رگلاتور چیست؟ + انواع رگلاتور

سلام نو پلاس: رگلاتور ابزاری است که به کاهش و ثبات فشار گاز در یک خط یا سیلندر، یا رسیدن آن به فشار پایین تر کمک می کند.

با توجه به این که در سیلندر یا خطوط فرآیند، فشار گاز بالا می باشد، قابلیت استفاده به صورت مستقیم ندارد.

از این رو جهت استفاده در دستگاه های کروماتوگرافی، آنالایزر و سایر تجهیزات، از رگلاتور برای کاهش فشار و ثبات گاز استفاده می شود.

رگلاتور چیست

رگلاتور ابزاریست جهت کاهش فشار بالای گاز در یک خط یا سیلندر، به فشار پایین تر. با توجه به اینکه فشار گاز در سیلندر یا خط فرایند، فشار بالایی می باشد به صورت مستقیم قابل استفاده نمی باشد.

از این رو جهت استفاده در دستگاه های کروماتوگرافی، آنالایزر و دستگاهای مصرف کننده، از رگلاتور برای کاهش فشار گاز و قابل مصرف نمودن آن استفاده می شود.

عملکرد آن به گونه ای استکه صرفاً برای بررسی و کنترل فشار می توان از آن استفاده کرد و عموماً برای کنترل دبی گاز استفاده نمی شود.

نمونه هایی خاص از رگلاتور وجود دارند که علاوه بر گیج کنترل فشار در خروجی ابزاری برای کنترل دبی نیز در نظر گرفته شده است.

معمولاً با سه نوع متریال متفاوت ارائه می گردند. برنجی، روکش کروم و استنلس استیل. رگلاتورهای برنجی برای گازهایی که فاقد خورندگی می باشند مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربری رگلاتورهای برنجی و روکش کروم مشابه می باشند. مزیت رگلاتور روکش کروم مقاومت ظاهر رگلاتور در شرایط محیطی می باشد.

این نوع از پوشش دهی ( روکش کروم ) برای رگلاتورهای برنجی سبب شده که عمر این رگلاتورها صرفاً بیشتر شود ولی در عملکرد رگلاتور تأثیر خاصی نخواهد داشت.

نوع دیگری از پوشش صرفاً برای رگلاتورهای استنلس استیل ارائه می شود که در عملکرد این رگلاتورها نیز تأثیر بسزایی دارا می باشد.

این نوع پوشش عبارت است از پوشش تمامی سطوح رگلاتور استنلس استیل به وسیله SilcoNert. این امر سبب ایجاد مزایای زیر می شود:

1. به حداقل رساندن جذب گازهای واکنش پذیر
2. کاهش پرت گاز جهت پاکسازی
3. سازگاری کامل با مخلوط های گازی حاوی ترکیبات سولفور

در انتخاب رگلاتورها می بایست دقت فراوانی گردد. رگلاتور خود را با توجه به گاز مورد استفاده و خواص شیمیایی آن انتخاب کنید.

هیچگاه از رگلاتورهای برنجی برای گازهای خورنده از قبیل نیتریک اکساید، هیدروژن کلراید، ترکیبات سولفور دار و … استفاده نکنید.

رگلاتورها از لحاظ کارایی به دو نوع تک مرحله ای و دو مرحله ای تقسیم بندی می شوند.

رگلاتورهای تک مرحله ای فشار گاز را در یک مرحله و رگلاتورهای ۲ مرحله ای فشار گاز را در ۲ مرحله کاهش می دهند.

عموماً رگلاتورهای ۲ مرحله ای برای خروجی های زیر ۱۰ بار مورد استفاده قرار می گیرند ( به علت ثبات در خروجی گاز و دقت در کاهش فشار گاز).

انواع رگلاتور

رگلاتورها از لحاظ کارایی به دو نوع تک مرحله ای و دو مرحله ای تقسیم بندی می شوند. رگلاتورهای تک مرحله ای فشار گاز را در یک مرحله و رگلاتورهای دو مرحله ای فشار گاز را در دو مرحله کاهش می دهند. عموما رگلاتورهای دو مرحله ای برای خروجی های زیر ده بار مورد استفاده قرار می گیرند (به علت ثبات در خروجی گاز و دقت در کاهش فشار گاز).

انتخاب رگلاتور با خروجی مناسب، یکی از مهمترین موارد در خرید آن می باشد. خروجی رگلاتور با توجه به فشار خروجی که قصد تنظیم بر روی آن را دارید، باید انتخاب گردد. دقت درجه بندی گیج رگلاتورها رابطه مستقیمی با خروجی آن ها دارا می باشد. دقت درجه بندی نمونه ای با خروجی صد بار حدودا پنج بار می باشد ولی دقت درجه بندی گیج رگلاتوری با خروجی چهار بار حدود ۰.۱ بار می باشد.

برای این که رگلاتور ولو ها را بهتر درک کنیم، لازم است که به انواع مختلف آنها اشاره نماییم. رگلاتور ولو ها در کل بر اساس کاربرد مربوطشان مشخص میشوند.

همه ی رگلاتور ولو ها زیر مجموعه دو نوع کلی از رگلاتور ولو ها هستند:

1. عملکرد مستقیم یا دایرکت آپریتد (Direct Operated), (Self-Operated)
2. پیلوت آپریتد (Pilot Operated)

ابتدا به صورت مختصر به توضیح این دو نوع می پردازیم.

عملکرد مستقیم یا دایرکت آپریتد (Direct Operated), (Self-Operated)

این نوع از ولو ها اکثرا موقعی استفاده می شوند که فشار خروجی (Outlet Pressure) کمتر از ۱ psig یا ۰.۰۶۹ bar است و کاربرد آنها بیشتر به عنوان کاهنده فشار اولیه برای فشار های خروجی بیشتر است.

در عملکرد، این نوع از ولو ها فشار بعد از ولو یا Downstream Pressure را یا به عنوان یک فرآیند داخلی یا با استفاده از یک خط کنترل خارجی حس می کنند.

فشار بعد از ولو، به یک فنر نیرو وارد می کند که دیافراگم متصل به پلاگ را تکان می دهد و مسیر جریان در داخل ولو را تغییر می دهد.

پیلوت آپریتد (Pilot Operated)

این نوع از ولو ها زمانی استفاده می شوند که جریان یا Flow Rate بالایی را داشته باشیم یا نیاز به کنترل فشار بسیار دقیق وجود داشته باشد.

یکی از نوع های معروف ولو های پیلوت، از کنترل دو راهه استفاده می نماید.

دیافراگم اصلی ولو، به تغییرات فشار بعد از ولو واکنش نشان می دهد و این موجب تغییر موقعیت مکانی ولو می شود

و در همین زمان، دیافراگم پیلوت، بخشی از فشار ورودی کاهش یافته را به طرف دیگر دیافراگم اصلی منتقل می کند تا موقعیت پلاگ را بهتر کنترل کند.

ولو های دو راهه عملکرد سریعتری را ارائه می دهند.

که این دو نوع به تقسیم بندی های بیشتری منجر می شوند:

1. پرشر ردیوسینگ رگولاتور (Pressure Reducing Regulator):

یک پرشر ریدیوسینگ ولو یک فشار خروجی مورد نظر را همزمان با تامین جریان عبوری مورد نیاز حفظ می کند.

ست پوینت یا همان فشار خروجی رگلاتور فشاری است که کنترل می شود.

2. بک پرشر رگولاتور (Back Pressure Regulator):

بک پرشر رگلاتور ها بر خلاف پرشر ریدیوسینگ ها، یک فشار ورودی یا Upstream را کنترل می کنند.

این اتفاق با تغییر دادن جریان در واکنش به تغییرات فشار ورودی اتفاق می افتد.

3. پرشر ریلیف ولو (Pressure Relief Valve):

پرشر ریلیف ولو همان بک پرشر رگلاتور است.

این تفاوت اسمی به دلیل کاربرد مورد نظر وجود دارد.

یک پرشر ریلیف ولو از تجمع فشار Pressure Buildup یا Overpressure در مکانی که متصل شده است جلوگیری می کند.

نحوه ی عملکرد آن به اینگونه است که قبل از اینکه فشار داخلی از یک مقدار خاص بیشتر شود، باز می شود.

فشاری که در آن ریلیف ولو باز می شود، ریلیف پرشر ستینگ یا Relief Pressure Setting نام دارد.

4. وکیوم رگولاتور (Vacuum Regulator):

وکیوم رگولاتورها، دستگاه‌های الکترونیکی هستند که برای تنظیم و کنترل فشار وکیوم (فشار پایین‌تر از فشار جو) در سیستم‌ها مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

وظیفه اصلی آن ها، تنظیم فشار وکیوم در یک محدوده مشخص است و توسط وسیله هایی مانند شیرهای تنظیمی (control valves)، تراشه‌های الکترونیکی و سنسورها، فشار وکیوم را تنظیم و کنترل می‌کنند.

وکیوم رگولاتورها فشار محیط اطراف را به فشار وکیوم مطلوب تبدیل می‌کنند و در آن حد نگه می‌دارند.

یک وکیوم رگلاتور، یک خلا ثابت را در ورودی رگلاتور و یک خلا بیشتر را در خروجی رگلاتور حفظ می کند

در حالت عادی، یک وکیوم رگلاتور تا زمانی که یک کاهش در خلا (یک افزایش در فشار مطلق)

از حالت تنظیم شده ی فنر بیشتر شود بسته می ماند و پس از آن باز میشود.

5. وکیوم بریکر (Vacuum Breaker):

یک وکیوم برکر از بیشتر شدن وکیوم یا خلا از یک مقدار خاص جلوگیری می کند.

در زمان کارکرد، یک وکیوم برکر تا زمانی که خلا زیاد شود (کاهش در فشار مطلق) و از مقدار تنظیم شده ی فنر بیشتر شود بسته می ماند و سپس باز می شود.

وکیوم برکر و وکیوم رگلاتور از یک تجهیز هستند.

6. پرشر سوئیچینگ رگولاتور (Pressure Switching Regulator):

پرشر سوئیچینگ رگلاتور ها برای ولو سوئیچینگ دو راهه یا سه راهه استفاده می شوند.

ولو سوئیچینگ های دو راهه برای سرویس On/Off در سیستم های پنوماتیکی استفاده می شوند.

در سیستم ولو سوئیچینگ سه راهه، ما دارای یک پورت ورودی و دو پورت خروجی هستیم

و زمانی که فشار از یک مقدار خاص کمتر یا بیشتر شود، جریان از یک خروجی به خروجی دیگر منتقل می شود.

رگلاتور الکترونیک

رگولاتور ولتاژ قطعه‌ای است که در ساخت مدارات الکترونیکی کاربردهای فراوانی دارد، در حقیقت رگولاتورهای الکترونیکی، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند.

در مدار های الکتریکی وظیفه تامین انرژی مورد نیاز مدارات الکتریکی به عهده منابع تغذیه می باشد.

برق مورد نیاز مدارات الکتریکی از نوع برق DC است که توسط منابع تغذیه از برق شهر که از نوع AC است، تبدیل می شود.

اما تبدیل این برق از AC به DC همواره کاملا ایده آل نبوده و کمی نویز در خروجی های آن مشاهده می شود.

همچنین برق AC نیز یک مقدار ثابت نبوده و دارای اختلاف نوسان می باشد.

برای ثابت کردن ولتاژ ورودی در مدارات الکترونیکی از وسیله ای به نام تنظیم کننده ولتاژ و یا رگولاتور ها ی استفاده می شود.

ولتاژ رگولاتور یک قطعه الکترونیکی می باشد که از آن برای تثبیت ولتاژ ورودی در یک ولتاژ مشخص و مورد نیاز مدار، استفاده می شود.

از این قطعه برای تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژ های مورد نیاز مدار نیز استفاده می شود.

به طور مثال اگر ولتاژ خروجی منبع تغذیه شما ۱۲ ولت باشد و شما برای تامین برق مدار خود نیاز به برق ۵ ولت دارید، باید از یک ولتاژ رگولاتور جهت تبدیل این ولتاژ استفاده نمایید.

تنظیم ولتاژ در رگولاتور ها با کمک مدارات فیدبک صورت می گیرد که این می تواند مانند یک دیود زنر ساده باشد و یا فیدبک های پیچیده تر با بازده و عملکردی بالاتر باشد.

در مداراتی با فیدبک های پیچیده می شود ولتاژ ورودی را حتی ارتقا داد.

ولتاژ رگولاتور ها در وسایل مختلفی از جمله کامپیوتر ها، مولد جریان متناوب و مدارهای الکتریکی دیگر استفاده می شود.

یک ولتاژ رگولاتور مناسب دارای مدارهای اضافی برای محافظت از خود مانند مداراتی همچون مدار اتصال کوتاه، محدود کننده جریان، خاموش شدن بر اثر حرارت بالا و محافظت در برابر ولتاژ های بالا، دارا می باشد.

همچنین ریپل های ولتاژ AC را حذف می کند.

رگلاتور گاز

رگولاتورهای گاز یا رگلاتور ابزاری هستند که با آن ها کاهش، کنترل و تنظیم فشار گاز موجود در مخازن یا خطوط گاز رسانی انجام می شود.

معمولاً استفاده مستقیم از گاز درون مخزن یا سیلندر ممکن نیست زیرا فشار بالایی دارد. به همین دلیل استفاده از رگلاتور برای کاهش فشار لازم است.

رگلاتور ها قابلیت تنظیم فشار به مقدار دلخواه مصرف کننده را دارند.

از رگولاتور های فشار گاز در، کمپرسور های هوا، آشپزی، کاهش فشار آب، وسایل نقلیه گاز سوز، صنایع نفت و گاز، و صنعت معدن استفده می شود.

عملکرد اصلی رگلاتور این است که مقدار مشخصی از گاز را عبور دهد. استفاده از رگولاتور باعث می شود که تجهیزات و ابزار ها سالم بمانند.

زیرا فشار گاز ها می تواند اثر تخریبی داشته باشد.

اجزای اصلی هر رگولاتور شامل فنر، واشر نازک منعطف یا دیسک فلزی به نام دیافراگم و یک شیر است. همه رگولاتور ها دارای فشار سنج نیستند.

رگولاتور گاز یا تنظیم کننده فشار گاز ، همانطور که از نامش مشخص است، وسیله ای است که برای متعادل کردن جریان گاز و ثابت نگه داشتن آن مورد استفاده قرار میگیرد.

از رگولاتور ها برای تبدیل فشار زیاد گاز ، به فشار کمتری که برای دستگاه مناسب باشد، استفاده میشود.

کاهش فشار ورودی به فشار خروجی پایین تر، وظیفه اصلی تنظیم کننده های فشار است.

از رگولاتورهای گاز در کمپرسورهای هوا، وسایل نقلیه گازدار، صنایع نفت و گاز و صنعت معدن استفاده میشود.

رگولاتور های گاز در طیف گسترده ای از اندازه ها و تنظیمات قابل دسترس هستند ، اما همه ی آنها عملکرد یکسانی دارند.

رگولاتورها با توجه به سرعتی که گاز به دستگاه منتقل میکند، گروه بندی میشوند و از نظر شکل و اندازه بسیار متفاوت هستند و بطور کلی به دو نوع رگولاتور فشار زیاد و رگولاتو فشار کم تقسیم بندی میشوند.

تنظیم کننده فشار بالا، قادر به مقابله با ورود گاز از سیلندر با نیروی زیاد است و در صنعت جوشکاری معمولا از این نوع رگولاتور استفاده میشود.

از تنظیم کننده فشار کم در جایی استفاده میشود که نیاز به خروج حرارت ثابت باشد.

وسایل گاز سوز مانند اجاق گاز و بخاری های خانگی کوچک بطور گسترده از ان نوع رگولاتور استفاده میکنند.