Fairchild(仙童调压阀）关于调压阀排气、泄漏与耗气量的常见问题解析

 

Fairchild(仙童调压阀）关于调压阀排气、泄漏与耗气量的常见问题解析‌

我们应用工程团队常被问及气压调压阀的‌排气（Exhaust）‌、‌设计泄漏（Bleed）‌、‌意外泄漏（Leakage）‌以及‌耗气量（Air Consumption）‌相关问题。

要理解这些概念，需首先明确气体从调压阀中逸出的不同路径及其背后的机制。以下将系统解析这些术语的差异与应用考量。

 

气体逸出的三种形式‌

在封闭的调压阀系统中，气体（或任何受控介质）通常通过以下三种方式逸出：

1.  ‌过压排气（Over-Pressurization Relief/Exhaust）‌

a.  当下游压力超过调压阀设定值，或调压阀压力被调低时，气体会通过泄压阀正常排放到大气中。

b.  若使用‌非泄压型调压阀（Non-Relieving Regulator）‌，则不会产生排气。此时需确保下游有持续气流或配备其他泄压装置，以避免压力积聚。

c.  必要时，排气可被收集并引导至指定位置。Fairchild(仙童调压阀）

2.  ‌设计泄漏（Bleed）Fairchild(仙童调压阀）‌

a.  指某些‌精密调压阀（Precision Regulators）‌为提升精度、灵敏度与重复性而设计的‌有意微量气流泄漏‌。

b.  此类耗气通常通过调压阀侧面的节流孔或排气口排出至大气。

3.  ‌意外泄漏（Leakage）Fairchild(仙童调压阀）‌

a.  指气体从泄压阀密封面或外部密封件意外逸出的情况。

理想状态下泄漏应为零，但受制造公差、密封件状态、弹性体压缩变化及成本限制，微量泄漏通常难以完全避免。

b.  ‌改进方案‌：使用‌带螺纹的排气口（Tapped Exhaust Ports）‌收集密封面泄漏。

i.  采用‌软质密封阀座（Soft Relief Seats）‌提升密封性。

ii.  通过特殊密封材料与工艺实现‌零泄漏调压阀（Bubble Tight Regulator）‌。

 

如何选择适合的调压阀？‌Fairchild(仙童调压阀）

即使精密调压阀在稳态条件下可能消耗少量气体，这并不妨碍其在惰性气体或其他特殊气体场景中的应用。

不同精密调压阀的耗气量存在差异，且可通过标准或定制方案减少各类泄漏与耗气。

 

如何确定合适的调压阀？

如何确定合适的调压阀？

1. 正常供压和调节压力是多少？‌

Fairchild(仙童）所有调压阀都有最大供压限制。选择输出压力的弹簧范围应基于所需的调节压力范围。为了获得最佳效果，输出压力设定值应处于弹簧范围的中间位置。

‌2. 使用的介质是什么？空气、氧气、惰性气体、天然气等。‌

若介质非空气（如氧气、天然气等），可能需要为接触介质的部件选择特殊材料。ControlAir提供多种解决方案，请尽可能详细说明介质类型。Fairchild(仙童）

‌3. 是否有特定的端口尺寸要求？‌

对于新项目，端口尺寸不应作为决定性因素；但若更换现有阀门，则需明确正确的螺纹尺寸。Fairchild(仙童）

‌4. 您的流量需求是多少？‌

需确定应用所需的空气流量容量。当流量接近调压阀最大容量时，性能特性可能发生变化，例如压降（Droop）、精度和灵敏度会受流量影响。Fairchild(仙童）

‌5. 是否有排气容量要求？‌Fairchild(仙童）

在某些应用中（如力平衡系统），气缸的快速运动可能需要大量空气通过调压阀排出。此时需确保调压阀具备足够的排气能力。

‌6. 是否有特殊环境要求？‌

调压阀是否用于危险环境？是否会接触腐蚀性物质（如盐水/空气、漂白剂冲洗环境等）？Fairchild(仙童）

‌7. 您的应用对大幅压力变化是否敏感？‌Fairchild(仙童）

若应用对压力波动敏感且需要精确、可重复的压力调节，则需选择精密调压阀；若对压力变化不敏感，通用调压阀即可满足需求。

 

什么是增压器？

Fairchild(仙童调压阀）而言之，是一种压力调节装置，由先导压力而不是弹簧或调节螺纹控制，如增压器也可称为“先导式调节器”。

调节器中的弹簧通常提供打开供应阀所需的机械压力，直到输出压力和弹簧力之间达到相等的力平衡。

在增压器中，“弹簧力”不是由弹簧提供力平衡，而是由作用在隔膜上的先导压力提供。增压器回路有四个基本的空气部件：

Fairchild(仙童调压阀）供应压力

Fairchild(仙童调压阀）调节或下游压力

Fairchild(仙童调压阀）信号（先导）压力

Fairchild(仙童调压阀）大气（排气）

Fairchild(仙童调压阀）信号或先导压力可以由调节器、I/P传感器、阀门定位器或任何其他压力调节装置提供。

增压器的主要目的是在给定的先导压力下向下游输送大量空气。输出压力可由先导压力调节。增压器通常用于以下应用：

Fairchild(仙童调压阀）以加速大容量致动器的行程。

气动远程压力调节。

不需要电信号的危险环境。

压器的一些常见选项包括添加旁通阀（旁通针阀），可用于调节动态响应，以在各种应用中提供稳定的运行。

另一种选择是添加可调偏压，使输出压力与信号压力产生偏差。尽管如此，这通常出现在增压器的较小版本中，有时也称为空气继电器。

这可能是积极或消极的偏见。其他选择可能包括用于腐蚀性和低温环境的特殊隔膜材料。Fairchild(仙童调压阀）

有关在您的系统中使用增压器的任何问题，请联系我们的技术支持团队。

使用 "首切 "高压调压器的最佳做法

1) Fairchild（仙童）什么是 "先切断 "调压器？

首先切断 "调压器是一种接受高压气源或压缩空气并能够将其 "切断 "或降至较低可用压力（通常称为仪表气压）的设备。仪表气压通常指< 150 psig 的任何压力。

2) Fairchild（仙童）它们有哪些限制？

"首切 "调压器受设计限制，主要用于 "粗切"，将压力从 1000-6000 psig 降至 225 psig 及以下。

由于其设计性质，它们对压力变化并不十分敏感，因此输出压力的波动幅度可能与供气压力相同，即供气压力变化 10%，对输出压力的影响可达 10%。

因此，对于所需的最终输出压力而言，最好使用平衡型棘轮设计调压器。平衡型棘轮设计可以平滑供应压力的波动变化，而不会将其传递给下游的仪表。

3) Fairchild（仙童）如何选择调压器？

要选择调压器，您需要知道调压器的最高压力以及应用所需的输出水平。出于安全考虑，稳压器的额定值必须能够接受将要引入的供应压力。

其次，最好选择所需输出压力 2 倍的弹簧范围。这一范围可使调压阀在弹簧未完全压缩的情况下发挥最佳性能，从而对供气压力的变化做出快速反应。

下一个考虑因素是流量。您的应用需要多少容积的介质？您需要计算使用点所需的流量。调节器技术规格表中通常会提供流量图和 Cv 流量系数值。

另一个重要的考虑因素是哪些材料会暴露在空气或气体通道的润湿表面上。必须注意材料是否与环境因素相容。

例如，Fairchild（仙童）调压器设计中常用的黄铜材料与天然气（酸性气体）加工中常见的硫化氢 (H2S) 不兼容。使用 316 不锈钢与这些设备的兼容性更好。

4) Fairchild（仙童）一些常见的商业应用

1. 瓶装气体

 

了解调节器的流量特性曲线

 

Fairchild（仙童）关于流量特性曲线的一个常见误解是，它显示了在给定的供气和输出压力下，有多少空气将流经调压阀。

事实并非如此。通过调压器的流量取决于设备本身以及所安装系统的若干特性。

流量特性曲线描述的是调压器中一种称为 "下垂 "的现象。下垂是指当通过设备的流量增加时，调压器允许输出压力下降的自然趋势。

调压器中的下垂量在很大程度上取决于调压器的设计。高性能、高精度调压器通常在流量增加时几乎不会出现下垂。Fairchild（仙童）

Fairchild（仙童）在该曲线的最左端，即 120 PSI 和 0 SCFM 处，我们可以认为该设备处于断头状态。换句话说，没有流量通过调节器。

当我们开始向右划线时，通过调节器的流量在增加。在我们的 90 型这一特殊设备中，输出压力持续保持非常稳定，直到有大约 10 SCFM 的空气流过该设备。

当流量需求增加到 10 scfm 以上时，调节器将无法再保持其输出压力设定点，输出压力将下降。输出压力的降低就是该设备的下降。Fairchild（仙童）

Fairchild（仙童）在考虑大流量情况下使用哪种调压器时，这样的图表会很有帮助。

如果输出压力保持在同一水平对您的工艺至关重要，那么您就需要选择一个下垂量小的设备。

此图可以告诉您在给定流量下的衰减量。所提供的图表是在特定的输入和输出压力下绘制的。

 

 

调节压缩空气以外的气体时需要考虑什么？

 

Fairchild（仙童）气压调节器以及I/P传感器和增压器通常用于调节压缩空气以外的气体。

一些常见的气体包括用于油箱覆盖的氮气、天然气和医用级氧气。气压调节器具有调节各种不同类型气体的物理能力，在适当的情况下，几乎可以用于任何气态物质。

这篇博客文章将讨论在调节不同气体时应该考虑哪些因素，以及如何决定哪种调节器适合您的应用。

 

需要考虑的一个因素是被调节的气体与进行调节的设备中使用的润湿材料之间的化学相容性。

润湿材料包括任何会与气体接触的材料，如调节器中使用的弹性体、金属和润滑剂。惰性气体，如氮气（N2）和氩气（Ar），是通常不与其他材料反应的气体。

惰性气体被认为更友好，几乎可以与任何材料一起使用。另一方面，反应性气体更有可能与其他材料发生反应，这可能会导致调节器腐蚀和过早失效。

一些反应性更强的气体包括臭氧（O3）和氯气（Cl2）等化合物。调节器内的组件可以由多种不同的材料制成。一种常见的弹性体是丁腈橡胶。

检查丁腈橡胶与受监管气体之间化学相容性的一种方法是使用在线化学相容性数据库。

当使用数据库检查臭氧和丁腈橡胶的相容性时，我们发现这两种物质的相容性较差，这将导致弹性体的快速降解。

为您的应用考虑调节器的第一步是确保所有材料与要调节的气体兼容。Fairchild（仙童）

 

Fairchild（仙童）下一个需要考虑的因素是被监管的气体有多危险。在监管爆炸性或有毒气体时，必须特别考虑确保在该区域工作的每个人的安全。

大多数调节器会消耗一定量的空气，这些空气会以空气流的形式通过装置的排气口。在调节爆炸性或有毒气体时，必须妥善处理消耗的空气。

该操作可能包括使用带有分接排气口的调节器，并将气体输送到安全的排气位置。攻丝排气装置也可用于操作员想要回收以供进一步使用的更昂贵的气体。

当使用I/P传感器调节爆炸性气体时，需要使用本质安全的防爆装置。这种类型的装置有一个特殊的盖子和阻火器，可以防止外壳内发生的任何爆炸从装置中逃逸。

它还可以防止点燃装置周围大气中的任何气体、灰尘或纤维。当您要使用危险气体或在危险环境中操作时，使用额定值适当的设备至关重要。

 

最后要考虑的因素是被调节气体分子的大小。随着分子变小，或者原子序数变小，它更有可能通过调节器中的微小空间逃逸。例如，氢和氦是人类已知的两种最小的元素。

这些气体非常善于穿过非常小的空间。想想氦气球在24-48小时后会如何放气。氦气能够通过气球乳胶中的微小孔渗透。氦气更容易从通用压力调节器中逸出。

这就是为什么我们建议在处理这些气体时使用氢气或氦气专用调节器。这样，您将减少天然气损失，从而从长远来看节省资金。Fairchild（仙童）

只要在适当的情况下使用适当的调节器和适当的材料，所有气体都可以调节。希望本指南能作为确定哪种调节器适合您应用的入门指南。

在考虑调节额外气体时，咨询制造商并参考操作手册也很重要，以确保您在制造商的规格范围内使用该装置。Fairchild（仙童）