とは何ですか圧力調整弁?
基本レベルでは、圧力調整バルブは、システムの変化に応じて上流または下流の圧力を制御するように設計された機械装置です。これらの変化には、日常的なシステム動作中に発生する流量、圧力、温度、またはその他の要因の変動が含まれる場合があります。圧力調整器の目的は、必要なシステム圧力を維持することです。重要なのは、圧力調整器はシステムの流れを制御し、自動的には調整しないバルブとは異なることです。圧力調整バルブは流量ではなく圧力を制御し、自動調整されます。

圧力調整器タイプ
圧力調整弁には主に 2 つのタイプがあります。減圧弁と背圧弁。

減圧バルブは、出口圧力を感知し、それ自体の下流の圧力を制御することにより、プロセスへの圧力流量を制御します。

背圧レギュレーターは、入口圧力を感知し、上流からの圧力を制御することにより、プロセスからの圧力を制御します。

理想的な圧力調整器の選択は、プロセス要件によって異なります。たとえば、システム媒体がメインプロセスに到達する前に高圧源からの圧力を下げる必要がある場合、減圧バルブがその役割を果たします。対照的に、背圧バルブは、システム条件により圧力が必要以上に上昇した場合に過剰な圧力を解放することで、上流圧力の制御と維持に役立ちます。適切な環境で使用すると、各タイプはシステム全体で必要な圧力を維持するのに役立ちます。

圧力調整弁の動作原理
圧力調整バルブには、圧力調整に役立つ 3 つの重要なコンポーネントが含まれています。

バルブシートやポペットなどの制御コンポーネント。バルブシートは圧力の制御に役立ち、レギュレーターが遮断されているときにレギュレーターの反対側に流体が漏れるのを防ぎます。システムが流れている間、ポペットとバルブシートが連携してシールプロセスを完了します。

感知要素、通常はダイヤフラムまたはピストン。感知要素はポペットを弁座内で上昇または下降させ、入口または出口の圧力を制御します。

要素をロードしています。用途に応じて、レギュレータはスプリング式レギュレータまたはドーム式レギュレータになります。荷重要素は、ダイヤフラムの上部に下向きのバランス力を及ぼします。

これらの要素が連携して、目的の圧力制御を実現します。ピストンまたはダイヤフラムは、上流 (入口) の圧力と下流 (出口) の圧力を感知します。次に、感知要素は、負荷要素からの設定された力とのバランスをとろうとします。負荷要素は、ハンドルまたはその他の回転機構を介してユーザーによって調整されます。感知要素により、ポペットが弁座​​から開閉できるようになります。これらの要素が連携してバランスを維持し、設定圧力を達成します。 1 つの力が変化すると、平衡を回復するために他の力も変化する必要があります。

減圧弁では、図 1 に示すように、4 つの異なる力のバランスをとる必要があります。これには、負荷力 (F1)、入口バネ力 (F2)、出口圧力 (F3)、入口圧力 (F4) が含まれます。総負荷力は、入口バネ力、出口圧力、入口圧力の組み合わせと等しくなければなりません。

背圧バルブも同様に動作します。図 2 に示すように、バネ力 (F1)、入口圧力 (F2)、出口圧力 (F3) のバランスをとる必要があります。ここで、バネ力は入口圧力と出口圧力の合計に等しくなければなりません。

圧力レギュレーターの正しい選択
必要な圧力を維持するには、適切なサイズの圧力調整器を取り付けることが重要です。適切なサイズは通常、システム内の流量によって決まります。より大きなレギュレータは圧力を効果的に制御しながらより高い流量を処理できますが、より低い流量の場合はより小さなレギュレータが非常に効果的です。レギュレーターコンポーネントのサイズを決めることも重要です。たとえば、より低い圧力のアプリケーションを制御するには、より大きなダイヤフラムまたはピストンを使用する方が効率的です。すべてのコンポーネントは、システムの要件に基づいて適切なサイズにする必要があります。

システム圧力
圧力レギュレータの主な機能はシステム圧力を管理することであるため、レギュレータが最大、最小、およびシステム動作圧力に合わせたサイズであることを確認することが重要です。圧力調整器の製品仕様では圧力制御範囲が強調されることが多く、これは適切な圧力調整器を選択する上で非常に重要です。

システム温度
工業プロセスでは幅広い温度範囲が発生する可能性があるため、選択した圧力調整器が予想される一般的な動作条件に耐えられると信頼する必要があります。環境要因は、流体温度や圧力降下による急激な冷却を引き起こすジュール・トムソン効果などの要因と並んで、考慮する必要がある側面の 1 つです。

プロセス感度
プロセス感度は、圧力調整器の制御モードの選択を決定する際に重要な役割を果たします。上で述べたように、ほとんどのレギュレータはスプリング式レギュレータまたはドーム式レギュレータです。ばね式圧力調整弁は、オペレータが外部の回転ハンドルを回して、感知要素にかかるばねの力を制御することで制御されます。対照的に、ドーム型レギュレータは、システム内の流体圧力を使用して、感知要素に作用する設定圧力を提供します。スプリング式レギュレータの方が一般的であり、オペレータはそれに慣れている傾向がありますが、ドーム式レギュレータは、それを必要とするアプリケーションの精度向上に役立ち、自動レギュレータのアプリケーションでは有益です。

システムメディア
圧力レギュレータのすべてのコンポーネントとシステム媒体の間の材料の互換性は、コンポーネントの寿命を延ばし、ダウンタイムを回避するために重要です。ゴムおよびエラストマーコンポーネントはある程度の自然劣化を起こしますが、特定のシステム媒体は劣化を加速させ、レギュレータバルブの早期故障を引き起こす可能性があります。

圧力調整バルブは、多くの工業用流体および計装システムで重要な役割を果たし、システムの変化に応じて必要な圧力と流量を維持または制御するのに役立ちます。システムの安全性を維持し、期待どおりに動作するには、適切な圧力調整器を選択することが重要です。間違った選択をすると、システムの非効率性、パフォーマンスの低下、頻繁なトラブルシューティング、および潜在的な安全上の問題が発生する可能性があります。