减压阀的工作原理及选用

减压阀的工作原理及选用

减压阀通过改变节流面积来改变流体的流量和动能，从而产生不同的压力损失，从而达到减压的目的，依靠介质本身的能量控制和调节调节系统使阀后压力波动。它是一种通过弹簧力平衡，使阀后压力恒定在一定误差范围内的自动阀门。

减压阀选型原则：

1. 减压阀进口压力的波动应控制在进口压力设定值的80%-105%以内。如果超过这个范围，会影响减压阀的性能。

2.通常减压阀的阀后压力Pc应小于阀前压力的0.5倍，即Pc3.工作温度为介质比较高，一般采用先导活塞式减压阀或先导式波纹管减压阀。

4. 当介质为空气或水（液体）时，一般宜采用直动式隔膜减压阀或先导式隔膜减压阀。

5. 介质为蒸汽时，宜选用先导活塞式减压阀或先导波纹管减压阀。

6.为了操作、调整和维修方便，减压阀一般应安装在水平管道上。

直动式减压阀

压力为P1的压缩空气从左端输入，经阀口10节流，压力下降至P2输出。P2的大小可以通过调压弹簧2、3来调节。顺时针转动旋钮1，压缩弹簧2、3和膜片5，使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。如果逆时针转动旋钮1，阀口10的开度减小，P2相应减小。

如果P1瞬间上升，P2也会随之上升，导致隔膜室6内的压力增加，隔膜5上产生的推力也会相应增加。该推力破坏了原力的平衡并使隔膜5向上移动。移动时，一小部分气流通过溢流孔12、排气孔11排出。随着膜片向上移动，由于复位弹簧9的作用，阀芯8也向上移动，关闭了进气阀端口 10，并增加节流效果，导致输出压力下降，直到达到新的平衡。输出压力基本恢复到原来的值。如果输入压力瞬间下降，输出压力也下降，隔膜5向下移动，阀芯8相应向下移动，进气阀口10打开，节流作用减弱，输出压力基本恢复到原来的值。逆时针转动旋钮 1。放松调节弹簧2、3，气体作用在膜片5上的推力大于压力调节弹簧的力，膜片向上弯曲，进气阀口10被动作关闭回位弹簧。再次转动旋钮1，进气阀芯8顶部与溢流阀座4脱开，隔膜室6内的压缩空气通过溢流孔12、排气孔11排出，使阀门处于无输出状态。放松调节弹簧2、3，气体作用在膜片5上的推力大于压力调节弹簧的力，膜片向上弯曲，进气阀口10被动作关闭回位弹簧。再次转动旋钮1，进气阀芯8顶部与溢流阀座4脱开，隔膜室6内的压缩空气通过溢流孔12、排气孔11排出，使阀门处于无输出状态。放松调节弹簧2、3，气体作用在膜片5上的推力大于压力调节弹簧的力，膜片向上弯曲，进气阀口10被动作关闭回位弹簧。再次转动旋钮1，进气阀芯8顶部与溢流阀座4脱开，隔膜室6内的压缩空气通过溢流孔12、排气孔11排出，使阀门处于无输出状态。

总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用来减压，靠隔膜上受力与溢流孔溢流作用的平衡来稳定压力；通过调节弹簧可以在一定范围内改变输出压力。为防止上述溢流减压阀排出的少量气体污染周围环境，可采用不带溢流阀的减压阀（即普通减压阀）。

先导式减压阀

当减压阀的输出压力高或口径大时空气弹簧气压恒定 减压阀的工作原理及选用，如果直接用调压弹簧调节压力，弹簧刚度必须过大。当流量变化时，输出压力波动较大，阀门的结构尺寸也会增大。为了克服这些缺点，可以使用先导式减压阀。先导式减压阀的工作原理与直动式基本相同。先导减压阀所用的调压气体由小型直动式减压阀供给。如果在阀体内安装小型直动式减压阀，则称为内先导减压阀；如果在主阀体外部安装小型直动式减压阀，则称为外先导式减压阀。内先导式减压阀结构图如图14-2所示。该阀与直动式减压阀相比，增加了喷嘴4、挡板3、固定孔口9和气室B组成的喷嘴挡板放大环节。当喷嘴与挡板的距离稍有变化，B腔内的压力就会发生明显的变化，使膜片10产生较大的位移来控制阀芯6的上下运动，使进气阀口8打开或关闭，从而提高了阀芯控制的灵敏度，即外先导式减压阀的主阀，其工作原理与直动式相同。在主阀体外还有一个小型的直动式减压阀，控制主阀。该类阀门适用于口径20mm以上、距离长（30m以内）、高处、危险场所、调压困难的场合。

二传手

设定装置为高精度减压阀，主要用于压力设定。目前调压器有两种：气源压力为0.14MPa和0.35MPa，输出压力范围为0-0.1MPa和0-0.25MPa。输出压力波动不大于最大输出压力的1%。常用于需要精确气源压力和信号压力的场合，如气动实验设备、气动自动装置等。

定值设备的工作原理图。它由三部分组成：1是直动式减压阀的主要关闭部分；2是恒压降装置，相当于一定的压差减压阀。主要作用是使喷嘴得到稳定的气流；3是喷嘴挡板装置和压力调节部分，起到压力调节和压力放大的作用，并利用其放大的气压控制主阀部分。

由于定值器具有设定、比较和放大功能，因此稳压精度高。

当设定装置处于非工作状态时，气源输入的压缩空气经过滤器1过滤后进入A室和主室。主阀芯19在弹簧20和气源压力的作用下压在阀座上，使A室与B室断开。进入A室的气流经阀口（也称阀门）12进入F室，再经恒流孔13减压，然后分别进入G室和D室。由于此时隔膜8未受力，挡板5与喷嘴4之间的距离较大，气体从喷嘴4流出时的气流阻力较小，G室和D室的气压较低，并且隔膜3和15保持原来的位置。进入腔室的微量气体主要从排气口经阀口2经B腔排出；另一部分从输出口排出。此时空气弹簧气压恒定，出气口没有气流输出，需要从喷嘴排出微量气体，以维持喷嘴挡板装置的运行。因为是不耗电的gas，所以希望耗量尽量小。微量气体从喷嘴排出是维持喷嘴挡板装置运行所必需的。因为是不耗电的gas，所以希望耗量尽量小。微量气体从喷嘴排出是维持喷嘴挡板装置运行所必需的。因为是不耗电的gas，所以希望耗量尽量小。

由于设定器利用输出压力的反馈作用和喷嘴挡板的放大作用来控制主阀，可以响应微小的压力变化，使输出压力及时调整，出口压力基本稳定，即固定值的稳压精度更高。

二、减压阀的基本性能

（1）减压阀调压范围：是指减压阀输出压力P2的可调范围，在此范围内要求有规定的精度。调压范围主要与刚度有关的压力调节弹簧。

（2）减压阀特性：是指流量g为定值时输入压力波动引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压阀的特性越好. 输出压力 必须低于输入压力——固定值基本不随输入压力变化。

（3）减压阀流量特性：指输入压力-时间，输出压力随输出流量g的变化而变化。当流量g变化时，输出压力变化越小越好. 一般而言，输出压力越低，其随输出流量变化的波动就越小。

三、减压阀的选择

根据使用要求选择减压阀的型号和调压精度，再根据所需的最大输出流量选择其通径。确定阀门的气源压力时，应大于最大输出压力0.1MPa。减压阀一般安装在分水器之后，注油器或设定装置之前，注意不要将其进出口接反；阀门不使用时，应松开旋钮，防止隔膜不断受压变形。