工业实用效率

管理压力调节器人为需求,第1部分

压力调节器无处不在,压缩空气被使用。这些简单的装置对于设备的安全稳定运行是必不可少的,但压缩空气却有很大的浪费。本文介绍了如何通过正确的调节阀选择、安装和设置管理,可以节省压缩空气和降低系统压力。本文着眼于生产设备上的调节器,而不是中央调节器或过程流程控制器。

人工需求

Ussage浪费当你在工厂里走动时,看看调节器压力表的工作情况。当设备在调节器的下游循环时,压力表是稳定的,快速移动的,还是缓慢上下移动的?视频快速移动的仪表,然后观看慢动作。

可以把调节器压力表看作压缩空气使用表。压力越高,使用的空气越多。针移动得越多,被人为需求浪费的空气就越多。

执行器使用的压缩空气量,包括空气马达和隔膜泵,随表压力而变化。对于喷嘴(孔,真空文丘里管,泄漏)压缩空气的使用随绝对压力(压力表+ 14.7 psi)而变化。

下表显示了不同压力下相对压缩空气的使用情况。

PSIG

致动器

喷嘴

One hundred.

100%

100%

90

90%

91.3%

85

85%

87%

80

80%

82.5%

对于大多数执行器,执行器端口和调节器出口压力最重要的是在执行器运动时,而不是在它停止时。这是在一个周期中显示在压力表上的最低压力值。执行器停止后,压力上升,空气浪费。

致动器压力图形

规图形

监管机构下垂的观察

下垂:

  • 是调节阀出口压力随流量变化的多少。调节阀出口压力设置为100 psig,“无流量”,下降到85 psig,“有流量”,“下垂”为15 psi。它从100磅下降到85磅。
  • 这是由于调节阀是如何引导的,其中压力反馈是感知(内部或外部),调节阀设计(平衡或不平衡)和内部压降。
  • 浪费空气
  • 迫使空气压缩机在更高的压力下运行。最小系统压力是“带流量”调节器出口压力加上下垂。较低的下垂允许较低的系统压力。

了解监管机构如何工作

调节阀是一个“孔”,其尺寸随压力差而变化。压差是“无流量”出口压力设置减去“有流量”出口压力,即调节阀下垂。

随着上游压力的上升和下降,所以流经“孔”的压缩空气也会上升和下降。由于孔是喷嘴,所以空气流量随绝对压力而变化。上游100 psig的孔的空气流量比150 psig的少28%。

“孔”大小随压力差的变化有多快,取决于先导力打开阀门的“弹簧速率”。相反的先导力(保持阀门关闭)是反馈力。反馈力通常是作用在调节膜片上的出口压力。

弹簧速率意味着一个被压缩到2“的弹簧,如果只被压缩到2¼”,其受力会更小。如果相同的弹簧在调节阀上产生先导力,为了使阀门打开¼”(弹簧从2”延伸到2¼”),反馈力(下游压力)需要小于阀门关闭时的反馈力。当流经调节阀的流体开始和停止时,阀门需要开启和关闭。为了实现这一点,下游压力必须上下波动。

大多数一般的调节器使用螺旋弹簧,所以他们的下垂主要是由于弹簧率。空气驾驶调节器没有弹簧,因此不会由于弹簧率而下垂。这就是它们被用于精密调节器的原因。

一个调节阀只能打开这么多。阀门全开时,调节阀无法控制下游压力,“失去调节”。

你知道吗,如果你测量调节器“无流量”压力设置和“有流量”入口和出口压力,你可以使用调节器目录曲线来估计有多少空气流动,即作为一个流量计。不太好的空气飞行员调节器由于非常低的飞行员弹簧率。

你知道吗,如果你测量调节器“无流量”压力设置和“有流量”入口和出口压力,你可以使用调节器目录曲线来估计有多少空气流动,即作为一个流量计。不太好的空气飞行员调节器由于非常低的飞行员弹簧率。

什么影响了调节器保持稳定出口压力的能力?

调节器如何保持出口压力稳定取决于许多因素。

你已经读了关于弹簧率的影响和其他部分的调节器的设计影响如何操作。这些将在后面的文章中进一步讨论。这里讨论了供应压力的影响和原调节器的尺寸。

压降和泄漏:修复生产设备上的调节器/过滤器-网络研讨会记录

下载幻灯片和观看免费网络广播的录音来了解:

  • 隐藏在装置内部的魔鬼常常会造成严重的破坏和昂贵的压缩空气压力下降和泄漏
  • 案例研究与经验教训适用于所有类型的生产设备
  • 一个长期的,六步行动计划,引入压缩空气流量测量,以降低整体工厂压力要求
  • 夹接式插入式热流量计的应用

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供应压力

记住,一个调节阀是一个更广泛的压缩空气系统的一部分和影响,一个调节阀就像一个“洞”。如果调节阀的供应压力下降,通过“孔”的空气就会减少,因此需要增大“孔”的尺寸。为了增加孔的尺寸(阀门进一步打开),出口压力需要进一步降低到无流量设置之下。所以供给压力的下降会由于弹簧率的影响而下降。供应压力的大幅下降可能导致“监管缺失”。

气动元件在额定流量下的管道空气速度比空气管道中可接受的速度要高得多。基于43个不同的设计,制造商和大小的调节器,端口空气速度在200和300英尺/秒(60 - 90米/秒)相比,小于20英尺/秒(<6米/秒)被认为是空气管道的最佳实践。低风速导致低压降,高效的系统运行和稳定的调节器供应压力。

使用与调节阀端口公称孔径相同的塑料管(¼”孔径管与¼NPT端口),将导致对调节阀的供应压力不稳定。这反过来会增加下垂,并可能导致失去调节,所有这些将导致空气浪费和影响设备的运行。

作为导向管的内径,调节阀的任何一侧,都应是调节阀端口尺寸的3 ~ 4倍。这是除了在执行器和它的控制阀之间的调节阀应该使用小管。如果调节阀是带有过滤器的服务单元的一部分,则过滤器元件压降将降低对调节阀的供应压降。

因此,在指责和更换一个压力控制不佳的调节器之前,请更换其服务单元的过滤器元件,并检查其两侧的管道尺寸。否则,另一个监管机构也不会做得更好。

分级

为了更容易选择调节器,制造商提供了“额定”流量和流量曲线——但在什么“额定”条件下?

•大多数弹簧导向调节器是基于出口压力从90 psig下降到75 psig。但是:

    • 一些制造商使用100 psig电源测试流程。
    • 其他的则使用145 psig电源。
    • 记住,一个供应145 psig空气的孔将比供应100 psig空气多流动大约30%的空气。
    • 所以在145 psig电源上测试的更小(更便宜)的调节器可以与在100 psig电源上测试的更大(更贵)的调节器具有相同的额定流量。
    • 你认为哪一个更有可能被购买?小一点的,便宜一点的。
    • 哪一个会更萎靡,更有可能“放松监管”,浪费更多空气?小一点的,便宜一点的。

    如果你选择了一个靠近“额定流量”的弹簧先导调节器,那么你就是在设计你的设备来浪费压缩空气,有操作问题,需要高的压缩空气系统压力。

    •空气先导调节器(低弹簧率)额定流量与一个完全开启的阀门。然而,与弹簧试点调节器的一些测试与145 psig供应,而其他100 psig。

      您可以看到选择一个尺寸过小的调节器是多么容易,因为不考虑与调节器将使用的供应相比的测试供应压力。在急着去更换一个你知道太小的调节器之前,确保你知道什么,平衡阀,内部和外部反馈和吸引管有关,以及它们如何影响调节器的选择。这些术语将在下一篇文章中讨论。

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      你的监管机构设置正确吗?

      通常随着时间的推移,调节阀无流量设置增加,有时调节阀丢失。监管机构不会漂移,但这是机器操作员试图保持他们的设备可靠工作。

      空压机房间过滤器在净化空气时压降增大,导致系统压力下降。低垂增加,低压影响生产设备运行。为了立即解决问题,操作人员增加了调节器设置压力,但“有流量”设置只是猜测或“记忆”。

      最终,空压机的设置增加了,滤芯被替换了,但是调节阀的设置是否被调低了呢?最好的做法是安装一个调节阀供应压力表,并将供应压力、最小“无流量”和“有流量”压力设置记录下来并显示在每个调节阀上。这将有助于操作人员和维护人员保持正确的“随流”调节器设置。

      结论

      本文介绍了监管机构,以及如何从他们的运营中识别人为需求所浪费的空气。造成这种情况的一些原因已经讨论过了。

      下面的一篇文章将解释更多关于不同类型的监管机构,以及在哪里和为什么你会使用它们。它还将描述什么是“监管机构管理的最佳实践”。

      更多信息请联系穆雷诺特,卡诺集团。mnottle@carnot.com.auwww.carnot.com.au。

      阅读第2部分本文的访问airbestpractices.com/technology/instrumentation/managing-pressure-regulator-artificial-demand-part-2。

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