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关于调节器你不知道的十六项知识细节
作者: 来源: 发布时间:2017-11-30 09:15:42

关于调节器你不知道的十六项知识细节

压力调节器在许多常见的家庭和工业应用中被发现。例如,压力调节器中的气体烤架用于调节丙烷,在家庭取暖炉来调节天然气,在医疗和牙科设备,以调节氧气和麻醉气体,在气动自动化系统来调节压缩空气,在发动机以调节燃料和在燃料电池中调节氢气。由于这部分清单表明监管机构还有许多应用,在每个监管机构中,压力调节器都提供相同的功能。压力调节器将供应(或入口)压力降低至较低的出口压力,并且尽管入口压力波动,仍能保持该出口压力。将入口压力降低到较低的出口压力是压力调节器的关键特性。

选择压力调节器时,必须考虑许多因素。重要的考虑因素包括:操作压力范围为入口和出口,流的要求,流体(它是气体,液体,有毒或易燃?),预期的工作温度范围,材料选择用于调节器组件,包括密封件,以及如尺寸和重量限制。

一、物料

各种材料可用于处理各种流体和操作环境。常用的调节器组件材料包括黄铜,塑料和铝。各种等级的不锈钢(如303,304316)也可以使用。调节器内部使用的弹簧通常由音乐线(碳钢)或不锈钢制成。

黄铜适用于最常见的应用,通常是经济的。通常在考虑重量时指定铝。主要考虑低成本或者需要丢弃物品时,考虑塑料。不锈钢通常选择与腐蚀性流体一起使用,在腐蚀性环境中使用时,当考虑到流体的清洁度或工作温度高时。

密封材料与流体的兼容性以及工作温度范围同样重要。 Buna-n是一种典型的密封材料。一些制造商提供可选的密封件,这些密封件包括:碳氟化合物,EPDM,硅酮和全氟弹性体。

二、流体(气体,液体,有毒或易燃)

在确定最适合您的应用的材料之前,应考虑流体的化学性质。每种流体都有其独特的特性,因此必须小心选择与流体接触的适当的本体和密封材料。调节器与流体接触的部分被称为“润湿”部件。

确定液体是否易燃,有毒,易爆或危险性质也很重要。由于设计不会将过多的下游压力排放到大气中,所以优选使用非缓解式调节器来与危险的,爆炸性的或昂贵的气体一起使用。与不释放的调节器相比,释放(也称为自我释放)调节器被设计成将过量的下游压力排出到大气。通常在调节器的侧面有一个通气孔用于此目的。在一些特殊的设计中,排气口可以带螺纹,任何多余的压力都可以通过管道从调压阀体排出,并排放到安全区域。如果选择这种类型的设计,应根据所有安全规定适当地排放多余的流体。

三、温度

为压力调节器选择的材料不仅需要与流体兼容,而且还必须能够在预期的工作温度下正常工作。主要关心的是选择的弹性体是否能够在预期的温度范围内正常工作。另外,在极端应用中,操作温度可能影响流量和/或弹簧刚度。

四、经营压力

进口和出口压力是选择最佳调节器之前要考虑的重要因素。需要回答的重要问题是:入口压力的波动幅度是多少?要求的出口压力是多少?什么是出口压力允许的变化?

五、流量要求

什么是应用程序需要的最大流量?流量有多大?移植要求也是一个重要的考虑因素。

六、尺寸和重量

在许多高科技应用中,空间是有限的,重量是一个因素。一些制造商专门从事微型元件,应该咨询。材料选择,特别是调节器本体部件将影响重量。还要仔细考虑端口(螺纹)的尺寸,调整方式和安装选项,因为这些会影响尺寸和重量。

七、运行中的压力调节器

压力调节器由三个功能元件组成

●减压或限制元素。通常这是一个弹簧加载的提升阀。

●感应元件。通常是隔膜或活塞。

●一个参考力量元素。最常见的是一个春天。

在操作中,弹簧产生的参考力打开阀门。阀门的开启向传感元件施加压力,传感元件又关闭阀门,直到阀门打开得足以保持设定的压力。简化示意图“压力调节器示意图”说明了这种力平衡安排。

图1.jpg

1)减压元件(提升阀)

最常见的情况是,调节器采用弹簧加载“提升阀”作为限制因素。提升阀包括弹性体密封件,或者在一些高压设计中构造热塑性密封件,该密封件构造成在阀座上进行密封。当弹簧力使密封件离开阀座时,允许流体从调节器的入口流向出口。当出口压力升高时,由传感元件产生的力抵抗弹簧的力并关闭阀门。这两个力量在压力调节器的设定点达到平衡点。当下游压力下降到设定点以下时,弹簧将阀芯推离阀座,并允许额外的流体从入口流向出口,直到力平衡恢复。

2)传感元件(活塞或隔膜)

当需要较高的出口压力时,通常使用活塞式设计,当需要考虑耐用性时,或者出口压力不必保持严格的公差时。由于活塞密封件与调节器体之间的摩擦力,与膜片设计相比,活塞设计趋于缓慢。

在低压应用中,或者当需要高精度时,膜片式是优选的。隔膜调节器采用薄片状元件,用于感测压力变化。它们通常由弹性体制成,然而,在特殊应用中使用薄金属波纹。隔膜本质上消除了活塞式设计固有的摩擦。另外,对于特定的调节器尺寸,通常可以提供具有隔膜设计的更大的感测区域,如果采用活塞样式设计则是可行的。

3)参考力元件(弹簧)

参考力元件通常是机械弹簧。该弹簧对传感元件施加作用力并打开阀门。大多数调节器设计有一个调节,使用户可以通过改变参考弹簧施加的力来调节出口压力设定点。

八、调节器准确度和容量

压力调节器的精度是通过绘制出口压力与流量的关系来确定的。得到的图表显示随着流量增加,出口压力下降。这种现象被称为下垂。压力调节器准确度被定义为在一定范围的流量下装置下垂多少;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 - 流量曲线表示调节器的有用调节能力。选择调压器时,工程师应该检查压力对流量曲线,以确保调压器能够满足建议应用所需的性能要求。

图2.jpg

九、下垂定义

术语“下垂”用于描述出口压力下降,低于原始设定点,随着流量的增加。下降也可能由进口压力的显着变化(从调节器输出设定时的值)引起。当入口压力从初始设定值上升时,出口压力下降。相反,当入口压力下降时,出口压力升高。如“直接作用式压力调节器工作图”所示,这种影响对使用者来说很重要,因为它显示了调节器的有用调节能力。

十、孔径大小

增加阀孔可以增加调节器的流量。如果你的设计可以容纳一个更大的监管机构,这可能是有益的,但要小心,不要过分指定。具有超大尺寸阀门的调节器,在预期应用条件下,会对入口压力波动产生更大的灵敏度,并可能造成过度下垂。

十一、锁定压力

“锁定压力”是将调压阀完全关闭并确保没有流量的设定点之上的压力。

十二、滞后

由于弹簧和密封件引起的摩擦力,机械系统(如压力调节器)可能会出现滞后现象。看看图表,你会注意到,对于一个给定的流量,随着流量的增加,出口压力会随着流量的增加而增加。

十三、单级调节器

单级调节器是相对较小压力下降的绝佳选择。例如,大多数工厂使用的空气压缩机在100150 psi范围内产生最大压力。这种压力通过工厂输送,但通常通过单级调节器降低压力(10 psi50 psi80 psi等),以运行自动化机械,试验台,机床,泄漏测试设备,线性执行器,和其他设备。单级压力调节器通常在进口压力和/或流量大幅波动时表现不佳。

十四、两阶段(双阶段)调节器

两级压力调节器非常适用于流量变化大,进口压力波动大或者入口压力降低的应用场合,如小型储罐或气瓶供应的气体。

对于大多数单级调节器调节器,除了使用压力补偿设计的调节器外,入口压力的大幅下降将导致出口压力的轻微增加。发生这种情况的原因在于,由于压力的大幅下降,作用在阀上的力从最初设定出口压力时开始变化。在两级设计中,第二级不会受到入口压力的这些大的变化,只有第一级出口的轻微变化。尽管输送给第一级的压力有显着的变化,但是这种设置导致来自第二级的稳定的出口压力。

十五、三阶段调节器

三级调节器提供类似于两级调节器的稳定的出口压力,但增加了处理显着更高的最大入口压力的能力。例如,Beswick PRD3HP系列三级调压器的额定输入压力可高达3,000 psi,并能在供应压力发生变化时提供稳定的出口压力(030 psi范围内)。一个小而轻的压力调节器可以保持稳定的低输出压力,尽管入口压力随着时间的推移会从高压下降,这在许多设计中是一个关键的组成部分。例子包括便携式分析仪器,氢燃料电池,无人机以及由储气瓶或储气瓶提供的高压气体供电的医疗设备

图3.jpg

既然您已经选择了最适合您的应用的调节器,那么调节器的安装和调整非常重要,以确保其正常工作。

大多数制造商建议在调节器的上游安装一个过滤器(一些调节器有一个内置的过滤器),以防止灰尘和微粒污染阀座。没有过滤器的调压器的操作可能会导致如果阀座被污物或异物污染,则会向出口泄漏。调节好的气体应无油脂,油脂和其他污染物,可能污染或损坏阀门组件或攻击调节器密封件。许多用户不知道在气瓶和小型气体罐中提供的气体可能含有来自制造过程的油迹。气体中的油的存在对用户来说通常是不明显的,因此在选择调节器的密封材料之前,应与您的气体供应商讨论这个话题。另外,气体应该没有过多的湿气。在高流速应用中,如果存在水分,调节器可能会结冰。

如果压力调节器将与氧气一起使用,请注意氧气需要专业知识才能进行安全的系统设计。通常需要指定与氧气相容的润滑油,并额外清洁以去除痕量的石油基切削油。确保您通知您的调节器供应商您计划在氧气应用中使用调节器。

请勿将调节器连接到最大压力大于调节器额定入口压力的供应源。压力调节器不打算用作关闭装置。当调节器不使用时,应关闭供应压力。

十六、安装步骤1

首先将压力源连接到进气口,并将压力管线连接到出气口。如果端口没有标记,请与制造商联系以避免错误的连接。在一些设计中,如果供应压力被错误地供应到出口端口,内部部件可能会发生损坏。

2

打开调节器的供应压力之前,退出调节控制旋钮以限制流量通过调节器。逐渐打开供气压力,以免突然加压流体冲击调压器。注意:避免将调节螺钉一直转入调节器,因为在一些调节器设计中,全部供应压力将被输送到出口端口。

3

将压力调节器设置到所需的出口压力。如果调压器处于非调压状态,如果流体流动而不是“死端”(无流量),调节出口压力将更容易。如果测得的出口压力超过了所需的出口压力,则从调节器的下游侧排出流体,并通过转动调节旋钮来降低出口压力。切勿通过松开配件来排放液体,否则可能会造成人身伤害。

使用减压式调节器时,旋钮旋转降低输出设定值时,调压器下游侧的压力将自动从大气中排出。因此,请勿使用易燃或危险液体释放型式的调节器。确保多余的流体安全排放,并符合所有地方,州和联邦法规。

步骤4

要获得所需的出口压力,请通过从所需设定点以下缓慢增加压力来进行最终调整。从低于所需的设置设置压力优选从高于所需的设置设置。如果在设定压力调节器时超出设定值,请将设定压力降低到设定点以下的某个点。然后再次逐渐增加压力到所需的设定点。

5

在监测出口压力的同时,多次开启和关闭供应压力,以确认调节器始终返回到设定点。此外,还应该打开和关闭出口压力,以确保压力调节器返回到所需的设定点。如果出口压力没有恢复到所需的设定,重复压力设定程序。

上海远东工程公司专门从事微型液体和气动配件,快速断路器,阀门和调节器。我们有一个专业的应用工程师团队随时准备为您解答您的问题。定制设计可根据要求提供。

 

 

 

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