減壓閥工作原理和選用.doc

1、減壓閥工作原理和選用減壓閥是通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動能改變，造成不同的壓力損失，從而達到減壓的目的 ,并依靠介質(zhì)本身的能量控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定的自動閥門。減壓閥 選用原則：1.減壓閥 進口壓力的波動應(yīng)控制在進口壓力給定值的80 105 ，如超過該范圍， 減壓閥 的性能會受影響。2.通常減壓閥 的閥后壓力 Pc 應(yīng)小于閥前壓力的0.5 倍，即 Pc0.5P1 。 減壓閥 的每一檔彈簧只在一定的出口壓力范圍內(nèi)適用，超出范圍應(yīng)更換彈簧。3.在介質(zhì)工作溫度比較高的場合，一般選用先導(dǎo)式活塞式減壓閥 或先導(dǎo)式 波紋管減壓閥 。

2、4.介質(zhì)為空氣或水（液體）的場合，一般宜選用直接作用薄膜式減壓閥 或先導(dǎo)式薄膜式減壓閥 。5.介質(zhì)為蒸汽的場合，宜選用 先導(dǎo)活塞式減壓閥 或先導(dǎo) 波紋管減壓閥 。6.為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥 一般應(yīng)安裝在水平管道上。一、減壓閥的工作原理直動式減壓閥圖 14 1a 所示為直動式帶溢流閥的減壓閥（簡稱溢流減壓閥）的結(jié)構(gòu)圖。壓力為P1 的壓縮空氣， 由左端輸入經(jīng)閥口10 節(jié)流后， 壓力降為P2 輸出。 P2 的大小可由調(diào)壓彈簧2、3 進行調(diào)節(jié)。順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，壓縮彈簧2、3 及膜片 5 使閥芯 8 下移，增大閥口10 的開度使 P2 增大。若反時針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，閥口 10 的開度減小， P

3、2 隨之減小。若 P1 瞬時升高， P2 將隨之升高， 使膜片氣室6 內(nèi)壓力升高， 在膜片 5 上產(chǎn)生的推力相應(yīng)增大， 此推力破壞了原來力的平衡，使膜片5 向上移動，有少部分氣流經(jīng)溢流孔12、排氣孔 11 排出。在膜片上移的同時，因復(fù)位彈簧9 的作用，使閥芯 8 也向上移動，關(guān)小進氣閥口 10，節(jié)流作用加大， 使輸出壓力下降， 直至達到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原來值。若輸入壓力瞬時下降，輸出壓力也下降、膜片5 下移，閥芯8 隨之下移，進氣閥口 10 開大， 節(jié)流作用減小， 使輸出壓力也基本回到原來值。逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕1。使調(diào)節(jié)彈簧 2、 3 放松，氣體作用在膜片 5 上的推力大于調(diào)壓彈簧

4、的作用力，膜片向上曲，靠復(fù)位彈簧的作用關(guān)閉進氣閥口10。再旋轉(zhuǎn)旋鈕1，進氣閥芯8 的頂端與溢流閥座4 將脫開，膜片氣室6 中的壓縮空氣便經(jīng)溢流孔12、排氣孔11 排出，使閥處于無輸出狀態(tài)?？傊缌鳒p壓閥是靠進氣口的節(jié)流作用減壓，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用穩(wěn)壓； 調(diào)節(jié)彈簧即可使輸出壓力在一定范圍內(nèi)改變。 為防止以上溢流式減壓閥徘出少量氣體對周圍環(huán)境的污染，可采用不帶溢流閥的減壓閥（即普通減壓閥），其符號如圖 14 1c 所示。先導(dǎo)式減壓閥當減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時，用調(diào)壓彈簧直接調(diào)壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結(jié)構(gòu)尺寸也將增大。為了克服這些缺點，

5、可采用 先導(dǎo)式減壓閥 。先導(dǎo)式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導(dǎo)式減壓閥 所用的調(diào)壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部 先導(dǎo)式減壓閥 ；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導(dǎo)式減壓閥。圖 14 2 所示為內(nèi)部 先導(dǎo)式減壓閥 的結(jié)構(gòu)圖，與直動式減壓閥相比，該閥增加了由噴嘴 4、擋板 3、固定節(jié)流孔9 及氣室 B 所組成的噴嘴擋板放大環(huán)節(jié)。當噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時，就會使B 室中的壓力發(fā)生根明顯的變化，從而引起膜片10 有較大的位移，去控制閥芯6 的上下移動，使進氣閥口8 開大或關(guān)小、提高了對閥芯控制的靈敏度，即提高了穩(wěn)壓

6、精度。圖 14 3 所示為外部 先導(dǎo)式減壓閥 的主閥，其工作原理與直動式相同。在主閥體外部還有一個小型直動式減壓閥 （圖中末示出） ，由它來控制主閥。 此類閥適于通徑在 20mm以上，遠距離（30m以內(nèi)）、高處、危險處、調(diào)壓困難的場合。定值器定值器是一種高精度的減壓閥，主要用于壓力定值。目前有兩種壓力規(guī)格的定值器：其氣源壓力分別為0 14MPa和 0 35MPa，輸出壓力范圍分別為0 01MPa和 0 一0 25MPa。其輸出壓力波動不大于最大輸出壓力的1，常用于需要供給精確氣源壓力和信號壓力的場合，如氣動實驗設(shè)備、氣動自動裝置等。圖 14 4 所示為定值器的工作原理圖。 它由三部分組成： 1

7、 是直動式減壓閥的主閉部分； 2 是恒壓降裝置，相當于一定差減壓閥。主要作用是使噴嘴得到穩(wěn)定氣源流量；3是噴嘴擋板裝置和調(diào)壓部分，起調(diào)壓和壓力放大作用， 利用被它放大了的氣壓去控制主閥部分。由于定值器具有調(diào)定、比較和放大的功能，因而穩(wěn)壓精度高。定值器處于非工作狀態(tài)時，由氣源輸入的壓縮空氣經(jīng)過濾器1 過濾后進入 A 室和正室。主閥芯 19 在彈簧20 和氣源壓力作用下壓在閥座上，使A 室與 B 室斷開。進入 A 室的氣流經(jīng)由閥口（又稱為活門）12 至 F 室，再通過恒節(jié)流孔13 降壓后，分別進入G室和D室。由于這時尚未對膜片8 加力，擋板 5 與噴嘴 4 之間的間距較大，氣體從噴嘴4 流出時的氣

8、流阻力較小， G室及 D 室的氣壓較低， 膜片 3 及 15 保持原始位置。 進入只室的微量氣體主要經(jīng) B 室通過閥口2 從排氣口排出； 另有一部分從輸出口排空。此時輸出口無氣流輸出，由噴嘴流出而排空微量氣體是維持噴嘴擋板裝置工作所必須的，因其為無功耗氣量，所以希望其耗量越小越好。定值器處于工作狀態(tài)時，轉(zhuǎn)動手柄 7，壓下彈簧 6 并推動膜片8 連同擋板5 一同下移、擋板 5 與噴嘴 4 的間距縮小， 氣流阻力增加， 使 G室和 D 室的氣壓升高。 膜片 16 在 D室氣壓的作用下下移，將閥口2 關(guān)閉，并向下推動主閥芯19，打開閥口，壓縮空氣經(jīng) B室和 H 室由輸出口輸出。與此同時，H 室壓力上

9、升并反饋到膜片8 上，當膜片 8 所受反饋作用力與彈簧力平衡時，定值器便輸出一定壓力的氣體。當輸入壓力波動時，如壓力上升， B 室和 H 室氣壓瞬時增高、使膜片8 上移，導(dǎo)致?lián)醢?5 與噴嘴 4 之間的間距加大， G室和 D 室的氣壓下降。 由于 B 室壓力增高， D 室壓力下降， 膜片 15 在壓差的作用下向上移動，使主閥口減小，輸出壓力下降，直到穩(wěn)定到調(diào)定壓力上。此外，在輸入壓力上升時，E 室壓力和 F 室瞬時壓力也上升，膜片3 在上下差壓的作用下上移，關(guān)小穩(wěn)壓閥口12。由于節(jié)流作用加強，F(xiàn) 室氣壓下降，始終保持節(jié)流孔13 的前后壓差恒定，故通過節(jié)流孔13的氣體流量不變，使噴嘴擋板的靈敏度

10、得到提高。當輸入壓力降低時，B 室和 H室的壓力瞬時下降，膜片8 連同擋板 5 由于受力平衡破壞而下移，噴嘴4 與擋板 5 間間距減小， G室和 D 室壓力上升，膜片 3 和 15 下移。膜片15 下移使主閥口開度加大，使B 室及 H室氣壓回升，直到與調(diào)定壓力平衡為止。而膜片3 下移，使穩(wěn)壓口 12開大， F 室氣壓上升，始終保持恒節(jié)流孔13 前后壓差恒定。同理，當輸出壓力波動時，將與輸入壓力波動時得到同樣的調(diào)節(jié)。由于定值器利用輸出壓力的反饋作用和噴嘴擋板的放大作用控制主閥，使其能對較小的壓力變化作出反應(yīng)，從而使輸出壓力得到及時調(diào)節(jié)，保持出口壓力基本穩(wěn)定，即定值穩(wěn)壓精度較高。二、減壓閥的基本性能（ 1） 減壓閥調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力 P2 的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。（ 2） 減壓閥壓力特性：它是指流量 g 為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。（ 3）減壓閥流量特性：它是指輸入壓力定時，輸出壓力隨輸出流量g 的變化而變化的持性。當流量 g 發(fā)生變化時，輸出壓力的變化越小越好。一