|
節(jié)流裝置在工業(yè)領(lǐng)域中對氣體測量中有著廣泛的應(yīng)用，不但可以測量一般氣體的流量，而且適用于含各種雜質(zhì)（塵埃、懸浮、沉淀等）的流體，如各種煤氣熱風、煙道氣、天然氣、高爐煤氣等。節(jié)流裝置有很多優(yōu)點，但取壓管路在宣傳敷設(shè)工作量大，還容易出現(xiàn)泄露，堵塞等問題。近年來差壓變送器取得了突飛猛進的發(fā)展，不但體積小，而且更穩(wěn)定，調(diào)整方便，使用過程中基本上不需要調(diào)整零點。這些優(yōu)點正常了一體型節(jié)流裝置流量計（孔板、環(huán)形孔板、噴嘴流量計、平衡流量計）的開發(fā)應(yīng)用。河南思科測控技術(shù)有限公司在本文中針對高壓氣路中的節(jié)流裝置進行分析，結(jié)合了節(jié)流裝置的工作原理及及使用情況的總結(jié)，并對節(jié)流裝置在設(shè)計進行了簡要的介紹。通過分析能夠?qū)?jié)流裝置的原理設(shè)計及實際應(yīng)用有一定的幫助。
在工程使用中，高壓氣體經(jīng)常作為動力源，同事在某些特殊場合，高壓氣體還作為產(chǎn)品制冷的氣源。節(jié)流裝置作為可以調(diào)節(jié)壓力的裝置，在氣路系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。
節(jié)流裝置實際就是氣阻。就是指體積小，阻力大的流通部件，其形式很多，可以做成如毛細管，也可以做成可調(diào)節(jié)流裝置。恒定值節(jié)流裝置指在一定的壓降和流量時，兩者的比值為定值，不可調(diào)節(jié)。
節(jié)流裝置分為可調(diào)及不可調(diào)兩種，不可調(diào)節(jié)流裝置一般用于改變氣體流量，其使用壓力能夠較高，單對氣路的純凈度有一定的要求；可調(diào)式節(jié)流裝置不易堵塞，流量不穩(wěn)定，一般用于低壓場合。兩者的節(jié)流原理是一致的，在這里主要件數(shù)固定式節(jié)流裝置的應(yīng)用。
節(jié)流原理，在氣路中，精彩采用節(jié)流裝置來控制流量及壓力，一般的節(jié)流裝置是通過在管路中改變通氣面漆的方法實現(xiàn)的，常用的節(jié)流裝置分為小孔計縫隙，在管路中經(jīng)常采用的為小孔，縫隙一般用于閥門。在氣路中設(shè)計使用節(jié)流裝置是，應(yīng)該遵守比例要求，依據(jù)伯努利方程，節(jié)流裝置的流量與兩端的壓差有下列關(guān)系：
q=KATΔpm 式中q—經(jīng)過節(jié)流裝置的流量；K—由孔形狀、長度及氣體決定的系數(shù)；Δp—節(jié)流孔前后的差壓；m—孔長徑比決定的系數(shù)。
節(jié)流裝置的實際應(yīng)用：
節(jié)流裝置可以用于于氣體流量與壓力的調(diào)節(jié)，也可以用用于氣路的穩(wěn)定避免過沖。在標準儀表中，節(jié)流裝置流量計是典型的差壓式流量計，其原理即為節(jié)流裝置的節(jié)流原理。在這里介紹下非標節(jié)流裝置測量氣體中的應(yīng)用。
- 節(jié)流裝置強度設(shè)計：節(jié)流裝置首先需要考慮強度的要求，對于節(jié)流裝置可以參考高壓容器中的通身容器進行設(shè)計，對于應(yīng)用與高壓場合的節(jié)流裝置而言，一般不能夠產(chǎn)生明顯塑性變形而導(dǎo)致密封不足。如果節(jié)流裝置在不同溫度下工作，需要用嚴酷條件下的材料強度計算。節(jié)流裝置的設(shè)計壓力應(yīng)該以最大壓力計算。
- 節(jié)流裝置流量設(shè)計：節(jié)流裝置的流量計算，通過節(jié)流裝置的前后壓力及需要流量計算的節(jié)流系數(shù)。一般情況下節(jié)流孔前后的導(dǎo)管內(nèi)徑都遠大于節(jié)流孔徑，同時節(jié)流孔都比較短，可以在設(shè)計時不考慮節(jié)流孔長度。
- 節(jié)流裝置在氣路流量測試中的應(yīng)用：測試產(chǎn)品的工作流量，在條件允許的情況下直接采用流量計是比較方便的，產(chǎn)品的流量可以直接在流量計上讀出，但在流量計選擇時，需要提前估算好產(chǎn)品流量，避免流量過大損傷流量計。在實際使用之，也可以利用加工的節(jié)流裝置安裝在產(chǎn)品測試管路中進行產(chǎn)品流量的測試。在利用節(jié)流裝置進行流量測試時，最后在節(jié)流裝置前安裝過濾裝置，以保證氣體介質(zhì)的純凈，避免堵塞情況出現(xiàn)。
- 流量較大時節(jié)流裝置的布置：當產(chǎn)品工作時的流量較大時，在設(shè)計節(jié)流裝置時需要考慮到產(chǎn)品工作的需要壓力及節(jié)流裝置前的管路壓力，還有考慮到測量的精度。測試時，可以利用節(jié)流裝置確定后，對于同一種介質(zhì)的節(jié)流系數(shù)不變的特點，進行流量計測量。需要注意的是為了避免節(jié)流裝置對測壓準確性的影響，節(jié)流裝置到壓力表分支的距離至少不能小于5倍管徑，調(diào)壓閥出口到壓力表分支的距離至少不能小于10倍管徑。
 在使用前，應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品流量范圍對節(jié)流裝置在壓差流量進行校準，校準時，將上圖的產(chǎn)品更換為帶調(diào)節(jié)閥的精密流量計。然后節(jié)流調(diào)壓閥至輸入壓力表為規(guī)定的壓力值并穩(wěn)定，并保證閥1開啟，然后開啟閥2并逐步調(diào)節(jié)流量計帶的調(diào)節(jié)閥至輸出壓力表穩(wěn)定，這樣就可以得出一個在輸入壓力一定的情況下，輸出壓力表與輸出流量之間的一個對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)測量精度要求，可以增加校準點的格數(shù)，可得出一個分段的壓差流量如下圖：
測量方式的精度取決于校準點的密度程度，同時與壓力表的精度和節(jié)流裝置的節(jié)流能力有關(guān)。一般來說，節(jié)流裝置的節(jié)流能力越好，那么相同的流量情況下，節(jié)流裝置鏈段的差壓值越大，但是應(yīng)該顧及到產(chǎn)品測量需要的最小壓力。流量很小時節(jié)流裝置的布置：當介質(zhì)的工作流量非常小時，采用前面的方法進行流量測量就不準確了，主要原理為兩個壓力表之間的壓差非常小，這樣讀書造成的誤差很大。這時候可采用將介質(zhì)視為氣瓶，通過測量一段時間內(nèi)該管道內(nèi)的壓力下降的方法來測量介質(zhì)的平均流量。如下圖：
在該氣路校準時，也是將產(chǎn)品介質(zhì)更換為帶調(diào)節(jié)閥的流量計，然后開啟閥1及閥2，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥至壓力表壓力到需要壓力并穩(wěn)定，然后節(jié)流閥使流量計流量為一定，再關(guān)閉閥2開始計時，至一定時間后，就能夠得出一定流量下的壓力表壓力值。然后還可以進行別的流量狀態(tài)下的壓力校準，需要注意的是每次校準的壓力表初始壓力應(yīng)一定；另外連接流量計時，采用的管路容量應(yīng)與連接真實產(chǎn)品介質(zhì)時的管路容量盡可能一致，以提高校準結(jié)果。節(jié)流裝置在氣路穩(wěn)定中的應(yīng)用：在一般的氣路中，穩(wěn)定氣流時采用的是氣容，但是氣容是要英雄氣路工作的快速性的。所以在即考慮快速油要減小氣流過沖的場合可以考慮采用節(jié)流裝置。需要注意的是，這里節(jié)流裝置的應(yīng)用與安全閥是不一樣的，節(jié)流裝置在有氣壓時，即會有氣流消耗，但壓力小時消耗也很小。在節(jié)流裝置測量系統(tǒng)設(shè)計時，采用了高壓氣體經(jīng)過減壓閥后驅(qū)動活塞進行運動，測試中，要測量氣流導(dǎo)彈氣缸至活塞運動到一定位置的時間，并且在工作時要求的工作壓力是一定的。采用的減壓閥可以從零開始壓力調(diào)節(jié)。如下圖：
|
