PDF《减压型调 压阀流 量曲线》

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swagelok.com.cn 减压型调压阀流量曲线 技术公告 范围 为一个应用场合选择调压阀时, 首先必须检查其性能, 确认其 是否符合应用场合的要求. 最佳入手点是由制造商提供的调 压阀流量曲线, 从这条曲线一眼就可以看出调压阀的能力范 围. 这条曲线描述了在给定流量下调压阀能够保持的系统压 力范围. 本技术公报概要介绍了减压型调压阀流量曲线的阅读方法. 本文描述了一些复杂因素, 包括衰减、 阀座负载下降或锁定、 节流、 滞后、 供压效应 (SPE) (也称为依赖性)等. 另外, 还提供了可供应的全部最高进口压力和流量系数的世 伟洛克? KPR 系列减压型调压阀的 SPE 值和流量曲线. 基本知识 调压阀的主要用途是即使调压阀的另一侧出现压力变化或波 动, 在调压阀的一侧也要保持恒定压力. 对于减压型调压阀, 控制的是调压阀压力. 流量曲线说明了调压阀在出口压力 (Y 轴)和流量(X 轴)方面 的性能. 调压阀不控制流量. 流量是在下游由阀门或流量 计来控制. 从这条曲线上可以看出当系统内的流量变化时调 压阀如何响应. 我们来介绍如何阅读流量曲线. 请看图

1 中上面的曲线. 该 曲线从 400?psig (27.5?bar) 开始, 在曲线上的大部分区域都随 流量升高而下降. 在阅读流量曲线时, 先确定系统的流量范围. 然后, 在曲线 上标出流量范围来查看出口压力的相应变化. 这个压力范围 可以接受吗? 如果不可接受, 则说明您需要另一种调压阀. 理想情况下, 调压阀在曲线的最平坦部分工作的效果最好, 这 种情况下, 即使流量发生较大变化, 也能保持相对稳定的压 力. 不过, 曲线的远端快速下降, 在这里, 即使微小的流量变 化也会导致压力的剧烈变化. 在这些位置工作时, 调压阀无 法提供最高效率. 对于每个设定压力, 都会有一根不同的曲线. 图1中主要有 两组曲线: 一组的设定压力为

400 psig (27.5 bar), 另一组的 设定压力为

200 psig (13.7 bar). 如果所需的设定压力位于 两组曲线之间, 可以采用内插值法. 请注意, 这两组曲线趋于 相同形状, 但位于图上的不同位置. 还有一个影响曲线形状的因素 C 进口压力 (即在上游侧进入 减压型调压阀内的压力) . 请注意, 图1中的两组曲线各使 用三条曲线表达进口压力范围. 图1. 制造商通常为同一个调压阀提供不同进口压力下的多条流量曲 线, 以说明调压阀的工作能力范围. 压力控制范围

0 至250 psig (0 至17.2 bar)

0 至500 psig (0 至34.4 bar)

10 100

200 300

400 20

30 50

40 60

70 0

800 400

1200 1600

0 5.0

10 20

25 15

0 US

10 100

200 300

400 20

30 50

40 60

70 0

800 400

1200 1600

0 5,0

10 20

25 15

0 800

400 1200

1600 0 EU

10 20

30 50

40 60

70 0 5.0

10 20

25 15 CH 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 JA

500 psig (34.4 bar)

1000 psig (68.9 bar)

2200 psig (151 bar)

1000 psig (68.9 bar)

500 psig (34.4 bar) 进口压力

2200 psig (151 bar) 氮气流量,std ft3/min 氮气流量,std L/min 出口压力 , psig 出口压力 , bar

2 减压型调压阀流量曲线 衰减、 阀座负载下降、 节流、 供压效应和滞后 如上文所述, 调压阀最好工作在流量曲线最平坦的部分, 或者 说最接近水平线的部分. 实际上, 理想的流量曲线应该是水 平线. 但是, 由于调压阀的内部元件的限制, 任何调压阀都 不可能在整个压力范围内提供完美的水平线. 一般, 流量曲线由三部分组成 (图2): 理想工作范围是中间比较平坦的部分 最左侧存在陡峭下降, 表现出阀座负载下降或锁定 最右端存在陡峭下降, 是节流区域. 衰减 中间的平坦部分不是完全水平的. 通常, 这段曲线会向下倾 斜. 这称为衰减. 随着流量增加, 出口压力将出现一定程度 的下降 C 也可能会下降很多, 这取决于调压阀的设计. 在曲 线的平坦部分衰减相对较小, 而在曲线的末端, 压力衰减非常 剧烈. 与额定进口压力与实际系统压力准确相符的调压阀流量曲线 相比, 调压阀的供压显著低于额定进口压力时, 流量曲线的衰 减会更多(图3) . 另外, 选择严格符合进口压力要求的调压 阀可以获得最高手柄分辨率(每圈手柄转动的压力变化较小) 和最佳控制效果, 并使理想工作范围更宽. 阀座负载下降或锁定 阀座负载下降出现在调压阀曲线(图2)的最左侧, 从这里开 始出现陡峭的压力下降. 在从左到右地看该曲线时, 想象 系统处于无流量状态. 调压阀设定为某个压力, 但是没有流 量. 然后, 想象操作员慢慢打开下游阀门来启动流量. 此时 调压阀难以保持压力, 因此将立刻出现剧烈的压力下降. 工 作在曲线的这个陡峭下降段时, 当调压阀在有流量和无流量 条件之间来回转换时, 可能会发出振动或脉动的声音. 现在, 我们从右往左看这条曲线. 想象系统正沿着曲线的平 坦部分运行. 然后, 想象操作员慢慢关闭下游的阀门, 流量 下降到接近零. 我们将沿曲线向上. 在接近无流量状态时, 调压阀将难以保持设定压力. 这种情况下, 调压阀也可能会 发出振动声音. 最后, 调压阀猛然关闭, 截断流动. 这称为 锁定. 阀座负载下降和锁定这两个术语基本上是可互换的. 有时, 人们使用锁定描述这两种状态. 建议不要让调压阀在这些条 件下运行. 图2. 减压型调压阀的这条典型流量曲线 说明了多个现象, 包括理想工作范围、 衰减、 节流、 阀座负载下降或锁定等. 图3. 与额定进口压力远高于实际系统压 力的调压阀的流量曲线相比, 在额定进 口压力与实际系统压力严格相符的调压 阀的流量曲线上, 衰减较小, 理想工作范 围较宽.