Pressure regulator
- 1. Pressure-setting screw
- 2. Spring
- 3. Actuator
- 4. Inlet port (high pressure)
- 5. Outlet port (low pressure)
- 6. Valve body
- 7. Valve crown and seat
A pressure regulator is a valve that controls the pressure of a fluid to a desired value, using negative feedback from the controlled pressure. Regulators are used for gases and liquids, and can be an integral device with a pressure setting, a restrictor and a sensor all in the one body, or consist of a separate pressure sensor, controller and flow valve.
Two types are found: the pressure reduction regulator and the back-pressure regulator.
- A pressure reducing regulator is a control valve that reduces the input pressure of a fluid to a desired value at its output. It is a normally-open valve and is installed upstream of pressure-sensitive equipment.[1]
- A back-pressure regulator, back-pressure valve, pressure-sustaining valve or pressure-sustaining regulator is a control valve that maintains the set pressure at its inlet side by opening to allow flow when the inlet pressure exceeds the set value. It differs from an over-pressure relief valve in that the over-pressure valve is only intended to open when the contained pressure is excessive and is not required to keep upstream pressure constant. They differ from pressure-reducing regulators in that the pressure-reducing regulator controls downstream pressure and is insensitive to upstream pressure.[2] It is a normally-closed valve which may be installed in parallel with sensitive equipment or after the sensitive equipment to provide an obstruction to flow and thereby maintain upstream pressure.[1]
ตัวควบคุมทั้งสองประเภทใช้การป้อนกลับของแรงดันที่ถูกควบคุมเป็นอินพุตให้กับกลไกควบคุม และโดยทั่วไปจะทำงานโดยใช้ไดอะแฟรมหรือลูกสูบแบบมีสปริงที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันป้อนกลับเพื่อควบคุมการเปิดวาล์ว ในทั้งสองกรณี ควรเปิดวาล์วเพียงพอที่จะรักษาแรงดันที่ถูกควบคุมไว้เท่านั้น กลไกจริงอาจคล้ายกันมากในทุกด้าน ยกเว้นตำแหน่งของจุดวัดแรงดันป้อนกลับ[ 2 ]เช่นเดียวกับกลไกควบคุมป้อนกลับอื่นๆ ระดับการหน่วงมีความสำคัญต่อความสมดุลระหว่างการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่วัดได้และความเสถียรของเอาต์พุต การหน่วงที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่การแกว่งแบบแกว่งของแรงดันที่ถูกควบคุม ในขณะที่แรงเสียดทานที่มากเกินไปของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่อาจทำให้เกิดฮิสเทอรีซิส
ตัวควบคุมลดแรงดัน
การดำเนินการ
หน้าที่หลักของตัวควบคุมแรงดันคือการปรับการไหลของก๊าซผ่านตัวควบคุมให้ตรงกับความต้องการของของเหลวที่ป้อนเข้าไป ในขณะที่รักษาแรงดันขาออกให้คงที่ หากการไหลของโหลดลดลง การไหลของตัวควบคุมก็ต้องลดลงเช่นกัน หากการไหลของโหลดเพิ่มขึ้น การไหลของตัวควบคุมก็ต้องเพิ่มขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันที่ควบคุมลดลงเนื่องจากของเหลวในระบบแรงดันขาดแคลน เป็นที่พึงปรารถนาว่าแรงดันที่ควบคุมไม่ควรเปลี่ยนแปลงมากนักจากจุดที่ตั้งไว้สำหรับอัตราการไหลที่หลากหลาย แต่ก็เป็นที่พึงปรารถนาเช่นกันว่าการไหลผ่านตัวควบคุมมีความเสถียรและแรงดันที่ควบคุมไม่ควรแกว่งตัวมากเกินไป
อุปกรณ์ควบคุมแรงดันประกอบด้วยส่วนจำกัดการไหลส่วนรับแรงดันและส่วนวัดแรงดัน :
- องค์ประกอบที่จำกัดการไหลคือวาล์วที่สามารถปรับระดับการจำกัดการไหลได้ เช่นวาล์วลูกโลกวาล์วผีเสื้อวาล์วป๊อปเป็ต เป็นต้น
- ส่วนประกอบรับแรงคือส่วนที่สามารถออกแรงที่จำเป็นต่อส่วนประกอบจำกัดการเคลื่อนที่ได้ แรงรับแรงนี้อาจมาจากน้ำหนัก สปริง ตัวกระตุ้นแบบลูกสูบ หรือ ตัวกระตุ้น แบบไดอะแฟรมร่วมกับสปริง
- ส่วนประกอบการวัดมีหน้าที่ตรวจสอบว่าอัตราการไหลเข้าเท่ากับอัตราการไหลออกหรือไม่ โดยทั่วไปแล้วไดอะแฟรมมักถูกใช้เป็นส่วนประกอบการวัด หรืออาจใช้เป็นส่วนประกอบแบบผสมก็ได้
ในตัวควบคุมแรงดันแบบขั้นตอนเดียวที่แสดงในภาพ จะใช้แรงสมดุลบนไดอะแฟรมเพื่อควบคุมวาล์วป๊อปเป็ตในการปรับแรงดัน เมื่อไม่มีแรงดันขาเข้า สปริงที่อยู่เหนือไดอะแฟรมจะดันไดอะแฟรมลงบนวาล์วป๊อปเป็ต ทำให้วาล์วเปิดอยู่ เมื่อมีแรงดันขาเข้า วาล์วป๊อปเป็ตที่เปิดอยู่จะปล่อยก๊าซไหลไปยังไดอะแฟรม และแรงดันในห้องด้านบนจะเพิ่มขึ้น จนกระทั่งไดอะแฟรมถูกดันขึ้นไปต้านสปริง ทำให้วาล์วป๊อปเป็ตลดการไหลลง และในที่สุดก็หยุดการเพิ่มขึ้นของแรงดันต่อไป การปรับสกรูด้านบนจะเพิ่มแรงกดลงบนไดอะแฟรม ทำให้ต้องมีแรงดันในห้องด้านบนมากขึ้นเพื่อรักษาสมดุล ด้วยวิธีนี้ แรงดันขาออกของตัวควบคุมจึงถูกควบคุมได้
การดำเนินการนี้อธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้: ที่ไหน
- – แรงสปริงของไดอะแฟรม
- – แรงสปริงของตัวดันวาล์ว
- – แรงดันขาเข้า
- – แรงดันขาออก
- – บริเวณปุ่มเปิดปิด
- – บริเวณกระบังลม
ตัวควบคุมแบบขั้นตอนเดียว
ก๊าซแรงดันสูงจากแหล่งจ่ายเข้าสู่ตัวควบคุมแรงดันผ่านทางพอร์ตทางเข้า เกจวัดแรงดันทางเข้าจะแสดงแรงดันนี้ จากนั้นก๊าซจะไหลผ่านรูของวาล์วควบคุมแรงดันซึ่งปกติจะเปิดอยู่ และแรงดันด้านปลายทางจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งไดอะแฟรมที่ควบคุมวาล์วเบี่ยงเบนมากพอที่จะปิดวาล์ว ป้องกันไม่ให้ก๊าซเข้าสู่ด้านแรงดันต่ำอีกจนกว่าแรงดันจะลดลงอีกครั้ง เกจวัดแรงดันทางออกจะแสดงแรงดันนี้
แรงดันขาออกที่กระทำต่อไดอะแฟรมและแรงดันขาเข้าและแรงสปริงของวาล์วส่วนต้นน้ำจะยึดชุดไดอะแฟรม/ลูกสูบให้อยู่ในตำแหน่งปิดต้านแรงของสปริงที่กดไดอะแฟรม หากแรงดันจ่ายลดลง แรงปิดเนื่องจากแรงดันจ่ายจะลดลง และแรงดันปลายทางจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพื่อชดเชย ดังนั้น หากแรงดันจ่ายลดลง แรงดันขาออกจะเพิ่มขึ้น ตราบใดที่แรงดันขาออกยังคงต่ำกว่าแรงดันจ่ายที่ลดลง นี่คือสาเหตุของการระบายแก๊สหมดถังในกรณีที่ใช้ถังแก๊สแรงดันสูงผู้ใช้งานสามารถชดเชยผลกระทบนี้ได้โดยการปรับแรงสปริงโดยการหมุนปุ่มเพื่อคืนค่าแรงดันขาออกให้อยู่ในระดับที่ต้องการ สำหรับตัวควบคุมแรงดันแบบขั้นตอนเดียว เมื่อแรงดันจ่ายต่ำ แรงดันขาเข้าที่ต่ำลงจะทำให้แรงดันขาออกสูงขึ้น หากไม่ได้ปรับการบีบอัดของสปริงที่กดไดอะแฟรมเพื่อชดเชย ลูกสูบอาจเปิดค้างอยู่และทำให้แก๊สที่เหลืออยู่ในถังไหลออกอย่างรวดเร็ว
ตัวควบคุมสองขั้นตอน
ตัวควบคุมแรงดันแบบสองขั้นตอน คือ ตัวควบคุมแรงดันสองตัวที่ต่ออนุกรมกันในตัวเรือนเดียวกัน ทำงานเพื่อลดแรงดันลงทีละน้อยในสองขั้นตอน แทนที่จะเป็นขั้นตอนเดียว ขั้นตอนแรกซึ่งตั้งค่าไว้ล่วงหน้า จะลดแรงดันของก๊าซที่จ่ายเข้ามาจนถึงระดับกลาง ก๊าซที่แรงดันนั้นจะผ่านไปยังขั้นตอนที่สอง ก๊าซที่ออกมาจากขั้นตอนที่สองจะมีแรงดัน (แรงดันใช้งาน) ที่ผู้ใช้กำหนดโดยการปรับปุ่มควบคุมแรงดันที่สปริงของไดอะแฟรม ตัวควบคุมแรงดันแบบสองขั้นตอนอาจมีวาล์วนิรภัยสองตัว เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันที่เพิ่มขึ้นทำให้โครงสร้างรับภาระมากเกินไปและเกิดการระเบิด หากมีแรงดันเกินระหว่างขั้นตอนเนื่องจากการรั่วที่ที่นั่งวาล์วของขั้นตอนแรก
ตัวควบคุมแรงดันแบบขั้นตอนเดียวที่ไม่สมดุลอาจต้องปรับแต่งบ่อยครั้ง เนื่องจากแรงดันขาเข้าลดลง แรงดันขาออกอาจเปลี่ยนแปลง ทำให้ต้องปรับแต่ง ในขณะที่ตัวควบคุมแรงดันแบบสองขั้นตอนมีการชดเชยการลดลงของแรงดันขาเข้าได้ดีกว่า
แอปพลิเคชัน
ตัวควบคุมลดแรงดัน
เครื่องอัดอากาศ
เครื่องอัดอากาศถูกใช้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม การค้า และโรงงานขนาดเล็กในบ้าน เพื่อทำงานหลากหลายประเภท รวมถึงการเป่าทำความสะอาด การใช้งานเครื่องมือที่ใช้ลม และการเติมลมสิ่งของต่างๆ เช่น ยางรถยนต์ ลูกบอล เป็นต้น ตัวควบคุมแรงดันมักใช้เพื่อปรับแรงดันที่ออกมาจากถังเก็บอากาศให้ตรงกับความต้องการของงาน บ่อยครั้งที่เมื่อใช้เครื่องอัดอากาศขนาดใหญ่เครื่องเดียวเพื่อจ่ายอากาศอัดสำหรับงานหลายอย่าง (มักเรียกว่า "อากาศสำหรับโรงงาน" หากติดตั้งเป็นระบบท่อถาวรทั่วอาคาร) จะมีการใช้ตัวควบคุมแรงดันเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมือหรือฟังก์ชันแต่ละอย่างได้รับแรงดันที่ต้องการ นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะเครื่องมือลมบางอย่าง หรือการใช้งานอากาศอัดบางอย่าง ต้องการแรงดันที่อาจทำให้เครื่องมือหรือวัสดุอื่นๆ เสียหายได้
อากาศยาน
ตัวควบคุมแรงดันพบได้ในระบบปรับแรงดันห้องโดยสารของเครื่องบิน การควบคุมแรงดันซีลหลังคา ระบบน้ำดื่ม และระบบปรับแรงดันท่อนำคลื่น[ 3 ]
อวกาศ
ตัวควบคุมแรงดันในอวกาศมีการใช้งานในการควบคุมแรงดันของระบบขับเคลื่อนสำหรับระบบควบคุมปฏิกิริยา (RCS) และระบบควบคุมทิศทาง (ACS) ซึ่งมีการสั่นสะเทือนสูง อุณหภูมิสุดขั้วสูง และของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน[ 4 ]
การทำอาหาร
ภาชนะรับแรงดันสามารถใช้ปรุงอาหารได้เร็วกว่าที่ความดันบรรยากาศมาก เนื่องจากแรงดันที่สูงขึ้นจะทำให้จุดเดือดของอาหารสูงขึ้นหม้อหุงความดัน สมัยใหม่ทุก รุ่นมีวาล์วควบคุมแรงดันและวาล์วระบายแรงดันเป็นกลไกความปลอดภัยเพื่อป้องกันการระเบิดในกรณีที่วาล์วควบคุมแรงดันไม่สามารถระบายแรงดันได้อย่างเพียงพอ รุ่นเก่าบางรุ่นไม่มีวาล์วระบายแรงดันเพื่อความปลอดภัย หม้อหุงความดันสำหรับใช้ในบ้านส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อรักษาระดับแรงดันต่ำและสูง โดยปกติแล้วจะอยู่ที่7 ถึง 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (0.48 ถึง 1.03 บาร์) หม้อ หุงความดันสำหรับใช้ในบ้านเกือบทั้งหมดใช้ตัวควบคุมแรงดันแบบขั้นตอนเดียวที่ง่ายมาก รุ่นเก่าใช้เพียงตุ้มน้ำหนักเล็กๆ วางไว้ด้านบนของช่องเปิด ซึ่งจะถูกยกขึ้นโดยแรงดันที่สูงเกินไปเพื่อให้ไอน้ำส่วนเกินระบายออก รุ่นใหม่มักจะมีวาล์วแบบสปริงที่ยกและปล่อยแรงดันออกเมื่อแรงดันในภาชนะสูงขึ้น หม้อหุงความดันบางรุ่นมีระบบระบายแรงดันอย่างรวดเร็วที่วาล์วควบคุมแรงดัน ซึ่งจะลดแรงตึงของสปริงเพื่อให้แรงดันระบายออกได้อย่างรวดเร็วแต่ยังคงปลอดภัย ครัวเชิงพาณิชย์ก็ใช้หม้ออัดแรงดันเช่นกัน ในบางกรณีใช้หม้ออัดแรงดันแบบใช้น้ำมันเพื่อทอดอาหารจานด่วนอย่างรวดเร็ว ภาชนะอัดแรงดันประเภทนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องนึ่งฆ่าเชื้อเพื่อฆ่าเชื้ออุปกรณ์จำนวนน้อยและในการบรรจุกระป๋องในครัวเรือนได้ อีกด้วย
การลดแรงดันน้ำ
วาล์วควบคุมแรงดันน้ำจะจำกัดการไหลเข้าโดยการเปลี่ยนขนาดการเปิดของวาล์วแบบไดนามิก กล่าวคือ เมื่อแรงดันภายนอกน้อยลง วาล์วจะเปิดเต็มที่ และเมื่อแรงดันภายนอกมากเกินไป วาล์วจะปิด ในสถานการณ์ที่ไม่มีแรงดัน ซึ่งน้ำสามารถไหลย้อนกลับได้ ก็จะไม่มีสิ่งกีดขวาง วาล์วควบคุมแรงดันน้ำไม่ได้ทำงานเหมือนวาล์วกันกลับ
อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เพื่อป้องกันความเสียหายต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือท่อในกรณีที่แรงดันน้ำที่ปลายท่อสูงเกินไป
การเชื่อมและการตัด
กระบวนการ เชื่อมและตัดด้วยออกซิเจนและเชื้อเพลิงต้องใช้ก๊าซที่มีความดันเฉพาะ และโดยทั่วไปจะใช้ตัวควบคุมความดันเพื่อลดความดันสูงของถังเก็บก๊าซให้เหลือความดันที่ใช้งานได้สำหรับการตัดและเชื่อม ตัวควบคุมความดันก๊าซออกซิเจนและเชื้อเพลิงมักมีสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกของตัวควบคุมจะปล่อยก๊าซจากถังด้วยความดันคงที่ แม้ว่าความดันในถังจะลดลงเมื่อปล่อยก๊าซออกมา ขั้นตอนที่สองของตัวควบคุมจะควบคุมการลดความดันจากความดันระดับกลางไปสู่ความดันต่ำ อัตราการไหลสุดท้ายสามารถปรับได้ที่หัวเชื่อม ชุดควบคุมความดันมักมีมาตรวัดความดันสองตัว ตัวหนึ่งแสดงความดันในถัง อีกตัวแสดงความดันที่ส่งออก การเชื่อมด้วยอาร์คโดยใช้ก๊าซเฉื่อยก็ใช้ก๊าซที่เก็บไว้ที่ความดันสูงซึ่งส่งผ่านตัวควบคุมเช่นกัน อาจมีมาตรวัดการไหลที่ปรับเทียบสำหรับก๊าซเฉพาะนั้นด้วย
แก๊สโพรเพน/LP
การใช้งานก๊าซ โพรเพนและก๊าซ LPทุกประเภทจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมแรงดัน เนื่องจากแรงดันในถังโพรเพนสามารถผันผวนอย่างมากตามอุณหภูมิ ตัวควบคุมแรงดันจึงต้องมีอยู่เพื่อส่งแรงดันที่คงที่ไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ตัวควบคุมแรงดันเหล่านี้โดยปกติจะชดเชยแรงดันในถังระหว่าง30 ถึง 200 psi (2.1 ถึง 13.8 บาร์)และโดยทั่วไปจะส่งแรงดัน 11 นิ้วคอลัมน์น้ำ0.4 psi (28 มิลลิบาร์)สำหรับการใช้งานในบ้าน และ 35 นิ้วคอลัมน์น้ำ1.3 psi (90 มิลลิบาร์)สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ตัวควบคุมแรงดันโพรเพนมีความแตกต่างกันในขนาดและรูปร่าง แรงดันที่ส่ง และการปรับแต่ง แต่มีจุดประสงค์เดียวกันคือการส่งแรงดันขาออกที่คงที่ไปยังความต้องการปลายทาง การตั้งค่าสากลทั่วไปสำหรับตัวควบคุมแรงดันก๊าซ LP ในครัวเรือนคือ 28 มิลลิบาร์สำหรับบิวเทนและ 37 มิลลิบาร์สำหรับโพรเพน
รถยนต์ที่ใช้พลังงานแก๊ส
เครื่องยนต์ยานยนต์ทุกชนิดที่ใช้ก๊าซอัดเป็นเชื้อเพลิง (เครื่องยนต์สันดาปภายในหรือระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง) จำเป็นต้องมีตัวควบคุมแรงดันเพื่อลดแรงดันของก๊าซที่เก็บไว้ ( CNGหรือไฮโดรเจน ) จาก 700, 500, 350 หรือ 200 บาร์ (70, 50, 35 และ 20 เมกะปาสคาล ) ให้เหลือแรงดันใช้งาน
รถบ้านเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ
สำหรับรถบ้านที่มีระบบประปา จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมแรงดันเพื่อลดแรงดันน้ำจากแหล่งจ่ายน้ำภายนอกที่เชื่อมต่อกับระบบประปาของรถ เนื่องจากแหล่งจ่ายน้ำอาจอยู่สูงกว่าบริเวณที่ตั้งแคมป์มาก และแรงดันน้ำขึ้นอยู่กับความสูงของระดับน้ำ หากไม่มีตัวควบคุมแรงดัน แรงดันน้ำที่สูงมากในบางที่ตั้งแคมป์ในพื้นที่ภูเขาอาจมากพอที่จะทำให้ท่อน้ำของรถบ้านแตกหรือข้อต่อท่อน้ำหลุด ทำให้เกิดน้ำท่วมได้ ตัวควบคุมแรงดันสำหรับวัตถุประสงค์นี้มักจำหน่ายเป็นอุปกรณ์เสริมขนาดเล็กแบบขันเกลียวที่ติดตั้งเข้ากับสายยางที่ใช้เชื่อมต่อรถบ้านกับแหล่งจ่ายน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่จะมีเกลียวที่เข้ากันได้กับสายยางรดน้ำทั่วไป
การจ่ายก๊าซหายใจ
ตัวควบคุมแรงดันใช้กับถังดำน้ำสำหรับการดำน้ำลึก ถังอาจมีแรงดันเกิน3,000 psi (210 บาร์)ซึ่งอาจทำให้เกิด การบาดเจ็บ จากแรงดัน เกิน ถึงแก่ชีวิตได้หากสูดดมเข้าไปโดยตรง ตัวควบคุมแรงดันแบบควบคุมตามความต้องการจะให้การไหลของก๊าซหายใจที่ความดันบรรยากาศ (ซึ่งแตกต่างกันไปตามความลึกในน้ำ) ตัวควบคุมแรงดันลดแรงดันยังใช้เพื่อจ่ายก๊าซหายใจให้กับนักดำน้ำที่ได้รับก๊าซจากผิวน้ำ[ 5 ]และผู้ที่ใช้อุปกรณ์ช่วยหายใจแบบพกพา (SCBA) สำหรับงานกู้ภัยและงานเกี่ยวกับวัตถุอันตรายบนบก แรงดันระหว่างขั้นตอนสำหรับ SCBA ที่ความดันบรรยากาศปกติโดยทั่วไปสามารถตั้งค่าให้คงที่ได้จากโรงงาน แต่สำหรับนักดำน้ำที่ได้รับก๊าซจากผิวน้ำ แรงดันนี้จะถูกควบคุมโดยผู้ควบคุมแผงก๊าซขึ้นอยู่กับความลึกของนักดำน้ำและความต้องการอัตราการไหลออกซิเจนเสริมสำหรับการบินในระดับความสูงในเครื่องบินที่ไม่มีแรงดันและก๊าซทางการแพทย์มักจะจ่ายผ่านตัวควบคุมแรงดันลดแรงดันจากแหล่งเก็บแรงดันสูง[ 6 ] [ 7 ]
ออกซิเจนเสริมอาจถูกจ่ายผ่านตัวควบคุมซึ่งทั้งลดความดันและจ่ายก๊าซในอัตราการไหลที่วัดได้ เพื่อผสมกับอากาศโดยรอบ[ 8 ]วิธีหนึ่งในการสร้างอัตราการไหลของมวลคงที่ที่ความดันแวดล้อมแปรผันได้คือการใช้การไหลแบบอุดตันซึ่งการไหลผ่านรูวัดเป็นแบบโซนิค สำหรับก๊าซที่กำหนดในการไหลแบบอุดตัน อัตราการไหลของมวลอาจถูกควบคุมโดยการตั้งค่าขนาดรูหรือความดันต้นทาง ในการสร้างการไหลแบบอุดตันในออกซิเจน อัตราส่วนความดันสัมบูรณ์ของก๊าซต้นทางและปลายทางต้องเกิน 1.893 ที่ 20 °C ที่ความดันบรรยากาศปกติ สิ่งนี้ต้องการความดันต้นทางมากกว่า 1.013 × 1.893 = 1.918 บาร์ โดยทั่วไป แรงดันเกจที่ควบคุมได้จากตัวควบคุมออกซิเจนทางการแพทย์จะมีค่า3.4 บาร์ (50 psi)สำหรับแรงดันสัมบูรณ์ประมาณ 4.4 บาร์ และอัตราส่วนแรงดันประมาณ 4.4 โดยไม่มีแรงดันย้อนกลับ ดังนั้นจึงมีการไหลที่ถูกจำกัดในรูวัดปริมาณสำหรับแรงดันปลายทาง (ทางออก) สูงถึงประมาณ 2.3 บาร์สัมบูรณ์ ตัวควบคุมประเภทนี้มักใช้แผ่นโรเตอร์ที่มีรูที่ปรับเทียบแล้วและตัวล็อคเพื่อยึดไว้ในตำแหน่งเมื่อเลือกรูที่สอดคล้องกับอัตราการไหลที่ต้องการ ตัวควบคุมประเภทนี้อาจมีการเชื่อมต่อแบบแยกออกที่ไม่ได้รับการปรับเทียบหนึ่งหรือสองจุดจากห้องแรงดันกลางที่มีระบบความปลอดภัยดัชนีเส้นผ่านศูนย์กลาง (DISS) หรือตัวเชื่อมต่อที่คล้ายกันเพื่อจ่ายก๊าซไปยังอุปกรณ์อื่น และการเชื่อมต่อแรงดันสูงมักจะเป็นแคลมป์แอกระบบความปลอดภัยดัชนีพิน (PISS) [ 9 ]กลไกที่คล้ายกันนี้สามารถใช้สำหรับการควบคุมอัตราการไหลสำหรับตัวควบคุมการบินและการปีนเขาได้
อุตสาหกรรมเหมืองแร่
เนื่องจากแรงดันในท่อน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความลึก การทำเหมืองใต้ดินจึงต้องใช้ระบบน้ำที่ค่อนข้างซับซ้อนพร้อมวาล์วลดแรงดัน อุปกรณ์เหล่านี้ต้องติดตั้งในระยะห่างแนวตั้งที่กำหนด โดยปกติคือ600 ฟุต (180 เมตร)หากไม่มีวาล์วดังกล่าว ท่ออาจแตก และแรงดันจะสูงเกินไปจนอุปกรณ์ไม่สามารถทำงานได้
อุตสาหกรรมก๊าซธรรมชาติ
ตัวควบคุมแรงดัน หรือที่รู้จักกันในชื่อตัวควบคุมก๊าซ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมจัดหา ก๊าซธรรมชาติเพื่อควบคุมแรงดัน ก๊าซธรรมชาติจะถูกอัดให้มีแรงดันสูงเพื่อส่งและกระจายไปทั่วประเทศผ่านท่อส่งขนาดใหญ่ ซึ่งมี เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 42 นิ้ว หรือ 1.07 เมตร[ 10 ]แรงดันในการส่งอาจสูงกว่า1,000 psi (69 บาร์)และต้องลดลงหลายขั้นตอนจนถึงแรงดันที่ใช้งานได้สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม การค้า และที่อยู่อาศัย ระบบการกระจายอาจประกอบด้วยสถานที่ลดแรงดันหลักสามแห่ง สถานีลดแรงดันแห่งแรกตั้งอยู่ที่ชานเมือง ซึ่งแรงดันจะถูกลดลงจนถึงแรงดันการกระจายเพื่อป้อนไปทั่วพื้นที่จัดหา[ 10 ]การวางท่อแรงดันสูงในเขตเมืองเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อความเสียหายและการรั่วไหลของก๊าซไวไฟที่มีแรงดันสูง ผู้ใช้ในภาคอุตสาหกรรมอาจรับก๊าซที่แรงดันที่ลดลงนี้ นี่อาจเป็นตำแหน่งที่ก๊าซธรรมชาติไร้กลิ่นถูกเติมกลิ่นด้วยเมอร์แคปแทน (ในสหราชอาณาจักรจะทำที่สถานีจ่ายแรงดันสูง) แรงดันการกระจายจะลดลงอีกที่สถานีควบคุมแรงดันประจำเขต ซึ่งตั้งอยู่ตามจุดต่างๆ ในพื้นที่จ่าย จนต่ำกว่า 60 psig (4.13 barg ) การลดแรงดันครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นที่ตำแหน่งผู้ใช้ปลายทาง ดูภาพประกอบ โดยทั่วไป การลดแรงดันที่ผู้ใช้ปลายทางจะอยู่ที่แรงดันต่ำตั้งแต่ 0.25 ถึง 5 psig (0.01 ถึง 0.34 barg) [ 10 ]การใช้งานในอุตสาหกรรมบางอย่างอาจต้องการแรงดันที่สูงกว่านี้
ตัวควบคุมแรงดันย้อนกลับ
- รักษาการควบคุมแรงดันต้นน้ำในระบบวิเคราะห์หรือกระบวนการ[ 1 ]
- ป้องกันอุปกรณ์ที่ไวต่อความเสียหายจากแรงดันเกิน[ 1 ]
- ลดความแตกต่างของแรงดันเหนือส่วนประกอบที่ไม่ทนต่อความแตกต่างของแรงดันมาก[ 11 ]
- สายขายก๊าซ[ 12 ]
- ถังผลิต (เช่น เครื่องแยก เครื่องทำความร้อน หรือเครื่องแยกน้ำอิสระ) [ 12 ]
- ท่อระบายอากาศหรือท่อเผาไหม้[ 12 ]
ห้องความดันสูง
ในกรณีที่แรงดันตกใน ระบบไอเสียของ ระบบหายใจในตัวสูงเกินไป โดยทั่วไปในระบบอิ่มตัว อาจใช้ตัวควบคุมแรงดันย้อนกลับเพื่อลดแรงดันตกในระบบไอเสียให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยและจัดการได้ง่ายขึ้น[ 11 ] [ 13 ]
นำหมวกดำน้ำกลับมาใช้ใหม่
โดยทั่วไปแล้ว ความลึกที่ใช้ก๊าซผสมฮี ลิออกซ์ส่วนใหญ่ใน การดำน้ำแบบจ่ายก๊าซจากผิวน้ำจะอยู่ที่อย่างน้อย 5 บาร์เหนือความดันบรรยากาศที่ผิวน้ำ และก๊าซที่ออกจากนักดำน้ำจะต้องผ่านวาล์วรีเคลมซึ่งเป็นวาล์วแรงดันย้อนกลับที่ทำงานโดยการเพิ่มขึ้นของความดันในหมวกดำน้ำเหนือความดันบรรยากาศที่เกิดจากการหายใจออกของนักดำน้ำ[ 14 ] [ 15 ]ท่อก๊าซรีเคลมที่นำก๊าซที่หายใจออกกลับไปยังผิวน้ำเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่จะต้องไม่มีความแตกต่างของความดันมากเกินไปจากความดันบรรยากาศที่นักดำน้ำ ตัวควบคุมแรงดันย้อนกลับเพิ่มเติมในสายนี้ช่วยให้สามารถตั้งค่าวาล์วรีเคลมได้อย่างละเอียดขึ้นเพื่อลดภาระการหายใจที่ความลึกต่างๆ[ 16 ]
ดูเพิ่มเติม
- ระบบช่วยหายใจในตัว– ระบบจ่ายก๊าซหายใจตามความต้องการภายในพื้นที่จำกัด
- วาล์วควบคุม– อุปกรณ์ควบคุมการไหล
- ผลตอบรับเชิงลบ– แนวคิดการควบคุม