自力式微壓控制器技術參數

                            自力式微壓控制器技術參數

                             上海申弘閥門有限公司

之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調節閥，現在介紹自力式微壓控制器技術參數壓力測量傳感器都具有一定的量程和度。通常大量程的壓力傳感器在測量低壓力時，度無法保證，而高度的低壓傳感器因量程有限而無法滿足大量程的需要，這使得在大壓力量程內，高度的低壓測量難以開展。對此，我們開發了一種自力式微壓控制器，將其置于壓力傳感器連接管路中，利用介質自身壓力變化，在介質壓力超過壓力傳感器量程時，自動切斷介質與傳感器連接管路，避免壓力傳感器由于超壓而破壞；當介質壓力回到壓力傳感器量程內后，自動打開與傳感器連接管路，傳感器即可恢復測量工作。
    自力式微壓控制器技術參數自力式微壓控制器的運用可以擴展高度低壓儀表的實際使用場合，即讓量程為0～0.1MPa的壓力儀表能使用在壓力高達20MPa的設備上，從而改變了我國沒有大壓力（0～20MPa）背壓下進行低壓力（0～0.1MPa）控制與切斷調節器的局面。自力式微壓控制器目前已申請國家發明（申請號為2010 102 254 68.2）。
    1 工作原理
    自力式微壓控制器部分結構和強度等是參考相關的閥門標準設計與制造的，如GB 12224-2005、GB8105-1987等。自力式微壓控制器結構如圖1所示。

    由圖1可知，控制器由控制器和切斷閥兩部分構成，特征在于控制器由支架座、端蓋與推桿、固定連接的托盤和壓盤以及安置在托盤下的旋轉彈簧座構成。
    旋轉彈簧座上設有調節彈簧，壓盤和托盤之間設有膜片和O型密封圈，切斷閥閥桿與推桿由一連接套組合在一起，連接套上設有緩沖彈簧。切斷閥由閥體、O型圈密封、壓套、壓環和閥桿Stem組成。
    流體介質分兩路同時進入切斷閥進口和控制器膜片上腔。當流體介質壓力小于控制器設定的切斷壓力時，控制器和切斷閥均不動作，流入切斷閥的介質經過閥座由閥門出口流出。當流體介質內壓大于控制器設定的切斷壓力后，介質在控制器的上腔內對膜片所產生的作用力大于調節彈簧的預壓縮力，而小于緩沖彈簧預壓縮力，膜片帶動托盤和推桿壓縮調節彈簧向下位移，直到與推桿相連的閥桿達到關閉位置。隨著介質的壓力繼續增大，作用在膜片上的作用力也繼續增大，當作用力大于調節彈簧和緩沖彈簧預壓縮力時，膜片帶動推桿、調節彈簧和緩沖彈簧一起向下位移。推桿的位移是在連接套內，不帶動閥桿做動作，直到膜片的托盤到位。此后，控制器內壓力繼續增大至20MPa，但膜片已*貼合控制器下腔不做動作。切斷閥的閥桿對閥座密封O型圈的密封力為調節彈簧和緩沖彈簧的全行程壓縮力。
    2 結構設計特點
    同現有的其他自力式閥門結構相比，自力式微壓控制器在閥桿和連接膜片的推桿之間增加了一條預緊彈簧，即緩沖彈簧。此彈簧設計的預壓縮力大于調節彈簧全行程的作用力，即閥桿在做全行程內動作時，緩沖彈簧沒有位移。當閥桿達到關閉位置后，膜片帶動緩沖彈簧有一段緩沖行程，直到膜片貼合控制器下腔，既保證了膜片貼合控制器下腔后腔內壓力繼續增加，膜片不受拉力，同時又保證了閥門有一定的密封力。此設計確保了膜片在高壓下不受破壞，從而使自力式微壓控制器能夠承受20MPa的背壓。
    閥桿與推桿的連接通過一連接套相連，使得閥桿行程方便調整，設定壓力（0～0.1MPa）可以通過旋轉彈簧座隨意調整，調試方便。
    膜片比一般的氣動閥門橡膠膜片更薄，上下用一金屬片夾住，并在膜片下方增加了一條緩沖O型圈，防止介質壓力突然增大時膜片向下運動造成的碰撞。切斷閥使用橡膠O型圈密封，此密封圈的摩擦力比傳統的填料密封圈小，大大提高了自力式微壓控制器的調節靈敏度。自力式微壓控制器可拆分為兩個部分，便于維修更換O型圈和膜片。
    3 應用實例介紹
    自力式微壓控制器的大特點是不需要任何外加能源，僅利用被調介質自身壓力變化就可實現自動切斷。壓力設定值在運行中可隨意調整，采用快開流量特性，動作靈敏，密封性好，滿足各種工業設備中用氣體介質自動切斷控制的需要，尤其適用于高度、小量程的壓力儀表（0～0.1MPa）在大壓力范圍（0～20MPa）內測量高度的低壓力值。廣泛使用于國民經濟各個領域的快開門式壓力容器，小到日常生活中的壓力煮飯鍋，大到航天飛船上的進出口。
    為了防止因快開門蓋未*關閉就升壓或設備中的壓力沒有釋放*就開啟門蓋而造成的安全事故，快開門式壓力容器必須具有安全聯鎖功能。要做到安全地開啟或閉合快開門式壓力容器，安全聯鎖功能必須使得壓力容器內的壓力值在非常接近零時才能啟閉快開門蓋（目前大量的快開門式壓力容器安全聯鎖功能的動作壓力值在0～0.03MPa之間）。而壓力容器自帶的壓力儀表只滿足其工作壓力的量程和度（通常工作壓力在0～15MPa間），無法對安全聯鎖功能的動作壓力值進行測定與判斷。若使用高度小量程的壓力儀表，則因為量程無法滿足壓力容器的實際工作壓力，也無法安裝使用。
    為此，我們將自力式微壓控制器與快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀（壓力量程0～0.1MPa、顯示分辨率10Pa）進行組合安裝，把自力式微壓控制器安裝在快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀的壓力進口前，使容器壓力經過自力式微壓控制器后再進入測試儀。組合連接示意圖如圖2所示。

    上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥這樣當介質壓力小于控制器設定切斷壓力時（設定值為0.05MPa），控制器沒有動作，流入切斷閥的介質經過閥座由閥門出口流出，通過快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀，可顯示并記錄安全聯鎖的動作壓力值。當介質內壓大于控制器設定切斷壓力后，控制器自行動作關閉切斷閥，使得快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀不會有超壓的危險。當介質壓力回到控制器設定切斷壓力后，切斷閥自行開啟，快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀又可顯示并記錄安全聯鎖的動作壓力值。
    通過使用自力式微壓控制器，可保持壓力始終在快開門式壓力容器安全聯鎖功能測試儀壓力傳感器的測量范圍內，實現了快開門式壓力容器安全聯鎖功能的實時在線檢測與記錄，*國內在這方面的空白。
    4 結束語
    實踐表明，自力式微壓控制器的功能滿足設計要求。樣品經國家泵閥產品質量監督檢驗中心檢驗，所檢項目中閥門關閉動作壓力、閥門開啟動作壓力、正向氣體密封試驗和殼體試驗的檢驗結果均符合JB/T9092-1999標準的要求。動作壽命試驗2830次，閥門動作正常。與本論文相關的論文有：先導式減壓閥安裝及選型
    自力式微壓控制器整體外形小巧，加工簡單，操作維護方便，是高度低壓傳感器在大壓力范圍內進行高度的低壓值測量所必須的輔助裝置，具有廣闊的市場前景。