ΜΕΙΩΤΗΡΕΣ (ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ) ΠΙΕΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΜΕΙΩΤΗΡΕΣ (ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ) ΠΙΕΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ"

Ανδρόνικος Βιτάλης
9 χρόνια πριν
Προβολές:

ΜΕΙΩΤΗΡΕΣ (ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ) ΠΙΕΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ Τι είναι οι µειωτήρες πίεσης αερίων; Τα αέρια εντός των φιαλών βρίσκονται σε ιδιαίτερα υψηλές πιέσεις που δεν µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την πλειοψηφία των

Τον ρόλο αυτό αναλαµβάνουν οι µειωτήρες πίεσης (συχνά αναφερόµενοι και ως ρυθµιστές ή εκτονωτές ή ακόµα και υποβιβαστές πίεσης).

1 ΜΕΙΩΤΗΡΕΣ (ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ) ΠΙΕΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ Τι είναι οι µειωτήρες πίεσης αερίων; Τα αέρια εντός των φιαλών βρίσκονται σε ιδιαίτερα υψηλές πιέσεις που δεν µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την πλειοψηφία των εφαρµογών. Απαραίτητη διαδικασία για την χρήση του αερίου είναι ο υποβιβασµός και η ρύθµιση της πίεσης στα επιθυµητά από την εκάστοτε εφαρµογή όρια. Τον ρόλο αυτό αναλαµβάνουν οι µειωτήρες πίεσης (συχνά αναφερόµενοι και ως ρυθµιστές ή εκτονωτές ή ακόµα και υποβιβαστές πίεσης). Οι µειωτήρες πίεσης (pressure regulators) είναι όργανα που παρεµβάλλονται στην ροή ενός αερίου µε σκοπό να µετατρέψουν µία υψηλή και κυµαινόµενη πολλές φορές πίεση σε µία χαµηλότερη και σταθερότερη. Βασικές τεχνολογίες και είδη µειωτήρων πίεσης Στην επόµενη εικόνα φαίνεται η βασική τεχνολογία µειωτήρα πίεσης αερίου απλού σταδίου (single stage). Εικόνα 1: Μειωτήρας πίεσης απλού σταδίου Στην εικόνα 1 το αέριο εισέρχεται από την δεξιά πλευρά σε υψηλή πίεση. Το µανόµετρο εισόδου καταγράφει διαρκώς την πίεση αυτή που µπορεί να είναι είτε σταθερή (πχ δίκτυο διανοµής σωληνώσεων) είτε διαρκώς µειούµενη (πχ φιάλη αερίου που µε το πέρασµα του χρόνου καταναλώνεται και κατά συνέπεια µειώνεται η πίεση της). Το κόκκινο χρώµα είναι η περιοχή στο εσωτερικό του µειωτήρα που επικρατεί η υψηλή πίεση. Η βαλβίδα εκτόνωσης είναι το σηµείο που το αέριο διέρχεται από στενό πέρασµα, στραγγαλίζεται και κατά συνέπεια υποβιβάζεται η πίεση του. Η στενότητα του περάσµατος ρυθµίζεται µέσω του ρυθµιστή πίεσης, ο οποίος περιστρεφόµενος ρυθµίζει την πίεση που το ελατήριο ασκεί στο έµβολο της βαλβίδας εκτόνωσης. Έτσι µέσω του ρυθµιστή µπορεί να τροποποιηθεί η στενότητα του περάσµατος και κατά συνέπεια η πίεση εξόδου από το πέρασµα που αποτελεί και την πίεση εξόδου του αερίου από το εσωτερικό του µειωτήρα. Το κίτρινο χρώµα είναι η περιοχή στο εσωτερικό του µειωτήρα που επικρατεί η χαµηλή πίεση. Το µανόµετρο εξόδου καταγράφει την πίεση εξόδου. Ιδιαίτερο ρόλο παίζει το διάφραγµα η ρύθµιση του ύψους του οποίου (µέσω του ρυθµιστή) ορίζει τον όγκο του χώρου στον οποίο εκτονώνεται το αέριο. Το υλικό του διαφράγµατος, που µπορεί να είναι είτε ελαστοµερές είτε µεταλλικό, έχει ιδιάζοντα ρόλο για την ποιότητα του εξερχόµενου αερίου.

2 Ο µειωτήρας πίεσης απλού σταδίου αποτελεί το πρώτο από τα δύο είδη µειωτήρων που υπάρχουν. Το δεύτερο είναι ο µειωτήρας διπλού σταδίου (double stage) η βασική τεχνολογία του οποίου παρουσιάζεται στην παρακάτω είκονα. Όπως φαίνεται στην εικόνα 2, η διαφορά µε τον µειωτήρα απλού σταδίου έγκειται στην ύπαρξη της ενδιάµεσης µέσης πίεσης (πράσινο χρώµα). Στην ουσία πρόκειται για δυο µειωτήρες, τοποθετηµένους σε σειρά, ούτως ώστε η πίεση εξόδου του πρώτου να αποτελεί πίεση εισόδου για τον δεύτερο. Έτσι έχουµε δύο βαλβίδες εκτονωσης, δύο διαφράγµατα και δύο ρυθµιστές που όµως ο ένας είναι σταθερά προρυθµισµένος από το εργοστάσιο κατασκευής. Τυπικά παραδείγµατα µειωτήρων πίεσης Εικόνα 2: Μειωτήρας πίεσης διπλού σταδίου Μειωτήρας πίεσης για σωληνώσεις βιοµηχανικών αερίων

Όπως φαίνεται στην εικόνα 2, η διαφορά µε τον µειωτήρα απλού σταδίου έγκειται στην ύπαρξη της ενδιάµεσης µέσης πίεσης (πράσινο χρώµα).

3 βιοµηχανικού τύπου βιοµηχανικού τύπου µε ενσωµατωµένο ροόµετρο εργαστηριακού τύπου, απλού σταδίου εργαστηριακού τύπου, διπλού σταδίου Μειωτήρας φιάλης οξυγόνου, ιατρικού τύπου µε ενσωµατωµένο ροόµετρο Λειτουργικά χαρακτηριστικά µειωτήρων πίεσης Τα δύο βασικά λειτουργικά χαρακτηριστικά των µειωτήρων πίεσης είναι το Droop και το SPE (Supply Pressure Effect). Τι είναι όµως ακριβώς αυτά τα χαρακτηριστικά; Ως Droop ορίζεται η µεταβολή της πίεσης εξόδου όταν σε συγκεκριµένη ρύθµιση η παροχή αερίου στην έξοδο του µειωτήρα αυξάνεται από την µηδενική τιµή στην µέγιστη τιµή που µπορεί να παρέχει ο µειωτήρας. Δηλαδή, όταν ο µειωτήρας ρυθµιστεί σε µία πίεση εξόδου Α µε ταπωµένη την έξοδο και αµέσως µετά απελευθερώσουµε την έξοδο, πόσο µεταβάλλεται η πίεση Α;

Τι είναι όµως ακριβώς αυτά τα χαρακτηριστικά; Ως Droop ορίζεται η µεταβολή της πίεσης εξόδου όταν σε συγκεκριµένη ρύθµιση η παροχή αερίου στην έξοδο του µειωτήρα αυξάνεται από την µηδενική

4 Ως SPE ορίζεται η µεταβολή της πίεσης εξόδου όταν µεταβάλλεται η πίεση εισόδου. Συνήθως όσο µειώνεται η πίεση εισόδου τόσο αυξάνεται η πίεση εξόδου. Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά (Droop και SPE) παίζουν τον σηµαντικότερο ρόλο στην επιλογή του κατάλληλου µειωτήρα για κάθε εφαρµογή. Επιλογή του κατάλληλου µειωτήρα Οι µειωτήρες απλού σταδίου έχουν µικρό Droop (δηλαδή δεν παρουσιάζουν µεγάλες µεταβολές της πίεσης εξόδου όταν η παροχή εξόδου µεταβάλλεται) αλλά έχουν µεγάλο SPE (δηλαδή η πίεση εξόδου επηρεάζεται πολύ από τις µεταβολές της πίεσης εισόδου). Οι µειωτήρες διπλού σταδίου έχουν ακριβώς την αντίθετη συµπεριφορά. Δηλαδή µεγάλο Droop και µικρό SPE. Άρα, όταν η εφαρµογή µας αποτελείται από µικρές σε διάρκεια χρήσεις όπου η ακρίβεια της τελικής ρύθµισης δεν είναι ιδιαίτερα σηµαντική τότε µπορεί να επιλεγεί η χρήση του µειωτήρα απλού σταδίου. Όταν όµως η εφαρµογή µας αποτελείται από χρήση µεγάλης διάρκειας (πχ φιαλή συνεχώς συνδεδεµένη σε συσκευή για αδιάλειπτη παροχή) ή επιβάλλεται µεγάλη ακρίβεια στην ρύθµιση της πίεσης εξόδου τότε πρέπει να επιλεγεί η χρήση µειωτήρα διπλού σταδίου. Εκτός βέβαια από τα παραπάνω, στην επιλογή του κατάλληλου µειωτήρα σηµαντικό ρόλο παίζει και το υλικό κατασκευής, ιδιαιτέρως του διαφράγµατος του µειωτήρα. Τα ελαστοµερή διαφράγµατα έχουν την τάση να διαχέουν το οξυγόνο του αέρα και να απορροφούν τα αέρια, κάτι που δεν είναι σηµαντικό για µη διαβρωτικά αέρια αλλά ιδιαίτερα σηµαντικό για τα διαβρωτικά και τα µείγµατα αερίων και ιδίως αυτών που περιέχουν υδρογονάνθρακες. Αντίθετα, οι µειωτήρες πίεσης µε ανοξείδωτα διαφράγµατα προσφέρουν απόλυτη ασφάλεια κατά της διάβρωσης και εξασφαλίζουν την ποιότητα του εξερχόµενου αερίου. Κριτήρια επιλογής µειωτήρα πίεσης 1) Για πιο αέριο θα χρησιµοποιηθεί ο µειωτήρας; Ποιά είναι η καθαρότητα του αερίου που απαιτείται; 2) Ποια είναι η επιθυµητή πίεση στην έξοδο του µειωτήρα; Ποιό είναι το ανώτερο όριο της πίεσης εξόδου; 3) Ποια είναι η εφαρµογή που θα χρησιµοποιηθεί ο µειωτήρας; Θα είναι συνεχούς παροχής ή διαλείπουσας; Οδηγίες ασφαλούς χρήσης µειωτήρων πίεσης 1) Πάντα χρησιµοποιούµε προστατευτικά γυαλιά όταν χειριζόµαστε εξοπλισµό πίεσης (συµπεριλαµβανοµένων και των µειωτήρων πίεσης) 2) Ο κάθε µειωτήρας πρέπει να χαρακτηρίζεται από το αέριο που προβλέπεται να χρησιµοποιηθεί και δεν πρέπει να τον χρησιµοποιήσουµε ποτέ για άλλη χρήση. Μειωτήρες που χρησιµοποιήθηκαν για οξυγόνο ή άλλα οξειδωτικά αέρια δεν πρέπει να χρησιµοποιηθούν σε άλλη εφαρµογή. 3) Ποτέ µην εκθέτουµε φιάλες ή εξοπλισµό που χρησιµοποιείται για φιάλες σε θερµοκρασίες άνω των 52 C 4) Όταν ο µειωτήρας δεν χρησιµοποιείται κλείνουµε πάντα το κλείστρο της φιάλης 5) Πάντα ελέγχουµε το κλείστρο της φιάλης και ο σύνδεσµος του µειωτήρα που θα συνδεθεί στην φιάλη να είναι καθαρά και συµβατά για την εφαρµογή. 6) Ποτέ δεν προσπαθούµε να αφαιρέσουµε έναν µειωτήρα από φιάλη όταν αυτός είναι υπό

Επιλογή του κατάλληλου µειωτήρα Οι µειωτήρες απλού σταδίου έχουν µικρό Droop (δηλαδή δεν παρουσιάζουν µεγάλες µεταβολές της πίεσης εξόδου όταν η παροχή εξόδου µεταβάλλεται) αλλά έχουν µεγάλο SPE

5 πίεση. Κλείνουµε το κλείστρο της φιάλης, περιµένουµε να εκτονωθεί το υπολειπόµενο αέριο και µετά αφαιρούµε τον µειωτήρα 7) Ποτέ µην ανεβάζουµε την πίεση ενός µειωτήρα σε επίπεδα µεγαλύτερα από αυτά που έχει σχεδιαστεί

Σχετικά έγγραφα

ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Πλεονεκτήματα 1. Εύκολη & οικονομική χρήση 2. Διαθεσιμότητα ατμοσφαιρικού αέρα 3. Δεν εκρήγνυνται 4. Δεν μολύνουν 5. Ικανότητα ανάπτυξης μεγάλων δυνάμεων 6. Διαθεσιμότητα & χαμηλό