真空—空氣—氮?dú)夥峙溲b置結(jié)構(gòu)改進(jìn)

鄭乙 鄭達(dá)

摘 要：該文針對某產(chǎn)品真空-空氣-氮?dú)夥峙溲b置出口壓力調(diào)節(jié)困難、泄壓不穩(wěn)定等問題，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)入手分析原因，改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、調(diào)整操作方法，使該裝置滿足產(chǎn)品測試的需要。

關(guān)鍵詞：減壓器 活塞式 膜片式

中圖分類號：TG95-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0041-02

某產(chǎn)品真空-空氣-氮?dú)夥峙溲b置（以下簡稱分配裝置）主要用于產(chǎn)品氣密壓力試驗及抽真空試驗。氣密壓力功能原理圖見圖1，高壓氣源通過一級、二級減壓器減壓后實現(xiàn)高壓、低壓氣體的輸出，以滿足產(chǎn)品試驗壓力的需要。

1 調(diào)試中的問題

分配裝置在調(diào)試過程中，出現(xiàn)以下問題。

1.1 一級減壓器泄漏、減壓器出口壓力調(diào)節(jié)困難

一級減壓器出口壓力小于3 MPa時靈敏度較高，可以調(diào)節(jié)到任意壓力值。當(dāng)出口壓力大于3 MPa，靈敏度明顯降低，壓力值步進(jìn)0.3～0.5 MPa，調(diào)節(jié)到設(shè)定壓力值困難。

一級減壓器保壓過程中出現(xiàn)泄漏，經(jīng)過排查減壓器的連接管路沒有泄漏，對減壓器單獨(dú)做壓力試驗，依然泄漏。

1.2 二級減壓器靈敏度較低

二級減壓器靈敏度較低，調(diào)節(jié)到固定值比較困難，調(diào)節(jié)時滯后約0.04 MPa，不能滿足產(chǎn)品的低壓試驗要求。

1.3 截止閥泄壓損壞壓力表

試驗完成后使用截止閥將管路中的高、低壓氣體泄壓。當(dāng)截止閥鎖緊后，用力太小無法開啟，用力太大，由于慣性，開啟量會在短時間增大，但高壓氣體急速降壓，壓力表受沖擊很大，容易損壞。

2 原因分析

2.1 一級減壓器

一級減壓器采用的活塞式結(jié)構(gòu)，原理圖見圖2，工作原理：高壓氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入高壓腔，通過活門與閥體之間的微小間隙流入低壓腔，擴(kuò)散減壓，調(diào)節(jié)調(diào)壓螺桿將力通過彈簧座、彈簧、活塞及頂桿作用到活門上改變活門與閥體之間間隙的大小，從而控制出口壓力。

根據(jù)減壓器原理分析，減壓器具備保壓功能和超壓自排氣功能，當(dāng)出口壓力值過高時，出口壓力會將活塞向上頂起，通過活塞上的通孔和閥蓋上的排氣孔可以將超壓氣體排出，直到達(dá)到限定壓力值，活塞回落，停止排氣。對減壓器進(jìn)行的保壓試驗沒有超過出口壓力限定范圍，但發(fā)生了泄漏，表明活塞與頂桿之間的密封面在限定壓力之下已打開，活塞與頂桿之間的密封部位可能損傷或有異物卡滯。因此減壓器泄漏屬于自身質(zhì)量問題，需返廠檢修。

2.2 二級減壓器

二級減壓器結(jié)構(gòu)、原理與一級減壓器相同，因此同樣由于背壓大的問題，使調(diào)節(jié)精度無法滿足產(chǎn)品要求。因此需要從結(jié)構(gòu)和原理方面進(jìn)行改進(jìn)。

2.3 截止閥泄壓

由于很難控制截止閥使其平穩(wěn)的開啟，因此對高壓管路泄壓需要尋找更合理的方式。分析原理圖，在高壓管路中的一級減壓器具有超壓自排氣功能，當(dāng)出口壓力由大向小調(diào)節(jié)時，相當(dāng)于出口壓力超壓，減壓器活塞與閥蓋之間的密封面就會微量開啟進(jìn)行泄壓，因此緩慢的關(guān)閉一級減壓器就能將減壓器出口端的高壓氣體進(jìn)行平穩(wěn)的泄壓。

2.4 真空泵油標(biāo)

真空泵的油標(biāo)距離框架內(nèi)壁距離近，真空泵無法調(diào)整到油標(biāo)可以直接觀察到的位置。通過在油標(biāo)前面設(shè)置具有反射功能的裝置，就能夠直接目測觀察。

3 改進(jìn)方案及具體措施

3.1 一級減壓器調(diào)節(jié)方式改進(jìn)

在進(jìn)行一級減壓器調(diào)節(jié)出口壓力大于3 MPa時，先將一級減壓器后的截止閥開啟微量開啟，使出口具有微小流量，從而使減壓器調(diào)節(jié)時活塞可以活動靈活，提高靈敏度。當(dāng)一級減壓器出口壓力達(dá)到或比試驗壓力略低時，關(guān)閉一級減壓器后面的截止閥，出口壓力會有微量增長，當(dāng)壓力值達(dá)到試驗壓力時關(guān)閉一級減壓器前面的截止閥，如壓力高于試驗壓力，可通過開啟一級減壓器后面的截止閥微量放氣，從而達(dá)到試驗壓力。一級減壓器經(jīng)返廠檢修，清理了活塞與頂桿之間密封部位的異物，解決了無法保壓的故障。

3.2 二級減壓器結(jié)構(gòu)改進(jìn)

由于活塞式減壓器的O形圈具有一定的摩擦力，對較小的調(diào)節(jié)量不敏感，因此不適合調(diào)節(jié)精度較高的低壓氣體，改用膜片式結(jié)構(gòu)的減壓器（見圖3）。工作原理：順時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿5，壓縮調(diào)節(jié)彈簧6，傳動彈簧墊塊4，膜片3和頂桿7，從而使活門9離開閥座。進(jìn)口的高壓氣體由高壓室經(jīng)活門和閥座的節(jié)流間隙進(jìn)入低壓室8，擴(kuò)散減壓。高低壓室的壓力分別由高壓表1和低壓表11指示。減壓后的壓力由擰動調(diào)節(jié)螺桿來調(diào)節(jié)，主要改變調(diào)節(jié)彈簧6所產(chǎn)生的力，致使膜片3下面與之平衡的氣體壓力產(chǎn)生變化達(dá)到所需的工作壓力。此時可打開減壓器后面的閥進(jìn)行工作。

膜片式減壓器，壓力調(diào)節(jié)時只需要克服低壓腔的壓力，相對活塞式減壓器，減少了活塞上O形圈的摩擦力，因此調(diào)節(jié)相對容易，調(diào)節(jié)精度較高，能夠滿足產(chǎn)品壓力試驗的需求。

4 實施效果

通過對分配裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)和調(diào)試方法的調(diào)整，使分配裝置滿足產(chǎn)品高、低壓氣密試驗的要求，可操作性增強(qiáng)。

5 結(jié)論

該文對分配裝置調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析，采取了有效的改進(jìn)措施，使分配裝置滿足產(chǎn)品氣密試驗的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 20262-2006《焊接、切割及類似工藝用氣瓶減壓器安全規(guī)范》[S].

[2] GB/T 25473—2010《焊接、切割及類似工藝用管路減壓器》[S].