減壓閥的工作原理及維修方法

一、減壓閥的工作原理

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的大小可以通過調(diào)壓彈簧2、3調(diào)節(jié)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，閥口10的開度減小，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)，一小部分氣流通過溢流孔12、排氣孔11排出。隨著隔膜向上移動(dòng)，由于復(fù)位彈簧9的作用，閥芯8也向上移動(dòng)，關(guān)閉進(jìn)氣閥口 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，節(jié)流作用減弱，輸出壓力基本恢復(fù)到原來的值。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在復(fù)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，隔膜氣室6內(nèi)的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，所以該閥處于無輸出狀態(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在復(fù)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，隔膜氣室6內(nèi)的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，所以該閥處于無輸出狀態(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在復(fù)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，隔膜氣室6內(nèi)的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，所以該閥處于無輸出狀態(tài)。

總之，溢流減壓閥是靠進(jìn)氣口的節(jié)流作用來減壓，靠隔膜上受力與溢流孔溢流作用的平衡來穩(wěn)定壓力；通過調(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），其符號(hào)如圖圖 14-1c。

先導(dǎo)式減壓閥

當(dāng)減壓閥的輸出壓力高或口徑大時(shí)，如果直接用調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)壓力，彈簧剛度必須過大。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。與直動(dòng)式減壓閥相比，該閥增加了噴嘴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)生較大的位移來控制閥芯6的上下運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)氣閥口8打開或關(guān)閉，從而提高閥芯控制的靈敏度，即

外先導(dǎo)式減壓閥的主閥如圖14-3所示，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（如圖末所示），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.和0.，輸出壓力范圍分別為0-0.1MPa和0-0.1MPa。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)備的工作原理圖如圖14-4所示。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)過濾器1過濾后進(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。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沒有受力，因此擋板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室氣壓低，并且隔膜3和15保持原來的位置。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)，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(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。

當(dāng)設(shè)置器處于工作狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄7，壓下彈簧6，推動(dòng)隔膜8與擋板5一起向下移動(dòng)，擋板5與噴嘴4之間的距離減小，氣流阻力增加，并且G室和D室之間的間隙增大。氣壓升高。隔膜16在D腔內(nèi)氣壓的作用下下移，關(guān)閉閥口2，向下推動(dòng)主閥芯19打開閥口。壓縮空氣通過B室和H室從輸出口輸出。同時(shí)，H腔內(nèi)的壓力上升并反饋到膜片8。當(dāng)膜片8受到的反饋力與彈簧力平衡時(shí)，調(diào)節(jié)器將輸出一定壓力的氣體。當(dāng)輸入壓力波動(dòng)時(shí)，如壓力升高，B室和H室的氣壓瞬間升高，使隔膜8向上移動(dòng)，導(dǎo)致?lián)醢?與噴嘴4之間的距離增加，G室和D室的氣壓房間下降。隨著B腔壓力升高，D腔壓力下降，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，直至穩(wěn)定到設(shè)定值壓力。另外，當(dāng)輸入壓力上升時(shí)，E腔內(nèi)的壓力和F腔內(nèi)的瞬時(shí)壓力也上升，隔膜3在上下壓差的作用下向上移動(dòng)，穩(wěn)壓閥口12關(guān)閉了。由于節(jié)流作用的加強(qiáng)，F(xiàn)腔內(nèi)氣壓降低，節(jié)流孔13前后壓差始終保持恒定，因此通過節(jié)流孔13的氣體流量不變壓縮空氣彈簧式減壓閥，從而提高噴嘴擋板的靈敏度。當(dāng)輸入壓力降低時(shí)，B室和H室的壓力瞬間下降，隔膜8和擋板5因力平衡破壞而下移，噴嘴4和擋板5之間的距離減小， G 室和 D 室中的壓力升高，隔膜 3 和 15 向下移動(dòng)。隔膜15向下移動(dòng)，增大主閥口的開度，使B室和H室的氣壓上升，直至與設(shè)定壓力平衡。隔膜3向下移動(dòng)，從而使穩(wěn)壓口12打開，F(xiàn)腔內(nèi)氣壓升高，恒流孔13前后壓差始終保持恒定。同樣，當(dāng)輸出壓力波動(dòng)時(shí)，將得到與輸入壓力波動(dòng)時(shí)相同的調(diào)整。

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砜刂浦鏖y，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）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)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān).

（2）壓力特性：是指流量g為定值時(shí)輸入壓力波動(dòng)引起的輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)越小，說明減壓閥的特性越好。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）流量特性：指輸入壓力—時(shí)間，輸出壓力隨輸出流量g變化而變化的持續(xù)性。當(dāng)流量g變化時(shí)，輸出壓力變化越小越好。正常輸出壓力越低，隨著輸出流量的變化波動(dòng)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)定裝置之前壓縮空氣彈簧式減壓閥，注意不要將其進(jìn)出口接反；閥門不使用時(shí)，應(yīng)松開旋鈕，防止隔膜不斷受壓變形。