色譜儀減壓閥的作用和工作原理是什么
點擊: 次 時間:2016-12-08 10:13
一、色譜減壓閥的作用
鋼瓶使用初期和末期的壓強變化很大,而且本身壓強也很高,不適合色譜儀使用。因此必須有這樣一個裝置,來把高壓的氣瓶氣體降壓到色譜儀需要的0.6MPa左右的壓強。并且要能夠在鋼瓶壓力很大幅度變化的情況下,保持輸出壓力基本穩定。這一個裝置,就是減壓閥。
減壓閥的主要目標是兩個:1、降低氣體壓力;2、在輸入壓力大幅度變化的情況下,保持輸出壓力基本穩定。
二、色譜減壓閥的結構
減壓閥也稱為減壓表,下圖是一個簡單的減壓表的結構示意圖:
圖中7是高壓氣瓶與減壓閥的連接口,氣體經針閥4進入裝有調節隔膜的出口腔5,出口壓力是靠調節手柄1調節。順時針擰緊,針閥逐漸打開,出口壓力升高;反時針旋松,出口壓力減小。
三、色譜減壓閥的工作原理
要理解它的工作原理,首先要嘗試對隔膜進行相應的受力分析。這個隔膜收到外面大氣壓向下的壓力和彈簧向下的壓力,當然這個彈簧壓力是我們能夠調節的。同時收到出口腔內壓強向上的壓力,和入口腔內壓強對提升針閥下平面造成的壓力。正常工作中,我們通過調整彈簧壓力控制出口腔壓強到合適的輸出值。當鋼瓶壓力發生變化時,例如載氣將要用盡,入口腔壓力下降時,入口腔對提升針閥的下平面造成的壓力減小,隔膜受到的向上的力減小,隔膜將向下移動,導致提升針閥開度加大。同時,入口腔壓力下降,導致出口腔和入口腔之間的壓差減小,從入口腔進入出口腔的氣體量減小。在穩定用氣的情況下,出口腔供氣不足,將造成壓強下降。當出口腔壓強下降后,出口腔壓強對隔膜的壓力就下降了,隔膜將向下移動,導致提升針閥開度加大。開度加大后,入口腔和出口腔之間的氣體阻力減小,會有更多的氣體可以到達出口腔,穩定了出口腔的壓力。
引申閱讀:換鋼瓶時的做法
我們注意到,減壓表正常工作下,彈簧壓力都是調整到一個較大值的。因為鋼瓶高壓對提升針閥入口腔端有一個較大壓力,或者從另一個角度說,出口和大氣的壓差是很大的,需要一個很大的彈簧壓力來平衡。當我們換鋼瓶的時候,如果不首先將壓力放盡就斷開鋼瓶與減壓表,減壓表入口腔壓力驟降將導致提升針閥快速下降開度增加。開度增加導致出口腔氣體倒灌入口腔泄壓并導致入口腔壓力驟降,提升針閥將因此進一步快速增加開度。這種情況帶來兩個風險:1、快速的從入口泄壓導致彈簧快速伸長,可能損壞減壓閥的彈性金屬膜片。2、如果沒有關閉減壓閥和管線的閥門,會導致色譜儀入口泄壓,發生色譜故障。
從這一點看,換鋼瓶時必須先斷開減壓閥和管線的連接,同時要避免快速從減壓表入口降壓,即應首先把彈簧壓力降低。降低彈簧壓力后,金屬膜片受到向下的力減小,不會在泄壓的過程中被大幅度快速向下壓迫。但這樣做帶來另一個問題,彈簧壓力降低后,出口腔壓力將導致提升針閥關閉,入口腔和出口腔隔離。這樣斷開鋼瓶和減壓表的連接時,出口腔壓力保持不變。當我們換好鋼瓶要供氣的時候,調整彈簧壓力卻看不到輸出端壓力表的變化情況,因此只好多調一點到指針有變化,導致每換一次鋼瓶,出口端壓力就增加一點。為了避免這一問題,我們需要對輸出端降壓。因此要斷開減壓表和管線的連接進行放氣降壓,以便于再次調整時能夠看到調整情況。
另外,開閥低頭是換鋼瓶時要格外記住的安全措施,同時開閥要慢,也是最基本的安全保證。
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