气体管路上,「稳」字容易把三种东西说成一台阀。稳压阀(压力调节阀、减压阀或压力控制器)管的是某一点压力。稳流阀(流量控制器,常见是质量流量控制器)管的是质量或体积流量。针型阀、计量阀是靠阀杆开度形成的节流孔,没有压力或流量的闭环,开度固定后流量仍随上下游压差变化。

气瓶减压器和分气体安全边界见 工业气瓶减压器。本页不写放气、接管、调压圈数。压缩空气三联件里的减压阀是气源处理的一环,与实验室质量流量计不是同一产品族。

三件设备,三个被控量

稳压(压力调节 / 压力控制)稳流(流量控制)针型 / 计量节流
被控量下游(或指定点)压力质量流量或体积流量没有自动被控量,只改变流通面积
测量压力传感器或膜片/活塞力平衡流量传感器(热式、科氏等,以该型号为准)无测量闭环
执行阀口开度随压力偏差变化阀口开度随流量偏差变化手轮或螺纹把阀杆停在某一开度
上下游压差变化时以压力为先,流量会跟着系统阻抗变以流量为先,阀口会改开度去追流量设定压差变则流量变,不会自己追回来
典型名称减压阀、背压阀、压力控制器质量流量控制器(MFC)、流量控制器needle / metering valve

Bronkhorst 把流量控制器写成:流量计 + 调节阀 + 控制固件,按流量设定值闭环。把压力控制器写成:压力传感器 + 阀 + 控制,按压力设定值闭环;可以做成上游压力控制或下游压力控制。同一厂家也可以把流量和压力做在一台组合控制器里,订货时仍要写清主控的是流量还是压力。这是该制造商的功能划分,不是某一通径的保证值。

Swagelok 对针型/计量阀的说明是:用阀杆与阀座之间的细长节流来调节流量,属于限制流通面积,不是按压力或质量流量自动闭环。针阀可以装在稳压阀后面当手动限流,此时稳压阀仍只管压力,针阀仍不是稳流阀。

压力闭环、流量闭环、针阀仅开度三列
三列闭环对象不同。针阀列不要画反馈箭头。

稳压阀管不到流量设定

管道或气瓶上的减压阀,出口压力到了设定附近,用气量一变,出口流量跟着变。这是压力优先。若工艺要的是「每分钟多少标准升」,只装稳压阀,流量仍由下游阻抗决定。需要流量设定时,应沟通流量控制器或另行计量,而不是把减压阀改名成稳流阀。

背压阀控制的是阀前压力,同样不是流量闭环。

稳流阀管不到「某点表压必须等于」

流量控制器把阀口开大或开小,是为了追上流量设定。上游压力不足、下游堵塞时,流量到不了设定,控制器不会因此改去「保证某点表压」。有的组合仪表可以切换或同时限制压力,那是另一份订货说明,不能从「稳流」两个字推出来。

质量流量与体积流量也不是同一设定。标况、温度、气体种类要以该流量计说明书为准。本页不编造换算表。

针型节流不是第三种「稳」

针阀开度固定后:

  • 上游压力升高,同样开度下流过的气体通常更多;
  • 下游压力升高,压差变小,流量通常变少。

所以针阀可以「拧小一点」,但不能称为稳流或稳压。精密计量针阀只是把开度调得更细,闭环性质不变。

不要把针阀、稳压阀、稳流阀写进同一型号栏互相替换。

压差变化时三类设备谁改开度、谁改流量
压差变化时,三类设备谁改开度、谁改流量。不标数值。

沟通清单

  1. 工艺要稳住的是压力、流量,还是只需要手动节流。
  2. 压力测点在阀前还是阀后(减压还是背压)。
  3. 流量是质量还是体积,气体组分和温度条件。
  4. 是否已有减压阀,流量计是另装闭环还是仅显示。
  5. 针阀是否仅作切断或手动限流,不要标成 MFC。

泄漏以试验报告为准。本页不是气路安装教程。

常见问题

稳流阀是不是精细一点的稳压阀?
不是。一个跟流量设定,一个跟压力设定。

针阀调到某个刻度,能不能当稳流?
不能。刻度只是开度。压差变,流量变。

先稳压再稳流可以吗?
可以是系统配置:减压阀提供压力条件,流量控制器在其下游按流量设定工作。仍是两台(或组合仪表里的两个回路),不是同一台阀的两个名字。

参考资料

  1. Bronkhorst,流量控制器与压力控制器的功能划分(流量计+阀+固件 vs 压力传感器+阀)。以该制造商现行说明为准。
  2. Swagelok,MS-01-164 等针型/计量阀资料:靠阀杆节流限制流量,非压力或质量流量闭环。
  3. 工业气瓶减压器

示意图非正式施工图。阀天流体控制(江苏)有限公司按技术协议确认供货范围;被控量以该仪表样本为准。