I. แหล่งกำเนิดและการพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมแรงดันแก๊ส
การประดิษฐ์เครื่องควบคุมแรงดันแก๊สเกิดขึ้นจากความจำเป็นเร่งด่วนในการใช้งานก๊าซหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรม ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ด้วยการใช้พลังงานไอน้ำอย่างแพร่หลาย พบว่าการใช้ก๊าซแรงดันสูงโดยตรง-สามารถนำไปสู่การระเบิดของอุปกรณ์และความล้มเหลวในการดำเนินงานได้อย่างง่ายดาย มีความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมแรงดันแก๊สได้อย่างเสถียร ซึ่งเป็นต้นแบบของเครื่องปรับแรงดัน ตัวปรับแรงดันในช่วงแรกมีโครงสร้างที่เรียบง่ายมาก โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัววาล์วเหล็กหล่อและแกนวาล์วแบบปรับได้เอง พวกเขาสามารถบรรลุผลการลดแรงดันหยาบเท่านั้น โดยมีความผันผวนของแรงดันอย่างมาก และเหมาะสำหรับก๊าซในช่วงที่จำกัดเท่านั้น ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการระบายน้ำมีเทนในเหมืองถ่านหิน
นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 ด้วยการเพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โลหะวิทยา เคมีภัณฑ์ และยา ผู้ควบคุมความดันได้รับการอัปเกรดครั้งใหญ่ครั้งแรก: โครงสร้างการลดแรงดันแบบขั้นตอนเดียว-ค่อยๆ เติบโตเต็มที่ วัสดุตัววาล์วได้รับการอัปเกรดเป็นเหล็กหล่อ ไดอะแฟรมทำจากยาง และความแม่นยำในการควบคุมแรงดันได้รับการปรับปรุงเป็น ±10% ในช่วงกลาง-ศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีลดแรงดันสอง-ขั้นได้ถือกำเนิดขึ้น โดยควบคุมความผันผวนของแรงดันภายใน ±5% โดยผ่านการปรับ-ทีละ-ขั้นของห้องลดแรงดันทั้งสองห้อง ซึ่งตอบสนองความต้องการของการผลิตที่มีความแม่นยำ เมื่อเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 การพัฒนาอย่างชาญฉลาดได้กลายเป็นเทรนด์ใหม่ เครื่องควบคุมแรงดันอัจฉริยะที่มาพร้อมกับเซ็นเซอร์ความดัน จอแสดงผลดิจิตอล และโมดูลปรับอัตโนมัติได้ถือกำเนิดขึ้น พวกเขาไม่เพียงตรวจสอบข้อมูลความดันแบบเรียลไทม์ แต่ยังเปิดใช้งานการควบคุมระยะไกลผ่าน Internet of Things (IoT) ซึ่งปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวและความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ
Zhejiang Bohong Intelligent Technology Co., Ltd. ซึ่งตามทันยุคสมัยโดยมุ่งเน้นไปที่นวัตกรรมของตลาดและการวิจัยและพัฒนาในด้านเครื่องมือวัดแรงดัน อุปกรณ์ควบคุมแรงดันแก๊ส และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง- ด้วยการกำหนดเป้าหมายทั้งตลาดการจัดจำหน่ายในประเทศและตลาด OEM ภายใต้การนำของ CEO บริษัทได้เติบโตจากไม่มีอะไรไปสู่บางสิ่งบางอย่าง และจากบางสิ่งบางอย่างไปสู่ความเป็นเลิศ โดยกลายเป็นดาวรุ่งในตลาดในเวลาไม่ถึงสองปี และดึงดูดความสนใจจากผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม
ครั้งที่สอง การจำแนกประเภทของตัวควบคุมแรงดันแก๊ส
ตัวควบคุมแรงดันสามารถจำแนกได้หลายวิธี โดยแต่ละประเภทจะสอดคล้องกับความต้องการใช้งานเฉพาะ:
1. การจำแนกประเภทตามหลักการลดแรงดัน
◦ ตัวปรับแรงดันที่ออกฤทธิ์โดยตรง-: แรงดันทางออกออกฤทธิ์โดยตรงกับแกนวาล์ว เมื่อแรงดันทางออกเพิ่มขึ้น แกนวาล์วจะเคลื่อนไปทางทิศทางปิด ส่งผลให้ปริมาตรอากาศเข้าลดลง และทำให้แรงดันลดลงด้วย มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว แต่มีความเสถียรของแรงดันต่ำเล็กน้อย ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์อุตสาหกรรมทั่วไปที่ข้อกำหนดการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไม่สูง
◦ ตัวปรับแรงดันปฏิกิริยา: แรงดันทางออกจะส่งผลทางอ้อมกับแกนวาล์วผ่านไดอะแฟรมป้อนกลับ ส่งผลให้กระบวนการปรับราบรื่นขึ้นและช่วงความผันผวนของแรงดันน้อยลง (โดยทั่วไปจะอยู่ภายใน ±2%) มักใช้ในการใช้งานที่มีความแม่นยำ เช่น ห้องปฏิบัติการและสถานพยาบาล
2. จำแนกตามจำนวนขั้นตอนการลดแรงดัน
◦ เครื่องควบคุมแรงดันขั้นเดียว-: การลดแรงดันสามารถทำได้ผ่านแกนวาล์วและไดอะแฟรมเพียงชุดเดียว ซึ่งช่วยลดแรงดันขาเข้าไปยังแรงดันทางออกโดยตรง ข้อดี ได้แก่ ขนาดเล็กและต้นทุนต่ำ ข้อเสีย ได้แก่ อิทธิพลที่สำคัญของการเปลี่ยนแปลงแรงดันขาเข้าต่อแรงดันทางออก ตัวอย่างเช่น เมื่อความดันถังออกซิเจนลดลงจาก 15MPa เป็น 5MPa ความดันทางออกอาจผันผวน 0.2-0.5MPa เหมาะสำหรับการใช้งานระยะสั้นและไม่ต่อเนื่อง
◦ เครื่องควบคุมแรงดันสอง-ระดับ: การลดแรงดันสามารถทำได้ผ่านห้องลดแรงดันสองขั้นตอน ขั้นแรกจะลดแรงดันสูงลงเหลือแรงดันปานกลาง และขั้นที่สองจะลดแรงดันปานกลางลงเหลือแรงดันทางออกที่มั่นคง แม้ว่าแรงดันขาเข้าจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่สามารถควบคุมความผันผวนของแรงดันทางออกได้ภายใน 0.05MPa เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการการทำงานต่อเนื่องและความเสถียรของแรงดันสูง เช่น เครื่องเชื่อมและเครื่องช่วยหายใจทางการแพทย์
3. การจำแนกประเภทตามประเภทก๊าซที่เข้ากันได้
◦ อุปกรณ์ปรับแรงดันแก๊สอเนกประสงค์-: ใช้งานได้กับก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจนและอาร์กอน ไม่มีข้อกำหนดวัสดุพิเศษ โครงสร้างสากล
◦ ตัวปรับแรงดันแก๊สแบบพิเศษ: ออกแบบมาเฉพาะสำหรับก๊าซเฉพาะ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ปรับแรงดันออกซิเจนจะต้องปราศจากน้ำมัน-อย่างเคร่งครัด (เพื่อป้องกันการระเบิดจากปฏิกิริยาของจาระบีและออกซิเจน) ตัวควบคุมแรงดันอะเซทิลีนต้องมีตัวจับเปลวไฟ (เพื่อป้องกันไฟย้อนกลับ) อุปกรณ์ควบคุมความดันก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น คลอรีนและไฮโดรเจนซัลไฟด์) ต้องใช้วัสดุที่ต้านทานการกัดกร่อน- อุปกรณ์ควบคุมความดันก๊าซที่มีพิษสูง (เช่น อาร์ซีน) ต้องมีฟังก์ชันการตรวจจับการรั่วไหล
4. การจำแนกประเภทตามสถานการณ์การใช้งาน
◦ เครื่องปรับความดันแรงดันต่ำ-: แรงดันทางออกน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 MPa ใช้สำหรับเครื่องมือในห้องปฏิบัติการที่มีความแม่นยำและการจ่ายออกซิเจนทางการแพทย์
◦ เครื่องปรับความดันแรงดันสูง-: แรงดันทางออก 1-10 MPa ใช้สำหรับการเชื่อมทางอุตสาหกรรมและการขนส่งก๊าซธรรมชาติ
◦ เครื่องปรับความดันไครโอเจนิกส์: เข้ากันได้กับก๊าซไอแช่แข็งเช่นออกซิเจนเหลวและไนโตรเจนเหลว วัสดุต้องทนอุณหภูมิได้ต่ำถึง -196 องศา (เช่น สแตนเลส 316L)
◦ เครื่องควบคุมแรงดันอัจฉริยะ: มีจอแสดงผลดิจิตอล สัญญาณเตือนแรงดัน และการจัดเก็บข้อมูล เหมาะสำหรับสายการผลิตอัตโนมัติและห้องปฏิบัติการ{0}}ระดับสูง
III. วัสดุหลักของตัวควบคุมแรงดันแก๊ส วัสดุของตัวควบคุมแรงดันจะกำหนดความต้านทานแรงดัน ความต้านทานการกัดกร่อน และอายุการใช้งานโดยตรง การเลือกใช้วัสดุจะแตกต่างกันอย่างมากระหว่างส่วนประกอบต่างๆ:
1. วัสดุตัววาล์ว
เหล็กหล่อ: ต้นทุนต่ำ ทนทานต่อแรงดันต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1MPa) แต่เปราะและเกิดสนิมได้ง่าย ใช้เฉพาะสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำ-กับก๊าซที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน- เช่น อากาศธรรมดาและไนโตรเจน ค่อยๆ หมดไป
เหล็กหล่อ: ทนทานต่อแรงดันสูง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20MPa) มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับก๊าซอุตสาหกรรม เช่น ออกซิเจนและอะเซทิลีน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในงานเชื่อมและตัด แต่ไม่ทนต่อการกัดกร่อน-และไม่เหมาะสำหรับก๊าซที่เป็นกรด
◦ เหล็กกล้าไร้สนิม (304, 316L): ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง (316L สามารถทนต่อกรดและด่างแก่ได้) มีความแข็งแรงสูง เหมาะสำหรับก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น คลอรีน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และฟลูออรีน ตลอดจนการใช้งานที่ปลอดเชื้อในอุตสาหกรรมการแพทย์และอาหาร ปัจจุบันเป็นวัสดุหลักสำหรับตัวควบคุมแรงดันระดับกลาง-ถึง-สูง-
◦ ทองเหลือง: นำความร้อนได้ดี ประสิทธิภาพการปิดผนึกสูง ต้านทานแรงดันต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5MPa) เหมาะสำหรับก๊าซที่ไม่กัดกร่อน- เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน มักใช้ในตัวควบคุมแรงดันแบบพกพาขนาดเล็ก (เช่น ตัวควบคุมแรงดันของถังออกซิเจนทางการแพทย์)
2. วัสดุแกนวาล์วและบ่าวาล์ว
◦ โลหะผสมทองแดง (เช่น ทองแดงดีบุก): ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดี ทนทานต่อการสึกหรอสูง เหมาะสำหรับก๊าซแรงดันต่ำ{0}}ที่ไม่กัดกร่อน ต้นทุนปานกลาง
◦ สแตนเลส: ทนแรงดันสูง ทนต่อการกัดกร่อน เหมาะสำหรับแรงดันสูง ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อายุการใช้งานยาวนานแต่ต้นทุนสูงกว่า
◦ โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE): ทนต่อการกัดกร่อน ทนอุณหภูมิ (-200 องศา ถึง 260 องศา ) เหมาะสำหรับก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง (เช่น กรดไฮโดรฟลูออริก) แต่มีความแข็งแรงต่ำกว่า ใช้เฉพาะในงานที่มีแรงดันต่ำเท่านั้น
3. วัสดุไดอะแฟรม
◦ ยางไนไตรล์: ทนน้ำมัน ทนแรงดันต่ำ เหมาะสำหรับก๊าซทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่มีละอองน้ำมันในอุตสาหกรรม แต่ไม่ทนต่ออุณหภูมิสูง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 80 องศา) หรือการกัดกร่อน
◦ ยางฟลูออโร (FKM): ทนต่อการกัดกร่อน-และทนต่ออุณหภูมิ- (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 200 องศา ) เหมาะสำหรับก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-ถึง- วัสดุไดอะแฟรมทั่วไปสำหรับ-ตัวลดแรงดันเกรดอุตสาหกรรม
◦ ไดอะแฟรมโลหะ (เช่น Hastelloy): ทนต่อแรงดันสูง ( น้อยกว่าหรือเท่ากับ 30MPa) ทนต่ออุณหภูมิ ( น้อยกว่าหรือเท่ากับ 400 องศา ) เหมาะสำหรับอุณหภูมิสูง- ความดันสูง - และสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง (เช่น การส่งจรวดในการบินและอวกาศ) แต่มีราคาแพงมาก
4. วัสดุปิดผนึก
◦ วงแหวนยางปิดผนึก: ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำ-, อุณหภูมิปกติ- ต้นทุนต่ำ
○ วงแหวนปิดผนึกกราไฟท์: ทนอุณหภูมิสูง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 600 องศา) ทนแรงดันสูง ใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง-
◦ วงแหวนซีลโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน (PTFE): ทนทานต่อการกัดกร่อน-และทนต่ออุณหภูมิต่ำ- ใช้ในสภาพแวดล้อมก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและมีอุณหภูมิต่ำ-
IV. หน้าที่หลักของตัวควบคุมแรงดันแก๊ส คุณค่าหลักของตัวควบคุมแรงดันคือ "การควบคุมแรงดัน ความเสถียรของการไหล และการรับประกันความปลอดภัย" ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นฟังก์ชันหลักสามประการ:
1. การลดแรงดันและการรักษาเสถียรภาพ: ฟังก์ชันพื้นฐานหลัก
โดยทั่วไปก๊าซในถังและท่อจะอยู่ภายใต้แรงดันสูง (เช่น ความดันถังออกซิเจน 15MPa ความดันท่อส่งก๊าซธรรมชาติ 2MPa) ในขณะที่อุปกรณ์ปลายทาง (เช่น หัวเชื่อม เครื่องช่วยหายใจ) ต้องการเพียงแรงดันต่ำ- เป็นก๊าซที่เสถียร (การเชื่อมต้องใช้ 0.3-0.5MPa การจ่ายออกซิเจนทางการแพทย์ต้องใช้ 0.1-0.2MPa) อุปกรณ์ควบคุมแรงดันจะลดก๊าซแรงดันสูงให้เหลือแรงดันต่ำที่ต้องการโดยอุปกรณ์ผ่านการเชื่อมโยงระหว่างแกนวาล์วและไดอะแฟรม และรักษาแรงดันทางออกให้คงที่ แม้ว่าแรงดันขาเข้าจะลดลงตามปริมาณการใช้ก๊าซ แรงดันทางออกยังคงอยู่ภายในช่วงที่ตั้งไว้ ช่วยป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์หรือข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานเนื่องจากความผันผวนของแรงดัน
2. การควบคุมการไหล: ปรับให้เข้ากับความต้องการของอุปกรณ์
ความต้องการก๊าซของอุปกรณ์ต่างๆ นั้นแตกต่างกันมาก (เช่น โครมาโตกราฟีในห้องปฏิบัติการต้องใช้ไม่กี่มิลลิลิตรต่อนาที ในขณะที่เครื่องเชื่อมอุตสาหกรรมต้องใช้หลายสิบลิตรต่อนาที) เครื่องปรับแรงดันจะควบคุมการเปิดแกนวาล์วผ่านปุ่มปรับการไหล โดยเปลี่ยนพื้นที่หน้าตัด-ที่ก๊าซไหลผ่าน ดังนั้นจึงควบคุมอัตราการไหลของเอาท์พุตได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจ่ายก๊าซอย่างต่อเนื่องและเพียงพอไปยังอุปกรณ์ ป้องกันทั้งการไหลที่ไม่เพียงพอส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและการไหลที่มากเกินไปไม่ให้ก่อให้เกิดของเสีย
3. การคุ้มครองความปลอดภัย: การลดความเสี่ยงและอันตราย
เครื่องปรับแรงดันมีอุปกรณ์นิรภัยหลายตัวติดตั้งอยู่ ประการแรก วาล์วป้องกันแรงดันเกิน (วาล์วนิรภัย) จะเปิดโดยอัตโนมัติเพื่อปล่อยแรงดันเมื่อแรงดันทางออกเกินค่าที่ตั้งไว้โดยไม่คาดคิด เพื่อป้องกันการแตกของอุปกรณ์ ประการที่สอง เกจวัดแรงดันที่แสดงแรงดันขาเข้าและทางออกแบบเรียลไทม์ อำนวยความสะดวกในการตรวจสอบผู้ปฏิบัติงาน และประการที่สาม โครงสร้างการป้องกันเฉพาะสำหรับก๊าซพิเศษ (เช่น แกนป้องกันเปลวไฟของตัวควบคุมแรงดันอะเซทิลีน) เพื่อป้องกันไฟย้อนกลับ การรั่วไหล และอุบัติเหตุที่เป็นอันตรายอื่นๆ
V. สถานการณ์การใช้งานหลักของตัวควบคุมแรงดันแก๊ส
การใช้ตัวควบคุมแรงดันแทรกซึมอยู่ในเกือบทุกอุตสาหกรรมที่ต้องการการจ่ายก๊าซ สถานการณ์หลักสามารถแบ่งออกเป็นหกประเภท:
1. การผลิตภาคอุตสาหกรรม
◦ การเชื่อมและการตัด: ใช้ตัวควบคุมแรงดันออกซิเจน ตัวปรับแรงดันอะเซทิลีน และตัวควบคุมแรงดันอาร์กอน ร่วมกันเพื่อให้แรงดันแก๊สผสมคงที่สำหรับหัวเชื่อม เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม
◦ การถลุงโลหะ: เครื่องปรับความดันไนโตรเจนส่งก๊าซเฉื่อยเข้าไปในเตาเผาเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะ
◦ การทดสอบภาชนะรับแรงดัน: อุปกรณ์ควบคุมความดันแรงดันสูง-จะลดก๊าซทดสอบให้เหลือความดันที่กำหนดสำหรับการทดสอบความต้านทานแรงดันของภาชนะ
2. สถานการณ์ทางการแพทย์และการดูแลสุขภาพ
◦ การจ่ายออกซิเจนในโรงพยาบาล: เครื่องควบคุมความดันออกซิเจนทางการแพทย์จะลดแรงดันสูงของถังออกซิเจนจาก 15MPa เป็นประมาณ 0.15MPa โดยส่งผ่านท่อไปยังวอร์ดและห้องผ่าตัด สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องช่วยหายใจและหน้ากากออกซิเจน และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดปลอดเชื้อและปราศจากน้ำมัน-
◦ การรักษาทางทันตกรรม: เครื่องปรับแรงดันเฉพาะทางทันตกรรม-ให้แรงดันอากาศอัดที่เสถียรสำหรับด้ามจับทันตกรรม ช่วยให้มั่นใจในความแม่นยำในการเจาะและการเจียร
3. สาขาวิจัยในห้องปฏิบัติการ
◦ เครื่องมือวิเคราะห์: โครมาโตกราฟีแก๊สและแมสสเปกโตรมิเตอร์ต้องใช้ตัวลดแรงดันที่มีความแม่นยำ (ความแม่นยำภายใน ±1%) เพื่อควบคุมแรงดันก๊าซตัวพา (เช่น ฮีเลียม ไฮโดรเจน) เพื่อให้มั่นใจถึงข้อมูลการตรวจจับที่แม่นยำ
◦ เครื่องมือทำปฏิกิริยา: เครื่องลดแรงดัน配套 ที่มีเครื่องปฏิกรณ์แรงดันสูง-จะควบคุมความดันและอัตราการไหลของก๊าซปฏิกิริยา (เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์) อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจว่าปฏิกิริยาจะดำเนินไปอย่างมีเสถียรภาพ
4. สาขาอุตสาหกรรมพลังงานและเคมี
◦ การขนส่งก๊าซธรรมชาติ: ตัวลดแรงดันก๊าซธรรมชาติทางท่อจะช่วยลดแรงดันสูง (2-10 MPa) ของท่อส่งทางไกลให้เหลือแรงดันต่ำ (0.2-0.4 MPa) ของเครือข่ายท่อในเมืองสำหรับใช้ที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรม
การสังเคราะห์ทางเคมี: ตัวลดแรงดันก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น คลอรีน ตัวลดแรงดันแอมโมเนีย) ให้ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เสถียรสำหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ วัสดุต้องทนต่อการกัดกร่อน-และป้องกันการรั่วซึม-
5. อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
◦ การผลิตเครื่องดื่มอัดลม: ตัวลดความดันคาร์บอนไดออกไซด์จะลดความดันสูง-CO₂ลงเหลือ 0.3-0.5 MPa โดยฉีดเข้าไปในเครื่องดื่มเพื่อสร้างฟอง
◦ การเก็บรักษาอาหาร: เครื่องลดความดันไนโตรเจนจะเติมไนโตรเจนเฉื่อยลงในบรรจุภัณฑ์เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการเน่าเสียของอาหาร โดยต้องใช้วัสดุเกรดอาหาร- (เช่น สแตนเลส 304, ยางเกรดอาหาร-)
6. อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
◦ การขับเคลื่อนของจรวด: เครื่องลดความดันอุณหภูมิสูง-สูง-ได้รับการปรับให้เข้ากับสารขับเคลื่อน (เช่น ออกซิเจนเหลว ไฮโดรเจนเหลว) ซึ่งให้การลดแรงดันที่เสถียรในสภาพแวดล้อมไครโอเจนิกที่ต่ำกว่า -200 องศา เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องยนต์จรวดทำงานได้ตามปกติ
◦ การจ่ายออกซิเจนในเครื่องบิน: เครื่องลดแรงดันเฉพาะทางการบิน-จะลดความดันของออกซิเจนในถังแรงดันสูง-ของเครื่องบินให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับการหายใจของมนุษย์ และต้องทนทานต่อการสั่นสะเทือนในระดับความสูง-ในระดับสูงและสภาพแวดล้อมการแช่แข็งด้วยความเย็นจัด
วี. เกณฑ์การคัดเลือกและความแตกต่างหลักของตัวควบคุมแรงดันแก๊ส หัวใจหลักของการเลือกตัวควบคุมแรงดันคือ "ความเข้ากันได้ของแก๊ส การจับคู่พารามิเตอร์ และความเหมาะสมของสถานการณ์" เกณฑ์การคัดเลือกที่แตกต่างกันมีจุดมุ่งเน้นที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ:
1. การเลือกตามคุณลักษณะของก๊าซ: การหลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านความเข้ากันได้ของวัสดุ
นี่คือหลักการเลือกขั้นพื้นฐานที่สุด เกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยและอายุการใช้งาน
◦ ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น คลอรีน ละอองกรดซัลฟิวริก): ต้องเลือกตัววาล์วที่ทำจากสแตนเลส (316L) และยางฟลูออโรหรือซีล PTFE เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของเหล็กธรรมดาที่นำไปสู่การรั่วไหล
◦ ก๊าซไวไฟ (เช่น อะเซทิลีน ไฮโดรเจน): ต้องใช้เครื่องควบคุมแรงดันที่มีตัวป้องกันเปลวไฟโดยเฉพาะ วัสดุตัววาล์วจะต้องป้องกันไฟฟ้าสถิต- (เช่น ทองเหลือง) เพื่อป้องกันไม่ให้ประกายไฟทำให้เกิดการระเบิด
◦ ก๊าซออกซิไดซ์ (เช่น ออกซิเจน): ต้องเลือกตัวควบคุมแรงดัน "ไร้น้ำมัน-" (ล้างไขมันก่อนออกจากโรงงาน) ควรหลีกเลี่ยงเหล็กธรรมดาที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายเพื่อป้องกันการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองจากปฏิกิริยาของจาระบีและออกซิเจน
◦ ก๊าซพิษสูง (เช่น อาร์ซีน): ต้องใช้ตัวควบคุมความดันแบบปิดผนึกพร้อมอินเทอร์เฟซการตรวจจับการรั่วไหล ตัววาล์วควรผลิตโดยใช้กระบวนการตีขึ้นรูป-ชิ้นเดียวเพื่อลดความเสี่ยงของการรั่วไหล
2. การเลือกตามพารามิเตอร์ความดันและการไหล: ข้อกำหนดของอุปกรณ์ที่ตรงกัน
ต้องพิจารณาพารามิเตอร์หลักสามประการพร้อมกัน: "แรงดันขาเข้า" "แรงดันทางออก" และ "อัตราการไหลที่กำหนด":
◦ แรงดันขาเข้า: เลือกตามแรงดันแหล่งจ่ายก๊าซ ตัวอย่างเช่น เลือกตัวควบคุมแรงดันที่เหมาะสมสำหรับ 15MPa สำหรับการจ่ายแรงดันกระบอกสูบ และเครื่องปรับแรงดันที่เหมาะสมสำหรับ 2MPa สำหรับการจ่ายแรงดันไปป์ไลน์ หากแรงดันขาเข้าเกินค่าที่กำหนดของตัวควบคุมแรงดัน อาจทำให้วาล์วแตกได้ง่าย
◦ แรงดันทางออก: ต้องตรงกับแรงดันที่กำหนดของอุปกรณ์ปลายทาง ตัวอย่างเช่น เครื่องช่วยหายใจต้องการ 0.1-0.2MPa และหัวเชื่อมต้องใช้ 0.3-0.5MPa เมื่อเลือก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่วงการปรับแรงดันทางออกของตัวควบคุมความดันครอบคลุมข้อกำหนดของอุปกรณ์
◦ อัตราการไหลที่กำหนด: เลือกตามปริมาณการใช้ก๊าซสูงสุดของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น เครื่องมือในห้องปฏิบัติการต้องการ 0-10 ลิตร/นาที และการเชื่อมทางอุตสาหกรรมต้องใช้ 0-100 ลิตร/นาที อัตราการไหลที่ไม่เพียงพอจะส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลง ในขณะที่อัตราการไหลที่มากเกินไปจะส่งผลให้เกิดของเสีย
3. การเลือกตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน: การปรับให้เข้ากับเงื่อนไขของสถานการณ์
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรและอายุการใช้งานของตัวควบคุมแรงดัน:
◦ อุณหภูมิ: สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- (เช่น การระเหยของไนโตรเจนเหลว -196 องศา ) ต้องใช้วัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำ- (สแตนเลส 316L, ไดอะแฟรมโลหะ) สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง- (เช่น การใช้งานหม้อไอน้ำ ที่สูงกว่า 200 องศา ) ต้องใช้ซีลที่ทนต่ออุณหภูมิสูง (วงแหวนซีลกราไฟต์ ยางฟลูออโร)
ความชื้นและการกัดกร่อน: สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือสภาพแวดล้อมที่มีหมอกที่เป็นกรดหรือด่าง (เช่น โรงปฏิบัติงานทางเคมี) ต้องใช้ตัววาล์วที่ทำจากสแตนเลสซึ่งมี-การเคลือบป้องกันการกัดกร่อน สภาพแวดล้อมที่แห้งและสะอาด (เช่น ห้องปฏิบัติการ) สามารถใช้ทองเหลืองหรือสเตนเลสธรรมดาได้
◦ การสั่นสะเทือนและการกระแทก: สำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ (เช่น เครื่องเชื่อมแบบพกพา) และการใช้งาน-ที่ติดตั้งในยานพาหนะ ต้องใช้ตัวควบคุมแรงดันที่มีการกระแทก-โครงสร้างดูดซับ สำหรับอุปกรณ์คงที่ (เช่น ท่อโรงงาน) โครงสร้างธรรมดาเป็นที่ยอมรับได้
4. การเลือกตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำ: เป็นไปตามมาตรฐานการใช้งาน
สถานการณ์ที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดด้านความแม่นยำของแรงดันที่แตกต่างกันอย่างมาก:
◦ สถานการณ์ทางอุตสาหกรรมทั่วไป (เช่น การระบายอากาศ การไล่อากาศ): ความแม่นยำ ±10% ก็เพียงพอแล้ว เครื่องปรับแรงดันระดับ-ขั้นตอนเดียวให้ความคุ้มทุน-สูง
◦ สถานการณ์การผลิตทั่วไป (เช่น การเชื่อมแบบธรรมดา): ความแม่นยำต้องการ ±5%; แนะนำให้ใช้เครื่องปรับแรงดันสอง-แบบธรรมดา
สถานการณ์จำลองที่แม่นยำ (เช่น การจ่ายออกซิเจนทางการแพทย์ การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ): ความแม่นยำต้องการภายใน ±1%; แนะนำให้ใช้เครื่องควบคุมแรงดันแบบสอง-ที่แม่นยำหรือเครื่องปรับแรงดันอัจฉริยะ
◦ สถานการณ์ระดับสูง- (เช่น การขับเคลื่อนการบินและอวกาศ การผลิตชิป): ความแม่นยำต้องการภายใน ±0.5% แนะนำให้ใช้เครื่องควบคุมแรงดันอัจฉริยะพร้อมการปรับแบบดิจิตอล
