调压器基本知识介绍ppt课件.ppt

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1、调压器基本知识介绍,一、调压器简介二、直接作用式调压器 工作原理 调压特性 调压性能 杠杆式 平衡阀芯式三、间接作用式调压器 工作原理 调压性能 流量计算 加载式 卸载式 雷诺式四、直接作用式和间接作用式调压器比较五、调压器的选择六、调压器使用注意事项,这里所介绍的调压器是专指用于流体介质输送管道上的减压器.它具有阀门的特点,可以控制流体的通断和节流;也具有自动控制元件的特点.它自身构成一个闭环控制系统.而且不需要其它的辅助能源,只取自流体本身的压力差(压力势能)作为操作能源. 调压器的基本功能是：在将系统压力维持于某个可接受范围内的同时，还必须满足下游的流量要求。当流速较低时，调压器阀瓣靠近

2、阀座，缩小通道以限制流量。当需求流量增加时，阀瓣远离阀座，增加其打开程度，增大流量。在理想情况下，调压器应能够在输送所需流量的同时，提供恒定的下游压力。 从流体力学的观点看，调压器是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。,调压器简介,调压器简介基本工作原理,图中每个方块表示组成系统的一个环节，两个环节之间用一条带有箭头的线条表示其相互关系，线条上的文字表示相互间的作用信号，箭头表示信号的方向。调压器出口压力在此自调系统

3、中称为被调参数，被调参数就是调节对象的输出信号。引起被调参数变化的因素就是用气量及进口压力的改变，统称为干扰作用，这就是作用于调节对象的输入信号。通过调节机构的流量就是作用于调节对象并实现调节作用的参数，常称为调节参数。 当外界给一个干扰信号时，则被调参数发生变化，传给测量元件，测量元件发出一个信号与给定值进行比较，得到偏差信号，并被送给传动装置，传动装置根据偏差信号发出位移信号送至调节机构，使阀门动作起来，并向调节对象输出一个调节作用信号克服干扰作用的影响。 从上图中可以看出，自调系统中的任何一个信号沿着箭头方向前进，最后又回到原来的起点，从信号的角度来说，这是一个闭环系统。系统的输出参数被

4、调参数经过测量元件又返回到系统的输入端，这种将输出信号又引回到输入端的做法叫反馈。而且这个反馈信号总是作为负值和给定值比较，因此又被称为负反馈。所以，压力的自调系统总是带有反馈的闭环系统。,调压器简介调压器结构,调压器简介调压器分类,自力式调压器：不需要辅助能源而依靠调节介质本身所提供能源进行调节和稳压的调压器。 自力式调压器的被调节量是出口压力(P2),干扰量是进口压力(P1)和流量(Q)。 根据调压器的结构,常分为两种型式:直接作用式和间接作用式。 直接作用式调压器和间接作用式调压器主要的区别在于,直接作用式调压器的传感单元同时又是调节单元的执行元件，其变化是以出口压力(P2)的变化直接驱

5、动的；而间接作用式调压器的传感单元和执行元件是各自单独的，调节单元的变化是以负载压力(P3)来驱动。,调压器简介调压器结构,调压器简介调压器结构,调压器简介调压器结构,调压器简介调压器结构,直接作用式调压器工作原理,直接作用式调压器是通过内信号管路或外信号管路来感应下游压力的变化。下游压力通过在传感元件（皮膜）上产生的力与加载元件（弹簧装置）产生的力来进行对比，移动皮膜和阀芯，从而改变调压器流通通道的大小。,直接作用式调压器具有三个关键结构： 调节单元-阀座、阀瓣、阀芯（阀座与阀瓣组合） 传感单元-通常为皮膜 加载单元-通常为一弹簧装置（或重物）,其逻辑关系为: 被控制量P2(增加)-传感元件

6、向上作用力(增加)-阀座和阀瓣之间的距离(减小) -被控制量P2(减小); 被控制量P2(减小)-传感元件向上作用力(减小)-阀座和阀瓣之间的距离(增加) -被控制量P2(增加);,直接作用式调压器工作原理,调节单元：一般由阀座和阀瓣构成,它的作用是改变阀座和阀瓣之间的距离, 从而改变了介质的流通面积。负载单元：一般是由弹簧或重块构成。其弹力或重力作用在传感单元上,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离加大的趋势。传感单元：一般由膜片托盘构成,在出口压力(P2)的作用下产生与负载单元作用力相反的力,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离减小的趋势。 因此，改变加载载荷的大小可以调整通过调压器的

7、流量，或者调整所期望的设定值。 杠杆式直接作用式调压器平衡方程(式):P1Ad(P2AmFj)K Ad-阀座(阀口)面积mm2 P1-进口压力MPa Fj-弹簧负载力N Fj= P P 弹簧刚度N/mm 弹簧的变形量mm Am-膜片有效面积mm2 P2-出口压力MPa K-杠杆比L2/L1,直接作用式调压器调压特性,压力特性： P1变化将引起P2的变化,我们常把这种关系称之为调压器的压力特性。压力特性好的调压器其抗P1干扰能力强。 P2=（FjAm ）(AdP1KAm ) - 从式中我们看到为了要减小P1变化对P2的干扰, 可以减小阀口面积, 增大皮膜有效面积, 增大杠杆比,这也是我们常常建议

8、用户在流量能够满足的前提下尽可能选用较小的阀座的原因之一。,直接作用式调压器调压特性,改善调压器的压力特性的方法： 减小阀座直径、增大皮膜面积、增大杠杆比，虽然有助于改善调压器的压力特性,但是其作用是有限的,应用也是有限制的。所以通常采用的办法是用平衡阀芯或双阀座来解决。,阀杆在平衡阀芯处受力的平衡方程：P1S1P2S2=P1S2P2S1S1=S2时，阀杆不受前后压变化的影响。,平衡阀芯直接作用式调压器的平衡方程： FjFD P2Fj / AD消除了进口压力P1对出口压力P2的影响,双阀座,直接作用式调压器调压特性,流量特性： 流量Q 变化将引起P2的变化，我们常把这种关系称之为调压器的流量特

9、性，流量特性好的调压 器其抗Q流量干扰能力强。 当进口压力(P1)不变的情况下。流量Q发生变化的原因是阀瓣与阀座的距离(就是我们常说的阀口的开度)变化的结果，因此皮膜的工作位置要发生变化；弹簧的工作高度也发生了变化。,如图所示, 在调压器的阀口开度L不同时，薄膜的有效面积Am和弹簧的弹力Fj是不同的弹簧的负荷力为: FjP -弹簧压缩变形量mm；P-弹簧刚度N/mm；簿膜受力： FDP2 Am平衡时：P2P/ Am随阀口开度增大,薄膜的有效直径增大,负载弹簧伸长,弹簧力减小.其结果是出口压力(P2)减小.如前面的流量曲线所示。随着流量（Q)的增加出口压力(P2)在减小。 Q P2,直接作用式调

10、压器调压特性,改善调压器的流量特性的方法： 为了改善流量特性,首先我们想到的是,减小弹簧刚度或减小薄膜的有效面积的变化。 在设计调压器时必须控制弹簧的刚度，所以经常用户要求我们提供一种调节范围大的弹簧时， 常常无法办到的原因。所以对于不同的出口压力我们宁愿采用不同的弹簧去解决。 对于薄膜常让它工作在较低的位置，因为薄膜处于低位时其有效面积较大，而且在这一工作区时有效面积变化较小；必要时还要采用滚动薄膜，滚动薄膜的特点是在一定的行程内其有效面积基本保持一致。,直接作用式调压器调压特性,调节精度 调压器的精度综合的反映了调压器的流量特性和压力特性的优劣。 调压器的调节精度一般以相对于设定压力偏差的

11、百分比来表示 (也有以相对于设定压力降落值来表示的) ，它等于出口压力偏离设定压力的偏差与设定压力的比值。 下图是比较典型的流量特性曲线,根据允许的上,下偏差画出与X轴的平行线a和b在两平行线 之间即为公差范围。平行线b与该曲线的交点M的X轴的坐标就是该调压器的最大流量值。流量特性曲线斜率当然越小表明出口压力(P2)受流量变化的影响较小。 未加平衡阀芯的调压器在同样的设定压力下,进口压力(P1)变化将对出口压力(P2)产生影响 表现在流量特性曲线上将会向上或向下平移，平移越少压力特性越好。,直接作用式调压器调压特性,影响调节精度的主要因素： 1.弹簧刚度 处于平衡状态时：FjFD K XP2

12、AD 设P210bar1MPa P10N/mm 弹簧压缩量X110mm P5N/mm 弹簧压缩量X220mm 设P29bar0.9MPa P10N/mm 弹簧压缩量X19mm P5N/mm 弹簧压缩量X218mm 即：当P=1bar时X1=1mmX2=2mm也就是说：出口压力变化1bar（调压精度为10），要保持调压器的平衡状态，刚度为10N/mm的弹簧需位移1mm，刚度为5N/mm的弹簧需位移2mm；刚度为10N/mm的弹簧位移2mm，出口压力P2将变化2bar （调压精度为20） 。对于弹簧刚度为5N/mm的弹簧，使P2下降1 bar，调压器的打开程度将是弹簧刚度为10N/mm的弹簧的两倍

13、，此时的调压器具有更大的流量，也就是它具有更小的压力偏差或更高精确度。,直接作用式调压器调压特性,2. 簿膜面积 在实际情况下，簿膜面积随簿膜的游动将发生变化，它对精确度和压降幅度有着重要的影响。 簿膜可以变形，这样就可以在弹簧额定的范围内能足够灵活地移动。随着它们位置的改变，它们的形状也会由于作用其上的压力而随之改变。考虑如图所示的例子，随着下游压力P2 的下降，簿膜向下移动。在它下降的过程中，簿膜面积增加。增大的簿膜面积会将P2的影响放大，因此更小的P2就可以使簿膜保持在原位。 这种现象被称为簿膜效应。簿膜效应将会使调压器的稳压精度提高，这是因为，P2所增加的变化不会引起弹簧压缩量或阀瓣位

14、置相应变化。 增加簿膜面积会增加调压器的敏感性。在给定P2变化量的情况下，一个较大的皮膜面积会产生更大的力。因此，在低压应用场合下，测量细小变化时，常使用到较大的皮膜面积。 但当薄膜大小确定后,我们希望在调压器工作时,薄膜面积的变化越小,这样调压器的调节精度越高.,P2从1MPa降至0.9MPa时： FD1100100 N保持面积不变：FD10.910090 N面积增加：FD20.911099 N簿膜面积增加后，弹簧只对1 N 的变化作出反应，因此，阀瓣的行程就很小。,直接作用式调压器调压特性,3.阀口尺寸 增加调压器流量的方法之一是增加阀口尺寸。阀瓣与阀口之间可能的流动面积直接取决于阀口的直

15、径。因此，当使用更大尺寸的阀口时，达到同样要求的调压器流量，阀瓣的移动量可以减少，同时压力偏差也有所减小。 从另一方面看，一个给定的P2变化量在阀口更大时，将会使流量发生更大的变化。然而，对于可以使用的阀口，其尺寸有着特定的限制。过大的阀口使调压器对于入口压力的波动更加敏感。如果调压器过于敏感，它将有可能变得不稳定和产生循环。 过大的阀口可能引起的一种情况是“浴缸塞”效应。当阀瓣非常接近阀口时，流体流动产生的力可能将阀瓣猛烈地推向阀口，从而截断流体的流动。下游压力下降，阀瓣又打开。这样便使调压器发生循环-打开、关闭、打开、关闭。通过选择更小尺寸的阀口，阀瓣将会远离阀口活动，从而使调压器变锝更加

16、稳定。 更大的阀口尺寸还需要更大的关闭压力。 此外，过大尺寸的阀口通常使阀瓣和阀口磨损加速，这是因为，阀口通过阀瓣控制了阀座附近的流动情况。磨损程度随流速的增加而加剧。当流动的流体中存在杂质或其他腐蚀性成分时，磨损程度也会加大。 使用尽可能小的阀口通常是获得最佳控制和稳定性的最好法则。,直接作用式调压器调压特性,图中的三条曲线总结了弹簧刚度、簿膜面积和阀口尺寸对压力流量曲线形状的影响。曲线A是典型调压器的参考曲线。曲线B表示增加簿膜面积或减小弹簧刚度所提高的调压器性能。曲线C表示增加阀口尺寸产生的影响。需要注意的是，阀口尺寸的增加同样也提供了更大的流量。但是，过大的阀口使调压器对于入口压力的波

17、动更加敏感，性能不稳定，关闭压力升高。,所以虽然直接作用式的调压器简单,但是却给我们两个难题:1.随传感元件有效面积增大,与之相配的负载也将增大,当下游压力（P2）超过一定范围时将无法提供足够有负载力了。2.由于需要在较大的行程范围工作,而在不同的行程位置其有效面积也不同;同时负载弹簧力也随压缩量变化而变化.由于这两项误差叠加的结果使不利于提高直接作用式调压器精度。,直接作用式调压器调压性能,调压器性能 对于任何一个调压设备，通过检测其特征性能，就可以检验整个调压系统的工作情况。一般，下图所示的压力-流量曲线可较好地体现其性能。,假设在保证任何进口压力、流量变化的情况下，调压器都能不改变下游压

18、力P2而满足该新的流量（在其极限范围内）需求，从而就可以作出理想调压器的性能曲线。这样的曲线便可以作为衡量真实调压器工作性能的一般标准。 压力设置点：设置点表示理想的恒定压力值。然而，没有一台调压器是完全理想的。图中向下倾斜的线条表示一台真实的直接作用式调压器，压力P2是流量的函数。设置点可由调压器弹簧的初始压缩量来决定，通过调整弹簧的初始压缩量就可以改变弹簧释放的弹力，为了平衡该弹力，下游压力便会变为一个新的值，就可以确定一个新的设置点。,直接作用式调压器调压性能,压力偏差：压力偏差（比例带以及精确度）是用来描述下游压力随流量增加而下降到设置点以下的情况。压力偏差是在给定流量值的情况下，压力

19、偏离设置点的量，它表示成设置点的百分数。对于使用者来说，这一压降曲线是很重要的，因为它代表了调压器的调压（使用）性能。稳压精度：调压器的稳压精度由流量来决定。在相同的进出口压力、流量下，调压器的压力偏差越小，其稳压精度越高。调压器的性能曲线（设置点）越接近理想曲线，该调压器就越精确。 关闭压力：高于设置点的压力值，此时，调压器需要完全关闭，流量为零。在许多调压器中，阀口具有刀刃式的边缘，而阀瓣的密封垫为柔软材质。要使软碟进入刀刃边缘以密封严实，就需要一额外的压力值P2，该压力值就是关闭压力。 由于制造误差,阀座与阀瓣不可能完全吻合,阀瓣的密封垫是用柔软材质制造的,当进一步加力时相关的零件产生弹

20、性变形,阀座与阀瓣就能完全吻合,所以要使调压器完全关闭就必须再增加一定的力使之完全关闭(完全无泄漏),关闭压力是以增加出口压力(P2)为代价产生的。 关闭压力是相对于出口压力(P2)的整定值而言的，一般以出口压力(P2)的百分比表示。如何降低空载关闭压力： 对于调压器制造厂商,无论在设计或制造各个环节都力图降低空载关闭压力.常用的措施是:提高零件的制造精度,提高装配的精度,阀瓣设计成可调心结构。,直接作用调压器杠杆式,A100,A140,直接作用调压器杠杆式,直接作用调压器杠杆式,工作原理 调压器的出口压力通过调节弹簧1设定。当调压器下游用气量增大时，出口压力P2有下降的趋势，此时，调节器下腔

21、内的压力下降，使得主薄膜在调节弹簧1的作用下向下移动；在杠杆作用下，阀杆带动阀瓣1向右移动，使阀瓣1与阀口的开度加大，从而通过阀口的气体流量增加，维持下游压力的恒定。 当调压器下游用气量减小时，其作用与上述过程相反，直到调压器关闭为止。 切断器启动压力通过调节弹簧2设定。当调压器出口压力P2超过切断器的设定压力值时，切断器薄膜在P2的作用下向左移动，推动托盘组件克服调节弹簧2的作用力，使切断阀杆在复位弹簧的作用力下，带动阀瓣2向右快速移动，关闭阀口。切断阀需排除故障后，拉动外拉环使阀杆复位。,使用方法：调压器出口压力设定： 若需调节调压器出口压力，选择调节范围适当的调节弹簧。开启调压器后管线上

22、检测口阀门，缓慢打开调压器前端进口阀门，用搬手慢慢旋动调节螺杆，使出口压力达到设定值（顺时调节，出口压力升高；反时调节，出口压力降低）。缓慢关闭检测口阀门，检查此时压力表读数应为调压器的关闭压力。缓慢地稍微打开调压器后端出口阀门，停留片刻直到 出口压力设定气流稳定，再将调压器前、后阀门全部打开。切断器启动压力设定： 当调整了调压器出口压力后，应相应调整切断器的启动压力，启动压力为调压器出口压力的1.451.5倍。缓慢旋动调节旋钮，使启动压力达到设定值（顺时调节，启动压力增大；反时调节，启动压力减小）。按切断阀启动压力设定值检查方法重复检查三遍。切断器的复位操作：当切断器切断后，应检查超压原因，

23、经处理解决后，方能进行复位操作。方法如下：1）先关闭调压器的进、出口阀门； 2）用手将切断阀杆拉出； 3）确认切断阀杆已被锁上后，将手松开； 4）缓慢开启进、出口阀门，如开启得太快切断器可能再次启动 。调压器关闭压力的检查： 缓慢关闭调压器出口端阀门，在调压器出口端检测口接压力表，并打开针形阀开关。三分钟后记录关闭压力值，检查是否在正常范围内。调压器关闭压力正常的情况下无须对调压器进行拆修。,直接作用调压器杠杆式,常见故障及处理方法： 现象： 关闭压力无法稳定一直升高。 原因： 1)主阀瓣或阀口损坏；2)阀口与阀体间发生泄漏；3)阀体内漏；4)阀口上有杂质。处理办法：1)更换损坏件； 2)重新

24、安装阀口； 3)更换阀体；4)用汽油 清洗阀口。 现象： 后压无法调节，直通。原因： 1)薄膜损坏；2)杠杆或阀杆被卡死；3)主调弹簧被压并；4)后压没有引进执行器下腔。处理办法：1)更换薄膜；2)拆卸清洗或更换； 3)换更硬的弹簧； 4)查看信号管路，并使其通畅 现象： 调压器前后阀门关闭时前压降低。 原因： 1)薄膜损坏或未被压紧；2)切断薄膜损坏或未被压紧；3)O形密封圈处泄露；4)粘结位置泄漏。处理办法：1)更换或压紧薄膜； 2)更换或压紧薄膜； 3)清除或更换O形圈；4)重新粘结或更换 现象： 切断器无法切断。 原因： 1)切断阀杆卡阻； 2)切断薄膜损坏；3)后压没有引进切断器下腔

25、；4)切断调节弹簧压并处理办法：1)清洗阀杆及其配合件；2)更换薄膜； 3)查看信号管路； 4)换刚度高的弹簧 现象： 切断器切断后，后压继续升高。原因： 1)切断阀瓣或阀口损坏；2)阀口与阀体间发生泄漏；3)阀口上有杂质处理办法：1)更换损坏件； 2)重新安装阀口： 3)用汽油清洗阀口,直接作用调压器杠杆式,密封件分部示意图,直接作用调压器杠杆式,直接作用式调压器平衡阀芯式,RTZ-SN系列,RTZ-SP系列,平衡阀芯是作为较大阀口的直接作用式的一个必需的结构，因为阀口较大，用杠杆来提供较大的关闭力并且减小前压变化对后压的影响是很困难的，所以采用了平衡阀芯这样一个结构来完全平衡前压对后压的影

26、响。,MN,直接作用式调压器平衡阀芯式,MBN,NORVAL,DIVAL,工作原理 介质从阀体的P1腔通过阀口进入P2腔。P2压力通过信号管反馈到主阀执行器的下腔，主薄膜在P2压力和调节弹簧的作用下，通过阀杆带动主阀瓣上下移动，改变主阀口与主阀瓣的开度大小，达到调节出口压力的作用。 当调压器下游的用气量增大时，出口压力P2有下降的趋势。此时，主阀下腔的压力下降，使得主薄膜在弹簧的作用力下，通过阀杆带动主阀瓣向下移动，使主阀瓣与主阀口的开度增加，从而通过主阀口的气体流量增大，维持下游压力的恒定。 当调压器下游的用气量减小时，其作用与上述过程相反，直到调压关闭为止。 当因意外情况，P2压力大于切断

27、启动压力设定值时，切断阀传感器薄膜在P2压力的作用下带动滑杆移动，使脱口机构动作，切断阀瓣在关闭弹簧的作用下快速关闭阀口，阻止了过高的压强对下游设备的损坏。当意外情况排除后，需按切断阀的复位操作方法上扣后，调压器才能正常进行工作。,直接作用式调压器平衡阀芯式,平衡阀芯的作用：调压器阀口关闭时平衡阀芯上平衡膜的有效承压面积S簿膜和阀瓣有效承压面积S阀口相等，所以作用在它们上面的压力P1产生的力大小是 P1 S平衡P1 S阀口（方向却相反）作用在它们上面的P2产生的力 P2 S平衡P2 S阀口（方向却相反）这些力和弹簧力F弹簧以及P2作用在薄膜上的力P2 S薄膜通过连接件都作用在阀杆上： P1 S

28、平衡P2 S阀口P2 S薄膜 P1 S阀口P2 S平衡F弹簧约去相等的量就得到： F弹簧P2 S薄膜 P2F弹簧/S薄膜 薄膜面积是一定的，P2就只随弹簧力的调整而变化,与前压就无关了。,直接作用式调压器平衡阀芯式,直接作用式调压器平衡阀芯式,调压器使用方法：调压器出口压力设定： 若需调节调压器出口压力，开启调压器后管线上检测口阀门，缓慢打开调压器前端进口阀门，用手慢慢转动弹簧罩，使出口压力达到设定值范围，再用扳手缓慢旋动调节螺杆，精确调整出口压力至设定值（顺时调节，出口压力升高；反时调节，出口压力降低）。缓慢关闭检测口阀门，检查此时压力表读数应为调压器的关闭压力。缓慢地稍微打开调压器后端出口

29、阀门，停留片刻直到气流稳定，再将调压器前、后阀门打开。 调压器关闭压力的检查： 缓慢关闭调压器出口端阀门，在调压器出口端检测口接压力表，并打开针形阀开关。三分钟后记录关闭压力值，检查是否在正常范围内。调压器关闭压力正常的情况下无须对调压器进行拆修。切断阀启动压力设定： 若用户调整了调压器出口压力，需相应调节切断阀启动压力，启动压力为调压器出口压力设定值的1.451.5倍。请先打开传感器弹簧套端盖，转动调节螺塞，旋进启动压力升高，旋切断阀启动压力设定出启动压力降低。切断阀复位操作 ：1)将传感器气动薄膜腔内的气体排空（失压型无此操作）。2)将手柄向开启方向缓慢旋转2040，以打开内旁通付阀瓣，使

30、切断阀上下游压力平衡，同时观察整个系统是否正常。3)继续转动手柄使主阀瓣打开并使脱扣机构上扣，以保持其开启状态（失压型切断器必须在有信号压力输入时方能上扣）。4)缓慢开启进、出口阀门，如开启得太快切断器可能再次启动。,RTZ-SP系列,直接作用式调压器平衡阀芯式,常见故障及处理方法：,密封件分部示意图,直接作用式调压器平衡阀芯式,间接作用式调压器工作原理,指挥器的主要功能是为了增加调压器的敏感性。如果可以感应到下游压力P2的变化，再将它转化成P3 的更大变化值，这样调压器对于流量需求改变的相应程度（敏感性）将会增加。此外，压力偏差也可以大大地减小，从而减小它对调压器精确度和流量的影响。,其逻辑

31、关系为: 被控制量P2(增加)-指挥器传感元件向上作用力(增加)-节流孔(减小)-操作压力P3(减小)-主调传感元件向上作用力(减小)-阀座和阀瓣之间的距离(减小)-被控制量P2(减小)。 被控制量P2(减小)-指挥器传感元件向上作用力(减小)-节流孔(增大)-操作压力P3(增加)-主调传感元件向上作用力(增加)-阀座和阀瓣之间的距离(增加)-被控制量P2(增加)。,间接作用式是由指挥器内出口压力和调压弹簧的相互作用调定一个负载压力来控制调压器主阀阀口的开度，从而改变调压器流通通道的大小。,间接作用式调压器工作原理,由于指挥器是一种控制设备，我们前面讨论的直接作用式调压器一些性能标准也适用于指

32、挥器。通过使用十分小的指挥器阀口和轻弹簧，可以使压力降落很小。由于压力降落的减小，就可以使调压器的可用流量增加。指挥器的关闭决定了系统的关闭性能。主调压器的弹簧装置会在指挥器关闭时提供紧密的闭合。压力设置： 我们可以将指挥器看成整个系统的大脑。压力设置和一些性能变量可以由指挥器决定。它可以直接感应到下游压力P2的变化 ，然后连续改变加载到主调压器上的加载压力P3 ，直到系统达到平衡。主调压器可以看成系统的“肌肉组织”，并且用以控制较大的压力和流量。弹簧作用： 我们可以注意到，指挥器采用了直接作用式调压器中的弹簧开启动作。主调压器使用了弹簧关闭动作。关闭是通过弹簧而不是负载压力来完成的。指挥器增

33、加了作用于皮膜上的压力P3 ，进而将主体调压器打开。 压力增盈： 使用指挥器所产生的压力放大量称为“压力增盈”。 调压器出口压力的任何变化都会作用在指挥器上，通过改变指挥器阀瓣与阀口的开度大小，然后改变负载压力P3，使它的变化大于P2 的变化。 P2P3P1,间接作用式调压器工作原理,压力增盈和节流器稳定性 压力增盈（敏感性增加）通常被认为是调压器的优点，但是，它同时也增加了整个压力调节系统的增盈。如果增盈过大，系统将变得不稳定。换句话说，也就是调压器变得摇摆不定，连续不停地打开和关闭。指挥器的增盈量可以调整到适当值，使调压器与系统相适应。为了提供调整增盈量的方法，每台指挥器控制的调压系统内都

34、包含着一个固定的和一个可动的节流器。一个节流器相对于另一个节流器的大小是可以改变的，从而改变了压力增盈和系统的响应速度。压力限制： 下游压力P2 的降低将会导致压力P3的增加。反之，下游压力P2 的增加会导致压力P3 的减小，同时，P3从较小的固定节流器中溢出。 如果在可动节流器外，再使用一个较大的固定节流器，增盈（敏感性）便会减小。因为使用了较大的固定节流器，所以要使P3增加到需要的值，P2 将需要一个更大的降落。,加载式和卸载式指挥器： 加载式指挥器设计也称为双向控制。采用这样的命名方式是因为指挥器的作用会将负载压力P3 加到主调压器的执行器上。可动节流器，或指挥器阀口，将会打开从而增大P

35、3 。 卸载式指挥器设计的命名方式是：因为指挥器的作用是使P3 从主调压器上卸载掉。,加载式,卸载式,间接作用式调压器工作原理,间接作用式调压器工作原理,加载式（双向控制）调压器设计： 在加载式控制系统中指挥器的连接方式是为了使P2 同时加载到指挥器的皮膜上和主调压器的皮膜上。当下游的流量需求是恒定值时，P2 决定了指挥器皮膜的位置，从而使通过指挥器的气体可以使P2 和P3作用于主调压器皮膜上。当P2 改变时，主调压器皮膜顶部的压力和指挥器皮膜底部的压力将会随之改变。当P2 作用于主皮膜上时，它将重新设定主阀芯的位置。根据P2 的改变而作出的即时响应容易使双路设计比其他指挥器控制式调压器更快。

36、同时，作用于指挥器皮膜上的P2 将会重新设定指挥器的位置，并且改变作用于主调压器皮膜上的P3 。P3 的这种调节准确地决定了主调压器阀芯的位置。作用于主调压器皮膜上的P3经过一个固定的节流器直到皮膜两侧的压力达到平衡。此时，流过调压器阀口的流体将满足下游的流量要求。,双向控制的主要优点是高响应速度和精确度。这样的系统可以将压力偏差限制到百分之三以下。它们以较高的精确度、较大的流量和很大的压力变化范围与调压系统相适应。,间接作用式调压器工作原理,间接作用式调压器工作原理,卸载式调压器设计： 卸载系统安装于指挥器上，从而使P2 只作用于指挥器皮膜上。调压器皮膜上的压力P1 不断卸载，并通过固定节流

37、器达到皮膜顶部。当下游的流量需求为恒定值时，指挥器打开到足以使P3维持主体调压器皮膜的位置。当下游流量需求发生变化时，P2 也发生变化，从而指挥器皮膜也随之发生相应的变化。指挥器将对P3进行调整，以便重新确定和维持主体调压器皮膜的位置。 卸载系统不如双向系统反应迅速，它们需要更高的操作压差来保证运行。然而，它们更加简单和经济，尤其是用于大型调压器中。卸载系统通常与常用的弹性胶体皮膜型调压器一起使用。这类调压器使用一层可动的隔膜阻止流量。,卸载设计是将一个用做结合加载和主体调压器限制部分的塑膜组成皮膜。整个上游压力(P1 )是在调压器皮膜位于基座时加载在其上的力。 EZR型调压器有一个弹性胶体阀

38、封闭体。 卸载式调压器设计比双向控制系统响应缓慢，这是因为，在主体调压器阀移动之前，指挥器必须首先响应P2 的变化。回顾双向设计可以发现，指挥器与调压器皮膜是同时动作的。 P1 通过一个固定节流器，进而充满了调压器皮膜以上的空间。通过调节这个固定节流器可以增加或减少调压器的增盈量。P1 也充满了调压器皮膜以下的空间。由于皮膜顶部的表面积大于其下部承受压力P1 的面积，所以皮膜向下移动以关闭调压器。 当下游的流量需求减少时，P2 增加直至它可以使弹簧压缩以关闭指挥器。指挥器关闭后，P1 继续通过固定节流器，到达主体调压器皮膜以上的面积。这个负载压力P3 迫使皮膜向下后移动，从而减小通过调压器的流

39、量。,间接作用式调压器工作原理,稳压精度: 由于具有较高的压力增盈，所以指挥器控制式调压器的精确度十分高。直接作用式调压器的压 降幅度可能在10%到20%范围内变化，而指挥器控制式调压器的压降幅度为1%到5%，甚至可能低于1%。 流量: 指挥器控制式调压器具有较高的流量，这通常有两方面的原因。第一，前面已经说明了流量是 与压降幅度有关的。由于指挥器的使用可能使压降幅度变得非常小，所以，流量也得以提高。此 外，指挥器成了系统的“大脑”部分，控制了相对较大，有时还比其自身大得多的主体调压器。这 样也同样使得流量增加。关闭压力： 指挥器控制式调压器的闭合性质就是指挥器的闭合性质。因此，在使用较小阀口

40、的情况下，闭合压力可能很小。,间接作用式调压器调压性能,间接作用式调压器流量计算,当 0.53 时，Q10C 。当 0.53 时，Q10C 。式中：Q： 燃气流量（天然气）Nm3/h C: 调压器流通系数 Pe：绝对进口压力 MPa Pe=P1+Pb Pa：绝对出口压力 MPa Pa=P2+Pb P1：实际进口压力 MPa P2：实际出口压力 MPa Pb：绝对大气压力（0.1MPa） 公式中的Q值为标准状态下，相对密度为0.61的天然气的流量，若为其它气体，应以计算所得的Q值乘以相应的系数f。 f = s/1.293 式中：s气体的相对密度,气体的平均密度（kg/Nm3），1.293空气的平

41、均密度常用气体的换算系数f： 甲烷1.05，乙烷0.76，丙烷0.63，人工煤气1.17， 丁烷0.55，空气0.78，氮气0.79，二氧化碳0.63。,例1已知混合气体的容积成分为：甲烷95.3%，氮1.9%，乙烷0.1%，丙烷0.1%，二氧化碳2.6%。求混合气体在标准下的平均密度和相对密度。解 查各组分的密度，计算出混合气体的平均密度： （95.30.72+1.91.25+0.11.30+0.12.01+2.61.98） =0.76kg/Nm3 计算相对密度,几种燃气的平均密度和相对密度,间接作用式调压器流量计算,例2已知调压器的进口压力（表压）为1.6MPa，出口压力（表压）为0.2M

42、Pa，调压器的流通系数C4500，求调压器的流量。解 PeP10.11.7 MPa PaP20.10.3 MPa Pa/Pe0.3/1.70.1760.53 Q10CxPe/210 x4500 x1.7/238250 Nm3/h例3已知调压器的进口压力（表压）为1.2MPa，出口压力（表压）为0.7MPa，调压器的流通系数C4500，求调压器的流量。解 PeP10.11.3 MPa PaP20.10.8 MPa Pa/Pe0.8/1.30.6150.53 Q10C 28460 Nm3/h,间接作用式调压器流量计算,间接作用式调压器加载式,间接作用式调压器加载式,Reflu 819,REVAL,

43、间接作用式调压器加载式,间接作用式调压器加载式,工作原理：1.J50调压器 进口压力P1通过外信号管进入指挥器。出口压力P2的任何变化都会快速作用在指挥器和执行器的簿膜上，改变指挥器薄膜两边P2和调节弹簧的平衡，产生一操作压力P3经过内通道至执行器的簿膜下腔，与上腔的出口压力P2以及关闭弹簧力相互平衡来操纵主阀瓣与阀口的开闭，从而达到控制出口压力P2的目的。 指挥器所提供的操作压力P3是平稳的且随出口压力P2的变化而变化。当调压器出口压力P2降低时，指挥器薄膜在调节弹簧力的作用下下移，通过杠杆2的运动使指挥器阀口开度增加，产生的操作压力P3增大，执行器的滚动簿膜在P3作用下克服关闭弹簧力上移，

44、主阀瓣在杠杆1的带动下向右移动，增加与阀口的开度，从而通过阀口的气量增加，维持下游压力的恒定。 反之当出口压力P2升高时，指挥器降低操作压力P3，减小主阀瓣的开度以降低出口压力P2。,间接作用式调压器加载式,2. N型、NH型调压器： 进口压力P1由外信号管输入一级指挥器作为二级指挥器的操作能源，再由二级指挥器输出操作压力P3至执行器的下腔以操纵阀芯总成的启闭，从而达到控制出口压力P2的目的。 出口压力的任何变化都会作用在指挥器内，改变指挥器薄膜两边P2和调节弹簧的平衡。当出口压力P2降低时，指挥器薄膜在调节弹簧的作用下向下运动，使阀瓣开启，操作压力P3增大，主薄膜在P3作用下向上移动，加大主

45、阀瓣与阀口的开度，从而通过阀口的流量增加，维持下游压力的恒定。 反之当出口压力P2增加时，指挥器降低操作压力P3，减少阀芯的开度以维持下游压力的恒定。,间接作用式调压器加载式,调压器的使用1.调压器通气运行： 调压器前应安装过滤器和紧急切断阀。 切断阀处于开启状态。 稍微开启调压器后端的出口阀门。 慢慢地稍微打开调压器前的进口阀门。 停留片刻直到气流稳定。 将调压器前、后的进、出口阀门全部打开。2.调压器出口压力设定 调压器出厂时均按用户参数要求设定其额定出口压力。若需调节调压器出口压力，应略微开启调压器出口端阀门，缓慢打开调压器前端进口阀门，用工具缓慢旋动指挥器上的调节螺杆或调节螺塞，使出口

46、压力达到要求值，(顺时调节，出口压力升高，反时调节，出口压力降低)。缓慢关闭出口阀门，检查此时压力表读数应为调压器的关闭压力。缓慢地稍微打开调压器后端出口阀门，停留片刻直到气流稳定，再将调压器前、后阀门完全打开。3. 调压器关闭压力的检查 缓慢关闭调压器出口端阀门，并打开压力表前针形阀开关。三分钟后记录关闭压力值，检查是否在正常范围内。,间接作用式调压器加载式,4.阻尼器： 指挥器上设有阻尼调节螺钉，调压器在运行时，如出口压力有喘振现象，可调整阻尼调节螺钉: 旋进阻尼调节螺钉, 为提高调压器的开启灵敏度；旋出阻尼调节螺钉为降低调压器的开启灵敏度。若调压器的开启灵敏过高时调压器的关闭时间要滞后，

47、且容易造成瞬时关闭时出口压力超高。（注：阻尼调节螺钉在出厂时已调整好，一般情况下不需作调整。）,间接作用式调压器加载式,常见故障及处理方法：,间接作用式调压器卸载式,间接作用式调压器卸载式,工作原理：,调压器的膜片同时又是阀瓣，膜片的位置即调压器开度由膜片上所受的弹簧力、指挥器前压力、调压器进口及出口压力间的平衡决定。引自调压器进口腔的燃气，经节流阀降压后通过指挥器流至调压器出口。节流阀已事先调整好，其开度不变。指挥器的开度就决定了指挥器前的压力，而指挥器开度则由其膜片上所受弹簧力与调压器出口压力间的平衡决定。如果流量需求增加，或进口压力下降，则调压器出口压力降低，指挥器膜片因而移动使指挥器开

48、大。于是指挥器前压力下降，调压器膜片上抬，通过调压器的流量随着增加而使调压器出口压力回复至原值。,间接作用式调压器雷诺式,间接作用式调压器雷诺式,结构： 雷诺式调压器由主调压器、中压辅助调压器、低压辅助调压器、压力平衡器及针形阀所组成。中压辅助调压器是个弹簧薄膜结构的调压器，其作用是将一部分中压燃气引入，并使其出口压力保持一定。自中压辅助调压器至压力平衡器及低压辅助调压器之间的压力称为中间压力（指挥压力或调节过渡压力）。利用中间压力的变化可以自动地调节主调压器阀的开度。低压辅助调压器是个重块薄膜调压器，其作用是将其出口压力调节至设定规定的压力。,雷诺式调压器主要用作区域调压及大用户专用调压，属

49、于中低压调压器。和其它调压器比较，结构略为复杂，占地面积较大，但调节压力的性能较好。这种调压器沿用已久，至今仍然得到广泛应用。,1.主要进口阀门 2.旁通阀 3.旁通管4.过滤器 5.主调压器 6.主调出口阀门 7.水封安全阀 8.脱萘筒 9.中压辅助调压器 10.节流针阀 11.压力平衡器 12.低压辅助调压器 13. 3/4截止阀 14. 3/4截止阀 15.压力表,工作原理： 当处于无负荷状态，主调压器及两个辅助调压器阀门均呈关闭状态。随着负荷增大，出口压力下降，出口压力P2下降，低压辅助调压器失去平衡状态，调节阀门c打开，燃气流向低压管道；同时中压辅助调压器调节阀门a也打开；流经针形阀

50、5的流量增大，针形阀阻力损失也增大，针形阀后中间压力P0降低，使压力平衡器4簿膜下降，通过杠杆将主调压器阀打开。当负荷越大，流经辅助调压器的流量也就越大，针形阀的阻力损失也就越大，中间压力也就越小，主调压器阀门的开度也就越大；如负荷减小，调压器的动作与上述情况相反。负荷减至零时，阀门完全关闭，切断燃气的通路。应当指出，这种调压器当负荷很小时，中间压力变化很小，不足以使主调压器启动，通过辅助调压器即可满足需要。无论进口压力和管网负荷在允许范围内如何变化，这种调压器均能保持规定的出口压力。 当进口压力小于等于中间压力，但又大于低压额定压力时，主阀敞开,指挥系统失效，中压直通低压。,间接作用式调压器