呼吸阀的使用与基本认识
呼吸阀又叫通风塞,主要功能是平衡壳体内侧和外侧的压力。
属于”压力平衡元件”,维持壳体的内部和外部大气之间的压差为Δp = 0(理论值是0,实际使用中不会是0但会有一个相对平衡的值)。
它通过平衡壳体的内部和外部之间的压力差,可以防止壳体内部凝露保护壳体及内部的元器件从而延长整个系统的工作寿命。
它的防护等级可以达到IP66/67/68/69K。需要注意的是IP68的有效是水侵入压力大于0.1bar 以上。详情请参阅到图表(以下图标及参数来自BIMED)。
A,呼吸阀的结构:
1,本体(主要材质有尼龙,不锈钢,铝,铜等)
2,密封圈(主要材质橡胶,硅胶)
3,内部的呼吸膜(主要材质丙烯酸酯聚合物)
B, 呼吸阀的参数:
1,空气流量(AFR)见上面的图表。
2,水侵入压力(WIP)见上面的图表。
这两个参数互相依赖牵制,一个压力平衡元件应显示出高的空气流速和尽可能高的水侵入压力。(高的水浸入的压力,空气流速将会变小)
要注意到,以下是不可以使用呼吸阀的:
1,永久空气流通的机箱
2,主动式散热的机箱(机箱内有大功率发热元器件,要求强制散热)
3,封闭的要求是内部脱水的机箱
Δp压差的最重要的影响来自温度变化。
外壳的最高温度取决于
1,环境条件
2,机箱内部组件的功率耗散
3,外壳的设计(包含材质与结构)
3,散热器的设计
因此呼吸阀只能实现基于一个参数a到另外一个参数b的平衡。
一般地,用压差值Δp =1psi ≈ 0,07 bar来衡量空气的流量AFR。
C,呼吸阀通气量的计算:
PSI英文全称为Pounds per square inch。P是指磅pound,S是指平方square,I是指英寸inch。美国习惯使用psi作单位。把所有的单位换成公制单位就可以算出:1bar≈14.5psi
1巴(bar)=100千帕(KPa)=10牛顿/平方厘米=0.1MPa
1毫巴(mbar)=0.001巴(bar)=100帕(Pa)是压强的单位,早先气象学中常用毫巴,改用等值的国际单位百帕[2] 。
1帕是一平方厘米受到10牛顿的力。
在工程上仍在沿用公斤力这个单位,1公斤力等于9.80665牛顿,由此得出:
1公斤力/平方厘米=0.967841大气压=98066.5帕斯卡=1个工程大气压
毫米汞柱也是一种常用的压强单位,由1毫米汞柱产生的压力定义的压强单位为托(torr)。 1托=1毫米汞柱=133.32帕斯卡
1大气压=760托
1dm3=1升(L)
举例说明:
立方体1m*1m*1m,单个呼吸阀的流量为120l/h。
如果立方体在一个小时内可以完成换气需要几个120l/h的呼吸阀?
解答:
立方体的体积为:
1m=10dm
10dm*10dm*10dm=1000l
1000 (l) ÷ 120 (l/h) =8.333个
由以上的可以得出:
一个1立方米的空间,如果要在一个小时内交换完空气,需要9个流量为120l/h的呼吸阀(这个假设充要的条件是内外温度压差为Δp =1psi当然这是个理论的计算,实际使用还是要根据测试的结果及使用的结果去定义)。
下面的图可以反映安装呼吸阀后的关系图:
机箱的温度,内外的压差,空气的流量
第一个坐标temperature diagram inside enclosure(机箱内部温度图)
第二个坐标differential pressure diagram(差压图)
第三个坐标air flow diagram(空气流程图)
第四个坐标system OFF ON(系统的关闭与开启)
下图是呼吸阀的流量与压差的曲线示意图: