減壓閥的工作原理及選用

減壓閥通過(guò)改變節(jié)流面積來(lái)改變流體的流量和動(dòng)能，從而產(chǎn)生不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的，依靠介質(zhì)本身的能量控制和調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)使閥后壓力波動(dòng)。它是一種通過(guò)彈簧力平衡，使閥后壓力恒定在一定誤差范圍內(nèi)的自動(dòng)閥門。

減壓閥選型原則：

1. 減壓閥進(jìn)口壓力的波動(dòng)應(yīng)控制在進(jìn)口壓力設(shè)定值的80%-105%以內(nèi)。如果超過(guò)這個(gè)范圍，會(huì)影響減壓閥的性能。

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Pc3.工作溫度為介質(zhì)比較高，一般采用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)式波紋管減壓閥。

4. 當(dāng)介質(zhì)為空氣或水（液體）時(shí)，一般宜采用直動(dòng)式隔膜減壓閥或先導(dǎo)式隔膜減壓閥。

5. 介質(zhì)為蒸汽時(shí)，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)整和維修方便，減壓閥一般應(yīng)安裝在水平管道上。

直動(dòng)式減壓閥

壓力為P1的壓縮空氣從左端輸入，經(jīng)閥口10節(jié)流，壓力下降至P2輸出。P2的大小可以通過(guò)調(diào)壓彈簧2、3來(lái)調(diào)節(jié)。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，壓縮彈簧2、3和膜片5，使閥芯8下移，增大閥口10的開(kāi)度使P2增大。如果逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，閥口10的開(kāi)度減小，P2相應(yīng)減小。

如果P1瞬間上升，P2也會(huì)隨之上升，導(dǎo)致隔膜室6內(nèi)的壓力增加，隔膜5上產(chǎn)生的推力也會(huì)相應(yīng)增加。該推力破壞了原力的平衡并使隔膜5向上移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)，一小部分氣流通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出。隨著膜片向上移動(dòng)，由于復(fù)位彈簧9的作用，閥芯8也向上移動(dòng)，關(guān)閉了進(jìn)氣閥端口 10，并增加節(jié)流效果，導(dǎo)致輸出壓力下降，直到達(dá)到新的平衡。輸出壓力基本恢復(fù)到原來(lái)的值。如果輸入壓力瞬間下降，輸出壓力也下降，隔膜5向下移動(dòng)，閥芯8相應(yīng)向下移動(dòng)，進(jìn)氣閥口10打開(kāi)，節(jié)流作用減弱，輸出壓力基本恢復(fù)到原來(lái)的值。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕 1。放松調(diào)節(jié)彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調(diào)節(jié)彈簧的力，膜片向上彎曲，進(jìn)氣閥口10被動(dòng)作關(guān)閉回位彈簧。再次轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，進(jìn)氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開(kāi)，隔膜室6內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無(wú)輸出狀態(tài)。放松調(diào)節(jié)彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調(diào)節(jié)彈簧的力，膜片向上彎曲，進(jìn)氣閥口10被動(dòng)作關(guān)閉回位彈簧。再次轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，進(jìn)氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開(kāi)，隔膜室6內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無(wú)輸出狀態(tài)。放松調(diào)節(jié)彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調(diào)節(jié)彈簧的力，膜片向上彎曲，進(jìn)氣閥口10被動(dòng)作關(guān)閉回位彈簧。再次轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，進(jìn)氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開(kāi)，隔膜室6內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無(wú)輸出狀態(tài)。

總之，溢流減壓閥是靠進(jìn)氣口的節(jié)流作用來(lái)減壓，靠隔膜上受力與溢流孔溢流作用的平衡來(lái)穩(wěn)定壓力；通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧可以在一定范圍內(nèi)改變輸出壓力。為防止上述溢流減壓閥排出的少量氣體污染周圍環(huán)境，可采用不帶溢流閥的減壓閥（即普通減壓閥）。

先導(dǎo)式減壓閥

當(dāng)減壓閥的輸出壓力高或口徑大時(shí)空氣彈簧氣壓恒定 減壓閥的工作原理及選用，如果直接用調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)壓力，彈簧剛度必須過(guò)大。當(dāng)流量變化時(shí)，輸出壓力波動(dòng)較大，閥門的結(jié)構(gòu)尺寸也會(huì)增大。為了克服這些缺點(diǎn)，可以使用先導(dǎo)式減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥的工作原理與直動(dòng)式基本相同。先導(dǎo)減壓閥所用的調(diào)壓氣體由小型直動(dòng)式減壓閥供給。如果在閥體內(nèi)安裝小型直動(dòng)式減壓閥，則稱為內(nèi)先導(dǎo)減壓閥；如果在主閥體外部安裝小型直動(dòng)式減壓閥，則稱為外先導(dǎo)式減壓閥。內(nèi)先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)圖如圖14-2所示。該閥與直動(dòng)式減壓閥相比，增加了噴嘴4、擋板3、固定孔口9和氣室B組成的噴嘴擋板放大環(huán)節(jié)。當(dāng)噴嘴與擋板的距離稍有變化，B腔內(nèi)的壓力就會(huì)發(fā)生明顯的變化，使膜片10產(chǎn)生較大的位移來(lái)控制閥芯6的上下運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)氣閥口8打開(kāi)或關(guān)閉，從而提高了閥芯控制的靈敏度，即外先導(dǎo)式減壓閥的主閥，其工作原理與直動(dòng)式相同。在主閥體外還有一個(gè)小型的直動(dòng)式減壓閥，控制主閥。該類閥門適用于口徑20mm以上、距離長(zhǎng)（30m以內(nèi)）、高處、危險(xiǎn)場(chǎng)所、調(diào)壓困難的場(chǎng)合。

二傳手

設(shè)定裝置為高精度減壓閥，主要用于壓力設(shè)定。目前調(diào)壓器有兩種：氣源壓力為0.14MPa和0.35MPa，輸出壓力范圍為0-0.1MPa和0-0.25MPa。輸出壓力波動(dòng)不大于最大輸出壓力的1%。常用于需要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。

定值設(shè)備的工作原理圖。它由三部分組成：1是直動(dòng)式減壓閥的主要關(guān)閉部分；2是恒壓降裝置，相當(dāng)于一定的壓差減壓閥。主要作用是使噴嘴得到穩(wěn)定的氣流；3是噴嘴擋板裝置和壓力調(diào)節(jié)部分，起到壓力調(diào)節(jié)和壓力放大的作用，并利用其放大的氣壓控制主閥部分。

由于定值器具有設(shè)定、比較和放大功能，因此穩(wěn)壓精度高。

當(dāng)設(shè)定裝置處于非工作狀態(tài)時(shí)，氣源輸入的壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾器1過(guò)濾后進(jìn)入A室和主室。主閥芯19在彈簧20和氣源壓力的作用下壓在閥座上，使A室與B室斷開(kāi)。進(jìn)入A室的氣流經(jīng)閥口（也稱閥門）12進(jìn)入F室，再經(jīng)恒流孔13減壓，然后分別進(jìn)入G室和D室。由于此時(shí)隔膜8未受力，擋板5與噴嘴4之間的距離較大，氣體從噴嘴4流出時(shí)的氣流阻力較小，G室和D室的氣壓較低，并且隔膜3和15保持原來(lái)的位置。進(jìn)入腔室的微量氣體主要從排氣口經(jīng)閥口2經(jīng)B腔排出；另一部分從輸出口排出。此時(shí)空氣彈簧氣壓恒定，出氣口沒(méi)有氣流輸出，需要從噴嘴排出微量氣體，以維持噴嘴擋板裝置的運(yùn)行。因?yàn)槭遣缓碾姷膅as，所以希望耗量盡量小。微量氣體從噴嘴排出是維持噴嘴擋板裝置運(yùn)行所必需的。因?yàn)槭遣缓碾姷膅as，所以希望耗量盡量小。微量氣體從噴嘴排出是維持噴嘴擋板裝置運(yùn)行所必需的。因?yàn)槭遣缓碾姷膅as，所以希望耗量盡量小。

由于設(shè)定器利用輸出壓力的反饋?zhàn)饔煤蛧娮鞊醢宓姆糯笞饔脕?lái)控制主閥，可以響應(yīng)微小的壓力變化，使輸出壓力及時(shí)調(diào)整，出口壓力基本穩(wěn)定，即固定值的穩(wěn)壓精度更高。

二、減壓閥的基本性能

（1）減壓閥調(diào)壓范圍：是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求有規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與剛度有關(guān)的壓力調(diào)節(jié)彈簧。

（2）減壓閥特性：是指流量g為定值時(shí)輸入壓力波動(dòng)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——固定值基本不隨輸入壓力變化。

（3）減壓閥流量特性：指輸入壓力-時(shí)間，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化。當(dāng)流量g變化時(shí)，輸出壓力變化越小越好. 一般而言，輸出壓力越低，其隨輸出流量變化的波動(dòng)就越小。

三、減壓閥的選擇

根據(jù)使用要求選擇減壓閥的型號(hào)和調(diào)壓精度，再根據(jù)所需的最大輸出流量選擇其通徑。確定閥門的氣源壓力時(shí)，應(yīng)大于最大輸出壓力0.1MPa。減壓閥一般安裝在分水器之后，注油器或設(shè)定裝置之前，注意不要將其進(jìn)出口接反；閥門不使用時(shí)，應(yīng)松開(kāi)旋鈕，防止隔膜不斷受壓變形。