W celu doprecyzowania zasady działania regulatora konieczne jest doprecyzowanie pytania: Jakie warunki powinno mieć bezpieczne spalanie gazowe? Aby paliwa stałe mogły się bezpiecznie spalać, istnieją dwa warunki: jednym jest odpowiednia ilość gazów do spalania (powietrza lub tlenu), a drugim jest to, że palący się materiał utrzymuje określoną temperaturę (zwykle powyżej punktu zapłonu).
W przypadku spalania substancji stałych, sposobem przekazywania ciepła części spalonej do części niespalonej jest przewodzenie i promieniowanie, a kierunek spalania rozwija się od zewnątrz do środka. Kiedy ciało stałe spala się, następuje rozszerzalność cieplna i objętość staje się duża, ale zmiana jest niewielka, a przemieszczenie jest prawie zerowe. Gdy gaz jest spalany, tryb wymiany ciepła części spalonej do części niespalonej zwiększa tryb konwekcji oprócz przewodzenia i promieniowania, a kierunek spalania rozwija się na zewnątrz od środka. Gdy gaz spala się, ulega intensywnej rozszerzalności cieplnej, a objętość produktu przed spaleniem jest setki tysięcy razy, a przemieszczenie następuje w stosunkowo szybkim tempie. Dlatego tylko spełnienie powyższych dwóch warunków oznacza, że gaz nie może być bezpiecznie spalany.
Współczesna teoria spalania mówi nam, że bezpieczne spalanie gazu musi mieć również trzeci warunek, to znaczy utrzymania pewnej różnicy ciśnienia powietrza, tak aby prędkość wypływu gazu była równa prędkości spalania. Tylko w ten sposób, gdy równowaga dynamiczna zostanie osiągnięta w pewnym zakresie, płomień może utrzymać stabilny stan, osiągając w ten sposób bezpieczne spalanie gazu. Jeśli ciśnienie powietrza jest zbyt duże, prędkość wylotu powietrza będzie większa niż prędkość spalania, co spowoduje wypalenie płomienia z otworu ogniowego w pewnej odległości. Zjawisko to nazywa się separacją płomienia. Jeżeli ciśnienie gazu będzie nadal rosło, płomień będzie spalał się dalej od otworu ogniowego, stabilność płomienia 2 będzie dalej niszczona, a płomień będzie chaotyczny, dopóki nie zostanie całkowicie zgaszony. Zjawisko to nazywa się ogniem. Po zgaszeniu ognia gaz będzie nadal ulatniał się, tworząc w powietrzu dużą ilość toksycznego lub wybuchowego gazu, co łatwo spowodować wypadek; jeśli ciśnienie gazu jest zbyt małe, prędkość spalania będzie większa niż prędkość wylotowa, powodując, że płomień wejdzie do otworu ogniowego i będzie nadal się palił. Zjawisko to nazywamy temperowaniem. Podczas odpuszczania dochodzi do niecałkowitego spalania stanu beztlenowego, wytwarzana jest duża ilość toksycznego gazu, a także gaz ropopochodny jest wylewany na zewnątrz, co również może spowodować wypadek.
Dzięki dużej liczbie eksperymentów inżynierów i techników nie tylko potwierdziło, że bezpieczne spalanie gazu powinno utrzymywać pewną różnicę ciśnień, ale także potwierdziło gaz z różnych składników, różnica ciśnień wymagana do bezpiecznego spalania nie jest taka sama. Na przykład: gaz sztuczny, słup wody 80-100 mm; gaz płynny, 250-350 mm słupa wody. Wspomniane powyżej 2940 Pa jest średnią z tych dwóch wartości.
Wróćmy' do zasady regulatora. Gdy otworzymy zawór kątowy na butli (tj. wyłącznik odpowietrzający), gaz płynny pod wysokim ciśnieniem przepływa przez rurę wlotową i otwiera uszczelkę zaworu do dolnej komory. Gdy gaz w dolnej komorze wzrasta, ciśnienie w dolnej komorze wzrasta. Folia gumowa jest podnoszona do góry. Objętość górnej komory powietrznej stopniowo się zmniejsza. Gdy ciśnienie w górnej komorze powietrznej jest wyższe niż ciśnienie atmosferyczne, powietrze w pomieszczeniu jest powoli wypuszczane z otworu oddechowego, a wzbudnica ciśnienia jest wydychana jeden raz. W tym procesie prawy koniec dźwigni przesuwa się w górę, a lewy koniec jest dociskany w dół, dzięki czemu dysza wlotowa jest stopniowo zamykana, a dopływ powietrza zostaje zatrzymany, tak że ciśnienie w dolnej komorze powietrznej nie wzrasta.
Gdy włącznik pieca gazowego jest włączony, ciśnienie gazu spada ze względu na wypływ gazu na zewnątrz, folia gumowa jest wklęsła, prawy koniec dźwigni jest przesuwany w dół, lewy koniec jest przesuwany do góry, podkładka zaworu jest otwarte, a gaz ropopochodny pod wysokim ciśnieniem wchodzi do dolnej komory powietrznej. W tym procesie objętość górnej komory powietrznej stopniowo się zwiększa. Gdy jego ciśnienie jest niższe niż zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne, powietrze wchodzi do górnej komory powietrznej z zewnętrznego otworu oddechowego i proces wdechu regulatora ciśnienia jest zakończony.
Dlatego podczas procesu spalania w piecu gumowa folia jest stale wypukła i wklęsła, a podkładka zaworowa jest napędzana dźwignią, a także jest otwierana i zamykana. W całej dynamicznej zmianie pozostaje nam tylko zagwarantowanie dźwigni w regulatorze ciśnienia długość lewego i prawego ramienia (zwróć uwagę na charakterystykę lewego krótkiego i prawego długości), rozsądna proporcja plus folia gumowa a sprężynę do prawego końca dźwigni Przyłożenie odpowiedniej siły pozwoli na otwarcie maty zaworowej znacznie krócej niż czas zamykania i zachowanie odpowiedniego stosunku między tymi dwoma okresami. Ten odpowiedni stosunek zapewnia ciśnienie powietrza w dolnej komorze powietrznej, które jest zawsze o 2940 Pa większe niż w górnej komorze powietrznej. Dla ciśnienia w górnej komorze powietrznej można je w przybliżeniu przyjąć jako wartość zewnętrznego ciśnienia atmosferycznego w tym czasie. Spowoduje to, że ciśnienie gazu opuszczającego otwór ogniowy będzie zawsze większe niż wartość ciśnienia atmosferycznego wynosząca 2940 Pa, a gaz będzie palił się w stanie ustalonym. To pierwsza subtelność w konstrukcji regulatora.
Druga subtelność, wyrażona w projekcie otworu oddechowego, jest tak oryginalna. Po pierwsze, dlaczego na krawędzi górnej maski wywiercony jest otwór oddechowy? Zamiast wiercić w innych, łatwych do wiercenia miejscach? Po drugie, średnica otworu oddechowego wynosi 0,8 milimetra. Może przejść tylko przez najmniejszą liczbę igieł rdzy. Dlaczego apertura jest tak mała?
W obrzeżu maski wywiercony jest otwór, aby utrzymać ją przy gumowej membranie. Jeśli ciśnienie powietrza w dolnej komorze powietrznej jest zbyt duże, gumowa powłoka wybrzuszy się do góry i natychmiast zablokuje otwór oddechowy, zapobiegając wydostawaniu się powietrza z górnej komory na zewnątrz z otworu oddechowego. Zgodnie z prawem Boyle'a', powietrze zamknięte w górnej komorze powietrznej ma określoną ilość powietrza, a jego ciśnienie stale rośnie w miarę zmniejszania się objętości. To jest pV=stałe. Folia gumowa jest zabezpieczona przed uszkodzeniem z powodu zbyt dużej różnicy ciśnień powietrza między górnym i dolnym ciśnieniem powietrza, a także unika się wycieku gazu ropopochodnego z powodu uszkodzenia membrany.
Średnica otworu oddechowego wynosi 0,8 milimetra, ale głębokość otworu to około 1 cm. W pełni zastosowana jest tutaj wiedza z zakresu mechaniki płynów. Gdy płyn jest w ruchu, z powodu opóźnienia wystąpi tarcie wewnętrzne. Im mniejsza powierzchnia otworu, tym większa głębokość, tym większe tarcie wewnętrzne i większy efekt tłumienia - przepływ na sekundę staje się mniejszy. W ten sposób górna komora powietrzna ma długotrwały proces podczas wydechu i wdechu, zapewniając tym samym, że w dynamicznej zmianie, gdy LPG jest zwiększane lub rozprężane, nie jest to ani gwałtowny wzrost, ani gwałtowny spadek, a można zrobić płomień. Stabilne spalanie odzwierciedla proces dynamicznej regulacji balansu.
