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La vie secrète d'un détendeur

by Swagelok Paris on mar., mars 16, 2021 @ 15:07 PM

Dépendance Interne:

Swagelok Paris détendeurs à ressorts

Les détendeurs restent un mystère pour de nombreuses personnes, même s’ils ont l’habitude de les utiliser. Un régulateur de pression, ce n’est pas juste un bouton que l’on tourne et une jauge à surveiller. Après tout, si c’était aussi simple, n’importe qui pourrait fabriquer des détendeurs.

 

Qu'est-ce-que la Dépendance Interne?

Pour parler simplement, c’est le changement de pression de sortie qui survient quand la pression interne se modifie.

Si la pression interne baisse, la pression de sortie augmente.

Si la pression interne augmente, la pression de sortie baisse

Quand observons-nous cela?

Quand la source est un cylindre contenant du gaz compressé.
Lorsque nous utilisons le gaz, la pression du cylindre va bien sûr diminuer et la pression de sortie du régulateur va augmenter.

A chaque fois que la source est un compresseur, la pression interne tend à être stable, ainsi nous ne remarquons pas cette hausse de pression.

 

Quelle en est la cause ?

Sans trop rentrer dans les détails, c’est le système de ressort et la surface sur laquelle la pression interne agit qui sont importants à considérer.


Quelle solution apporter ?

 

1) utiliser une vanne équilibrée permet de réduire considérablement cet effet de dépendance interne.

exemple : nous avons utilisé 3 détendeurs différents pour démontrer l’effet et comment améliorer la situation.

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Comme vous le voyez, le détendeur ‘non équilibré’ montre une augmentation de 1,2 bar, alors que le détendeur ‘équilibré’ montre seulement une petite hausse de 0,15 bar et la version LP de détendeur ‘équilibré’ en fait ne montre aucune augmentation.
Si nous augmentons la pression interne de 40 à 70 bar
(Plus 30 barΔP) nous allons constater une baisse de la pression de sortie des mêmes chiffres.

Notez que la détendeur LPRS (LD180) peut seulement faire monter jusqu’à 3 bar la pression de sortie. Conclusion : un détendeur équilibré peut réellement faire la différence

 

2) la baisse de Pression en deux étapes :

  • Etape 1 d’identification des problèmes.
  • Etape 2 de mise place d’un contrôle.

exemple : Un cylindre (ou un tube d’acheminement) produit initialement une pression de 200 bar. Bien sûr, l’utilisateur souhaite vider le cylindre (ou le tube) autant que possible. Peut-être même jusqu’à 20 bar ou même moins. Donc, la chute de pression est de 180 bar. La pression de sortie lors de cette première étape va bien sûr augmenter.
La pression de sortie du premier détendeur se trouve être la pression interne du second cylindre (ou tube). L’augmentation de la pression interne lors de la seconde étape est considérablement moindre par rapport à la baisse de la pression interne à la première étape.
A partir de là, le détendeur à la seconde étape expérimente beaucoup moins de dépendance.

 

conclusion : une meilleure stabilité de pression.

 

Baisse Graduelle

Nous connaissons tous l’affaissement des paupières et des moustaches de Droopy, mais quel est le rapport avec les détendeurs ? La définition du dictionnaire est une baisse ou diminution. C’est exactement ce qui se produit avec une courbe de débit, lors de l’augmentation du débit du système ... elle diminue progressivement

 

Qu'est-ce-que la baisse graduelle ?

Une baisse de la pression de sortie (P2) du régulateur au fur et à mesure de l’augmentation de débit

 

Quelle est l'origine de la baisse graduelle ?

La baisse graduelle est principalement due au ressort de réglage. Plus le débit demandé est important plus le ressort de réglage se détend et perd en force, provocant un affaissement de la pression de sortie.  La courbe de débit, le montre graphiquement.

 

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Accumulation:

 

Les déverseurs présentent un phénomène inverse à la baisse graduelle. La pression de réglage augmente lors de l'augmentation de débit. Il y a accumulation. A nouveau, le ressort de réglage en est à l’origine Les solutions sont les mêmes que dans les cas d’affaissements :

  •  Ressort de meilleure qualité et plus long • Déverseur à dôme
  • Déverseur piloté

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Que faire contre la baisse Graduelle ?

 

  • Le ressort de réglage étant à l’origine, il est donc logique de regarder ce point en premier.
    RHPS, en règle générale, utilise des ressorts longs avec des caractéristiques supérieures à celles des principaux concurrents.

  • Les régulateurs à dôme ont une baisse graduelle inférieure aux régulateurs à ressort.

  • Les régulateurs pilotés et certainement les régulateurs pilotés électroniquement (EPR) montrent une baisse graduelle faible et pratiquement inexistante.
 
 
La courbe de débit
 

Dans le précédent document, nous avons expliqué le phénomène de baisse graduelle et d’accumulation. La prochaine étape logique est

maintenant la description de la courbe de débit.

 

Augmentation du débit

La première observation à l’ouverture de la ligne est une baisse immédiate de pression en aval du détendeur. C’est ce que l’on appelle la perte de charge du siège (seatload drop). Dans cette zone le détendeur ne régule pas encore.

Ensuite, lorsque le débit augmente, la courbe de pression commence à décroître lentement jusqu’à un point où elle chute brusquement. A cette étape, que l’on appelle la zone de débit critique (choked flow area), le détendeur ne régule plus.

 

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 Baisse du débit
 

Si nous réduisons maintenant le débit, nous allons observer que la pression ne suit pas la ligne descendante et ne termine pas au point d’origine de réglage de la pression, c’est ce que l’on appelle « l’hystérésis ».  L’écart entre le réglage de pression initial et le point de retour est appelé "lock-up".

 

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Comment lire la courbe de débit ?

La plage d’utilisation conseillée du détendeur est représentée par la courbe de situation idéale (ideal situation). Sur notre exemple, pour un détendeur réglé à 80 bar si le débit passe de 5 à 140 N.m3/H, alors la pression de sortie baisse de 70 à 40 bar. Il faut tenir compte de ce phénomène dans vos applications. Toutefois certains détendeurs à dôme de notre série RHPS permettent de réduire efficacement cet effet. Veuillez-vous renseigner auprès de notre service commercial. 

 

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