減壓閥的工作原理及選用

減壓閥的工作原理及選用

減壓閥通過改變節流面積來改變流體的流量和動能，從而產生不同的壓力損失，從而達到減壓的目的，依靠介質本身的能量控制和調節調節系統使閥后壓力波動。它是一種通過彈簧力平衡，使閥后壓力恒定在一定誤差范圍內的自動閥門。

減壓閥選型原則：

1. 減壓閥進口壓力的波動應控制在進口壓力設定值的80%-105%以內。如果超過這個范圍，會影響減壓閥的性能。

2.通常減壓閥的閥后壓力Pc應小于閥前壓力的0.5倍，即Pc3.工作溫度為介質比較高，一般采用先導活塞式減壓閥或先導式波紋管減壓閥。

4. 當介質為空氣或水（液體）時，一般宜采用直動式隔膜減壓閥或先導式隔膜減壓閥。

5. 介質為蒸汽時，宜選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管減壓閥。

6.為了操作、調整和維修方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。

直動式減壓閥

壓力為P1的壓縮空氣從左端輸入，經閥口10節流，壓力下降至P2輸出。P2的大小可以通過調壓彈簧2、3來調節。順時針轉動旋鈕1，壓縮彈簧2、3和膜片5，使閥芯8下移，增大閥口10的開度使P2增大。如果逆時針轉動旋鈕1，閥口10的開度減小，P2相應減小。

如果P1瞬間上升，P2也會隨之上升，導致隔膜室6內的壓力增加，隔膜5上產生的推力也會相應增加。該推力破壞了原力的平衡并使隔膜5向上移動。移動時，一小部分氣流通過溢流孔12、排氣孔11排出。隨著膜片向上移動，由于復位彈簧9的作用，閥芯8也向上移動，關閉了進氣閥端口 10，并增加節流效果，導致輸出壓力下降，直到達到新的平衡。輸出壓力基本恢復到原來的值。如果輸入壓力瞬間下降，輸出壓力也下降，隔膜5向下移動，閥芯8相應向下移動，進氣閥口10打開，節流作用減弱，輸出壓力基本恢復到原來的值。逆時針轉動旋鈕 1。放松調節彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調節彈簧的力，膜片向上彎曲，進氣閥口10被動作關閉回位彈簧。再次轉動旋鈕1，進氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開，隔膜室6內的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無輸出狀態。放松調節彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調節彈簧的力，膜片向上彎曲，進氣閥口10被動作關閉回位彈簧。再次轉動旋鈕1，進氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開，隔膜室6內的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無輸出狀態。放松調節彈簧2、3，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調節彈簧的力，膜片向上彎曲，進氣閥口10被動作關閉回位彈簧。再次轉動旋鈕1，進氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開，隔膜室6內的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，使閥門處于無輸出狀態。

總之，溢流減壓閥是靠進氣口的節流作用來減壓，靠隔膜上受力與溢流孔溢流作用的平衡來穩定壓力；通過調節彈簧可以在一定范圍內改變輸出壓力。為防止上述溢流減壓閥排出的少量氣體污染周圍環境，可采用不帶溢流閥的減壓閥（即普通減壓閥）。

先導式減壓閥

當減壓閥的輸出壓力高或口徑大時空氣彈簧氣壓恒定 減壓閥的工作原理及選用，如果直接用調壓彈簧調節壓力，彈簧剛度必須過大。當流量變化時，輸出壓力波動較大，閥門的結構尺寸也會增大。為了克服這些缺點，可以使用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式基本相同。先導減壓閥所用的調壓氣體由小型直動式減壓閥供給。如果在閥體內安裝小型直動式減壓閥，則稱為內先導減壓閥；如果在主閥體外部安裝小型直動式減壓閥，則稱為外先導式減壓閥。內先導式減壓閥結構圖如圖14-2所示。該閥與直動式減壓閥相比，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節。當噴嘴與擋板的距離稍有變化，B腔內的壓力就會發生明顯的變化，使膜片10產生較大的位移來控制閥芯6的上下運動，使進氣閥口8打開或關閉，從而提高了閥芯控制的靈敏度，即外先導式減壓閥的主閥，其工作原理與直動式相同。在主閥體外還有一個小型的直動式減壓閥，控制主閥。該類閥門適用于口徑20mm以上、距離長（30m以內）、高處、危險場所、調壓困難的場合。

二傳手

設定裝置為高精度減壓閥，主要用于壓力設定。目前調壓器有兩種：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壓力的場合，如氣動實驗設備、氣動自動裝置等。

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

由于定值器具有設定、比較和放大功能，因此穩壓精度高。

當設定裝置處于非工作狀態時，氣源輸入的壓縮空氣經過濾器1過濾后進入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。進入A室的氣流經閥口（也稱閥門）12進入F室，再經恒流孔13減壓，然后分別進入G室和D室。由于此時隔膜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保持原來的位置。進入腔室的微量氣體主要從排氣口經閥口2經B腔排出；另一部分從輸出口排出。此時空氣彈簧氣壓恒定，出氣口沒有氣流輸出，需要從噴嘴排出微量氣體，以維持噴嘴擋板裝置的運行。因為是不耗電的gas，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行所必需的。因為是不耗電的gas，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行所必需的。因為是不耗電的gas，所以希望耗量盡量小。

由于設定器利用輸出壓力的反饋作用和噴嘴擋板的放大作用來控制主閥，可以響應微小的壓力變化，使輸出壓力及時調整，出口壓力基本穩定，即固定值的穩壓精度更高。

二、減壓閥的基本性能

（1）減壓閥調壓范圍：是指減壓閥輸出壓力P2的可調范圍，在此范圍內要求有規定的精度。調壓范圍主要與剛度有關的壓力調節彈簧。

（2）減壓閥特性：是指流量g為定值時輸入壓力波動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——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-時間，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化。當流量g變化時，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就越小。

三、減壓閥的選擇

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