• по назначению;
• по характеру регулирующего воздействия;
• по связи между входной и выходной величинами;
• по способу воздействия на регулирующий клапан;
• по устройству, диапазонам входных и выходных давлений;
• по способам настройки и регулировки.

По характеру регулирующего воздействия регуляторы давления делятся на пропорциональные, статические и астатические.

Классификация горелок 1
Классификация горелок 2

Мембрана 2 (рисунок, а) астатического регулятора давления газа выполнена в форме поршня, в процессе давления газа ее активная площадь при любых положениях регулирующего клапана 6 не изменяется. Поэтому при давлении газа уравновешивающей силу тяжести мембраны 2 стержня 1 и клапана 6 мембранная подвеска принимает состояние астатического (безразличного) равновесия.

Регуляторы давления

а – астатического: 1 – стержень; 2 – мембрана; 3 – стрежень; 4 – подмембранная полость; 5 – выход газа; 6 – клапан

б – пропорцонального: 1 – стрежень; 2 – пружина; 3 – мембрана; 4 – подмембранная полость; 5 – импульсная трубка; 6 – сальник; 7 – клапан

Вся работа по регулированию давления газа протекает следующим образом. К примеру, расход газа через регулятор равен его притоку и клапан 6 принимает определенное положение. При увеличении расхода газа давление уменьшится и опуститься мембранное устройство, из-за чего произойдет дополнительное открытие регулирующего клапана. Как только приход и расход будут равны, давление газа увеличится до заданной величины. При уменьшении расхода газа произойдет увеличение давления газа, при этом процесс регулирования будет проходить в обратном направлении. Регулятор при помощи специальных грузов 3 настраивают на необходимое давление газа, при этом выходное давление газа с увеличением массы этих грузов возрастает.

После возмущения астатические регуляторы независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана приводят регулируемое давление к заданному значению. Уравновешивание системы происходит исключительно при заданном значении регулируемого параметра, в этом случае регулирующий клапан может занимать любое положение. Астатические регуляторы часто заменяют пропорциональными (статическими).

В пропорциональных регуляторах подмембранная полость отделяется коллектора сальником, и соединяется с ним импульсной трубкой, т. е. узлы обратной связи расположены вне объекта. При этом вместо грузов на мембрану действует сила сжатия пружины 2 (рисунок, б). В астатическом регуляторе любое изменение выходного давления газа ведет к перемещению регулирующего клапана из одного крайнего положения в другое. В статическом регуляторе добиться полного перемещения клапана из одного крайнего положения в другое можно только при соответствующем сжатии пружины.
И астатические и пропорциональные регуляторы в процессе работы с очень узкими пределами пропорциональности имеют свойства систем, работающих по принципу «открыто-закрыто», это означает, что при незначительном изменении параметра газа перемещение клапана происходит мгновенно. Для устранения этого явления необходимо установить в штуцере специальные дроссели, который будет соединять рабочую полость мембранного устройства с газопроводом или свечой. При помощи дросселей можно уменьшить скорость перемещения клапанов и добиться более устойчивого процесса работы регулятора.

По способу воздействия на регулирующий клапан регуляторы бывают с прямым и непрямым действием. Регулирующий клапан в регуляторах прямого действия находится под действием регулирующего параметра прямо или через зависимые параметры. С изменением величины регулируемого параметра усилие, возникающее в чувствительном элементе регулятора, приводит его в действие. Эту усилие должно быть достаточным для перестановки регулирующего клапана без постороннего источника энергии.

В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий клапан сжатым воздухом, водой или электрическим током.

При изменении величины регулирующего параметра вспомогательное устройство, открывающее доступ энергии от постороннего источника в механизм, перемещающий регулирующий клапан приводит в действие усилие, которое возникает в чувствительном элементе регулятора.

Клапан впускной с разгрузкой

1 – клапан основной; 2 – клапан разгрузочный; 3 – шток;
4 – направляющий стакан; 5 – проставка; 6 – уплотнение; 7 – стакан опорный;
8 – гайка нажимная; 9 – пружина; 10 – толкатель; 11 – отверстие дроссельное; 12 – гайка упорная; 13 – корпус распределителя

Основной клапан 1 установлен в направляющем стакане 4. Сверху стакан 4 закрывается уплотняющей проставкой 5, в центре которой установлен уплотнительный узел 6, через который проходит верхний конец штока 3. Направляющий стакан 4 опирается на опорный стакан 7. Оба стакана установлены в расточке корпуса клапанного распределителя 13. Весь набор поджимается к бурту корпуса 13 нажимной гайкой 8. В центральное отверстие гайки вставлена пружина 9, которая через толкатель 10 воздействует на шток 3, отжимая его вниз. Нижний конец штока 3 через уплотнение 6 выходит наружу в нижней части корпуса 13. Подводящая магистраль соединена с верхней расточкой А в корпусе 13, в отводящая – с нижней Б.

В исходном положении клапан закрыт, запорные фаски основного и разгрузочного клапанов сомкнуты и не пропускают жидкость из полости А, находящейся под давлением, в полость Б. Надклапанная полость В соединена с полостью А посредством дроссельного отверстия 11 и также находится под давлением.

При вращении рукоятки управления коромысло через толкатель воздействует снизу на шток 3. Шток 3, преодолевая гидростатическую силу со стороны жидкости и сопротивление пружины 9, начинает подниматься, раскрывая малые запорные фаски разгрузочного клапана 2. Надклапанное пространство В через отверстия в гайке 12 и каналы на штоке соединяется с подклапанным пространством Б, разгружаясь при этом от давления. По мере подъема штока 3 давление в надклапанной полости В все больше падает. После касания выступа на штоке с упорной гайкой 12 раскрываются фаски основного клапана 1, который начинает подниматься вместе со штоком 3.

По мере подъема основного клапана открываются отверстия в стенках направляющего стакана и жидкость из подводящей магистрали проходит в магистраль рабочего цилиндра.

После перевода рукоятки в положение «Стоп» закрытие основного и разгрузочного клапанов осуществляется пружиной 9.

Главный недостаток данного клапана – износ запорной фаски из-за кавитации.

Кавитация – нарушение сплошности внутри жидкости, т. е. образование внутри капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемая пузырьковая кавитация). Пузырьки являются нестабильными, непрерывно переходящими обратно в жидкую фазу. Кавитация возникает в результате резкого местного снижения статического давления ниже критического значения, которое для воды приблизительно равно давлению насыщения водяного пара при данной температуре. Если понижение давления происходит вследствие местного повышения скорости в напорном трубопроводе, то кавитацию называют гидродинамической, а в случае понижения давления вследствие прохождения в жидкости акустических волн – акустической.

То есть в жидкости при снижении давления образуются пузырьки, которые при попадании в зону более высокого давления всхлопываются. Большая энергия, рассеиваемая при всхлопывании кавитационных пузырей, пагубно влияет на металл клапана – частички металла вырываются. При активной работе пресса кавитация может «съесть» клапан за месяц.

Возникновение кавитации пагубно влияет также и на гидравлические характеристики насосов и клапанов. У насосов снижается производительность и напор, увеличивается шум и вибрация. У клапанов снижается пропускная способность, повышается коэффициент гидравлического сопротивления, искажается вид расходной характеристики, образовывается шум и вибрация.