中國常用標準氣體鋼瓶減壓閥工作原理

　　                中國常用標準氣體鋼瓶減壓閥工作原理
　　
　　                    上海申弘閥門有限公司
　　
　　氣體鋼瓶減壓閥工作原理及使用方法
　　
　　在物理化學實驗中，經常要用到氧氣、氮氣、氫氣、氬氣等氣體。這些氣體一般都是貯存在的高壓氣體鋼瓶中。使用時通過減壓閥使氣體壓力降至實驗所需范圍，再經過其它控制閥門細調，使氣體輸入使用系統。常用的減壓閥為氧氣減壓閥，簡稱氧氣表。（1）壓縮氣體臨界溫度低于-10℃的氣體，經加高壓壓縮，仍處于氣態者稱壓縮氣體，如氧、氮、氫、空氣、氬、氮等。這類氣體鋼瓶若設計壓力大于或等于12MPa（125kg/cm2）稱高壓氣瓶。
　　
　　（2）液化氣體臨界溫度≥10℃的氣體，經加高壓壓縮，轉為液態并與其蒸氣處于平衡狀態者稱為液化氣體。臨界溫度在-10℃至70℃者稱高壓液化氣體，如二氧化碳、氧化亞氮。臨界溫度高于70℃，且在60℃時飽和蒸氣壓大于0.1MPa者稱低壓液化氣體，如氨、氯、硫化氫等即是。
　　
　　（3）溶解氣體單純加高壓壓縮，可產生分解、爆炸等危險性的氣體，必須在加高壓的同時，將其溶解于適當溶劑，并由多孔性固體物充盛。在15℃以下壓力達0.2MPa以上，稱為溶解氣體（或稱氣體溶液），如乙炔。從氣體的性質分類可分，如氫、一氧化碳等；助燃氣體，如氧、氧化亞氮等；不然氣體，如氮、二氧化碳等。
　　
　　1.氧氣減壓閥的工作原理
　　
　　氧氣減壓閥的高壓腔與鋼瓶連接，低壓腔為氣體出口，并通往使用系統。高壓表的示值為鋼瓶內貯存氣體的壓力。低壓表的出口壓力可由調節螺桿控制。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)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。半導體制程，實驗室,氣相分析,測試儀表,石油化學工業,電廠設備
　　
　　使用時先打開鋼瓶總開關，然后順時針轉動低壓表壓力調節螺桿，使其壓縮主彈簧并傳動薄膜、彈簧墊塊和頂桿而將活門打開。這樣進口的高壓氣體由高壓室經節流減壓后進入低壓室，并經出口通往工作系統。轉動調節螺桿，改變活門開啟的高度，從而調節高壓氣體的通過量并達到所需的壓力值。
　　
　　減壓閥都裝有安全閥。它是保護減壓閥并使之安全使用的裝置，也是減壓閥出現故障的信號裝置。如果由于活門墊、活門損壞或由于其它原因，導致出口壓力自行上升并超過一定許可值時，安全閥會自動打開排氣。
　　
　　2.氧氣減壓閥的使用方法
　　
　　(1)按使用要求的不同，氧氣減壓閥有許多規格。高進口壓力大多為，低進口壓力不小于出口壓力的2.5倍。出口壓力規格較多，一般為，高出口壓力為。
　　
　　(2)安裝減壓閥時應確定其連接規格是否與鋼瓶和使用系統的接頭相一致。減壓閥與鋼瓶采用半球面連接，靠旋緊螺母使二者*吻合。因此，在使用時應保持兩個半球面的光潔，以確保良好的氣密效果。安裝前可用高壓氣體吹除灰塵。必要時也可用聚四氟乙烯等材料作墊圈。
　　
　　(3)氧氣減壓閥應嚴禁接觸油脂，以免發生火警事故。
　　
　　(4)停止工作時，應將減壓閥中余氣放凈，然后擰松調節螺桿以免彈性元件長久受壓變形。
　　
　　(5)減壓閥應避免撞擊振動，不可與腐蝕性物質相接觸。
　　
　　氣體鋼瓶的存放與安全操作
　　
　　（1）氣瓶必須存放在陰涼、干燥、遠離熱源的房間，并且要嚴禁明火，防曝曬。除不燃性氣體外，一律不得進入實驗樓內。使用中的氣瓶要直立固定。
　　
　　（2）氣瓶的顏色及閥門轉向
　　
　　為了保證安全，氣瓶用顏色標志，不致使各種氣瓶錯裝、混裝。同時，為了不使配件混亂，各種氣瓶據性質不同，閥門轉向不同。
　　
　　通則：氣瓶為紅色，左轉。有毒氣體（氣瓶為黃色）、不燃氣體右轉。壓縮氣瓶顏色閥門轉向一覽表
　　
　　（3）氣體鋼瓶的存放
　　
　　①氣瓶應貯存于通風陰涼處，不能過冷、過熱或忽冷忽熱，使瓶材變質。也不能暴于日光及一切熱源照射下，因為暴于熱力中，瓶壁強度可能減弱，瓶內氣體膨脹，壓力迅速增長，可能引起爆炸。
　　
　　②氣瓶附近，不能有還原性有機物，如有油污的棉紗、棉布等，不要用塑料布、油氈之類蓋，以免爆炸。
　　
　　③勿放于通道，以免碰跌。
　　
　　④不用的氣瓶不要放在實驗室，應有專庫保存。
　　
　　⑤不同氣瓶不能混放。空瓶與裝有氣體的瓶應分別存放。
　　
　　⑥在實驗室中，不要將氣瓶倒放、臥倒，以防止開閥門時噴出壓縮液體。要牢固地直立，固定于墻邊或實驗桌邊，用固定架固定。
　　
　　⑦接收氣瓶時，應用肥皂水試驗閥門有無漏氣，如果漏氣，要退回廠家，否則會發生危險。
　　
　　(4)氣體鋼瓶的搬運
　　
　　氣瓶要避免敲擊、撞擊及滾動。閥門是脆弱的部份，要加以保護，因此，搬運氣瓶，要注意遵守以下的規則：
　　
　　①一般規定：
　　
　　搬運氣瓶時，不使氣瓶突出車旁或兩端，并應采取充分措施防止氣瓶從車上掉下。
　　
　　運輸時不可散置，以免在車輛行進中，發生碰撞。不可用磁鐵或鐵鏈懸吊，可以用繩索系牢吊裝，每次不可超過一個。如果用起重機裝卸超過一個時，應用正式設計托架。
　　
　　②氣瓶搬運時，應罩好氣鋼瓶帽，保護閥門。
　　
　　③避免使用染有油脂的人手、手套、破布接觸搬運氣瓶。
　　
　　④搬運前，應將聯接氣瓶的一切附件如壓力調節器、橡皮管等卸去。
　　
　　(5)氣瓶使用
　　
　　①氣瓶必須聯接壓力調節器，經降壓后，再流出使用，不要直接聯接氣瓶閥門使用氣體。各種氣體的調節器及配管不要混亂使用，使用氧氣時要尤其注意此問題，否則可能發生爆炸。配件和氣瓶均漆上同一顏色的標志。
　　
　　②安裝調節器、配管等，要用合適的。如不合適，絕不能用力強求吻合，接合口不要放潤滑油，不要焊接。安裝后，試接口，不漏氣方可使用。
　　
　　③保持閥門清潔，防止砂礫、穢物或污水等侵入閥門套管，引起漏氣。清理時，由有經驗的人慢慢開閥門，排出少量氣沖走污物，操作人員應稍遠離氣瓶閥門。
　　
　　④開閥門時，應徐徐進行；關閉閥門時，以能將氣體截止流出就可以，適可而止，不要過度用力。⑤氣體之氣瓶，經壓力調節器后，應裝單向閥門，防止回火。
　　
　　⑥氣瓶不要和電器電線接觸，以免發生電弧，使瓶內氣體受熱發生危險。如使用乙炔氣焊接或割切金屬，要使氣瓶遠離火源及熔渣。
　　
　　⑦點火前，要確保空氣排盡，不發生回火才可以點火。為此，用試管收集氣體試驗，如為氫氣，收集氣體不爆炸后，才能點火。
　　
　　使用乙炔焊槍，亦應放一會兒氣，保證不混空氣，才點燃焊槍。
　　
　　⑧氣體或腐蝕氣體，每次實驗完畢，都應將與儀器聯接管拆除，不要聯接過夜。
　　
　　⑨氣瓶內的氣體不能用盡，即輸入氣體壓力表指壓不應為零，否則，可能混入空氣，將來再重裝的氣體工作時會發生危險。
　　
　　⑩氣瓶附近，必須有合適的滅火器，且工作場所通風良好。
　　
　　(6)特別注意及事故處理
　　
　　①乙炔的銅鹽、銀鹽是爆炸物，乙炔氣及氣瓶切勿與銅或含銅70%以上的合金接觸，一切附件不能用這些金屬。②氣瓶與儀器中間應有安全瓶，防止藥物回吸入瓶中，發生危險。
　　
　　③如發生回火或氣瓶瓶身發熱現象，應立即關掉氣瓶閥門，將氣瓶搬出室外空礦處，并將氣瓶浸入冷水中，或澆以大量涼水，降低溫度，將閥門徐徐打開，繼續保持冷卻至氣體放完為止。
　　
　　④乙炔、氫氣、石油氣是危險的。
　　
　　⑤氧氣雖然不是易燃物，但助燃性強，一定不能接觸污物、有機物。
　　
　　⑥使用腐蝕性氣體，氣瓶和附件都要勤檢查，不用時，不要放在實驗室中。
　　
　　(7)壓力調節器的用途和操作
　　
　　壓力調節器是準確的儀器。它的設計使氣瓶輸出壓力降至安全范圍才流出，使流出氣體壓力限制在安全范圍內，防止任何儀器或裝置被超壓撞壞，同時氣流壓力穩定，好的調壓器應有以下性能：
　　
　　①氣瓶輸入氣體改變壓力，調節器輸出氣體壓力能維持常壓。
　　
　　②壓力調節器不因氣體輸出速度改變而改變壓力，偏差很小，基本維持恒壓。
　　
　　③停止工作時，系統內的終壓不會提高。
　　
　　(8)操作方法
　　
　　①在與氣瓶聯接之前，察看調節器入口和氣瓶閥門出口有無異物，如有，用布除去。但如系氧氣瓶，不能用布擦，此時，小心慢慢稍開氣瓶閥門，吹走出口之臟物。臟的氧氣壓力調節器入口用四氯化碳或三氯乙烯洗干凈，用氮氣吹干，再使用。
　　
　　②用平板鉗擰緊氣瓶出口和調節器入口之聯接，但不要加力于螺紋。有的氣瓶要在出入口間墊上密合墊，用聚四氟乙烯墊時，不要過于用力，否則墊被擠入閥門開口，阻擋氣體流出。
　　
　　③向反時針方向松調壓螺旋至無張力，就關上調節器。
　　
　　④檢查輸出氣體之針形閥是否關上。
　　
　　⑤開氣時首先慢慢打開氣瓶的閥門，至輸入表讀出氣瓶全壓力。打開時，一定要全開閥門，調節器的輸出壓力才能維持恒定。
　　
　　⑥向順時針方向擰動調節螺旋，將輸出壓力調至要求的工作壓力。
　　
　　⑦調動針形閥調整流速。
　　
　　⑧關氣時首先關氣瓶閥門。
　　
　　⑨打開針形閥，將壓力調節器內之氣體排凈。此時兩個壓力表的讀數均應為零。
　　
　　⑩向反時針方向松開調節螺旋至無張力，將調節器關上。⑾關上調節器輸出的針形閥。
　　
　　（9）保存
　　
　　壓力調節器不用時，要及時拆下按下法保存。
　　
　　①壓力調節器保存于干凈無腐蝕性氣體的地方。
　　
　　②用于腐蝕性氣體或氣體的調節器，用完后，立即用干燥氮氣沖洗。洗時，將螺旋向順時針方向打開，接上氮氣，通入入口管。沖洗十分鐘以上。
　　
　　③然后用原膠袋將入口管封住，保持清潔。（10）壓力調節器的檢查
　　
　　調節器要經常檢查，尤其是強腐蝕性氣體的調節器，使用一周就要檢查一次，其他的可隔一兩個月檢查一次。完好的壓力調節器應符合下述技術條件：
　　
　　①無壓力時兩表讀數都應為零。
　　
　　②開氣瓶閥門，調松螺旋后，應讀出氣瓶高壓力。
　　
　　③關上調節器輸入針形閥，在五至十分鐘內，輸出壓力表之壓力不應上升，否則內部閥門有漏氣處。④順時針方向轉動調節螺旋，應指出正常輸出壓力，如達不到，表示內部有堵塞，稍后些使輸出壓上升，這叫緩慢現象，呈現緩慢現象的調節器不能使用。
　　
　　⑤關上氣瓶閥門，在五至十分鐘內，輸入輸出壓力均不應有變化，如下降，表示有漏氣的地方，可能在輸入管、針形閥、安全裝置隔膜等處漏氣。
　　
　　⑥在操作時，輸出壓力異常下降，表示表內有故障。出現任何不正常現象，都要修理好才能用。
　　
　　注意：任何氣體的壓力調節器用過后，都不能用作氧氣壓力調節器！原則上，每個氣體的調節器都不能混用，除非使用者非常了解該兩種氣體特性，確定不發生反應！
　　
　　3.其它氣體減壓閥
　　
　　有些氣體，例如氮氣、空氣、氬氣等*性氣體，可以采用氧氣減壓閥。但還有一些氣體，如氨等腐蝕性氣體，則需要減壓閥。市面上常見的有氮氣、空氣、氫氣、氨、乙炔、丙烷、水蒸氣等減壓閥。
　　
　　這些減壓閥的使用方法及注意事項與氧氣減壓閥基本相同。但是，還應該指出：減壓閥一般不用于其它氣體。為了防止誤用，有些減壓閥與鋼瓶之間采用特殊連接口。例如氫氣和丙烷均采用左牙螺紋，也稱反向螺紋，安裝時應特別注意。
　　
　　氣體減壓器安全使用：
　　
　　(1)氧氣瓶放氣或開啟減壓器時動作必須緩慢。如果閥門開啟速度過快，減壓器工作部分的氣體因受絕熱壓縮而溫度大大提高，這樣有可能使有機材料制成的零件如橡膠填料、橡膠薄膜纖維質襯墊著火燒壞，并可使減壓器*燒壞。另外，由于放氣過快產生的靜電火花以及減壓器有油污等，也會引起著火燃燒燒壞減壓器零件。
　　
　　(2)減壓器安裝前及開啟氣瓶閥時的注意事項：安裝減壓器之前，要略打瓶閥門，吹除污物，以防灰塵和水分帶入減壓器。在開啟氣瓶閥時，瓶閥出氣口不得對準操作者或他人，以防高壓氣體突然沖出傷人。減壓器出氣口與氣體橡膠管接頭處必須用退過火的鐵絲或卡箍擰緊；防止送氣后脫開發生危險。
　　
　　(3)減壓器裝卸及工作時的注意事項：裝卸減壓器時必須注意防止管接頭絲扣滑牙，以免旋裝不牢而射出。在工作過程中必須注意觀察工作壓力表的壓力數值。停止工作時應先松開減壓器的調壓螺釘，再關閉氧氣瓶閥，并把減壓器內的氣體慢慢放盡，這樣，可以保護彈簧和減壓活門免受損壞。工作結束后，應從氣瓶上取下減壓器，加以妥善保存。
　　
　　(4)減壓器必須定期校修，壓力表必須定期檢驗。這樣做是為了確保調壓的可靠性和壓力表讀數的準確性。在使用中如發現減壓器有漏氣現象、壓力表針動作不靈等，應及時維修。
　　
　　(5)減壓器凍結的處理。減壓器在使用過程中如發現凍結，用熱水或蒸汽解凍，絕不能用火焰或紅鐵烘烤。減壓器加熱后，必須吹掉其中殘留的水分。
　　
　　(6)減壓器必須保持清潔。減壓器上不得沾染油脂、污物，如有油脂，必須在擦拭干凈后才能使用。
　　
　　(7)各種氣體的減壓器及壓力表不得調換使用，如用于氧氣的減壓器不能用于乙炔、石油氣等系統中。
　　
　　與本文相關的論文呢有：法蘭及螺栓與墊片在閥門安裝中的作用