Da bi se jasnije razjasnio princip rada regulatora, potrebno je razjasniti pitanje: Koje uslove treba da ima bezbedno sagorevanje gasa? Za bezbedno sagorevanje čvrstog goriva postoje dva uslova: jedan je odgovarajuća količina gasa za sagorevanje (vazduh ili kiseonik), a drugi je da materijal koji gori održava određenu temperaturu (obično iznad tačke paljenja).
Kod čvrstog sagorevanja, način prenosa toplote sagorelog dela na neizgoreli deo je provodljivost i zračenje, a smer sagorevanja se razvija od spolja ka centru. Kada čvrsta materija sagorijeva, dolazi do toplinskog širenja i volumen postaje velik, ali promjena je mala, a pomak je gotovo nula. Kada se plin sagori, način prijenosa topline izgorjelog dijela na nesagorjeli dio povećava način konvekcije pored provodljivosti i zračenja, a smjer sagorijevanja se razvija prema van od centra. Kada plin sagorijeva, podliježe intenzivnom toplinskom širenju, a volumen proizvoda je stotine hiljada puta prije izgaranja, a pomjeranje se događa relativno brzom brzinom. Stoga, samo zadovoljavanje gornja dva uslova je da se gas ne može bezbedno spaliti.
Savremena teorija sagorevanja nam govori da sigurnosno sagorevanje gasa mora imati i treći uslov, odnosno da se održava određena razlika u pritisku vazduha, tako da brzina izlaza gasa bude jednaka brzini sagorevanja. Samo na taj način, kada se postigne dinamička ravnoteža unutar određenog raspona, plamen može održati stabilno stanje, čime se postiže sigurno sagorijevanje plina. Ako je pritisak zraka prejak, izlazna brzina zraka bit će veća od brzine gorenja, uzrokujući da plamen gori dalje od požarne rupe na određenoj udaljenosti. Ovaj fenomen se naziva odvajanje plamena. Ako pritisak gasa nastavi da raste, plamen će goreti dalje od požarne rupe, stabilnost plamena 2 će biti dodatno uništena, a plamen će biti nestalan dok se potpuno ne ugasi. Ova pojava se zove vatra. Kada je vatra ugašena, gas će nastaviti da curi, stvarajući veliku količinu otrovnog ili eksplozivnog gasa u vazduhu, što je lako izazvati nesreću; ako je pritisak plina premali, brzina gorenja će biti veća od izlazne brzine, uzrokujući da plamen uđe u otvor za požar i nastavi da gori. Ovaj fenomen se naziva kaljenje. Prilikom kaljenja dolazi do nepotpunog sagorijevanja anoksičnog stanja, stvara se velika količina toksičnog plina, a naftni plin se također izlijeva prema van, što također može uzrokovati nesreću.
Kroz veliki broj eksperimenata inženjera i tehničara, ne samo da je potvrđeno da sigurnosno sagorijevanje plina treba održavati određenu razliku tlaka, već je i potvrđeno da plin različitih komponenti, razlika tlaka potrebna za sigurno sagorijevanje nije ista. Na primjer: umjetni plin, 80-100 mm vodeni stupac; tečni naftni plin, 250-350 mm vodenog stupca. Gore spomenuti 2940Pa je prosjek ove dvije vrijednosti.
Vratimo se' na princip regulatora. Kada otvorimo ugaoni ventil na cilindru (tj. prekidač za ventilaciju), tečni naftni gas pod visokim pritiskom prolazi kroz ulaznu cev i otvara zaptivku ventila u donji plenum. Kako se gas u donjem plenumu povećava, pritisak u donjem plenumu raste. Gumeni film je podignut prema gore. Volumen gornje zračne komore postepeno se smanjuje. Kada je pritisak u gornjoj vazdušnoj komori jači od atmosferskog, unutrašnji vazduh se polako ispušta iz otvora za disanje, a uzbudnik pritiska se izdahne jednom. Pri tom se desni kraj poluge pomiče prema gore, a lijevi se pritisne prema dolje, tako da se usisna mlaznica postepeno zatvara, a dovod zraka zaustavlja, tako da pritisak donje zračne komore više ne raste.
Kada je prekidač plinske peći uključen, tlak plina se smanjuje zbog izlaza plina prema van, gumeni film je konkavan, desni kraj poluge se pomiče naniže, lijevi kraj se pomiče prema gore, jastučić ventila je otvorena, a naftni gas visokog pritiska ulazi u donju vazdušnu komoru. U tom procesu, volumen gornje zračne komore postepeno postaje sve veći. Kada je njegov pritisak niži od vanjskog atmosferskog tlaka, zrak ulazi u gornju zračnu komoru iz vanjskog otvora za disanje i proces udisanja regulatora tlaka je završen.
Stoga, tokom procesa sagorevanja peći, gumeni film je kontinuirano konveksan i konkavan, a jastučić ventila se pokreće pomoću poluge, a takođe se otvara i zatvara. U cijeloj dinamičkoj promjeni, samo trebamo garantirati polugu u regulatoru tlaka, dužinu lijevog i desnog kraka (obratite pažnju na karakteristike lijevog kratkog i desne dužine), postoji razumna proporcija, plus gumeni film i opruga na desnom kraju poluge Primjena odgovarajuće količine sile će omogućiti otvaranju ventilske prostirke mnogo kraće od vremena zatvaranja i imati odgovarajući odnos između dva perioda. Ovaj odgovarajući odnos osigurava pritisak vazduha u donjoj vazdušnoj komori, koji je uvek za oko 2940 Pa veći od gornje vazdušne komore. Za pritisak u gornjoj zračnoj komori, on se može aproksimirati kao vrijednost vanjskog atmosferskog tlaka u to vrijeme. Ovo će učiniti da pritisak gasa koji napušta požarnu rupu uvek bude veći od vrednosti atmosferskog pritiska od 2940Pa, a gas će sagorevati u stabilnom stanju. Ovo je prva suptilnost u dizajnu regulatora.
Druga suptilnost, izražena u dizajnu otvora za disanje, toliko je originalna. Prvo, zašto je rupa za disanje izbušena na ivici gornje haube? Umjesto bušenja na drugim lokacijama koje je lako bušiti? Drugo, prečnik otvora za disanje je 0,8 milimetara. Može proći samo kroz najmanji broj igala rđe. Zašto je otvor blende tako mali?
Rupa je izbušena na obodu haube kako bi se držala uz gumenu membranu. Ako je pritisak vazduha u donjoj vazdušnoj komori prevelik, gumeni film će se izbočiti prema gore i odmah blokirati otvor za disanje, sprečavajući da se vazduh u gornjoj vazdušnoj komori ispusti van iz otvora za disanje. Prema zakonu Boylea', vazduh koji je zatvoren u gornjoj vazdušnoj komori ima određenu količinu vazduha, a njegov pritisak se stalno povećava kako zapremina postaje manja. To je pV=konstanta. Gumeni film je spriječen od oštećenja zbog prevelike razlike tlaka zraka između gornjeg i donjeg tlaka zraka, a izbjegnuto je i curenje naftnog plina zbog oštećenja dijafragme.
Promjer otvora za disanje je 0,8 milimetara, ali je dubina rupe oko 1 cm. Ovdje se u potpunosti primjenjuje znanje mehanike fluida. Kada je tečnost u pokretu, doći će do unutrašnjeg trenja zbog retardacije. Što je manja površina rupe, veća je dubina, veće je unutrašnje trenje i veći je efekat prigušenja - protok u sekundi postaje manji. Na ovaj način gornja zračna komora ima dugotrajan proces tokom izdisaja i udisaja, čime se osigurava da u dinamičkoj promjeni, kada se TNG poveća ili smanji pritisak, ne dođe do naglog povećanja, niti brzog smanjenja, a plamen se može napraviti. Stabilno sagorevanje odražava proces dinamičkog podešavanja ravnoteže.
