Re: [問題] 氣體鋼瓶
這陣子很忙, 之前看到一直要回這篇也一直忘記.
先根據原文及其推文回應.
一般氣體鋼瓶視氣體種類以及不同, 所以瓶內壓力不同.
常見的 N2、H2, 大概都是充填在 140 ~ 150 bar.
CO2、NG(天然氣) 則大約是 40 bar.
瓶內壓力因使用消耗則壓力也會隨之下降.
【關於壓力控制】:
http://www.plastomatic.com/bprvspr.html
來, 先參考上述連結, 這是常見的調壓/背壓閥構造,
上圖是調壓閥, 利用施加外力的壓力大小來調節閥體出口的壓力.
(下圖是背壓閥, 調節閥體入口壓力, 在此略過)
鋼瓶端需安裝的調壓閥是控制閥體出口壓力,
通常上頭會有大小兩個表,
大表靠近鋼瓶是瓶內壓力(P1), 小表則是出口壓力(P2),
至於左右則不一定, 有的調壓表是左進右出, 有的相反.
一般只要瓶內壓力(P1)大於欲調節的出口壓力(P2),
則 P2 壓力幾乎是穩定恆定的.
兩種情況例外:
1. 流量過大, 導致真實出口壓力會低於設定的出口壓力, ( P2' < P2 )
直到消耗端停止才會回復到設定壓力.
2. 調壓閥內密封失效(一般是髒了導致閉鎖不全),
則會導致出口壓力高於設定的出口壓力 ( P2' > P2 ),
甚至會高到與瓶內壓力相同 ( P2' = P1 )
額外附註:
事實上調壓閥是要視流量使用情況選配的,
但一般是除非流量過大才會有特別需求,
否則使用該氣體常見使用的調壓閥即可.
【關於流量控制】:
常見的兩種: 浮子流量計、MFC
浮子流量計
優點: 便宜, 易取得.
缺點: 較粗略, 一般不耐壓.
使用時間長時較不穩定,
須常常注意並調整與清潔
如果是常壓系統, 可使用浮子流量計,
以 Dwyer 空氣/氮氣用浮子流量計為例,
零售大約 1500 NT$ 上下.
是相對較便宜而較為粗略的流速調節作法.
但流量會隨著浮子流量計的進出口壓力變化而改變.
另外要注意的是鋼瓶出口壓力就不能調太高,
須視所用的浮子流量計特性與安全規範使用.
以 Dwyer 空氣浮子流量計為例,
最高承受壓力是 50 psi (大約 3.4 bar),
一般最多用到 1.5 bar. 否則有爆裂傷人的危險.
質量流量計 (MFC)
優點: 精確, 可靠度高.
缺點: 成本高, 週邊配件多.
MFC 則須搭配流量控制/顯示器, 並且也要依標準件作校正.
入口需安裝過濾器(Filter), 一般是選擇 7um.
出口需安裝逆止閥(Check Valve), 一般使用 10 psi.
以常用的 Brooks 5850 為例, MFC 價格約 30K 上下,
4頻道的流量控制/顯示器也大約這個價格,
加上入口過濾器與出口逆止閥等等所需管件,
平均單一氣體控制的成本大約要 40K 以上.
MFC 的優點是流量控制精確, 即使出口壓力略有變動,
仍會隨著流量偵測的變化而調整其內部的比例閥,
反應時間快, 因此流量穩定.
但 MFC 仍有其限制, 當鋼瓶出口壓力 (P2, 等於 MFC 入口壓力)
與系統壓力 (P3, 相當於 MFC 出口壓力) 之間的壓差太大時,
MFC 則無法精確控制其流量,
現在大部分 MFC 遭遇巨幅壓差時會直接關閉控制閥以保護系統或 MFC.
*因此鋼瓶出口調壓閥還是必須的
【其他】
蒸發器
CO2、LPG 或類似的高壓液/氣鋼瓶, 應於鋼瓶出口裝置蒸發器,
然後才接調壓閥, 如此才能維持出口壓力恆定.
若流量很小, 調節閥可負擔其汽化熱, 則可不裝蒸發器.
一般判斷是看調節閥表面有無明顯凝結水形成,
或量測其與週遭環境溫差.
※ 引述《cmplbbl (龐)》之銘言：
: 各位前輩學長學姊好：
: 學弟想請問關於氣體鋼瓶的問題，我剛剛上網查了一下，氣體鋼瓶有兩個壓力錶，左邊是
: 瓶內壓力而瓶外為排氣管內壓力，想請教學長姐們，要如何控制氣體排出的壓力及速度呢
: ？另外，不管氣體用量，瓶內不是都液氣共存嗎？那左邊壓力錶又不會變，那為啥還需要
: 他呢？謝謝學長姐幫忙 感激
: 推 barry20025: 要裝氣體質量流量控制器~ 220.135.191.1 09/07 22:34
: 推 mungdean: 通常MFC前會有regulator調壓 124.11.171.193 09/07 23:19
: 推 mungdean: 另外有些氣體不是液態充填的樣子 124.11.171.193 09/07 23:21
: → YJM1106: 裝個調壓閥，再裝個流量計就好了 111.70.215.112 09/07 23:51
: → htp: 應該是右錶是瓶內壓力，左錶是輸出壓力吧 114.38.253.133 09/08 08:25
: → htp: 壓力調節閥只能調整輸出壓力,所以只能控壓力 114.38.253.133 09/08 08:26
: → htp: 你想要控流速，要找適當的MFC去做，適當的!! 114.38.253.133 09/08 08:27
: 謝謝各位前輩，那請問如果一般的氣體鋼瓶沒有裝調壓閥的話，它的輸出壓力是隨機的嗎
: ？還是購買時可請廠商調整到一定輸出壓力在出貨？
: ※ 編輯: cmplbbl (120.101.21.211), 09/08/2015 16:52:06
: → YJM1106: 在適當的背壓之下，有著一雙巧手也許可以 1.34.249.198 09/09 13:00
: → YJM1106: 調到想要的壓力... 1.34.249.198 09/09 13:00
: → htp: 鋼瓶輸出壓力就是判斷殘氣量的標準，所以有錶 122.118.1.177 09/09 15:05
: → htp: 鋼瓶通常都裝1500+psi(特殊用會更高)，手巧確 122.118.1.177 09/09 15:06
: → htp: 實可能調到想要的壓力，但是隨著殘氣量下降， 122.118.1.177 09/09 15:07
: → htp: 你就又要重調整，弄一個壓力調節閥會簡單的多 122.118.1.177 09/09 15:07
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