压力调节器

压力调节器是一种阀门，它使用来自受控压力的负反馈将流体或气体的压力控制到所需值。调节器用于气体和液体，可以是具有压力设置、限流器和传感器的一体式设备，也可以由单独的压力传感器、控制器和流量阀组成。有两种类型：减压调节器和背压调节器。

• 减压调节器是一种控制阀，可将流体或气体的输入压力降低到其输出所需的值。它是一个常开阀，安装在压力敏感设备的上游。

• 背压调节器、背压阀、压力维持阀或压力维持调节器是一种控制阀，当入口压力超过设定值时，通过打开以允许流动来维持其入口侧的设定压力。它与过压安全阀的不同之处在于，过压阀仅在所含压力过大时打开，不需要保持上游压力恒定。它们与减压调节器的不同之处在于减压调节器控制下游压力并且对上游压力不敏感。它是一种常闭阀，可与敏感设备平行安装或安装在敏感设备之后，以提供对流动的阻碍，从而保持上游压力。

两种类型的调节器都使用调节压力的反馈作为控制机构的输入，通常由弹簧加载的隔膜或活塞驱动，对反馈压力的变化作出反应以控制阀门的开度，在这两种情况下，阀门都应该打开仅足以维持设定的调节压力。除了反馈压力抽头的放置之外，实际机制可能在所有方面都非常相似。与其他反馈控制机制一样，阻尼水平对于实现对测量压力变化的快速响应和输出稳定性之间的平衡很重要。阻尼不足可能导致受控压力的摆动振荡，而运动部件的过度摩擦可能导致滞后。

减压调节器的主要功能是将通过调节器的气体流量与放置在其上的气体需求相匹配，同时保持足够恒定的输出压力。如果负载流量减少，那么调节器流量也必须减少。如果负载流量增加，则调节器流量必须增加，以防止受控压力由于压力系统中的气体短缺而降低。对于宽范围的流速，希望受控压力与设定点的变化不大，但还希望通过调节器的流量是稳定的，并且受控压力不会受到过度振荡。压力调节器包括限制元件、加载元件和测量元件：

• 限流元件是可以对流量提供可变限流的阀门，如截止阀、蝶阀、提升阀等。
• 加载元件是可以向限制元件施加所需力的部件。该负载可以由重物、弹簧、活塞致动器或与弹簧组合的隔膜致动器提供。
• 测量元件用于确定入口流量何时等于出口流量。膜片本身常被用作测量元件；它可以作为一个组合元素。

在图示的单级调节器中，在隔膜上使用力平衡来控制提升阀以调节压力。在没有入口压力的情况下，隔膜上方的弹簧将其向下推到提升阀上，使其保持打开状态。一旦引入入口压力，打开的提升阀允许流量流向隔膜并且上腔中的压力增加，直到隔膜被向上推顶弹簧，导致提升阀减少流量，最终停止进一步增加压力。通过调节顶部螺钉，可以增加膜片的向下压力，需要在上腔中施加更大的压力以保持平衡。这样就控制了调节器的出口压力。

来自供应的高压气体通过进气口进入调节器。入口压力表将指示该压力。然后气体通过常开压力控制阀孔口，下游压力升高，直到阀门驱动隔膜充分偏转以关闭阀门，防止更多气体进入低压侧，直到压力再次下降。出口压力表将指示此压力。隔膜上的出口压力以及阀门上游部分的入口压力和提升阀弹簧力将隔膜/提升阀组件保持在关闭位置，以抵抗隔膜加载弹簧的力。如果供气压力下降，则由于供气压力造成的关闭力减小，下游压力将略微上升以进行补偿。因此，如果供应压力下降，出口压力将增加，前提是出口压力保持低于下降的供应压力。这是由加压气罐提供供应的罐底倾倒的原因。操作员可以通过调节弹簧负载来补偿这种影响，方法是转动旋钮将出口压力恢复到所需水平。使用单级调节器，当供应压力变低时，较低的入口压力导致出口压力上升。如果没有调整隔膜加载弹簧压缩来补偿，提升阀可以保持打开状态，让水箱快速倾倒剩余的内容物。

两级调节器是串联在同一外壳中的两个调节器，它们以两步而不是一步逐步降低压力。预置的xxx级将供给气体的压力降低到中间级；该压力下的气体进入第二级。气体以用户通过调节膜片加载弹簧上的压力控制旋钮设定的压力（工作压力）从第二级排出。两级调节器可能有两个安全阀，因此，如果由于xxx级阀座泄漏导致级间压力过大，上升的压力不会使结构过载并引起爆炸。不平衡的单级调节器可能需要频繁调整。随着供应压力下降，出口压力可能会发生变化，因此需要进行调整。在两级调节器中，对供应压力的任何下降都有改进的补偿。

空气压缩机用于工业、商业和家庭车间环境，以执行各种工作，包括将物品吹干净；运行气动工具；以及给轮胎、球等物品充气。调节器通常用于调整来自空气接收器（罐）的压力，以匹配任务所需的压力。通常，当一台大型压缩机用于提供多种用途的压缩空气（如果作为xxx性管道安装在整个建筑物中，通常称为车间空气），将使用额外的调节器来确保每个单独的工具或功能都能接收到它需要的压力。这很重要，因为某些气动工具或用于压缩空气的用途需要的压力可能会损坏其他工具或材料。

压力调节器用于飞机机舱增压、顶盖密封压力控制、饮用水系统和波导增压。

航空航天压力调节器应用于反应控制系统(RCS)和姿态控制系统(ACS)的推进压力控制，其中存在高振动、大温度极限和腐蚀性流体。

加压容器可用于比大气压更快地烹饪食物，因为较高的压力会提高内容物的沸点。所有现代压力锅都会有一个压力调节阀和一个泄压阀作为安全机制，以防止在压力调节阀未能充分释放压力的情况下发生爆炸。一些较旧的型号缺少安全释放阀。大多数家庭烹饪模型都是为了保持低压和高压设置而设计的。这些设置通常为每平方英寸7到15磅（0.48到1.03巴）。几乎所有家庭烹饪设备都将采用非常简单的单级压力调节器。较旧的型号将简单地在开口顶部使用一个小重物，该重物将通过过大的压力提升以使多余的蒸汽逸出。较新的型号通常包含一个弹簧加载阀，当容器中的压力升高时，该阀会提升并允许压力逸出。一些压力锅在压力调节阀上会有一个快速释放设置，从本质上讲，它会降低弹簧张力，使压力快速释放，但仍然是安全的。商业厨房也使用压力锅，在某些情况下使用油基压力锅来快速油炸快餐。这种压力容器也可以用作高压灭菌器，对小批量设备和家庭罐头操作进行消毒。但仍是安全率。商业厨房也使用压力锅，在某些情况下使用油基压力锅来快速油炸快餐。这种压力容器也可以用作高压灭菌器，对小批量设备和家庭罐头操作进行消毒。但仍是安全率。商业厨房也使用压力锅，在某些情况下使用油基压力锅来快速油炸快餐。这种压力容器也可以用作高压灭菌器，对小批量设备和家庭罐头操作进行消毒。

水压调节阀通过动态改变阀门开度来限制流入，这样当外部压力较小时，阀门会完全打开，而外部压力过大会导致阀门关闭。在没有压力的情况下，水可以倒流，它不会受到阻碍。水压调节阀不能起到止回阀的作用。它们用于管线末端水压过高的应用，以避免损坏设备或管道。

氧气燃料焊接和切割过程需要特定压力下的气体，通常使用调节器将储气瓶的高压降低到可用于切割和焊接的压力。氧气和燃气调节器通常有两个阶段：调节器的xxx级以恒定压力从气缸中释放气体，尽管随着气体的释放，气缸中的压力会变小。调节器的第二级控制从中压到低压的减压。最终流量可在焊炬处进行调整。调节器组件通常有两个压力表，一个指示气缸压力，另一个指示输送压力。惰性气体保护电弧焊还使用通过调节器提供的高压储存气体。

所有丙烷和液化石油气应用都需要使用调节器。由于丙烷罐中的压力会随温度显着波动，因此必须使用调节器为下游设备提供稳定的压力。这些调节器通常补偿30-200磅/平方英寸（2.1-13.8巴）之间的水箱压力，通常为住宅应用提供11英寸水柱0.4磅/平方英寸（28毫巴）和35英寸水柱1.3磅/平方英寸英寸(90mbar)用于工业应用。丙烷调节器的尺寸和形状、输送压力和可调节性各不相同，但其目的是一致的，即为下游要求提供恒定的出口压力。国内液化石油气调节器的常见国际设置是丁烷为28毫巴，丙烷为37毫巴。

所有以压缩气体作为燃料（内燃机或燃料电池电力传动系统）运行的汽车发动机都需要一个压力调节器来将存储的气体（CNG或氢气）压力从700、500、350或200bar（或70、50、35和20MPa)至工作压力。)

对于带有管道的休闲车，需要一个压力调节器来降低与车辆管道连接的外部供水的压力，因为供水可能比露营地高得多，水压取决于水柱的高度.如果没有压力调节器，在山区的某些露营地遇到的巨大压力可能足以爆裂露营者的水管或使管道接头脱落，从而导致洪水泛滥。用于此目的的压力调节器通常作为小型旋入式附件出售，这些附件与用于将RV连接到供水的软管串联，这些软管几乎总是与普通花园软管的螺纹兼容。

压力调节器与潜水气瓶一起用于水肺潜水。油箱可能包含超过3,000磅/平方英寸（210巴）的压力，这可能会对直接呼吸它的人造成致命的气压伤。需求控制的调节器提供环境压力下的呼吸气体流量（根据水中的深度而变化）。减压调节器还用于向地面供应的潜水员提供呼吸气体，以及使用自给式呼吸器进行救援和在陆地上进行危险品工作的人员。用于无压飞机高空飞行的补充氧气和医用气体也通过来自高压储存的减压调节器进行分配。

由于压力随深度迅速增加，地下采矿作业需要一个相当复杂的带有减压阀的水系统。这些设备必须以一定的距离间隔安装，通常为600英尺(180m)。如果没有这样的阀门，管道很容易爆裂，设备运行压力太大。

压力调节器广泛用于天然气行业。天然气被压缩至高压，以便通过大型输送管道输送到全国各地。传输压力可以超过1,000磅/平方英寸（69巴），并且必须通过各个阶段降低到工业、商业和住宅应用的可用压力。该分配系统中有三个主要的减压位置。xxx个减压位于城门口，而传输压力下降到分配压力，以供应整个城市。这也是无味天然气用硫醇加臭的位置。位于城市各个点的区域调节站的分配压力进一步降低到60psig以下。最终切割将在最终用户位置进行。通常，最终用户将压力降低到0.25psig至5psig范围内的低压。一些工业应用可能需要更高的压力。

• 在分析或工艺系统中保持上游压力控制
• 保护敏感设备免受过压损坏
• 减少不能承受大压力差的组件上的压力差。
• 燃气销售线
• 生产容器（例如，分离器、加热器处理器或自由水分离器）
• 排气或火炬线

在内置呼吸系统排气系统的压降太大的情况下，通常在饱和系统中，可以使用背压调节器将排气压降降低到更安全和更易于管理的压力。

大多数氦氧混合气用于地面供潜水的深度通常至少比地面大气压高5巴，潜水员的废气必须通过回收阀，这是一个按需控制的背压阀激活由潜水员呼气引起的潜水员头盔压力增加。将呼出的气体带回地面进行回收的回收气体软管与潜水员的环境压力之间的压力差不得太大。该管线中的附加背压调节器允许对回收阀进行更精细的设置，以减少可变深度的呼吸功。