如何选择CO2激光器的供气设备2

常用机电设备 2013-11-28 18:12:22
    辅助气体的流速更高就使得液压缸或者杜瓦瓶与高压气缸相比成为更合算的供气源。因为所存储的是低温条件下的液态物质,蒸发的气体存储在顶部空间。常见的液压缸有不同型号的安全阀,其送气气压分别为230、350或500 PSI。通常,压强为500 PSI的液压缸(又叫做激光器液压缸)是唯一合适的型号,因为激光辅助气体需要很高的压强。从液压缸中抽取物质时可以是气态或者液态形式。然而,必须是气态的物质才可以通过激光器和激光调节装置,如果使用的是液化气,那么液化气必须先经外置气化器气化过后才能被使用。
    需要指出的是,从液压缸内抽出气体的过程可以是相当复杂的。从单个杜瓦缸中抽取气体的最大速率约为350立方英尺/小时,在连续使用的情况下,因为液压缸的容量开始下降,抽取率也会不断下降。在不同液压缸中应用多管装置并不总是起到正面作用。因为由不同液压缸的顶部压强所得到的速率会不相等,而压强大的液压缸中的气流可能会挡住从压强小的液压缸中得到的气流。使用多管装置时,每增加一个液压缸,仅增加了原杜瓦瓶流量的20%(即70立方英尺/小时)。为了提高液压缸多管装置的气流量,还必须安装一个多管阀。多管阀可以使得各个液压缸顶部的气压更为平均,从而使得对不同液压缸中气体的抽取过程也更平均。使用多管阀时,每增加一个液压缸,大约能够增加原杜瓦瓶流量的80%(即280立方英尺/小时)。 
    对于氧气和氮气作为辅助气体的情况,Allen County Fabrication公司更倾向于选择液压缸来进行供气。将来,公司希望氮气的供气方式变成固态罐。因为对氧气的要求不是很高,最高仅为50 PSI和250 scfh,这可以通过两个液压缸利用多管连接到一个圆顶加压、平衡杆式调节器。平衡杆式的设计使得每小时的流量可以高达10000立方英尺/小时,而且压强下降幅度很小,约在30-40 PSI之间。传统的反向阀座调节器并不适合这里的应用,因为它们的气流曲线有严重的下降。随着对调节器流速要求的上升,它们所得到的出口处压强下降得更严重。这样,当激光器内最小的压强无法维持时,保护电路被触发,激光器就被自动关闭。 
    调节器的圆顶加压特性让一小部分气体从主级调节器中排出,送至次级调节器,次级调节器再将气体送回该主级调节器的圆顶处。使用这些气体,而不是用弹簧,来压住横膈膜打开阀座,让下游的气体通过。这样的设计使得出口处压强可以在0-100 PSI之间或在0-2000 PSI之间变化,而且,尽管入口处的压强存在波动,出口处的流速和压强也能保持不变。 
    以液压缸供应气体的方式来提供氮气并不是很实用。因为所需的最大流速为1800 scfh,压强则为256 PSIG,这将需要八个液压缸一同进行多管式供气,并且必须使用多管阀来实现这项任务。然而,如果将液体从两个液体罐中抽取出来,然后送入流速为5000 scf的带散热片型气化器。从气化器流出的氮气被送入类似于氧气供气设备中的圆顶加压、平衡杆式调节器。 
    为了加快从液体罐中抽取气体的过程,并且维持两个液压缸顶部压强,该公司又使用了一个杜瓦瓶作为推动器。从该液压缸中抽取出来的氮气被调节器送入两个原有的液压缸中,流速为450 PSIG。 
    氧气和氮气供气装置在激光器的入口处都包括了一个精度为40微米的T形过滤器和一个大流量安全阀。与共振腔气体类似,这些装置起到最后的保护作用,防止粒子污染和过压情况的产生。 
    对Allen County Fabrication公司来说,新装置的启用不仅提高了效率,还节约了成本。从他们开始使用新型供气系统到目前为止的三个月中,激光从来没有发生过自动关闭的情况,而且使用了液压缸后,公司所得到的收益增加了20%到25%。除了在气体方面的资金节约外,该公司也减少了更换液体罐的次数,每更换一次大约需要30分钟。节约的成本每月约为700到1000美元。
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