В некоторых случаях аквариумист может наблюдать такое явление, при котором без видимых причин повышается рабочее давление на выходе из редуктора. Такая ситуация связана с понижением давления в самом баллоне и происходит в момент, когда в баллоне остается совсем немного углекислого газа.
Даже опытным техническим специалистам кажется следующее - давление в баллоне падает, значит и рабочее давление на выходе из редуктора должно соответствующим образом снижаться. Но оно не падает, а растет. Такое явление называется эффект нагнетаемого давления.
В этой статье мы подробно расскажем что это такое и как исключить неприятную ситуацию для аквариума и в первую очередь для его живых обитателей.
Что такое эффект нагнетаемого давления (SPE) или как его еще называют аквариумисты эффект дампа
Эффект нагнетаемого давления, также называемый зависимостью - это изменение давления на выходе вследствие изменения давления на входе (со стороны нагнетания). Данное явление характеризуется обратно пропорциональным изменением значений давления на входе и выходе. При снижении давления на входе соответствующим образом увеличивается давление на выходе. Аналогичным образом, при повышении давления на входе снижается давление на выходе.
Эффект нагнетаемого давления в редукторе обычно указывается производителем. Как правило, его представляют как коэффициент или процентную долю, выражающие величину изменения давления на выходе по отношению к изменению давления на входе. Например, если для редуктора указан коэффициент, равный 1:100 или 1%, это значит, что при снижении давления на входе на 10 кгс/см2 давление на выходе увеличится на 0,1 кгс/см2.
Степень колебания давления на выходе редуктора определяется по следующей формуле: ∆P (выход) = ∆P (вход) x SPE
Уравновешенная и неуравновешенная конструкция золотника в подпружиненных редукторах
Один из наиболее распространенных типов редукторов, используемых в системах подачи углекислого газа в аквариум является подпружиненный редуктор. Пружина в таком типе редуктора передает усилие на чувствительный элемент - мембрану или поршень, который управляет золотником через условный проход и регулирует таким образом рабочее давление на выходе.
Неуравновешенная конструкция подразумевает, что входное давление подпирает золотник и оказывает воздействие на его область, равную площади седла. Вследствие этого снижение давления на входе приводит к уменьшению силы, воздействующей на золотник и позволяет тугой пружине отодвинуть золотник немного дальше от седла, что повышает давление на выходе. Возникшее в результате повышение давления на выходе недостаточно велико, чтобы полностью скомпенсировать силу упругости пружины и переместить золотник в исходное положение. В итоге давление на выходе повышается благодаря эффекту нагнетаемого давления.
Конструкция подпружиненного типа углекислотного редуктора
Работа редуктора обеспечивается равновесием сил, поэтому величину SPE можно определить как отношение площадей золотника и чувствительного элемента, на которые действует давление. Таким образом, редукторы с большим чувствительным элементом и малым золотником будут иметь самое низкое значение SPE, а редукторы с малым чувствительным элементом и большим золотником - самое высокое.
Если проще, то работу редуктора можно сравнить с детской качелей. С одной стороны под большим давлением давит углекислый газ из баллона, а с другой стороны давит упругая пружина.
Еще один интересный момент. Углекислый газ имеет такие физические свойства, что практически до последнего момента, давление в баллоне будет постоянным, т.е. не будет меняться. Но, как только в баллоне углекислого газа остается совсем немного, давление в баллоне начинает понижаться. Именно в этот момент может проявиться эффект нагнетаемого давления.
Чтобы увидеть влияние конструкции золотника на эффект нагнетаемого давления, необходимо постепенно уменьшить входное давление.
Сделайте в домашних условиях небольшой эксперимент.
На работающей системе подачи углекислого газа просто перекройте вентиль баллона. Эмк должен быть включен и газ должен штатно подаваться в аквариум. Через некоторое время оставшийся в редукторе газ закончится, а вам необходимо проследить в таком режиме за рабочим давлением на выходе. Обратите внимание на стрелку манометра низкого давления.
Если у Вас редуктор с неуравновешенной конструкцией, в этом случае при снижении давлении на входе, давление на входе будет плавно увеличиваться. Обычно это начинает проявляться при давлении 45 кгс/см2 и менее.
Наглядный пример работы редуктора с неуравновешенной конструкцией золотника
Распространенным методом снижения эффекта нагнетаемого давления является применение в редуктора уравновешенной конструкции золотника. Главное назначение такой конструкции - минимизация площади возможного воздействия высокого входного давления. Эта цель достигается, когда относительно низкое выходное давление достигает участка нижней стороны золотника через условный проход, проходящий вертикально вдоль золотника и герметизированный уплотнительным кольцом вокруг нижнего штока золотника. С точки зрения эффекта нагнетаемого давления получится, что любое изменение входного давления произведет меньшее изменение в силе, поскольку давление воздействует уже на гораздо меньшую площадь.
Самым лучшим вариантом борьбы с ростом давления на выходе является двухкамерная система редуцирования давления в редукторе.
В областях применения с низким расходом, например в аналитических контрольно-измерительных системах, а также подачи Со2 в аквариум, существует альтернативный способ минимизировать эффект нагнетаемого давления - использование двухступенчатых редукторов давления. Для этого нужно установить два одноступенчатых редуктора последовательно или объединить их в один узел. Каждый редуктор по отдельности контролирует колебания входного давления лишь в определенных пределах, но вместе они удерживают давление на выходе весьма близко к исходной уставке.
ВЕРНЕМСЯ К АКВАРИУМНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
На сегодняшний день на рынке много разных систем подачи углекислого газа в аквариум. Достаточно распространенной системой является система на базе мембранных редукторов прямого действия УР-6 и аналогичных моделей. Основная проблема такого редуктора - это отсутствие уравновешенной конструкции золотника. Конечно же этим можно пренебречь , если взять за правило во время еженедельного обслуживания проверить давление в баллоне. Если давление начало падать - это первый признак заканчивающегося в баллоне углекислого газа. Если давление упало до 40 кгс/см2 мы рекомендуем перекрыть подачу газа и съездить на заправочную станцию.
Важно! При эксплуатации системы Со2 с редуктором без уравновешенной конструкции не выжимайте до последнего углекислый газ из баллона. Вы можете столкнуться с проблемами при наступлении эффекта нагнетаемого давления.
Чем чревато понижение давления в баллоне?
Основная проблема - это увеличение давление на выходе. К сожалению, с ростом рабочего давления, настроенная скорость подачи углекислого газа тоже увеличивается. В результате мы получаем вместо 2 пузырьков в секунду 3 и более. Увеличение скорости подачи Со2 чревато катастрофическими последствиями в аквариуме - это увеличение концентрации в воде. По итогу можем получить отравление и даже смерть гидробионтов в аквариуме.
Возможно некоторые аквариумисты скажут, я использую такой редуктор и у меня проблем нет. Безусловно это возможно. На негативные последствия сказываются разные факторы. Это и количество аквариумных растений, и способ подачи Со2 (диффузор, проточный реактор), фильтрация, интенсивность освещения, а также параметры воды. Все эти факторы влияют в большей или меньшей силой на конечный результат. Именно поэтому у некоторых аквариумистов нет проблем, а другие сталкиваются с проблемой. Стоит ли делать такие эксперименты или нет, решение остается за аквариумистом.
Еще одно мнение некоторых аквариумистов - это наличие в системе качественного регулятора тонкой настройки (игольчатого клапана) исключает повышение скорости подачи. Это заблуждение. Поперечное сечение условного прохода для углекислого газа в игольчатом клапане как в нормальном режиме работы системы, так и в режиме с повышенным давлением не меняется. В связи с этим, при повышении давления через настроенный клапан Со2 будет выходить больше.
РЕЗЮМЕ
Ну вот собственно и все что мы хотели рассказать вам о дампе в редукторах. В нашем магазине всегда можно приобрести Системы Со2 для аквариума Стандарт +, собранные на базе редуктора УР-6, а также Системы Со2 Профи, которые собираются на базе 3-х моделей поршневых редукторов с уравновешенной конструкцией золотника (мини, однокамерный, однокамерный с торцевым подключением) и топовой двухкамерной версией.
Мы рекомендуем использовать редукторы, предназначенные именно для подачи углекислого газа в аквариум и имеющие в своем "арсенале" механизм для борьбы против повышения давления. Делайте правильный выбор!
Наглядный пример работы редуктора с уравновешенной конструкцией золотника
Если вам нужна помощь в выборе подходящего редуктора для вашей Системы Со2 для аквариума, напишите нам или позвоните, мы ответим на все ваши вопросы. Специалисты нашей компании помогут вам сделать правильный выбор.
Если вам понравилась статья, поделитесь ею с вашими друзьями!
© Копирование представленных на данном сайте материалов разрешается только при наличии активной обратной ссылки.
С уважением, команда Co2 Aqua.
