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關于調節器你不知道的十六項知識細節
作者: 來源: 发布时间:2017-11-30 09:15:42

關于調節器你不知道的十六項知識細節

壓力調節器在許多常見的家庭和工業應用中被發現。例如,壓力調節器中的氣體烤架用于調節丙烷,在家庭取暖爐來調節天然氣,在醫療和牙科設備,以調節氧氣和麻醉氣體,在氣動自動化系統來調節壓縮空氣,在發動機以調節燃料和在燃料電池中調節氫氣。由于這部分清單表明監管機構還有許多應用,在每個監管機構中,壓力調節器都提供相同的功能。壓力調節器將供應(或入口)壓力降低至較低的出口壓力,並且盡管入口壓力波動,仍能保持該出口壓力。將入口壓力降低到較低的出口壓力是壓力調節器的關鍵特性。

選擇壓力調節器時,必須考慮許多因素。重要的考慮因素包括:操作壓力範圍爲入口和出口,流的要求,流體(它是氣體,液體,有毒或易燃?),預期的工作溫度範圍,材料選擇用于調節器組件,包括密封件,以及如尺寸和重量限制。

一、物料

各種材料可用于處理各種流體和操作環境。常用的調節器組件材料包括黃銅,塑料和鋁。各種等級的不鏽鋼(如303,304316)也可以使用。調節器內部使用的彈簧通常由音樂線(碳鋼)或不鏽鋼制成。

黃銅適用于最常見的應用,通常是經濟的。通常在考慮重量時指定鋁。主要考慮低成本或者需要丟棄物品時,考慮塑料。不鏽鋼通常選擇與腐蝕性流體一起使用,在腐蝕性環境中使用時,當考慮到流體的清潔度或工作溫度高時。

密封材料與流體的兼容性以及工作溫度範圍同樣重要。 Buna-n是一種典型的密封材料。一些制造商提供可選的密封件,這些密封件包括:碳氟化合物,EPDM,矽酮和全氟彈性體。

二、流體(氣體,液體,有毒或易燃)

在確定最適合您的應用的材料之前,應考慮流體的化學性質。每種流體都有其獨特的特性,因此必須小心選擇與流體接觸的適當的本體和密封材料。調節器與流體接觸的部分被稱爲“潤濕”部件。

確定液體是否易燃,有毒,易爆或危險性質也很重要。由于設計不會將過多的下遊壓力排放到大氣中,所以優選使用非緩解式調節器來與危險的,爆炸性的或昂貴的氣體一起使用。與不釋放的調節器相比,釋放(也稱爲自我釋放)調節器被設計成將過量的下遊壓力排出到大氣。通常在調節器的側面有一個通氣孔用于此目的。在一些特殊的設計中,排氣口可以帶螺紋,任何多余的壓力都可以通過管道從調壓閥體排出,並排放到安全區域。如果選擇這種類型的設計,應根據所有安全規定適當地排放多余的流體。

三、溫度

爲壓力調節器選擇的材料不僅需要與流體兼容,而且還必須能夠在預期的工作溫度下正常工作。主要關心的是選擇的彈性體是否能夠在預期的溫度範圍內正常工作。另外,在極端應用中,操作溫度可能影響流量和/或彈簧剛度。

四、經營壓力

進口和出口壓力是選擇最佳調節器之前要考慮的重要因素。需要回答的重要問題是:入口壓力的波動幅度是多少?要求的出口壓力是多少?什麽是出口壓力允許的變化?

五、流量要求

什麽是應用程序需要的最大流量?流量有多大?移植要求也是一個重要的考慮因素。

六、尺寸和重量

在許多高科技應用中,空間是有限的,重量是一個因素。一些制造商專門從事微型元件,應該咨詢。材料選擇,特別是調節器本體部件將影響重量。還要仔細考慮端口(螺紋)的尺寸,調整方式和安裝選項,因爲這些會影響尺寸和重量。

七、運行中的壓力調節器

壓力調節器由三個功能元件組成

●減壓或限制元素。通常這是一個彈簧加載的提升閥。

●感應元件。通常是隔膜或活塞。

●一個參考力量元素。最常見的是一個春天。

在操作中,彈簧産生的參考力打開閥門。閥門的開啓向傳感元件施加壓力,傳感元件又關閉閥門,直到閥門打開得足以保持設定的壓力。簡化示意圖“壓力調節器示意圖”說明了這種力平衡安排。

图1.jpg

1)減壓元件(提升閥)

最常見的情況是,調節器采用彈簧加載“提升閥”作爲限制因素。提升閥包括彈性體密封件,或者在一些高壓設計中構造熱塑性密封件,該密封件構造成在閥座上進行密封。當彈簧力使密封件離開閥座時,允許流體從調節器的入口流向出口。當出口壓力升高時,由傳感元件産生的力抵抗彈簧的力並關閉閥門。這兩個力量在壓力調節器的設定點達到平衡點。當下遊壓力下降到設定點以下時,彈簧將閥芯推離閥座,並允許額外的流體從入口流向出口,直到力平衡恢複。

2)傳感元件(活塞或隔膜)

當需要較高的出口壓力時,通常使用活塞式設計,當需要考慮耐用性時,或者出口壓力不必保持嚴格的公差時。由于活塞密封件與調節器體之間的摩擦力,與膜片設計相比,活塞設計趨于緩慢。

在低壓應用中,或者當需要高精度時,膜片式是優選的。隔膜調節器采用薄片狀元件,用于感測壓力變化。它們通常由彈性體制成,然而,在特殊應用中使用薄金屬波紋。隔膜本質上消除了活塞式設計固有的摩擦。另外,對于特定的調節器尺寸,通常可以提供具有隔膜設計的更大的感測區域,如果采用活塞樣式設計則是可行的。

3)參考力元件(彈簧)

參考力元件通常是機械彈簧。該彈簧對傳感元件施加作用力並打開閥門。大多數調節器設計有一個調節,使用戶可以通過改變參考彈簧施加的力來調節出口壓力設定點。

八、調節器准確度和容量

壓力調節器的精度是通過繪制出口壓力與流量的關系來確定的。得到的圖表顯示隨著流量增加,出口壓力下降。這種現象被稱爲下垂。壓力調節器准確度被定義爲在一定範圍的流量下裝置下垂多少;更少的下垂等于更高的准确性。 “直接作用压力调节器工作图”中提供的压力 - 流量曲線表示調節器的有用調節能力。選擇調壓器時,工程師應該檢查壓力對流量曲線,以確保調壓器能夠滿足建議應用所需的性能要求。

图2.jpg

九、下垂定義

術語“下垂”用于描述出口壓力下降,低于原始設定點,隨著流量的增加。下降也可能由進口壓力的顯著變化(從調節器輸出設定時的值)引起。當入口壓力從初始設定值上升時,出口壓力下降。相反,當入口壓力下降時,出口壓力升高。如“直接作用式壓力調節器工作圖”所示,這種影響對使用者來說很重要,因爲它顯示了調節器的有用調節能力。

十、孔徑大小

增加閥孔可以增加調節器的流量。如果你的設計可以容納一個更大的監管機構,這可能是有益的,但要小心,不要過分指定。具有超大尺寸閥門的調節器,在預期應用條件下,會對入口壓力波動産生更大的靈敏度,並可能造成過度下垂。

十一、鎖定壓力

“鎖定壓力”是將調壓閥完全關閉並確保沒有流量的設定點之上的壓力。

十二、滯後

由于彈簧和密封件引起的摩擦力,機械系統(如壓力調節器)可能會出現滯後現象。看看圖表,你會注意到,對于一個給定的流量,隨著流量的增加,出口壓力會隨著流量的增加而增加。

十三、單級調節器

單級調節器是相對較小壓力下降的絕佳選擇。例如,大多數工廠使用的空氣壓縮機在100150 psi範圍內産生最大壓力。這種壓力通過工廠輸送,但通常通過單級調節器降低壓力(10 psi50 psi80 psi等),以運行自動化機械,試驗台,機床,泄漏測試設備,線性執行器,和其他設備。單級壓力調節器通常在進口壓力和/或流量大幅波動時表現不佳。

十四、兩階段(雙階段)調節器

兩級壓力調節器非常適用于流量變化大,進口壓力波動大或者入口壓力降低的應用場合,如小型儲罐或氣瓶供應的氣體。

對于大多數單級調節器調節器,除了使用壓力補償設計的調節器外,入口壓力的大幅下降將導致出口壓力的輕微增加。發生這種情況的原因在于,由于壓力的大幅下降,作用在閥上的力從最初設定出口壓力時開始變化。在兩級設計中,第二級不會受到入口壓力的這些大的變化,只有第一級出口的輕微變化。盡管輸送給第一級的壓力有顯著的變化,但是這種設置導致來自第二級的穩定的出口壓力。

十五、三階段調節器

三級調節器提供類似于兩級調節器的穩定的出口壓力,但增加了處理顯著更高的最大入口壓力的能力。例如,Beswick PRD3HP系列三級調壓器的額定輸入壓力可高達3,000 psi,並能在供應壓力發生變化時提供穩定的出口壓力(030 psi範圍內)。一個小而輕的壓力調節器可以保持穩定的低輸出壓力,盡管入口壓力隨著時間的推移會從高壓下降,這在許多設計中是一個關鍵的組成部分。例子包括便攜式分析儀器,氫燃料電池,無人機以及由儲氣瓶或儲氣瓶提供的高壓氣體供電的醫療設備

图3.jpg

既然您已經選擇了最適合您的應用的調節器,那麽調節器的安裝和調整非常重要,以確保其正常工作。

大多數制造商建議在調節器的上遊安裝一個過濾器(一些調節器有一個內置的過濾器),以防止灰塵和微粒汙染閥座。沒有過濾器的調壓器的操作可能會導致如果閥座被汙物或異物汙染,則會向出口泄漏。調節好的氣體應無油脂,油脂和其他汙染物,可能汙染或損壞閥門組件或攻擊調節器密封件。許多用戶不知道在氣瓶和小型氣體罐中提供的氣體可能含有來自制造過程的油迹。氣體中的油的存在對用戶來說通常是不明顯的,因此在選擇調節器的密封材料之前,應與您的氣體供應商討論這個話題。另外,氣體應該沒有過多的濕氣。在高流速應用中,如果存在水分,調節器可能會結冰。

如果壓力調節器將與氧氣一起使用,請注意氧氣需要專業知識才能進行安全的系統設計。通常需要指定與氧氣相容的潤滑油,並額外清潔以去除痕量的石油基切削油。確保您通知您的調節器供應商您計劃在氧氣應用中使用調節器。

請勿將調節器連接到最大壓力大于調節器額定入口壓力的供應源。壓力調節器不打算用作關閉裝置。當調節器不使用時,應關閉供應壓力。

十六、安裝步驟1

首先將壓力源連接到進氣口,並將壓力管線連接到出氣口。如果端口沒有標記,請與制造商聯系以避免錯誤的連接。在一些設計中,如果供應壓力被錯誤地供應到出口端口,內部部件可能會發生損壞。

2

打開調節器的供應壓力之前,退出調節控制旋鈕以限制流量通過調節器。逐漸打開供氣壓力,以免突然加壓流體沖擊調壓器。注意:避免將調節螺釘一直轉入調節器,因爲在一些調節器設計中,全部供應壓力將被輸送到出口端口。

3

將壓力調節器設置到所需的出口壓力。如果調壓器處于非調壓狀態,如果流體流動而不是“死端”(無流量),調節出口壓力將更容易。如果測得的出口壓力超過了所需的出口壓力,則從調節器的下遊側排出流體,並通過轉動調節旋鈕來降低出口壓力。切勿通過松開配件來排放液體,否則可能會造成人身傷害。

使用減壓式調節器時,旋鈕旋轉降低輸出設定值時,調壓器下遊側的壓力將自動從大氣中排出。因此,請勿使用易燃或危險液體釋放型式的調節器。確保多余的流體安全排放,並符合所有地方,州和聯邦法規。

步驟4

要獲得所需的出口壓力,請通過從所需設定點以下緩慢增加壓力來進行最終調整。從低于所需的設置設置壓力優選從高于所需的設置設置。如果在設定壓力調節器時超出設定值,請將設定壓力降低到設定點以下的某個點。然後再次逐漸增加壓力到所需的設定點。

5

在監測出口壓力的同時,多次開啓和關閉供應壓力,以確認調節器始終返回到設定點。此外,還應該打開和關閉出口壓力,以確保壓力調節器返回到所需的設定點。如果出口壓力沒有恢複到所需的設定,重複壓力設定程序。

上海遠東工程公司專門從事微型液體和氣動配件,快速斷路器,閥門和調節器。我們有一個專業的應用工程師團隊隨時准備爲您解答您的問題。定制設計可根據要求提供。

 

 

 

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