внутреннюю сеть от гидроударов
• Надежная и безопасная работа оборудования, подключенного к водопроводной сети

Принцип работы

Принцип действия регулятора давления может быть:

• Динамическим

Обеспечивает постоянное регулирование потока воды. Устанавливается в промышленности и на крупных магистралях.

• Статическим

Предназначен для сетей неравномерного потребления воды. Используется в квартирах и частных домах.

Устройства классифицируются по месту действия:

• «До регулятора»

Они закрыты, когда нет давления и открываются в случае его возрастания на входе в устройство, тем самым ограничивая предельный показатель.

• «После регулятора»

Они открыты при отсутствии давления. В случае превышения предельного напора воды на выходе закрываются.

Устройства статического типа работают по принципу «после регулятора», то есть обеспечивают постоянство давления на выходе

Типы конструкций регуляторов

Существует три конструктивных типа регуляторов:

1. Поршневые

Отличаются простотой конструкции и низкой ценой, поэтому самые распространенные. Расположенный внутри подпружиненный поршень перекрывает проходное отверстие трубопровода. Так обеспечивается постоянство давления на выходе. Диапазон регулирования находится в пределах 1-5 атм.

Поршень не изнашивается, что значительно увеличивает срок эксплуатации такого устройства.

Недостатком конструкции данного типа является движущийся поршень, для которого нужна подача на входе только фильтрованной воды. Вторым недостатком считается быстрый износ подвижных частей, ограничивающих максимальный поток воды.

Возможно появление коррозии на внутренних поверхностях.

1. Мембранные

Регулирование потока происходит за счет действия подпружиненной мембраны, находящейся в отдельной, изолированной камере. Мембрана открывает и закрывает регулировочный клапан.

Внутренняя полость делится мембраной на две зоны. Одна контактирует с водой, а другая хорошо изолирована. Благодаря этому грязная вода не поступает через слой мембраны.

Конструкция надежна и неприхотлива. Мембранный регулятор имеет защиту от ржавения внутри. При правильной эксплуатации обслуживание не требуется.

Характеризуется широкой зоной регулирования давления и пропорциональностью. Возможно управление скоростью потока от 0,5 до 3 м 3 /час.

Недостатком является появление на мембране через определенный период эксплуатации трещин, разрывов и расслоения. Следовательно, нужен регулярный контроль состояния мембраны.

Имеет более высокую стоимость.

1. Проточные

Лабиринт в средине корпуса позволяет осуществлять динамическую регулировку давления. Скорость потока снижается при прохождении разделений и большого числа поворотов.

Регулятор устанавливается в сетях для орошения и полива. В нем нет перемещающихся механизмов, поэтому применяются детали из пластических материалов.

Перед регуляторами данного типа требуется дополнительная установка клапана или регулятора на входном участке. Рабочий диапазон регулирования у устройства – 0,5-3 атм.

Проточный регулятор отличается низкуюой стоимостью.

1. Электронные

Электронный прибор обеспечивает включение насоса малой мощности в момент забора воды из сети.

Конструкция включает корпус, диафрагму, платы, разъемы для подсоединени. Регулятор оснащен датчиком для защиты от гидроудара и пуска насосного оборудования «в сухую».

Работает устройство бесшумно.

Электронное устройство следует монтировать до первой линии забора. Подводные патрубки обеспечивают удобное встраивание в магистраль трубопровода. Перед пуском насосную емкость заполняют водой.

Заводская настройка электронного регулятора соответствует значению 1,5 бар. Регулируют стартовое значение давления с помощью специальной отвертки, с учетом того, что номинальное значение должно превышать пусковое на 0,8 бар.

Рабочие параметры регуляторов:

• Максимальное предельное давление, обеспечивающее длительную эксплуатацию. Параметр регламентируется ГОСТ 26349-84.
• Значение номинального диаметра в соответствии с условным проходов=м водопроводной системы (ГОСТ 28338-89).
• Пропускная способность устройства, когда сохраняются установленные пределы регулирования, в м 3 /час.
• Рабочий диапазон регулирования.
• Температурный диапазон эксплуатации прибора, влияющий на возможность функционирования в магистралях отопления и подачи горячей воды, а также при низких температурах воздуха.

Существующие разновидности

Регулятор давления применяется в различных сферах хозяйства и в промышленности, поэтому классифицируется по многим параметрам.

1. Производительность

• Бытовые, до 3 м 3 /час
• Коммерческие, от3 до 15 м 3 /час
• Промышленные, свыше 15 м 3 /час

Для бытовых приборов, например, нагревательного бойлера, оптимальный выбор это бытовой регулятор.

1. По способу подключения

Существуют регуляторы с резьбовым и фланцевым исполнением. Резьбовое присоединение используется на трубопроводахс диаметром трубы 2” (50 мм). Фланцевое соединение применяется на крупных магистралях с большим сечением трубы.

1. Диапазон регулирования

• Широкий диапазон регулирования в пределах от 1,5 до 12 бар.
• Тонкая настройка в диапазоне от 0,5 до 2 бар.

1. В зависимости от предельного входного давления

• Для водопроводных систем до 16 бар
• Для систем до 25 бар

1. По предельно допустимой температуре рабочей жидкости

• Для холодной воды с температурой до +40°
• Для горячей воды с температурой до +70°

1. По типу установленного фильтрующего элемента

• Сетки с различным размером ячеек: мельче и крупнее
• Колбовый фильтр тонкой очистки

Как настраивается регулятор давления

Настройка моделей с манометром не представляет сложности. Вращением винта регулировки обеспечивают необходимые значения на шкале манометра. Средний показатель давления – 3 атм. Винт находится на корпусе и легко перемещается с помощью гаечного ключа.

Устройства без манометра не регулирует, а оставляют заводские настройки. Все же рекомендуется дополнительно его приобрести. Манометр позволит выполнить точную настройку и обезопасит от непредвиденных ситуаций.

Последовательность действий:

• Закрыть все точки забора воды: краны, бойлер, фильтры и другие устройства.
• Открыть вентиль подачи в квартиру либо здание
• Установить требуемый показатель давления на манометре
• Открыть краны в местах потребления воды и проверить показатель давления по манометру.

Допускается колебание значений давления в пределах 10%.

Монтаж регулятора давления в водопроводную сеть стал необходимостью. Это объясняется использованием бытовой техники, чувствительной к избыточному давлению в сети. Регуляторы необходимы на нижних этажах высотных домов. Подвод воды осуществляется снизу и чтобы обеспечить нормальное давление вверху, на нижние этажи подают высокое, что вызывает поломки техники. А при наличии клапана удастся компенсировать перепад давления.

Регулятор перепада давления представляет собой нормально открытый регулирующий орган, принцип действия которого основан на уравновешивании силы упругой деформации пружины и силы, создаваемой разностью давлений рабочей среды в мембранных камерах привода.

Регуляторы перепада давления прямого действия предназначены для автоматического поддержания перепада давления в контурах отопления, горячего водоснабжения, вентиляции в тепловых пунктах объектов теплоснабжения, а также на других участках гидравлических систем.

НОМЕНКЛАТУРА

RDT-Х1-Х2-Х3
где
RDT - обозначение регулятора перепада давления;
Х1 - исполнение диапазона настройки регулятора;
Х2 - значение условного диаметра;
Х3 - значение условной пропускной способности.

ПРИМЕР ЗАКАЗА:

Регулятор перепада давления прямого действия условным диаметром 40 мм, с пропускной способностью 16 м 3 /ч, максимальной температурой рабочей среды 150°С, с диапазоном настройки регулятора 0,2 - 1,6 бар. RDT-1.1-40-16

ПРИМЕНЕНИЕ

КОНСТРУКЦИЯ

МОНТАЖНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ

Монтажный комплект исполнительного механизма регулятора:
для Ду 15-100:

• - медной импульсной трубкой Ду 6х1 мм длиной 1,5 м - 1 шт;
• - медной импульсной трубкой Ду 6х1 мм длиной 1,0 м - 1 шт;
• - латунной гайкой с внутренней резьбой - М10х1 - 2 шт;
• 
  к шаровому крану) - 2 шт;

для Ду 125-150:

• - медной импульсной трубкой Ду 10х1 мм длиной 1,5 м - 1 шт;
• - медной импульсной трубкой Ду 10х1 мм длиной 1,0 м - 1 шт;
• - латунной гайкой с внутренней резьбой - М14х1,5 - 2 шт;
• - латунным штуцером с наружной трубной резьбой G1/2” (для подключения
  к шаровому крану) - 2 шт;

ПРИМЕР ПОДБОРА

Требуется подобрать регулятор перепада давлений.
Расход сетевого теплоносителя: 10 м³/ч.
Давление в подающем трубопроводе 6 бар.
Давление в обратном трубопроводе 3 бар.
Перепад давлений на внешнем контуре теплообменного аппарата: 0,1 бар
Перепад давлений на двухходовом регулирующем клапане 0,39 бар.
Регулятор перепада давлений требуется установить на обратный трубопровод теплового пункта с температурой теплоносителя 75°С.

1. По формуле (4) определяем минимальный условный диаметр клапана:
(4) Ду = 18,8*√ (G / V ) = 18,8*√ (10/3) = 34,3 мм.
Скорость в выходном сечении V клапана выбираем равной максимально допустимой (3 м/с) для клапанов в ИТП в соответствии с рекомендациями по подбору регулирующих клапанов и регуляторов давления прямого действия ГК «Теплосила» в ИТП/ЦТП.
2. По формуле (1) определяем требуемую пропускную способность клапана:
(1) Kv=G/√ Δ P = 10/√ 3,9 = 5,1 м 3 /ч.
Перепад давления на клапане ΔP выбираем на 30% больше, чем необходимо срезать в тепловом пункте ((5,74 – 3)/0,7 = 3,9) соответствии с рекомендациями по подбору регулирующих клапанов и регуляторов давления прямого действия ГК «Теплосила» в ИТП/ЦТП.
3. Выбираем регулятор перепада давления (Тип RDT) с ближайшим большим условным диаметром и ближайшей большей (или равной) условной пропускной способностью Kvs:
Ду = 40 мм, Кvs = 16 м 3 /ч.
4. По формуле (2) определяем фактический перепад на полностью открытом клапане при максимальном расходе 10 м 3 /ч:
(2) Δ Pф = (G/Kvs) 2 = (10/16) 2 = 0,39 бар.
5. Выбираем диапазон настройки регулятора перепада давлений: dP = dТО + dРК = 0,1+0,16 = 0,26 бар. Из таблицы подбора диапазона регулятора перепада давлений выбираем исполнение 1.1 (0,2-1,6 бар).
5. Определяем по формуле (5) и значению Рнас из таблицы 2 рекомендаций максимальный перепад давлений, который может на себе «погасить» регулятор при требуемой настройке поддержания перепада давлений 0,26 бар и температуре теплоносителя 75°С:
(5) Δ Pпред = Z* (P1-Pнас) = 0,55*(5,74 – (–0,61))=3,49 бар.
6. Проверяем значение максимального перепада на схемном решении: 5,74 – 3,0 = 2,74 бар 7. Номенклатура для заказа: RDT-1.1-40-16.

УСТРОЙСТВО

Устройство регулятора перепада давления показано на рисунке ниже, перечень деталей в таблице

Клапан регулятора при отсутствии давления нормально открыт. Импульс высокого давления регулируемого перепада подается импульсной трубкой (подключённой в верхнюю камеру привода 02 со стороны задатчика 03 к штуцеру «+» поз.14) на мембрану поз.11. Импульс низкого давления подается импульсной трубкой (подключённой в нижнюю камеру привода 02 со стороны клапана 01 к штуцеру «-» поз. 16) под мембрану. Изменение регулируемой разницы давлений выше заданной величины, установленной при помощи пружины поз.18 (22) в задатчике 03 , приводит к сдвигу штока поз.21 и прикрытию или открытию тарелки поз.7 клапана 01 до момента, когда величина регулируемого перепада давления достигнет величины, установленной на задатчике 03 .

МОНТАЖ РЕГУЛЯТОРА

Перед регулятором рекомендуется установить фильтр.
В месте забора импульса необходимо предусмотреть ручной кран, позволяющий отключать давление от импульсной трубки.
Во избежание загрязнения импульсной линии, забор импульса желательно проводить сверху или сбоку трубопровода.
Перед регулятором и после регулятора желательно предусмотреть ручные запорные краны, позволяющие проводить техническое обслуживание и ремонт регулятора без необходимости слива рабочей среды из всей системы.
Установить два штуцера из монтажного комплекта регулятора на подающий и обратный трубопроводы согласно схеме подключения регулятора в местах, удобных для подсоединения импульсных трубок.
Вблизи от мест забора импульсов (штуцеров) установить манометры.
При установке регулятора на подающем трубопроводе перед регулятором установить манометр.
При установке регулятора на обратном трубопроводе после регулятора установить манометр. Соединить импульсными трубками штуцер «+» регулятора с подающим трубопроводом и штуцер «-» регулятора с обратным трубопроводом

Принцип работы регулятора давления воды основан на работе мембранной коробки за счет энергии рабочей среды в трубопроводе. Регуляторы давления прямого действия состоят из трех основных элементов: корпуса клапана, мембранного блока и пружинного задатчика. Внутри мембранного блока жестко закреплена чувствительная мембрана, которая делит мембранное пространство на две части. Мембрана жестко закреплена с конусом регулятора, таким образом, воздействуя на мембрану конус клапана закрывает или открывает проходное сечение регулятора и регулирует давление. На мембрану (через импульсную трубку (для регуляторов перепада давления RD122), или непосредственно отбор осуществляется через корпус клапана (как у RD102V и RD103V)) действует рабочая среда (вода, пар или др.), с противоположной стороны мембрана испытывает усилие пружины. Направления давления пружины и рабочей среды определяются типом регулятора давления: «перепада давления», «регулятора давления до себя» или «регулятора после себя».

При равенстве настроенного давления в регуляторе действительному давлению в системе (то есть система находится в равновесии) усилие настроенной пружины равно давлению рабочей среды. Чем выше давление в системе нужно поддерживать, тем больший коэффициент сжатия имеет пружина. При изменении давления в системе, импульс по импульсному трубопроводу напрямую воздействует на мембрану, а та в свою очередь воздействует на конус регулятора. Регулятор при росте давления в зависимости от типа (регулятор давления «до себя» или «после себя) соответственно открывается или закрывается.

Например, регулятор давления после себя, при отсутствии давления в системе (Рис. 1.1), нормально открыт. При повышении давления и превышении значения, настроенного с помощью настроечной пружины по показаниям манометра за регулятором, конус клапана начинает закрываться до тех пор, пока давление, предварительно установленное с помощью пружинного блока, не станет равно действительному давлению после регулятора.

Клапан регулятора давления после себя (Рис. 1.2.) при отсутствии давления нормально открыт. (На рисунке изображена схема установки регулятора на входной ветви). Импульсы давлений подаются через импульсные трубки из прямого (+) и обратного (-) трубопроводов. Данные импульсы воздействуют на мембрану, и (в зависимости от установленного заранее перепада давления с помощью настроечного винта) изменение перепада давления приводит к сдвигу конуса регулятора (3) и его закрытию или открытию до момента, когда величина перепада давления достигнет величины, установленной на пружинном блоке.