Pengatur Tekanan
Pengatur tekanan ialah injap yang mengawal tekanan bendalir kepada nilai yang dikehendaki, menggunakan maklum balas negatif daripada tekanan terkawal. Pengawal selia digunakan untuk gas dan cecair, dan boleh menjadi peranti penting dengan tetapan tekanan, pengehad dan penderia kesemuanya dalam satu badan, atau terdiri daripada penderia tekanan, pengawal dan injap aliran yang berasingan.
Dua jenis ditemui: Pengatur pengurangan tekanan dan pengatur tekanan belakang.
Pengawal selia pengurangan tekanan ialah injap kawalan yang mengurangkan tekanan masukan cecair kepada nilai yang dikehendaki pada keluarannya. Ia adalah injap yang biasanya terbuka dan dipasang di hulu peralatan sensitif tekanan.
Pengatur tekanan belakang, injap tekanan belakang, injap penahan tekanan atau pengatur pengekalan tekanan ialah injap kawalan yang mengekalkan tekanan yang ditetapkan pada bahagian masuknya dengan membuka untuk membenarkan aliran apabila tekanan masuk melebihi nilai yang ditetapkan. Ia berbeza daripada injap pelepas tekanan lebih kerana injap tekanan lebih hanya bertujuan untuk dibuka apabila tekanan yang terkandung berlebihan, dan ia tidak diperlukan untuk mengekalkan tekanan hulu yang malar. Mereka berbeza daripada pengawal selia pengurangan tekanan kerana pengawal selia pengurangan tekanan mengawal tekanan hiliran dan tidak sensitif kepada tekanan huluan.[2] Ia adalah injap yang biasanya tertutup yang boleh dipasang selari dengan peralatan sensitif atau selepas peralatan sensitif untuk memberikan halangan kepada aliran dan dengan itu mengekalkan tekanan huluan.
Kedua-dua jenis pengawal selia menggunakan maklum balas tekanan terkawal sebagai input kepada mekanisme kawalan, dan biasanya digerakkan oleh diafragma atau omboh pegas yang bertindak balas terhadap perubahan dalam tekanan maklum balas untuk mengawal pembukaan injap, dan dalam kedua-dua kes injap harus dibuka hanya cukup untuk mengekalkan tekanan terkawal yang ditetapkan. Mekanisme sebenar mungkin sangat serupa dalam semua aspek kecuali meletakkan pili tekanan maklum balas. Seperti dalam mekanisme kawalan maklum balas yang lain, tahap redaman adalah penting untuk mencapai keseimbangan antara tindak balas pantas kepada perubahan dalam tekanan yang diukur, dan kestabilan output. Redaman yang tidak mencukupi boleh menyebabkan ayunan pemburuan tekanan terkawal, manakala geseran yang berlebihan pada bahagian yang bergerak boleh menyebabkan histerisis.
Pengatur pengurangan tekanan
Fungsi utama pengawal selia pengurangan tekanan adalah untuk memadankan aliran gas melalui pengawal selia dengan permintaan untuk bendalir yang diletakkan di atasnya, sambil mengekalkan tekanan keluaran yang cukup malar. Jika aliran beban berkurangan, maka aliran pengatur mesti berkurangan juga. Jika aliran beban meningkat, maka aliran pengawal selia mesti meningkat untuk mengekalkan tekanan terkawal daripada berkurangan kerana kekurangan cecair dalam sistem tekanan. Adalah wajar bahawa tekanan terkawal tidak berbeza jauh dari titik set untuk julat kadar aliran yang luas, tetapi juga wajar aliran melalui pengawal selia adalah stabil dan tekanan terkawal tidak tertakluk kepada ayunan yang berlebihan.
Pengatur tekanan termasuk elemen pengehad, elemen pemuatan dan elemen pengukur:
Elemen sekatan ialah injap yang boleh memberikan sekatan berubah-ubah kepada aliran, seperti injap glob, injap rama-rama, injap popet, dsb.
Elemen pemuatan ialah bahagian yang boleh menggunakan daya yang diperlukan pada elemen pengehad. Pemuatan ini boleh disediakan oleh pemberat, spring, penggerak omboh, atau penggerak diafragma dalam kombinasi dengan spring.
Elemen pengukur berfungsi untuk menentukan apabila aliran masuk sama dengan aliran keluar. Diafragma itu sendiri sering digunakan sebagai elemen pengukur; ia boleh berfungsi sebagai elemen gabungan.
Dalam pengawal selia satu peringkat yang digambarkan, keseimbangan daya digunakan pada diafragma untuk mengawal injap popet untuk mengawal tekanan. Tanpa tekanan salur masuk, spring di atas diafragma menolaknya ke bawah pada injap popet, menahannya terbuka. Sebaik sahaja tekanan masuk diperkenalkan, poppet terbuka membenarkan aliran ke diafragma dan tekanan dalam ruang atas meningkat, sehingga diafragma ditolak ke atas terhadap spring, menyebabkan poppet mengurangkan aliran, akhirnya menghentikan peningkatan tekanan selanjutnya. Dengan melaraskan skru atas, tekanan ke bawah pada diafragma boleh ditingkatkan, memerlukan lebih banyak tekanan dalam ruang atas untuk mengekalkan keseimbangan. Dengan cara ini, tekanan keluar pengawal selia dikawal.
Pengatur tekanan satu peringkat
Gas tekanan tinggi daripada bekalan memasuki pengawal selia melalui port masuk. Tolok tekanan masuk akan menunjukkan tekanan ini. Gas kemudiannya melalui orifis injap kawalan tekanan yang biasanya terbuka dan tekanan hiliran meningkat sehingga diafragma penggerak injap dipesongkan secukupnya untuk menutup injap, menghalang sebarang gas daripada memasuki bahagian tekanan rendah sehingga tekanan turun semula. Tolok tekanan keluar akan menunjukkan tekanan ini.
Tekanan alur keluar pada diafragma dan tekanan masuk dan daya spring poppet pada bahagian hulu injap menahan pemasangan diafragma/poppet dalam kedudukan tertutup terhadap daya spring loading diafragma. Jika tekanan bekalan jatuh, daya penutup akibat tekanan bekalan dikurangkan, dan tekanan hiliran akan meningkat sedikit untuk mengimbangi. Oleh itu, jika tekanan bekalan jatuh, tekanan keluar akan meningkat, dengan syarat tekanan keluar kekal di bawah tekanan bekalan jatuh. Ini adalah punca pembuangan akhir tangki di mana bekalan disediakan oleh tangki gas bertekanan. [perlu rujukan] Operator boleh mengimbangi kesan ini dengan melaraskan beban spring dengan memutar tombol untuk memulihkan tekanan alur keluar ke tahap yang dikehendaki. Dengan pengawal selia satu peringkat, apabila tekanan bekalan menjadi rendah, tekanan masuk yang lebih rendah menyebabkan tekanan keluar naik. Jika mampatan spring pemuatan diafragma tidak dilaraskan untuk mengimbangi, poppet boleh kekal terbuka dan membenarkan tangki membuang kandungannya dengan cepat.
Pengatur tekanan dua peringkat
Pengawal selia dua peringkat ialah dua pengawal selia dalam siri dalam perumahan yang sama yang beroperasi untuk mengurangkan tekanan secara progresif dalam dua langkah dan bukannya satu. Peringkat pertama, yang dipratetap, mengurangkan tekanan gas bekalan ke peringkat pertengahan; gas pada tekanan itu melepasi peringkat kedua. Gas keluar dari peringkat kedua pada tekanan (tekanan kerja) yang ditetapkan oleh pengguna dengan melaraskan tombol kawalan tekanan pada spring pemuatan diafragma. Pengawal selia dua peringkat mungkin mempunyai dua injap keselamatan, supaya jika terdapat sebarang tekanan berlebihan antara peringkat akibat kebocoran pada tempat duduk injap peringkat pertama, tekanan yang meningkat tidak akan membebankan struktur dan menyebabkan letupan.
Pengawal selia satu peringkat yang tidak seimbang mungkin memerlukan pelarasan yang kerap. Apabila tekanan bekalan jatuh, tekanan alur keluar mungkin berubah, memerlukan pelarasan. Dalam pengawal selia dua peringkat, terdapat pampasan yang lebih baik untuk sebarang penurunan tekanan bekalan.
Aplikasi Pengatur Tekanan
Pemampat udara
Pemampat udara digunakan dalam persekitaran perindustrian, komersial dan bengkel rumah untuk melakukan pelbagai jenis kerja termasuk meniup benda bersih; menjalankan alat berkuasa udara; dan mengembung benda seperti tayar, bola, dsb. Pengawal selia selalunya digunakan untuk melaraskan tekanan yang keluar dari penerima udara (tangki) agar sepadan dengan apa yang diperlukan untuk tugas itu. Selalunya, apabila satu pemampat besar digunakan untuk membekalkan udara termampat untuk pelbagai kegunaan (selalunya dirujuk sebagai "udara kedai" jika dibina sebagai pemasangan tetap paip di seluruh bangunan), pengawal selia tambahan akan digunakan untuk memastikan setiap alat atau fungsi yang berasingan menerima tekanan yang diperlukan. Ini penting kerana sesetengah alatan udara, atau kegunaan untuk udara termampat, memerlukan tekanan yang boleh menyebabkan kerosakan pada alatan atau bahan lain.
Pesawat
Pengawal selia tekanan ditemui dalam tekanan kabin pesawat, kawalan tekanan kedap kanopi, sistem air boleh diminum, dan tekanan pandu gelombang.
Aeroangkasa
Pengawal selia tekanan aeroangkasa mempunyai aplikasi dalam kawalan tekanan pendorong untuk sistem kawalan tindak balas (RCS) dan Sistem Kawalan Sikap (ACS), di mana terdapat getaran tinggi, suhu ekstrem besar dan cecair menghakis.
Kimpalan dan pemotongan
Proses kimpalan dan pemotongan bahan api oksi memerlukan gas pada tekanan tertentu, dan pengawal selia biasanya akan digunakan untuk mengurangkan tekanan tinggi silinder simpanan kepada yang boleh digunakan untuk memotong dan mengimpal. Pengawal selia oksigen dan gas bahan api biasanya mempunyai dua peringkat: Peringkat pertama pengawal selia membebaskan gas pada tekanan malar dari silinder walaupun tekanan dalam silinder menjadi kurang apabila gas dilepaskan. Peringkat kedua pengawal selia mengawal pengurangan tekanan daripada tekanan perantaraan kepada tekanan rendah. Kadar aliran akhir boleh dilaraskan pada obor. Pemasangan pengawal selia biasanya mempunyai dua tolok tekanan, satu menunjukkan tekanan silinder, satu lagi menunjukkan tekanan penghantaran. Kimpalan arka terlindung gas lengai juga menggunakan gas yang disimpan pada tekanan tinggi yang disediakan melalui pengawal selia. Mungkin terdapat tolok aliran yang ditentukur kepada gas tertentu.
Gas propana/LP
Semua aplikasi gas propana dan LP memerlukan penggunaan pengawal selia. Oleh kerana tekanan dalam tangki propana boleh berubah-ubah dengan ketara dengan suhu, pengawal selia mesti ada untuk memberikan tekanan yang stabil kepada peralatan hiliran. Pengawal selia ini biasanya mengimbangi tekanan tangki antara 30–200 paun setiap inci persegi (2.1–13.8 bar) dan biasanya menghantar 11 inci lajur air 0.4 paun setiap inci persegi (28 mbar) untuk aplikasi kediaman dan 35 inci lajur air 1.3 paun setiap inci persegi (90 mbar.) untuk industri. Pengawal selia propana berbeza dari segi saiz dan bentuk, tekanan penghantaran dan kebolehlarasan, tetapi seragam dalam tujuannya untuk menyampaikan tekanan alur keluar tetap untuk keperluan hiliran. Tetapan antarabangsa biasa untuk pengawal selia gas LP domestik ialah 28 mbar untuk butana dan 37 mbar untuk propana.
Kenderaan berkuasa gas
Semua motor kenderaan yang berjalan pada gas termampat sebagai bahan api (enjin pembakaran dalaman atau kereta api kuasa elektrik sel bahan api) memerlukan pengatur tekanan untuk mengurangkan tekanan gas tersimpan (CNG atau Hidrogen) daripada 700, 500, 350 atau 200 bar (atau 70, 50, 35 dan 20 MPa) kepada tekanan operasi.