ISO 6953-2:2024
(Main)Pneumatic fluid power — Compressed air pressure regulators and filter-regulators — Part 2: Test methods to determine the main characteristics to include in supplier’s literature
Pneumatic fluid power — Compressed air pressure regulators and filter-regulators — Part 2: Test methods to determine the main characteristics to include in supplier’s literature
This document specifies test procedures and a method of presenting the results concerning the parameters which define the main characteristics to be included in the literature from suppliers of regulators and filter-regulators conforming to ISO 6953-1. The purpose of this document is to: — facilitate the comparison of pressure regulators and filter-regulators by standardizing test methods and presentation of test data; — assist in the proper application of pressure regulators and filter-regulators in compressed air systems. The tests specified are intended to allow comparison among the different types of regulators and filter-regulators; they are not production tests to be carried out on each pressure regulator or filter-regulator manufactured. ISO 6953-3 can be used as an alternative dynamic test method for flow-rate characteristics using an isothermal tank instead of a flow meter. However, this method measures only the decreasing flow rate part of the hysteresis curve of forward flow and relief flow characteristics. NOTE The tests related to electro-pneumatic pressure control valves are specified in ISO 10094−2.
Transmissions pneumatiques — Régulateurs de pression et filtres-régulateurs pour air comprimé — Partie 2: Méthodes d'essai pour déterminer les principales caractéristiques à inclure dans la documentation des fournisseurs
Le présent document spécifie les modes opératoires d’essai et une méthode de présentation des résultats relatifs aux paramètres qui définissent les principales caractéristiques à inclure dans la documentation des fournisseurs de régulateurs de pression et de filtres-régulateurs conformes à l’ISO 6953‑1. Le présent document a pour but: — de faciliter la comparaison des régulateurs de pression et des filtres-régulateurs en normalisant les méthodes d’essai et la présentation des données d’essai; — d’apporter une aide afin que les régulateurs de pression et les filtres-régulateurs soient correctement utilisés dans les systèmes d’air comprimé. Les essais spécifiés ont pour but de permettre la comparaison entre les différents types de régulateurs de pression et de filtres-régulateurs; il ne s’agit pas d’essais de production à effectuer sur chaque régulateur de pression ou filtre-régulateur fabriqué. L’ISO 6953‑3 peut être utilisée en tant que méthode d’essai dynamique alternative pour déterminer les caractéristiques de débit en utilisant un réservoir isotherme à la place d’un débitmètre. Cependant, cette méthode permet uniquement d'obtenir la partie de la courbe d’hystérésis des caractéristiques de débit d’alimentation et de débit d’échappement correspondant à des débits décroissants. NOTE Les essais relatifs aux appareils électropneumatiques de distribution à commande continue de pression sont spécifiés dans l’ISO 10094‑2.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 6953-2
Third edition
Pneumatic fluid power —
2024-01
Compressed air pressure regulators
and filter-regulators —
Part 2:
Test methods to determine the
main characteristics to include in
supplier’s literature
Transmissions pneumatiques — Régulateurs de pression et
filtres-régulateurs pour air comprimé —
Partie 2: Méthodes d'essai pour déterminer les principales
caractéristiques à inclure dans la documentation des fournisseurs
Reference number
© ISO 2024
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and units. 2
5 Test conditions . 2
5.1 Gas supply .2
5.2 Temperature .2
5.3 Pressures .3
5.4 Inlet pressure .3
5.5 Test pressures (regulated pressure) .3
6 Test procedure to verify rated pressure . 3
7 Flow characteristics tests . 4
7.1 Test installation .4
7.2 General requirements .5
7.3 Test procedures .6
7.3.1 Initial test procedure .6
7.3.2 Forward flow rate-pressure characteristics test .6
7.3.3 Relief flow rate-pressure characteristics test.6
7.3.4 Procedure for other regulated pressure values .7
7.4 Calculation of characteristics .7
7.4.1 Flow rate-pressure characteristic curves .7
7.4.2 Flow rate-pressure hysteresis .8
7.4.3 Maximum forward sonic conductance .8
7.4.4 Maximum relief sonic conductance .9
8 Pressure regulation test . 9
8.1 Test circuit .9
8.2 Test procedure .9
9 Maximum air consumption at null forward flow rate or relief flow rate for pilot-
operated regulator with air bleed .10
9.1 Test installation .10
9.2 Test procedures .10
9.3 Calculation of characteristics .10
10 Special test procedures .11
10.1 Pilot pressure/regulated pressure characteristics test in the case of external pilot-
operated pressure regulators .11
10.1.1 Test installation . .11
10.1.2 Test procedures .11
10.1.3 Calculation of characteristics .11
10.2 Output resolution in the case of manual air pressure regulator . 13
10.2.1 Test installation . . 13
10.2.2 Test procedures . 13
10.2.3 Calculation of characteristic .14
10.3 Resolution in case of pressure-pilot air pressure regulator . 15
10.3.1 Test procedures . 15
10.3.2 Calculation of characteristic . 15
10.4 Sensitivity . 15
10.4.1 Test procedures . 15
10.4.2 Calculation of characteristic .16
10.5 Repeatability test .16
iii
10.5.1 General .16
10.5.2 Test installation . .16
10.5.3 General test method .17
10.5.4 Test execution .17
10.5.5 Calculation of the repeatability value .18
11 Presentation of data .18
11.1 General .18
11.2 Flow rate-pressure characteristics .18
11.3 Pressure regulation characteristics .18
11.4 Maximum air consumption for pilot operated regulators with air bleed.18
11.5 Additional characteristics for pressure-pilot air pressure regulators .18
11.6 Additional characteristics for manual air pressure regulators .19
Annex A (informative) Comparison of repeatability test methods for manual air pressure
regulators .20
Bibliography .39
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 5,
Control products and components.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 6953-2:2015), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— addition of new paragraph for an additional test for relief flow rate (7.3.3);
— addition of new paragraph for a test for resolution in case of pressure-pilot air pressure regulator (10.3);
— addition of new detailed test procedure for repeatability test for manual air-pressure regulator and pilot
pressure air-pressure regulator (10.5);
— addition of measure of the sensitivity.
A list of all parts in the ISO 6953 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
In pneumatic fluid power systems, power is transmitted and controlled through a gas under pressure within
a circuit.
When pressure reduction or pressure regulation is required, regulators and filter-regulators are components
designed to maintain the pressure of the gas at an approximately constant level.
It is therefore necessary to know the performance characteristics of these components in order to determine
their suitability in an application.
vi
International Standard ISO 6953-2:2024(en)
Pneumatic fluid power — Compressed air pressure regulators
and filter-regulators —
Part 2:
Test methods to determine the main characteristics to include
in supplier’s literature
1 Scope
This document specifies test procedures and a method of presenting the results concerning the parameters
which define the main characteristics to be included in the literature from suppliers of regulators and filter-
regulators conforming to ISO 6953-1.
The purpose of this document is to:
— facilitate the comparison of pressure regulators and filter-regulators by standardizing test methods and
presentation of test data;
— assist in the proper application of pressure regulators and filter-regulators in compressed air systems.
The tests specified are intended to allow comparison among the different types of regulators and filter-
regulators; they are not production tests to be carried out on each pressure regulator or filter-regulator
manufactured.
ISO 6953-3 can be used as an alternative dynamic test method for flow-rate characteristics using an
isothermal tank instead of a flow meter. However, this method measures only the decreasing flow rate part
of the hysteresis curve of forward flow and relief flow characteristics.
NOTE The tests related to electro-pneumatic pressure control valves are specified in ISO 10094−2.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3448, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 6358-1, Pneumatic fluid power — Determination of flow-rate characteristics of components using
compressible fluids — Part 1: General rules and test methods for steady-state flow
ISO 6953-1:2024, Pneumatic fluid power — Compressed air pressure regulators and filter-regulators — Part 1:
Main characteristics to be included in literature from suppliers and product-marking requirements
ISO 10094-1, Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic pressure control valves — Part 1: Main characteristics
to include in the supplier's literature
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598, ISO 6358-1, ISO 6953-1 and
ISO 10094-1 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Symbols and units
The symbols and units used in this document are shown in Table 1.
Table 1 — Symbols and units
Description Symbol SI unit Practical unit
Reference atmosphere p Pa kPa or bar
atm
Inlet pressure p Pa kPa or bar
Regulated pressure p Pa kPa or bar
Pilot pressure w Pa kPa or bar
Forward volumetric flow rate at standard reference
3 3
q m /s (ANR) dm /min (ANR)
vf
atmosphere
Relief volumetric flow rate at standard reference
3 3
q m /s (ANR) dm /min (ANR)
vr
atmosphere
kg / (s.Pa)
Sonic conductance C m / (s.Pa)(ANR)
f
(ANR)
Reference temperature T K °C
Inlet temperature T K °C
Temperature at the regulated port T K °C
Hysteresis H - % FS
Resolution S - % FS
Output resolution S - % FS
o
Pa/Pa or Pa/number of
Sensitivity m -
turns of control knob
Repeatability r - % FS
Key
ANR standard reference atmosphere (see ISO 8778)
FS full scale
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 Test conditions
5.1 Gas supply
Unless otherwise specified, testing shall be conducted with compressed air. If another gas is used, it shall be
noted in the test report.
5.2 Temperature
The ambient fluid and the component under test shall be maintained at 23 °C ± 10 °C during all the tests.
5.3 Pressures
The specified pressures shall be maintained within ±2 %.
5.4 Inlet pressure
The inlet pressure used for testing shall be the lower of the following pressures:
— the maximum regulated pressure, p , plus 200 kPa (2 bar);
2,max
— the specified maximum inlet pressure, p .
1,max
5.5 Test pressures (regulated pressure)
The preferential test pressures are chosen as approximately equal to 20 %, 40 %, 60 %, and 80 % of the
upper limit of the recommended adjustable pressure range.
6 Test procedure to verify rated pressure
6.1 Perform this test on three random samples if a single-rated pressure is proposed for the entire product
or on six random samples if separate ratings are proposed for the inlet and outlet sections. If the product
uses a diaphragm, modify or replace it to withstand the pressure applied (diaphragms are excluded from
the test criteria, but not the diaphragm support plates or any piston). Other product sealing means can be
modified to prevent leakage and allow structural failure to occur during the test, but modifications shall not
increase the structural strength of the pressure-containing envelope. For relieving regulators, the relieving
system shall be blocked.
6.2 Prepare the test samples as follows:
a) If a single pressure rating is proposed for the entire product, remove the control spring and replace it
with a solid spacer whose length maintains the poppet in its approximately half-open position. Close
the gauge ports and the inlet port with plugs, and perform all testing by applying pressure to the outlet
port. For relieving regulators, the relieving system shall be blocked.
b) If a separate pressure rating is proposed for the inlet and outlet sections of the regulator, relieve the
control spring force on three of the samples. Using a proposed pressure rating for the inlet, perform
testing on the inlet port, allowing the poppet to be closed and keeping the outlet port open. Prepare the
other three samples as described in 6.2 a) and test them using a proposed pressure rating for the outlet
port.
6.3 The test shall be done with a liquid which does not exceed ISO VG 32 according to ISO 3448 or with
compressed air. Maintain the temperature given in 5.2. When using a compressible medium, exercise safety
precautions to contain an explosive failure.
6.4 After stabilizing the temperature, slowly pressurize to a level of one-half its proposed rated pressure.
Hold at this level for 2 min and observe for leakage or failure, as defined in 6.5.
6.4.1 For products constructed of light alloys, brass, and steel, continue raising the pressure until a level
of four times the proposed rated pressure has been reached.
6.4.2 For products constructed of zinc, die cast alloys, or plastics:
— with design operating temperatures of up to 50 °C, continue raising the pressure until a level of four
times the proposed rated pressure has been reached;
— with design operating temperature between 50 °C to 80 °C, continue raising the pressure until a level of
five times the proposed rated pressure has been reached.
6.5 The criteria for a failure are: a fracture, separation of parts, or a crack, or that which can allow enough
liquid to pass across the pressure-containing envelope to wet the outer surface. Leakage across the port
threads shall not constitute a failure, unless caused by a fracture or a crack.
6.6 The proposed rated pressure is verified if all three samples pass their respective tests.
6.7 Where a unit or sub-assembly in the unit (e.g. reservoir sight glass) is constructed of different
materials, the higher appropriate factor should be used. The applied pressure can be restricted to the area
of the interface between the different materials.
6.8 Where the pressure-containing envelope design is covered by a pressure vessel code in the market of
sale, the requirements of that code take precedence over the requirements stated in this document.
7 Flow characteristics tests
7.1 Test installation
A suitable test circuit as shown in Figure 1 shall be used for measuring forward or relief flow rates. This test
circuit combines:
— the constant upstream pressure (in-line) test circuit, as described in ISO 6358-1 for characterizing the
components with upstream and downstream pressure-measuring tubes and transition connectors (used
for forward flow rate measurements), and
— the variable upstream pressure (exhaust-to-atmosphere) test circuit, as described in ISO 6358-1 (used
for relief flow rate measurements).
Key
1 inlet shut-off valve 11 ball valve
2 inlet pressure regulator 12 forward flow meter
3 pressure-measuring tube 13 flow control valve (for forward flow rates)
4 inlet temperature, T , measuring-element 14 pressure regulator (for relief flow rates)
5 inlet pressure, p , gauge or transducer 15 relief flow meter
6 transition connector 16 ball valve
7 component under test 17 temperature, T , measuring-element (for relief flow rates)
8 transition connector 18 flow meter
9 pressure-measuring tube 19 flow control valve (for relief flow rate)
10 regulated pressure, p , gauge or transducer
NOTE Item 18 is optional for measuring forward flow rates but only for non-bleeding regulators.
Figure 1 — Test circuit for flow rate-pressure characterization
7.2 General requirements
7.2.1 The component under test (key reference 7 in Figure 1) shall be located in the test circuit so as to
connect its inlet port to the upstream transition connector and pressure-measuring tube. Its outlet port
is connected to a transition connector and a pressure-measuring tube enabling a measurement of the
regulated pressure, p . For the relief flow test, air passes through the vent passages to the atmosphere.
7.2.2 Pressure-measuring tubes (key references 3 and 9 in Figure 1) and transition connectors (key
references 6 and 8) shall be in accordance with ISO 6358-1.
7.2.3 The components shown as 1, 2, 3, 4, 5, and 6 in Figure 1 correspond to the upstream part of the test
circuit used for forward flow measurements. These components shall remain in place for the relief flow rate
measurements, and the inlet port of the component under test shall be pressurized from the supply circuit.
7.2.4 Components shown as 8, 9, 10, 11, 12, and 13 in Figure 1 correspond to the downstream part of the
test circuit used for forward flow rate measurements.
7.2.5 Components shown as 14, 15, 19, 16, 9, 10, 17, and 8 in Figure 1 correspond to the upstream part of
the test circuit used for relief flow rate measurements.
7.2.6 The sonic conductance of the pressure regulator (2), ball valve (11) and maximal sonic conductance
of the flow control valve (13) in Figure 1 should each be at least twice the forward sonic conductance of the
component under test. The sonic conductance of the pressure regulator (14), maximal sonic conductance of
the flow control valve (19) and ball valve (16) should each be at least twice the relief sonic conductance of
the component under test.
7.3 Test procedures
7.3.1 Initial test procedure
7.3.1.1 Install the regulator according to Figure 1, with shut-off valve (1), ball valves (11 and 16), and flow
control valve (13) closed.
7.3.1.2 Open shut-off valve (1) and adjust pressure regulator (2) to apply an inlet pressure, p , chosen
according to 5.4. During every measurement concerning the static tests described in 7.3.2, 7.3.3, and 7.3.4,
the inlet pressure shall be maintained within the tolerance specified in 5.3 [this can require constant
readjustment of regulator (2)].
7.3.1.3 Increase the set pressure on the component under test until it reaches the regulated pressure
value, p , corresponding to 20 % of the regulated pressure full scale.
7.3.1.4 Follow successively the procedure described in 7.3.2 for forward flow rates and then the procedure
described in 7.3.3 for relief flow rates.
7.3.2 Forward flow rate-pressure characteristics test
7.3.2.1 Open the ball valve (11 in Figure 1). Then, slowly open the flow control valve (13) and let a low flow
rate of air pass through the component under test.
7.3.2.2 When the flow is steady, measure the forward flow rate using the flow meter (12), the
corresponding regulated pressure, p , using the pressure transducer (10) and the inlet temperature, T .
2 1
7.3.2.3 Continue the measurements by gradually increasing the flow rate in steps, recording data after
conditions in each step are stable. Continue this process until the maximum flow rate is achieved in the test
circuit. Measure additional data for a decreasing forward flow rate, also in steps, until the flow is near zero
(item 13 is closed). During the variations of the forward flow (increasing and decreasing), keep the inlet
pressure, p , within the tolerance specified in 5.3.
7.3.3 Relief flow rate-pressure characteristics test
7.3.3.1 Open completely the flow control valve (19 in Figure 1). Set the pressure regulator (14) at the same
pressure value as the regulated pressure value of the component under test, obtained without flow at the
end of the procedure described in 7.3.2.3. Close the ball valve (11) and open the ball valve (16) to apply this
pressure on the outlet side of the component under test. Air can begin to flow through the relief outlet of the
test regulator.
7.3.3.2 Increase the regulated pressure slightly using the pressure regulator (14 in Figure 1). When the
flow is steady, measure the relief flow using the flow meter (15), the corresponding regulated pressure, p ,
using the pressure transducer (10) and temperature, T .
7.3.3.3 Continue the measurements by gradually increasing the flow rate in steps [by increasing the
pressure using pressure regulator (14)]. Record data after conditions stabilize after each step. Continue
this until the pressure reaches a level of the inlet pressure according to 5.4. Measure additional data for a
decreasing pressure until the flow rate reaches zero. During variations of the relief flow (increasing and
decreasing), keep the inlet pressure, p , within the tolerance of 5.3.
7.3.3.4 Close ball valve (16) before continuing to the next step.
7.3.3.5 This test procedure can be substituted by adjusting the flow control valve (19) instead of the
pressure regulator (14). In this case, follow points from 7.3.3.6 to 7.3.3.9.
7.3.3.6 Close the ball valve (11) and open the ball valve (16). With flow controller (19) closed, set the
pressure regulator (14) at the full-scale value of the component under test while the regulated pressure
value of the component under test, p , shall be at the same value obtained without flow at the end of the
procedure described in 7.3.2.3
7.3.3.7 Slowly open the flow control valve (19) and let a low flow rate of air passes through the component
under test. When the flow is steady, measure the relief flow using the flow meter (15), the corresponding
regulated pressure, p , using the pressure transducer (10) and temperature, T .
2 2
7.3.3.8 Continue the measurements by gradually increasing the flow rate in steps. Record data after
conditions stabilize after each step. Continue this until the pressure reaches the full-scale value. Measure
additional data for a decreasing pressure until the flow rate reaches zero. During variations of the relief flow
(increasing and decreasing), keep the inlet pressure, p , within the tolerance of 5.3.
7.3.3.9 Close ball valve (16) before continuing to the next step.
7.3.4 Procedure for other regulated pressure values
Repeat the procedures for measuring forward flow rate (7.3.2) and relief flow rate (7.3.3) for regulated
values corresponding to about 40 %, 60 %, and 80 % of the regulated pressure full scale. Make these settings
without flow, gradually adjusting the regulator by increasing values only, until reaching these values. If a
pressure setting needs to be adjusted downwards, reduce the pressure well below the desired value and
increase the pressure to the desired setting.
7.4 Calculation of characteristics
7.4.1 Flow rate-pressure characteristic curves
7.4.1.1 For the regulated set pressure which is equal to 20 % of the regulated pressure full scale, for
each forward flow rate value, calculate the mean value of the two corresponding regulated pressures,
p , measured according to the procedure described in 7.3.2 respectively with increasing and decreasing
forward flow rates.
Plot a graph of the mean regulated pressure values as a function of the forward flow rate, as shown in the
first quadrant of Figure 2.
7.4.1.2 For the regulated set pressure which is equal to 20 % of the regulated pressure full scale, for each
relief flow rate value, calculate the mean value of the two corresponding regulated pressures, p , measured
according to the procedure described in 7.3.3 respectively, with increasing and decreasing relief flow rates.
Plot a graph of the mean regulated pressure values as a function of the relief flow rate, as shown in the
second quadrant of Figure 2.
7.4.1.3 Repeat the procedure of calculation and layout for the three other regulated set pressure values:
40 %, 60 %, and 80 % of the full scale.
7.4.2 Flow rate-pressure hysteresis
For each value of forward flow rate until 80 % of q or relief flow rate, only for the flat part of the curve,
vf,max
calculate the difference between the regulated pressure values measured respectively with increasing and
decreasing flow rates. These values are measured according to the procedures described in 7.3.2 and 7.3.3.
Determine the maximal difference, Δp , .
2h max
Δ
p2h,max
H=×100 (1)
p
2,max
Use Formula (1) to calculate the hysteresis characteristic value expressed as percentage of the regulated
pressure full scale.
7.4.3 Maximum forward sonic conductance
7.4.3.1 Graphically determine the maximum forward flow rate, q , as the intersection of an extension
vf,max
line of forward flow rate-pressure characteristic curves obtained in 7.4.1 with the abscissa (regulated
pressure is null in relative value), according to Figure 2.
7.4.3.2 Calculate the value of the maximal forward sonic conductance, C , by dividing this flow rate
f,max
value by the inlet pressure according to ISO 6358-1, using Formula (2).
q
T
vf,max
C = (2)
f,max
pp+ T
1 atm 0
Key
X1 forward flow rate, dm /min (ANR)
X2 relief flow rate, dm /min (ANR)
Y regulated pressure, p , kPa
1 inlet pressure, p
2 first quadrant
3 second quadrant
4 asymptote
S , S , etc. regulated set pressures
1 2
Figure 2 — Graphic determination of the necessary values for calculation of the sonic conductance
7.4.4 Maximum relief sonic conductance
7.4.4.1 Choose graphically five points all over the asymptote of the relief flow rate-pressure curves
obtained in 7.4.1.2 according to Figure 2. Each one of them is defined by a relief flow rate value, q , and a
vr
regulated pressure value, p .
2r
7.4.4.2 For each one of these points, calculate the corresponding sonic conductance value, C , by dividing
r
the flow rate value by the regulated pressure in accordance with ISO 6358-1 (upstream pressure in this
case), using Formula (3).
q
T
vr
C = (3)
r
pp+ T
2ratm 0
NOTE The squared root is necessary to take into account the test upstream temperature, T , deviation from the
reference temperature, T , according to ISO 6358-1.
7.4.4.3 Calculate the maximal relief sonic conductance by determining the average of these five values.
8 Pressure regulation test
8.1 Test circuit
The same test circuit as shown in Figure 1 shall be used for the pressure regulation test. Only the part of the
circuit for measuring forward flow rate shall be used.
The general requirements in 7.2.1 to 7.2.4 concerning the test equipment for forward flow rates shall be
followed.
8.2 Test procedure
8.2.1 Install the regulator according to Figure 1, with shut-off valve (1), ball valves (11 and 16), and flow
control valve (13) closed.
8.2.2 Open shut-off valve (1 in Figure 1) and adjust pressure regulator (2) to apply an inlet pressure, p ,
such as specified in 5.4.
8.2.3 Gradually, adjust the test regulator by increasing values only, until reaching a value corresponding
to 25 % of the regulated pressure full scale.
8.2.4 Open the ball valve (11 in Figure 1). Then, slowly open the flow control valve and set the forward
flow rate to q = 2 % of q , determined in 7.4.3.1. Readjust the inlet pressure, p , once again to reach the
v vf,max 1
initial value determined in 8.2.2.
8.2.5 Reduce the inlet pressure, p , of regulator (2 in Figure 1) in steps and after conditions are stable,
record the corresponding regulated pressure, p , using the pressure transducer (10). Maintain the flow
rate constant during this process. Continue these pressure-reducing steps up to the lowest inlet pressure
possible for the chosen flow rate (to be maintained).
8.2.6 Keeping the same flow rate and regulated pressure setting of the test regulator, increase the inlet
pressure, p , of regulator (2 in Figure 1) in steps. When conditions have stabilized, record the corresponding
regulated pressure, p . Continue these pressure-increasing steps until the inlet pressure, p , reaches the
2 1
value determined in 8.2.4. It is necessary to maintain the flow rate constant during this process.
8.2.7 As an option, the procedures of 8.2.4 to 8.2.6 can be repeated with the flow rate at 10 % of q .
vf,max
9 Maximum air consumption at null forward flow rate or relief flow rate for pilot-
operated regulator with air bleed
9.1 Test installation
A suitable test circuit, as shown in Figure 3, shall be used for measuring air consumption at null forward
flow or relief flow. The same circuit shall be used to measure pressure control characteristics, linearity,
hysteresis, resolution and sensitivity.
Key
1 supply pressure regulator 7 plug
2 shut-off valve 8 regulated pressure, p , gauge or transducer
3 inlet temperature, T , measuring-element 9 flow meter (only for air consumption test)
4 inlet pressure, p , gauge or transducer 10 pilot pressure, w, gauge or transducer
5 component under test 11 piloting precise-pressure regulator
6 connector with pressure-measuring tap
Figure 3 — Typical test circuit for air consumption characterization, pressure control
characteristics, linearity, hysteresis, resolution and sensitivity
9.2 Test procedures
Apply the inlet pressure, p , chosen according to 5.4.
Measure the air consumption flow rate at the minimum and the maximum of the regulated pressure.
9.3 Calculation of characteristics
For each value of the regulated pressure, calculate the mean value of the two corresponding air consumption
flow rates according to the procedure described in 9.2, respectively with an increasing and a decreasing
regulated pressure.
Determine the inlet air consumption flow rate maximum value.
10 Special test procedures
10.1 Pilot pressure/regulated pressure characteristics test in the case of external pilot-
operated pressure regulators
10.1.1 Test installation
A suitable test circuit, as shown in Figure 3, shall be used for measuring pilot-pressure/regulated pressure
characteristics.
10.1.2 Test procedures
Apply the inlet pressure chosen according to 5.4. Increase the pilot pressure in steps (5 % of full-scale
per step, with a pause for stability) from zero to full scale, and record this on an x-axis. Record the
corresponding regulated pressure on a y-axis. Then reduce the pilot pressure gradually to zero and record
the corresponding regulated pressure.
10.1.3 Calculation of characteristics
10.1.3.1 Pressure control characteristics
For each step of the pilot pressure, calculate the mean value of the two corresponding regulated pressures,
p , measured according to the procedure described in 10.1.2, respectively with an increasing and a
decreasing pilot pressure.
Plot the mean pressure curve as a function of the pilot pressure as represented in Figure 4.
The characteristic line is the straight line passing by the mean regulated pressure values of 5 % and 95 % of
the regulated pressure full-scale according to Figure 4.
The offset of the characteristic line shall be determined by the intersection of the characteristic line with the
abscissa axis (regulated pressure, p , equal to 0 kPa).
The slope and the offset of the characteristic line shall be indicated on the graph, as represented in Figure 4.
Key
X pilot pressure, in kPa (bar)
Y regulated pressure, in kPa (bar)
1 mean pressure curve
2 characteristic line
a
offset
b
slope
c
p
2,max
d
95 % of p
2,max
e
5 % of p
2,max
f
maximum value of the pilot pressure, in kPa (bar)
Figure 4 — Determination of the pressure control characteristics
10.1.3.2 Linearity
For each pilot pressure value corresponding to regulated pressure value between 5 % and 95 % of the
regulated pressure full-scale, calculate, in absolute value, the difference between the mean regulated
pressure value calculated in 10.1.3.1 and the corresponding value on the characteristic line plotted in
10.1.3.1.
Determine the maximal difference, Δp , according to Figure 4, and calculate the linearity value, L,
2,l,max
expressed as a percentage of the regulated pressure full-scale using Formula (4).
Δp
2,,l max
L=×100 (4)
p
2,max
10.1.3.3 Pilot pressure/regulated pressure hysteresis
For each pilot pressure value corresponding to a regulated pressure value between 5 % and 95 % of the
regulated pressure full-scale, calculate, in absolute value, the difference between the regulated pressure
values, p , measured respectively with an increasing and a decreasing pilot pressure. These values are
obtained according to the procedure described in 10.1.2.
...
Norme
internationale
ISO 6953-2
Troisième édition
Transmissions pneumatiques —
2024-01
Régulateurs de pression et filtres-
régulateurs pour air comprimé —
Partie 2:
Méthodes d'essai pour déterminer
les principales caractéristiques à
inclure dans la documentation des
fournisseurs
Pneumatic fluid power — Compressed air pressure regulators
and filter-regulators —
Part 2: Test methods to determine the main characteristics to
include in supplier’s literature
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2024
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et unités . 2
5 Conditions d’essai . 2
5.1 Alimentation en gaz .2
5.2 Température .3
5.3 Pressions .3
5.4 Pression d’alimentation .3
5.5 Pressions d’essai (pression régulée) .3
6 Mode opératoire d’essai pour vérifier la pression de fonctionnement. 3
7 Essais des caractéristiques de débit . 4
7.1 Installation d’essai .4
7.2 Exigences générales .5
7.3 Modes opératoires d’essai .6
7.3.1 Mode opératoire d’essai initial.6
7.3.2 Essai des caractéristiques de débit d’alimentation-pression .6
7.3.3 Essai des caractéristiques de débit d’échappement-pression .7
7.3.4 Mode opératoire pour d’autres valeurs de pression régulée .7
7.4 Calcul des caractéristiques . .8
7.4.1 Courbes caractéristiques débit-pression .8
7.4.2 Hystérésis débit-pression .8
7.4.3 Conductance sonique maximale d’alimentation .8
7.4.4 Conductance sonique maximale d’échappement .9
8 Essai de régulation de pression . 10
8.1 Circuit d’essai .10
8.2 Mode opératoire d’essai .10
9 Consommation maximale d’air à débit d’alimentation et d’échappement nuls pour les
régulateurs pilotés avec purge d’air .10
9.1 Installation d’essai .10
9.2 Modes opératoires d’essai .11
9.3 Calcul des caractéristiques .11
10 Modes opératoires d’essai spéciaux .11
10.1 Essai des caractéristiques de pression de pilotage/pression régulée pour les
régulateurs de pression à pilotage externe .11
10.1.1 Installation d’essai .11
10.1.2 Modes opératoires d’essai .11
10.1.3 Calcul des caractéristiques . 12
10.2 Résolution de sortie dans le cas d'un régulateur de pression d'air à réglage manuel .14
10.2.1 Installation d’essai .14
10.2.2 Modes opératoires d’essai .14
10.2.3 Calcul des caractéristiques . 15
10.3 Résolution dans le cas d'un régulateur de pression d'air à pilotage en pression .16
10.3.1 Modes opératoires d’essai .16
10.3.2 Calcul des caractéristiques .16
10.4 Sensibilité .16
10.4.1 Modes opératoires d’essai .16
10.4.2 Calcul des caractéristiques .17
10.5 Essai de répétabilité .17
iii
10.5.1 Généralités .17
10.5.2 Installation d'essai .17
10.5.3 Méthode d'essai générale .18
10.5.4 Exécution de l’essai .18
10.5.5 Calcul de la valeur de répétabilité .19
11 Présentation des données . 19
11.1 Généralités .19
11.2 Caractéristiques de débit-pression .19
11.3 Caractéristiques de régulation de pression .19
11.4 Consommation maximale d’air pour les régulateurs pilotés avec purge d’air .19
11.5 Caractéristiques supplémentaires pour les régulateurs de pression d’air à pilotage en
pression .19
11.6 Caractéristiques supplémentaires pour les régulateurs de pression d’air à réglage
manuel . 20
Annexe A (informative) Comparaison des méthodes d'essai de répétabilité pour le régulateur
de pression d'air à réglage manuel .21
Bibliographie .40
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 5, Appareils de régulation et de distribution et leurs composants.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 6953-2:2015), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— ajout d’un nouveau paragraphe pour un essai supplémentaire de débit d’échappement (7.3.3);
— ajout d’un nouveau paragraphe pour un essai de résolution dans le cas d’un régulateur de pression d'air
à pilotage en pression (10.3);
— ajout d’un nouveau mode opératoire détaillé d’essai de répétabilité pour régulateur de pression d'air à
réglage manuel et régulateur de pression d'air à pilotage en pression (10.5);
— ajout de la mesure de sensibilité.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6953 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Dans les systèmes de transmissions pneumatiques, l’énergie est transmise et contrôlée par l’intermédiaire
d’un gaz sous pression circulant dans un circuit.
Lorsqu’une réduction ou une régulation de la pression est nécessaire, les régulateurs de pression et les
filtres-régulateurs sont conçus pour maintenir la pression du gaz à un niveau approximativement constant.
Il est donc nécessaire de connaître les caractéristiques de performance de ces composants afin de déterminer
leur aptitude à l’emploi pour une application.
vi
Norme internationale ISO 6953-2:2024(fr)
Transmissions pneumatiques — Régulateurs de pression et
filtres-régulateurs pour air comprimé —
Partie 2:
Méthodes d'essai pour déterminer les principales
caractéristiques à inclure dans la documentation des
fournisseurs
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les modes opératoires d’essai et une méthode de présentation des résultats
relatifs aux paramètres qui définissent les principales caractéristiques à inclure dans la documentation des
fournisseurs de régulateurs de pression et de filtres-régulateurs conformes à l’ISO 6953-1.
Le présent document a pour but:
— de faciliter la comparaison des régulateurs de pression et des filtres-régulateurs en normalisant les
méthodes d’essai et la présentation des données d’essai;
— d’apporter une aide afin que les régulateurs de pression et les filtres-régulateurs soient correctement
utilisés dans les systèmes d’air comprimé.
Les essais spécifiés ont pour but de permettre la comparaison entre les différents types de régulateurs de
pression et de filtres-régulateurs; il ne s’agit pas d’essais de production à effectuer sur chaque régulateur de
pression ou filtre-régulateur fabriqué.
L’ISO 6953-3 peut être utilisée en tant que méthode d’essai dynamique alternative pour déterminer les
caractéristiques de débit en utilisant un réservoir isotherme à la place d’un débitmètre. Cependant, cette
méthode permet uniquement d'obtenir la partie de la courbe d’hystérésis des caractéristiques de débit
d’alimentation et de débit d’échappement correspondant à des débits décroissants.
NOTE Les essais relatifs aux appareils électropneumatiques de distribution à commande continue de pression
sont spécifiés dans l’ISO 10094-2.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 3448, Lubrifiants liquides industriels — Classification ISO selon la viscosité
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 6358-1, Transmissions pneumatiques — Détermination des caractéristiques de débit des composants
traversés par un fluide compressible — Partie 1: Règles générales et méthodes d'essai en régime stationnaire
ISO 6953-1:2024, Transmissions pneumatiques — Régulateurs de pression et filtres-régulateurs pour air
comprimé — Partie 1: Principales caractéristiques à inclure dans la documentation des fournisseurs et exigences
de marquage du produit
ISO 10094-1, Transmissions pneumatiques — Appareils électropneumatiques de distribution à commande
continue de pression — Partie 1: Principales caractéristiques à inclure dans la documentation des fournisseurs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions données dans l’ISO 5598, l’ISO 6358-1,
l’ISO 6953-1 et l’ISO 10094-1 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Symboles et unités
Les symboles et unités utilisés dans le présent document sont présentés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et unités
Description Symbole Unité SI Unité pratique
Atmosphère de référence p Pa kPa ou bar
atm
Pression d'alimentation p Pa kPa ou bar
Pression régulée p Pa kPa ou bar
Pression de pilotage w Pa kPa ou bar
Débit volumique d’alimentation ramené à l’atmosphère
3 3
q m /s (ANR) dm /min (ANR)
vf
normalisée de référence
Débit volumique d’échappement ramené à l’atmos-
3 3
q m /s (ANR) dm /min (ANR)
vr
phère normalisée de référence
Conductance sonique kg / (s.Pa)
C m / (s.Pa)(ANR)
f
(ANR)
Température de référence T K °C
Température d’alimentation T K °C
Température à l’orifice régulé T K °C
Hystérésis H - % FS
Résolution S - % FS
Résolution de sortie S - % FS
o
Sensibilité Pa/Pa ou Pa/ nombre
m - de tours la poignée de
commande
Répétabilité r - % FS
Légende
ANR atmosphère normalisée de référence (voir ISO 8778)
FS pleine échelle
5 2
NOTE 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 Conditions d’essai
5.1 Alimentation en gaz
Sauf spécification contraire, les essais doivent être réalisés avec de l’air comprimé. Si un autre gaz est utilisé,
cela doit être indiqué dans le rapport d’essai.
5.2 Température
Le fluide ambiant et le composant soumis à essai doivent être maintenus à 23 °C ± 10 °C pendant tous les
essais.
5.3 Pressions
Les pressions spécifiées doivent être maintenues à ±2 % près.
5.4 Pression d’alimentation
La pression d’alimentation utilisée pour l’essai doit être la plus faible des pressions suivantes:
— la pression régulée maximale, p , plus 200 kPa (2 bar);
2,max
— la pression d’alimentation maximale spécifiée, p .
1,max
5.5 Pressions d’essai (pression régulée)
Les pressions d’essai préférentielles sont choisies de manière à être approximativement égales à 20 %, 40 %,
60 % et 80 % de la limite supérieure de l’étendue des valeurs de consigne de pression recommandée.
6 Mode opératoire d’essai pour vérifier la pression de fonctionnement
6.1 Effectuer cet essai sur trois échantillons pris au hasard si une seule pression de fonctionnement est
proposée pour le produit entier ou sur six échantillons pris au hasard si des pressions différentes sont
proposées pour le côté alimentation et le côté utilisation. Si le produit utilise un diaphragme, le modifier ou
le remplacer pour supporter la pression appliquée (les diaphragmes sont exclus des critères d’essai, mais
pas les plaques supports de diaphragme ou les pistons existants). Pour les autres produits, le dispositif
d’étanchéité peut être modifié afin d’éviter des fuites sans empêcher la défaillance structurelle pendant
l’essai, mais les modifications ne doivent pas augmenter la résistance structurelle de l’enveloppe à l’intérieur
de laquelle s’exerce la pression. Pour les régulateurs de pression avec dispositif de mise à l'échappement, le
dispositif de mise à l'échappement doit être obstrué.
6.2 Préparer les échantillons comme suit:
a) Si une seule pression de fonctionnement est proposée pour le produit entier, retirer le ressort de
commande et le remplacer par une bague d'entretoise dont la longueur maintient le clapet en position
mi ouvert. Boucher les orifices du manomètre et d’alimentation avec des bouchons, et réaliser tous les
essais en appliquant une pression sur l’orifice de sortie. Pour les régulateurs de pression avec dispositif
de mise à l'échappement, le dispositif de mise à l'échappement doit être obstrué.
b) Si une pression de fonctionnement différente est donnée pour le côté alimentation et le côté utilisation
du régulateur, réduire l'effort sur le ressort de commande pour trois des échantillons. En utilisant une
pression de fonctionnement proposée pour l’alimentation, réaliser l’essai sur l’orifice d'alimentation, en
permettant au clapet d’être fermé et en gardant l’orifice d'utilisation ouvert. Préparer les trois autres
échantillons comme décrit en 6.2 a) et les soumettre à essai en utilisant une pression de fonctionnement
proposée pour l’orifice de sortie.
6.3 L’essai doit être réalisé avec un liquide dont la viscosité ne dépasse pas ISO VG 32 conformément à
l’ISO 3448 ou avec de l’air comprimé. Maintenir la température donnée en 5.2. En cas d’utilisation d’un fluide
compressible, prendre des mesures de sécurité afin de limiter les risques d'explosion.
6.4 Après stabilisation de la température, pressuriser lentement jusqu’à un niveau égal à une fois et demi
la pression de fonctionnement proposée. Maintenir ce niveau pendant 2 min et observer toute fuite ou
défaillance, telles que définies en 6.5.
6.4.1 Pour les produits fabriqués en alliages légers, en laiton et en acier, continuer à augmenter la pression
jusqu’à atteindre un niveau égal à quatre fois la pression de fonctionnement proposée.
6.4.2 Pour les produits fabriqués en zinc, en alliages moulés sous pression, ou en plastique:
— avec des températures d’utilisation nominales inférieures à 50 °C, continuer à augmenter la pression
jusqu’à atteindre un niveau égal à quatre fois la pression de fonctionnement proposée;
— avec des températures d’utilisation nominales comprises entre 50 °C et 80 °C, continuer à augmenter la
pression jusqu’à atteindre un niveau égal à cinq fois la pression de fonctionnement proposée.
6.5 Les critères de défaillance sont: une fracture, séparation des différentes parties, ou une fissure, ou ce
qui peut laisser passer suffisamment de liquide à travers l'enveloppe sous pression pour mouiller la surface
extérieure. Une fuite au niveau des filetages des orifices ne doit pas être considérée comme une défaillance,
à moins qu’elle ne résulte d’une fracture ou d’une fissure.
6.6 La pression de fonctionnement proposée est validée si les trois échantillons satisfont aux essais
correspondants.
6.7 Lorsqu’une unité ou un sous-ensemble de l’unité (par exemple réservoir transparent) est constitué de
différents matériaux, il convient d’utiliser le facteur approprié le plus élevé. La pression appliquée peut être
limitée à la zone d'interface entre les différents matériaux.
6.8 Lorsque la conception de l'enveloppe sous pression est couverte par un code relatif aux récipients
sous pression sur le marché de vente, les exigences de ce code prévalent sur les exigences énoncées dans le
présent document.
7 Essais des caractéristiques de débit
7.1 Installation d’essai
Un circuit d’essai approprié comme représenté à la Figure 1, doit être utilisé pour mesurer le débit
d’alimentation et le débit d’échappement. Ce circuit d’essai comprend:
— le circuit d’essai à pression constante en amont (en ligne), tel que décrit dans l’ISO 6358-1 pour caractériser
les composants avec des tubes de mesure de pression en amont et en aval et des connecteurs de transition
(utilisé pour mesurer le débit d’alimentation); et
— le circuit d’essai à pression variable en amont (sortie vers l’atmosphère), tel que décrit dans l’ISO 6358-1
(utilisé pour mesurer le débit d’échappement).
Légende
1 robinet d’isolement d’alimentation 11 vanne à boisseau sphérique
2 régulateur de pression d’alimentation 12 débitmètre d’alimentation
3 13 vanne de régulation de débit (pour les débits
tube de mesure de pression
d’alimentation)
4 élément de mesure de la température 14
régulateur de pression (pour les débits d’échappement)
d’alimentation, T
5 manomètre ou capteur de la pression 15
débitmètre d’échappement
d’alimentation, p
6 connecteur de transition 16 vanne à boisseau sphérique
7 17 élément de mesure de la température, T , (pour les débits
composant soumis à essai
d’échappement)
8 connecteur de transition 18 débitmètre
9 tube de mesure de pression 19 vanne de régulation de débit (pour les débits
d’échappement)
10 manomètre ou capteur de la pression régulée, p
NOTE L’élément 18 est optionnel pour mesurer le débit d’alimentation mais uniquement pour les régulateurs sans
purge d’air.
Figure 1 — Circuit d’essai pour la caractérisation débit-pression
7.2 Exigences générales
7.2.1 Le composant soumis à essai (légende 7 dans la Figure 1) doit être placé dans le circuit d’essai
en raccordant son orifice d’alimentation au connecteur de transition en amont et au tube de mesure de
pression. Son orifice de sortie est raccordé à un connecteur de transition et à un tube de mesure de pression
permettant la mesure de la pression régulée, p . Pour l’essai du débit d’échappement, l’air passe au travers
des évents vers l’atmosphère.
7.2.2 Les tubes de mesure de pression (légendes 3 et 9 dans Figure 1) et les connecteurs de transition
(légendes 6 et 8) doivent être en conformité avec l’ISO 6358-1.
7.2.3 Les composants représentés comme 1, 2, 3, 4, 5, et 6 dans la Figure 1 correspondent à la partie amont
du circuit d’essai utilisée pour les mesures du débit d’alimentation. Ces composants doivent rester en place
pour les mesures du débit d’échappement, et l’orifice d'alimentation du composant soumis à essai doit être
pressurisé à partir du circuit d’alimentation.
7.2.4 Les composants représentés comme 8, 9, 10, 11, 12, et 13 dans la Figure 1 correspondent à la partie
aval du circuit d’essai utilisée pour les mesures du débit d’alimentation.
7.2.5 Les composants représentés comme 14, 15, 19, 16, 9, 10, 17, et 8 dans la Figure 1 correspondent à la
partie amont du circuit d’essai utilisée pour les mesures du débit d’échappement.
7.2.6 Il convient que la conductance sonique du régulateur de pression (2), de la vanne à boisseau
sphérique (11) et la conductance sonique maximale de la vanne de régulation de débit (13) dans la Figure 1
soient au moins égales à deux fois la conductance sonique d’alimentation du composant soumis à essai. Il
convient que la conductance sonique du régulateur de pression (14), la conductance sonique maximale de la
vanne de régulation de débit (19) et de la vanne à boisseau sphérique (16) soient au moins égales à deux fois
la conductance sonique d’échappement du composant soumis à essai.
7.3 Modes opératoires d’essai
7.3.1 Mode opératoire d’essai initial
7.3.1.1 Installer le régulateur conformément à la Figure 1, avec le robinet d’isolement (1), les vannes à
boisseau sphérique (11 et 16), et la vanne de régulation de débit (13) fermés.
7.3.1.2 Ouvrir le robinet d’isolement (1) et régler le régulateur de pression (2) pour appliquer une pression
d’alimentation, p , choisie conformément en 5.4. Pendant chaque mesure concernant les essais statiques
décrits en 7.3.2, 7.3.3 et 7.3.4, la pression d’alimentation doit être maintenue dans les tolérances spécifiées
en 5.3 [ceci peut nécessiter un réajustement constant du régulateur (2)].
7.3.1.3 Augmenter la consigne de pression sur le composant soumis à essai jusqu’à ce que la valeur de la
pression régulée, p , corresponde à 20 % de la pleine échelle de la pression régulée.
7.3.1.4 Suivre successivement le mode opératoire décrit en 7.3.2 pour les débits d’alimentation, puis le
mode opératoire décrit en 7.3.3 pour les débits d’échappement.
7.3.2 Essai des caractéristiques de débit d’alimentation-pression
7.3.2.1 Ouvrir la vanne à boisseau sphérique (11 dans la Figure 1). Puis, ouvrir lentement la vanne de
régulation de débit (13) et laisser passer un faible débit d’air dans le composant soumis à essai.
7.3.2.2 Lorsque l’écoulement est stationnaire, mesurer le débit d’alimentation au moyen du débitmètre
(12), la pression régulée correspondante, p , à l’aide du capteur de pression (10) et la température
d’alimentation, T .
7.3.2.3 Continuer les mesures en augmentant progressivement le débit par paliers, en enregistrant les
données une fois que les conditions sont stables à chaque palier. Continuer ce processus jusqu’à ce que le
débit maximal soit atteint dans le circuit d’essai. Mesurer les données supplémentaires pour un débit
décroissant, également par paliers, jusqu’à ce que le débit soit proche de zéro (l’élément 13 est fermé). Au
cours des variations du débit d’alimentation (croissant et décroissant), maintenir la pression d’alimentation,
p , dans les tolérances spécifiées en 5.3.
7.3.3 Essai des caractéristiques de débit d’échappement-pression
7.3.3.1 Ouvrir complètement la vanne de régulation de débit (19 dans la Figure 1). Régler le régulateur
de pression (14) à la même pression que la pression régulée du composant soumis à essai, obtenue sans
écoulement à la fin du mode opératoire décrit en 7.3.2.3. Fermer la vanne à boisseau sphérique (11) et
ouvrir la vanne à boisseau sphérique (16) pour appliquer cette pression au niveau du port d’utilisation du
composant soumis à essai. De l’air peut commencer à s’écouler à travers le dispositif d’échappement du
régulateur soumis à essai.
7.3.3.2 Augmenter légèrement la pression régulée à l’aide du régulateur de pression (14 dans la Figure 1).
Lorsque l’écoulement est stationnaire, mesurer le débit d’échappement à l’aide du débitmètre (15), la
pression régulée correspondante, p , à l’aide du capteur de pression (10) et la température, T .
2 2
7.3.3.3 Continuer les mesures en augmentant progressivement le débit par paliers (en augmentant
la pression à l’aide du régulateur de pression (14)]. ). Enregistrer les données une fois que les conditions
sont stables après chaque palier. Continuer jusqu’à ce que la pression atteigne le niveau de la pression
d'alimentation conformément au 5.4. Mesurer les données supplémentaires pour une pression décroissante,
jusqu’à ce que le débit soit nul. Au cours des variations du débit d’échappement (croissant et décroissant),
maintenir la pression d’alimentation, p , dans les tolérances spécifiées en 5.3.
7.3.3.4 Fermer la vanne à boisseau sphérique (16) avant de passer à l'étape suivante.
7.3.3.5 Ce mode opératoire d'essai peut être remplacé par le réglage de la vanne de régulation de débit
(19) au lieu du régulateur de pression (14). Dans ce cas, suivre les points de 7.3.3.6 à 7.3.3.9.
7.3.3.6 Fermer la vanne à boisseau sphérique (11) et ouvrir la vanne à boisseau sphérique (16). La vanne
de régulation de débit (19) étant fermée, régler le régulateur de pression (14) à la valeur de pleine échelle du
composant soumis à essai tandis que la valeur de pression régulée du composant soumis à essai, p , doit être
à la même valeur que celle obtenue sans écoulement à la fin du mode opératoire décrit en 7.3.2.3
7.3.3.7 Ouvrir lentement la vanne de régulation du débit (19) et laisser passer un faible débit d'air à
travers le composant soumis à essai. Lorsque le débit est stationnaire, mesurer le débit d’échappement au
moyen du débitmètre (15), la pression régulée correspondante, p , à l’aide du capteur de pression (10) et la
température, T .
7.3.3.8 Continuer les mesures en augmentant progressivement le débit par paliers. Enregistrer les
données après que les conditions se soient stabilisées après chaque palier. Continuer ainsi jusqu'à ce que
la pression atteigne la valeur de pleine échelle. Mesurer les données supplémentaires pour une pression
décroissante jusqu'à ce que le débit atteigne zéro. Pendant les variations du débit d’échappement (croissant
et décroissant), maintenir la pression d’alimentation, p , dans les tolérances spécifiées en 5.3.
7.3.3.9 Fermer la vanne à boisseau sphérique (16) avant de passer à l'étape suivante.
7.3.4 Mode opératoire pour d’autres valeurs de pression régulée
Répéter les modes opératoires de mesure du débit d’alimentation (7.3.2) et du débit d’échappement (7.3.3)
pour les valeurs régulées correspondant à environ 40 %, 60 % et 80 % de la pleine échelle de la pression
régulée. Effectuer ces réglages sans débit, en ajustant progressivement par valeurs croissantes le régulateur,
jusqu’à ce que ces valeurs soient atteintes. Si un réglage de pression nécessite d’être ajusté à la baisse, réduire
la pression largement en dessous de la valeur désirée puis augmenter la pression au réglage souhaité.
7.4 Calcul des caractéristiques
7.4.1 Courbes caractéristiques débit-pression
7.4.1.1 Pour une valeur de consigne de pression égale à 20 % de la pleine échelle de la pression régulée,
calculer pour chaque valeur de débit d’alimentation la valeur moyenne des deux pressions régulées, p ,
correspondantes mesurées conformément au mode opératoire décrit en 7.3.2 respectivement avec un débit
d’alimentation croissant et décroissant.
Sur un graphique, indiquer les valeurs moyennes de la pression régulée en fonction du débit d’alimentation,
comme illustré dans le premier quadrant de la Figure 2.
7.4.1.2 Pour une valeur de consigne de pression égale à 20 % de la pleine échelle de la pression régulée,
calculer pour chaque valeur de débit d’échappement la valeur moyenne des deux pressions régulées, p ,
correspondantes mesurées conformément au mode opératoire décrit en 7.3.3 respectivement avec un débit
d’échappement croissant et décroissant.
Tracer un graphique des valeurs moyennes de la pression régulée en fonction du débit d’échappement, tel
que représenté dans le second quadrant de la Figure 2.
7.4.1.3 Répéter ce mode opératoire de calcul et cette présentation pour les trois autres valeurs de consigne
de pression régulée: 40 %, 60 % et 80 % de la pleine échelle.
7.4.2 Hystérésis débit-pression
Pour chaque valeur de débit d’alimentation jusqu'à 80 % de q ou de débit d’échappement, uniquement
vf,max
pour la partie plate de la courbe, calculer la différence entre les valeurs de la pression régulée mesurées
respectivement avec un débit croissant et avec un débit décroissant. Ces valeurs sont mesurées conformément
aux modes opératoires décrits en 7.3.2 et 7.3.3.
Déterminer l’écart maximal, Δp .
2h,max
Δ
p2h,max
H=×100 (1)
p
2,max
Utiliser la Formule (1) pour calculer la valeur caractéristique d’hystérésis exprimée en pourcentage de la
pleine échelle de la pression régulée.
7.4.3 Conductance sonique maximale d’alimentation
7.4.3.1 Déterminer graphiquement le débit d’alimentation maximal, q , comme étant l’intersection
vf,max
d'une ligne prolongeant les courbes caractéristiques débit d’alimentation-pression obtenues en 7.4.1 avec
l’axe des abscisses (pression régulée nulle en valeur relative), conformément à la Figure 2.
7.4.3.2 Calculer la valeur de la conductance sonique maximale d’alimentation, C , en divisant cette
f,max
valeur de débit par la pression d’alimentation conformément à l’ISO 6358-1, à l’aide de la Formule (2).
q
T
vf,max
C = (2)
f,max
pp+ T
1 atm 0
Légende
X1 débit d’alimentation, dm /min (ANR)
X2 débit d’échappement, dm /min (ANR)
Y pression régulée, p , kPa
1 pression d'alimentation, p
2 premier quadrant
3 second quadrant
4 asymptote
S , S , etc. consignes de pression
1 2
Figure 2 — Détermination graphique des valeurs nécessaires pour le calcul de la conductance
sonique
7.4.4 Conductance sonique maximale d’échappement
7.4.4.1 Choisir graphiquement cinq points sur l’asymptote des courbes débit d’échappement-pression
obtenue en 7.4.1.2 conformément à la Figure 2. Chacun d’eux est défini par une valeur de débit d’échappement,
q , et une valeur de pression régulée, p .
vr 2r
7.4.4.2 Pour chacun de ces points, calculer la valeur de la conductance sonique correspondante, C , en
r
divisant la valeur de débit par la pression régulée conformément à l’ISO 6358-1 (pression en amont dans ce
cas), à l’aide de la Formule (3).
q T
vr 2
C = (3)
r
pp+ T
2ratm 0
NOTE La racine carrée est nécessaire pour prendre en compte l’écart entre la température d’essai amont, T , et la
température de référence, T , conformément à l’ISO 6358-1.
7.4.4.3 Calculer la conductance sonique maximale d’échappement en déterminant la moyenne de ces cinq
valeurs.
8 Essai de régulation de pression
8.1 Circuit d’essai
Le même circuit d’essai que celui représenté à la Figure 1 doit être utilisé pour l’essai de régulation de
pression. Seule la partie du circuit pour mesurer le débit d’alimentation doit être utilisée.
Les exigences générales de 7.2.1 à 7.2.4 relatives à l’équipement d’essai pour des débits d’alimentation doivent
être respectées.
8.2 Mode opératoire d’essai
8.2.1 Installer le régulateur conformément à la Figure 1, avec le robinet d’isolement (1), les vannes à
boisseau sphérique (11 et 16), et la vanne de régulation de débit (13) fermés.
8.2.2 Ouvrir le robinet d’isolement (1 dans la Figure 1) et régler le régulateur de pression (2) pour
appliquer une pression d’alimentation, p , telle que spécifiée en 5.4.
8.2.3 Régler progressivement le régulateur soumis à essai en augmentant les valeurs uniquement, jusqu’à
ce qu’une valeur correspondant à 25 % de la pleine échelle de la pression régulée soit atteinte.
8.2.4 Ouvrir la vanne à boisseau sphérique (11 dans la Figure 1). Puis, ouvrir lentement la vanne de
régulation de débit et régler le débit d’alimentation à q = 2 % de q , déterminé en 7.4.3.1. Régler à
v vf,max
nouveau la pression d’alimentation, p , pour atteindre la valeur initiale déterminée en 8.2.2.
8.2.5 Réduire la pression d’alimentation, p , du régulateur (2 dans la Figure 1) par paliers et une fois
que les conditions sont stables, enregistrer la pression régulée correspondante, p , à l’aide du capteur de
pression (10). Poursuivre ces paliers de réduction de pression jusqu’à ce que la pression d’alimentation soit
la plus basse possible pour le débit choisi (devant être maintenu).
8.2.6 En maintenant le régulateur soumis à essai aux mêmes valeurs de débit et de pression régulée,
augmenter la pression d’alimentation, p , du régulateur (2 dans la Figure 1) par paliers. Lorsque les conditions
sont stables, enregistrer la pression régulée correspondante, p . Poursuivre ces paliers d’augmentation de
pression jusqu’à ce que la pression d’alimentation, p , atteigne la valeur déterminée en 8.2.4. Il est nécessaire
de maintenir le débit constant pendant ce processus.
8.2.7 En option, les modes opératoires de 8.2.4 à 8.2.6 peuvent être répétés avec un débit correspondant à
10 % de
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...