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(guò)改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)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(dòng)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(dòng)閥門(mén)。減壓閥 選用原則：1.減壓閥 進(jìn)口壓力的波動(dòng)應(yīng)控制在進(jìn)口壓力給定值的80 105 ，如超過(guò)該范圍， 減壓閥 的性能會(huì)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(dòng)式減壓閥圖 14 1a 所示為直動(dòng)式帶溢流閥的減壓閥（簡(jiǎn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。順時(shí)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(kāi)度使 P2 增大。若反時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，閥口 10 的開(kāi)度減小， P

3、2 隨之減小。若 P1 瞬時(shí)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(lái)力的平衡，使膜片5 向上移動(dòng)，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(shí)，因復(fù)位彈簧9 的作用，使閥芯 8 也向上移動(dòng)，關(guān)小進(jìn)氣閥口 10，節(jié)流作用加大， 使輸出壓力下降， 直至達(dá)到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原來(lái)值。若輸入壓力瞬時(shí)下降，輸出壓力也下降、膜片5 下移，閥芯8 隨之下移，進(jìn)氣閥口 10 開(kāi)大， 節(jié)流作用減小， 使輸出壓力也基本回到原來(lái)值。逆時(shí)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(jìn)氣閥口10。再旋轉(zhuǎn)旋鈕1，進(jìn)氣閥芯8 的頂端與溢流閥座4 將脫開(kāi)，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(wú)輸出狀態(tài)?？傊?，溢流減壓閥是靠進(jìn)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(duì)周?chē)h(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(hào)如圖 14 1c 所示。先導(dǎo)式減壓閥當(dāng)減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時(shí)，用調(diào)壓彈簧直接調(diào)壓，則彈簧剛度必然過(guò)大，流量變化時(shí)，輸出壓力波動(dòng)較大，閥的結(jié)構(gòu)尺寸也將增大。為了克服這些缺點(diǎn)，

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(dòng)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(dòng)式減壓閥供給的。若把小型直動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dāng)噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時(shí)，就會(huì)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(dòng)，使進(jìn)氣閥口8 開(kāi)大或關(guān)小、提高了對(duì)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(dòng)式相同。在主閥體外部還有一個(gè)小型直動(dòng)式減壓閥 （圖中末示出） ，由它來(lái)控制主閥。 此類閥適于通徑在 20mm以上，遠(yuǎn)距離（30m以內(nèi)）、高處、危險(xiǎn)處、調(diào)壓困難的場(chǎng)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(dòng)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(hào)壓力的場(chǎng)合，如氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、氣動(dòng)自動(dòng)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(dòng)式減壓閥的主閉部分； 2 是恒壓降裝置，相當(dāng)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(shí)，由氣源輸入的壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾器1 過(guò)濾后進(jìn)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(kāi)。進(jìn)入 A 室的氣流經(jīng)由閥口（又稱為活門(mén)）12 至 F 室，再通過(guò)恒節(jié)流孔13 降壓后，分別進(jìn)入G室和D室。由于這時(shí)尚未對(duì)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(shí)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(jìn)入只室的微量氣體主要經(jīng) B 室通過(guò)閥口2 從排氣口排出； 另有一部分從輸出口排空。此時(shí)輸出口無(wú)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(wú)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(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 7，壓下彈簧 6 并推動(dòng)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(dòng)主閥芯19，打開(kāi)閥口，壓縮空氣經(jīng) B室和 H 室由輸出口輸出。與此同時(shí)，H 室壓力上

9、升并反饋到膜片8 上，當(dāng)膜片 8 所受反饋?zhàn)饔昧εc彈簧力平衡時(shí)，定值器便輸出一定壓力的氣體。當(dāng)輸入壓力波動(dòng)時(shí)，如壓力上升， B 室和 H 室氣壓瞬時(shí)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(dòng)，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(shí)，E 室壓力和 F 室瞬時(shí)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(qiáng)，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(guò)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(dāng)輸入壓力降低時(shí)，B 室和 H室的壓力瞬時(shí)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(kāi)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(kāi)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(dāng)輸出壓力波動(dòng)時(shí)，將與輸入壓力波動(dòng)時(shí)得到同樣的調(diào)節(jié)。由于定值器利用輸出壓力的反饋?zhàn)饔煤蛧娮鞊醢宓姆糯笞饔每刂浦鏖y，使其能對(duì)較小的壓力變化作出反應(yīng)，從而使輸出壓力得到及時(shí)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(dá)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(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)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(shí)，輸出壓力隨輸出流量g 的變化而變化的持性。當(dāng)流量 g 發(fā)生變化時(shí)，輸出壓力的變化越小越好。一