气瓶阀门
1. 阀门类型
根据GB15383《气瓶阀出气口连接形式和尺寸》中所要求,各种气体按性质分类,各分类气体所用气瓶阀门接口均有专门规定。表1为常见的气体组别和阀门连接方式。
表1
气体类别 | 阀门连接方式 |
不燃、无毒 | W21.8-14 、G5/8 |
可燃、有毒 | G5/8 L、W21.8-14 L |
乙炔 | 专用瓶阀,Φ5;专用接头 |
注:
W21.8-14 和G5/8为右旋螺纹;
W21.8-14L 和 G5/8 L 为左旋螺纹。
2. 阀门接口
阀门接口的连接方式分为球面和平面两种。
(点击查看大图)
球面密封通过拧紧螺帽把气瓶接头的球面压紧在阀门接口的锥面上。其中,螺纹不起密封作用。密封效果取决于气瓶接头的球面与阀门接口内部的锥面接触的部分。
对于平面密封的情况,垫片(或垫圈)的材质对气体兼容性和密封性能起到了很重要的作用。为了达到理想的密封效果,防止因垫片扭曲变形而产生漏气,建议每次更换气瓶时都要更换垫片。
那么,是否用越大的力拧紧螺帽,密封效果越好呢?答案是不一定的。紧固螺帽的力如果超过一定的值,会破坏球面密封的接触面或平面密封的垫片,甚至导致阀门损坏,产生各种问题。从理论上来说,每种材质有对应的建议扭矩值。
表2 球面密封建议扭矩值
阀门材质 | 接头材质 | 建议扭矩值 |
铜 | 铜 | 35-45 ft/lb |
铜 | 不锈钢 | 35-50 ft/lb |
不锈钢 | 铜 | 35-50 ft/lb |
不锈钢 | 不锈钢 | 35-60 ft/lb |
表3 平面密封建议扭矩值
垫片材质 | 建议扭矩值 |
PTFE | 15-25 ft/lb |
铜 | 35-45 ft/lb |
由于我们在日常操作中无法对扭矩有明确的掌握,所以建议每次更换气瓶时,如果用扳手紧固完阀门接口,在排除垫片过度变形、垫片划痕、密封面被污染等因素后,仍然发现有泄漏,建议联系供应商解决问题。
减压阀的选型
(本文仅针对小管道、低流量调压阀,不包括大宗气体供气调压阀)
1. 减压阀的类型
减压阀类型 | 特点 |
膜片式减压阀 |
|
活塞式减压阀 |
|
波纹管减压阀 |
|
2. 减压阀的材质
铜镀铬或黄铜:
常用于纯度要求不高的工业气体和高流速氧气,具有价格优势。
SS316L不锈钢:
适用于高纯气体、超高纯气体、反应活性气体、腐蚀性气体、毒性气体。
在选择减压阀材质时,必须确认材质与气体的兼容性,包括减压阀密封材料。
3. 减压阀进出口气体压力要求
进口气体压力,需根据气源压力考虑减压阀的压力等级。
出口气体压力,选择合适范围,避免过大或过小。建议使用范围应选用全量程的 1/3 ~ 2/3 为宜。
4. 减压阀出口气体压力稳定性要求
由于减压阀自身的结构特点,在气体使用过程中,随着气源压力由高压变为低压,减压阀的出口气体压力会升高1-2bar左右。若气体使用点要求稳定的气体压力,建议安装二级减压阀,保持稳定的气体压力输出。
5. 减压阀的流量选择要求
如下图举例说明,当气体流量较低时,减压阀出口压力较稳定。一旦流量增加,出口压力便会降低。所以,我们可根据用气点对气体压力稳定性的不同要求,选择不同范围的流量。通过比较流量曲线来选择合适的减压阀。
6. 一级减压阀、二级减压阀
一级减压阀,为双表头,用于气瓶出口的高压气体调节。
二级减压阀(使用点调压阀),为单表头。
通过两级调压,可以使用气点压力更稳定。
7. 双级减压阀
两个调压阀阀体集成在一起,一级调压预设为中等压力,然后经二级减压后,出口压力非常稳定。常用于把减压阀直接连到钢瓶出口且需要很稳定的供气压力的场合。
8. 恒流阀
适用于1L、1.7L的一次性气瓶。
管道连接
(本文仅针对实验室气体小管道连接)
1. NPT连接
需要螺纹密封剂或四氟带(PTFE)起润滑和密封作用。
泄漏率:10-1 to 10-2 (He, sccs)
2. 卡套连接
卡套接头靠螺母对双卡套挤压,使管道产生形变,前卡套形成主密封,后卡套对管道形成抓紧作用。
泄漏率:10-3 to 10-5 (He, sccs)
3. VCR连接
两侧接头中间用金属垫片,拧紧螺帽使两侧接头向中间挤压,使垫片产生形变来密封。
VCR连接应由专业人员操作,避免过度拧紧造成泄漏。
泄漏率:10-9 (He, sccs)
4. VCO连接
通过O形圈压紧产生密封。
泄漏率:10-8 (He, sccs)
5. 软管连接
将塑料/橡胶软管插入宝塔头,并用夹子固定。但由于塑料和橡胶材质本身具有渗透性,所以该种连接方式适合于对气体压力和纯度要求不高的应用。
什么是泄漏率?
如下图所示,以泄漏率为10-2(He, sccs)为例,其意为1.5分钟泄漏1毫升氦气。
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Q&A
问
减压阀贵的和便宜的有什么区别?
材质、结构形式、供应商的差异等因素均会影响减压阀的价格。尤其是不同的供应商在品质控制方面都会有不同,包括对每一道工艺的控制、对原材料的检测、质量标准的不同、内表面处理、特殊处理(如电化学抛光,提高耐腐蚀性)、产品的质量检测、每个部件的去油脱脂清洗、售后服务、产品的安全性和可靠性等。这些环节都会造成无形的成本,使不同品牌减压阀的价格截然不同。
当我们面对不同价格的减压阀时,主要看设备对气体的使用要求。如果您的设备非常昂贵,要求气体压力稳定可靠,建议选择品质好的减压阀,价格相对增加,但对设备具有更好的保护作用。反之,可选择较便宜的减压阀。不建议选择”三无“的减压阀,要保证安全。
问
为什么有些气体一定要使用不锈钢减压阀?
不锈钢减压阀的特点是耐腐蚀、内表面光洁度高、可做特殊处理(如电化学抛光),用于反应活性、腐蚀性、毒性、高纯或超高纯气体。因为这些气体对杂质含量要求很高,若选择其他材质的减压阀,或有材质不兼容的问题,或由于其内表面粗糙,造成水、氧或颗粒等杂质附着在减压阀内表面,影响供气品质。
[来源:液化空气中国]
2023.12.05
液空中国顺利通过ISO/IEC 17025《检测和校准实验室能力的通用要求》
2021.02.26
2021.02.04
2021.01.06
2024.07.22
2024.07.22
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