기술지식|단일 스테이지 대 이중 스테이지 압력 조절기: 설계에 따라 배출구 안정성이 결정됨

압력 조절기를 선택할 때 "단일 스테이지 모델과 이중 스테이지 모델의 실제 차이점은 무엇입니까?"라는 질문이 자주 제기됩니다. 간단히 말해서, 1단계 조절기는 구조가 간단하고, 2단계 조절기는 뛰어난 압력 안정성을 제공합니다. 그러나 이 "향상된 안정성" 뒤에 숨은 기본 원리는 무엇이며, 얼마나 안정적으로 얻을 수 있으며, 어떤 작동 조건이 추가 투자를 정당화할 수 있습니까? 이 문서에서는 메커니즘을 자세히 분석합니다.

단일 스테이지 레귤레이터에는 감압 어셈블리가 하나만 포함되어 있습니다. 고압 가스는 조절 및 압력 감소를 위해 밸브 오리피스를 통해 직접 흐르며 설정된 출구 압력으로 배출됩니다. 컴팩트하고 응답 속도가 빠르며 비용 효율적입니다. 그럼에도 불구하고 여기에는 고유한 특성이 있습니다. 입구 압력이 점차 떨어지면(예: 실린더 압력이 200bar에서 20bar로 감소) 출구 압력이 약간 상승합니다. 이러한 산업 현상을 공급 압력 효과(SPE)라고 합니다. 범용 산업용 가스 회로의 경우 이러한 변동이 허용됩니다.

이중 단계 조절기는 압력 감소를 두 개의 순차적 단계로 나눕니다. 첫 번째 단계에서는 높은 입구 압력(예: 300bar)을 안정적인 중간 압력(일반적으로 20~30bar)으로 미리 낮춥니다. 그런 다음 두 번째 단계에서는 이 일정한 중간 압력을 최종 목표 출구 압력으로 정밀하게 조절합니다. 두 번째 단계에 공급되는 입구 압력은 거의 일정하게 유지되므로 출구 성능은 사실상 실린더 압력 감쇠에 영향을 받지 않습니다. - 이것이 이중 스테이지 설계의 우수한 안정성에 대한 물리적 이유입니다.

정밀 분석 기기, GC 운반 가스 공급 및 반도체 공정 가스를 포함한 압력에 민감한 응용 분야의 경우, 작은 배출구 압력 드리프트로 인해 측정 판독값이 직접 왜곡되거나 공정 필름 두께가 변경될 수 있습니다. 이중 단계 조절기는 출구 압력 드리프트를 매우 좁은 창으로 제한합니다. 입구 압력의 광범위한 변화에도 불구하고 출구 압력은 단일 스테이지 하드웨어가 달성할 수 없는 성능 설정점 -에서 고정된 상태로 유지됩니다. 단점은 약간 증가된 복잡성, 더 큰 설치 공간 및 더 높은 비용입니다.

가스 소스가 이미 안정된 압력을 갖는 매니폴드 또는 주 프로세스 헤더에서 발생하는 경우 단일 단계 조절기로 충분합니다.

가스 실린더에 직접 연결하고 고압 안정성이 필요한 경우 이중 스테이지가 안정적인 옵션입니다.

VIGOR는 두 가지 제품 라인을 모두 제공합니다.

 단일 스테이지: VSR‑1E / 2E / 3 시리즈

 이중 스테이지: VSR‑11E(흡입구: 100‑300bar, 배출구: 2‑20bar), UHP 등급 VSR‑710UB / UC(흡입구: 3500psig, 배출구: Vac ~ 100psig)

 주어진 작업 조건에서 올바른 레귤레이터 아키텍처를 선택하는 것은 브랜드 비교보다 실제 성능에 더 큰 영향을 미칩니다.