一、減壓閥的工作原理

直動(dòng)式減壓閥

直動(dòng)式減壓閥

上圖所示為直動(dòng)式帶溢流閥的減壓閥(簡(jiǎn)稱溢流減壓閥)的結(jié)布光。

壓力為P1的壓縮空氣，由上端鍵入經(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)。順秒針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，壓縮彈簧2、3及閥座5使襯套8下移，減小閥口10的開度使P2減小。若反秒針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，閥口10的開度降低，P2逐漸減少。

若P1瞬時(shí)下降，P2將逐漸下降，使閥座氣室6內(nèi)壓力下降，在閥座5上形成的推力相應(yīng)減小，此推力破壞了原先力的平衡，使閥座5向下聯(lián)通，有少部份氣流經(jīng)溢流孔12、排氣孔11排出。在閥座上移的同時(shí)，因復(fù)位彈簧9的作用，使襯套8也向下聯(lián)通，關(guān)小進(jìn)汽缸口10，節(jié)流作用加強(qiáng)，使輸出壓力升高，直到達(dá)到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原先值。若鍵入壓力瞬時(shí)增長(zhǎng)，輸出壓力也增長(zhǎng)、膜片5下移，氣閥8逐漸下移，排氣閥口10開大，節(jié)流作用減弱，使輸出壓力也基本回到原先值。逆秒針旋轉(zhuǎn)旋鈕1。使調(diào)節(jié)彈簧2、3放松，氫氣作用在閥座5上的推力小于調(diào)壓彈簧的斥力，閥座向下曲，靠復(fù)位彈簧的作用關(guān)掉排氣閥口10。再旋轉(zhuǎn)旋鈕1，排氣閥座8的頂部與溢流汽缸4將脫開可調(diào)式減壓閥，閥座氣室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)。

其實(shí)，溢流減壓閥是靠擾流板的節(jié)流作用減壓，靠閥座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。為避免以上溢流式減壓閥徘出少量二氧化碳對(duì)周圍環(huán)境的污染，可選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)減壓閥的輸出壓力較高或管徑較大時(shí)，用調(diào)壓彈簧直接調(diào)壓，則彈簧撓度必定過大，流量變化時(shí)，輸出壓力波動(dòng)較大，閥的結(jié)構(gòu)寬度也將減小。為了擺脫這種劣勢(shì)，可選用先導(dǎo)式減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥的工作原理與直動(dòng)式的基本相似。先導(dǎo)式減壓閥所用的調(diào)壓二氧化碳，是由大型的直動(dòng)式減壓閥供給的。若把大型直動(dòng)式減壓閥裝在殼體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥；若將大型直動(dòng)式減壓閥裝在主殼體外部，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)布光，與直動(dòng)式減壓閥相比，該閥提高了由噴管4、擋板3、固定節(jié)流孔9及氣室B所組成的噴管擋板放大環(huán)節(jié)。當(dāng)噴管與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時(shí)，都會(huì)使B室中的壓力發(fā)生根顯著的變化，進(jìn)而導(dǎo)致閥座10有較大的位移，去控制氣閥6的上下聯(lián)通，使排氣閥口8開大或關(guān)小、提高了對(duì)銷子控制的靈敏度，即增加了穩(wěn)壓精度。

外部先導(dǎo)式減壓閥的主閥

上圖所示為外部先導(dǎo)式減壓閥的主閥，其工作原理與直動(dòng)式相似。在主閥門外部也有一個(gè)大型直動(dòng)式減壓閥(圖中末示出)，由它來控制主閥。這些閥用于管徑在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，主要適于壓力定值。現(xiàn)在有兩種壓力尺寸的定值器：其氣源壓力分別為0．14MPa和0．35MPa，輸出壓力范圍分別為0—0．1MPa和0一0．25MPa。其輸出壓力波動(dòng)不小于最大輸出壓力的1％，常適于還要供給準(zhǔn)確氣源壓力和訊號(hào)壓力的場(chǎng)合，如氣動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備、氣動(dòng)手動(dòng)裝置等。

定值器工作原理圖

上圖所示為定值器的工作原理圖。它由三部份組成：1是直動(dòng)式減壓閥的主閉部份；2是恒壓降裝置，相當(dāng)于一定差減壓閥。主要作用是使噴管得到穩(wěn)定氣源流量；3是噴管擋板裝置和調(diào)壓部份，起調(diào)壓和壓力放大作用，運(yùn)用被它放大了的氣壓去控制主閥部份。

因?yàn)槎ㄖ灯骶邆湔{(diào)定、比較和放大的功能，因此穩(wěn)壓精度高。

定值器處于非工作狀態(tài)時(shí)，由氣源鍵入的壓縮空氣經(jīng)過濾膜1過濾后踏入A室和原配。主襯套19在彈簧20和氣源壓力作用下壓在噴嘴上，使A室與B室斷掉。踏入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升壓后，分別踏入G室和D室。因?yàn)檫@時(shí)仍未對(duì)閥座8加力，擋板5與噴管4之間的寬度較大，二氧化碳從噴管4流出時(shí)的氣流阻力較小，G室及D室的氣壓較低，閥座3及15保持原始位置。踏入只室的微量二氧化碳主要經(jīng)B室通過閥口2從進(jìn)氣口排出；另有一部份從輸出口排空。此刻輸出口無氣流輸出，由噴管流出而排空微量二氧化碳是維持噴管擋板裝置工作所應(yīng)當(dāng)?shù)?，因其為無性能氣量，因此希望其耗量越小越好。

定值器處于工作狀態(tài)時(shí)，搖動(dòng)搖桿7，壓下彈簧6并促進(jìn)閥座8連同擋板5一齊下移、擋板5與噴管4的寬度縮小，氣流阻力降低，使G室和D室的氣壓下降。閥座16在D室氣壓的作用下下移，將閥口2關(guān)掉，并向上推進(jìn)主襯套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(shí)，H室壓力上升并反饋到閥座8上，當(dāng)閥座8所受反饋斥力與彈簧力平衡時(shí)，定值器便輸出一定壓力的二氧化碳。當(dāng)鍵入壓力波動(dòng)時(shí)，如壓力上升，B室和H室氣壓瞬時(shí)增高、使閥座8上移，致使擋板5與噴管4之間的寬度加強(qiáng)，G室和D室的氣壓升高。因?yàn)锽室壓力增高，D室壓力升高，閥座15在壓差的作用下向下聯(lián)通，使主閥口減少，輸出壓力升高，直至穩(wěn)定到調(diào)定壓力上。之外，在鍵入壓力上升時(shí)，E室壓力和F室瞬時(shí)壓力也上升，閥座3在上下液位的作用下上移，關(guān)小穩(wěn)壓閥口12。因?yàn)楣?jié)流作用增強(qiáng)，F(xiàn)室氣壓升高，仍然保持節(jié)流孔13的前后壓差恒定，故通過節(jié)流孔13的二氧化碳流量不變，使噴管擋板的靈敏度得到提升。當(dāng)鍵入壓力增加時(shí)，B室和H室的壓力瞬時(shí)衰退，閥座8連同擋板5因?yàn)槭芰ζ胶馄茐亩乱?，噴?與擋板5間寬度減少，G室和D室壓力上升，閥座3和15下移。閥座15下移使主閥口開度加強(qiáng)，使B室及H室氣壓下降，直至與調(diào)定壓力平衡為止。而閥座3下移可調(diào)式減壓閥，使穩(wěn)壓口12開大，F(xiàn)室氣壓上升，一直保持恒節(jié)流孔13前后壓差恒定。同理，當(dāng)輸出壓力波動(dòng)時(shí)，將與鍵入壓力波動(dòng)時(shí)得到同樣的調(diào)節(jié)。

因?yàn)槎ㄖ灯鬟\(yùn)用輸出壓力的反饋?zhàn)饔煤蛧姽軗醢宓姆糯笞饔每刂浦鏖y，使其能對(duì)較小的壓力變化做出反應(yīng)，進(jìn)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、減壓閥的基本功耗

(1)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)壓彈簧的撓度有關(guān)。

(2)壓力特征：它是指流量g為定值時(shí)，因鍵入壓力波動(dòng)而導(dǎo)致輸出壓力波動(dòng)的特點(diǎn)。輸出壓力波動(dòng)越小，減壓閥的特征越好。輸出壓力應(yīng)當(dāng)高于鍵入壓力—定值才基本上不隨鍵入壓力變化而變化。

(3)流量特征：它是指鍵入壓力—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。通常輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動(dòng)就越小。

三、減壓閥的采用

按照使用要求選取減壓閥的類別和調(diào)壓精度，再依據(jù)所需最大輸出流量選擇其管徑。決定閥的氣源壓力時(shí)，應(yīng)使其小于最高輸出壓力0．1MPa。減壓閥通常安裝在分水濾氣器以后，油霧器或定值器之前，并留意不要將其進(jìn)、出口接反；閥不用時(shí)應(yīng)把旋鈕放松，以免閥座一直受壓變型而影響其功耗。

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