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基础必备 | 减压阀的工作原理和6大选用原则!

2017-11-23 15:31:12      点击:

减压阀是通过改变节流面积,使流速及流体的动能改变,造成不同的压力损失,从而达到减压的目的,并依靠介质本身的能量控制与调节系统的调节,使阀后压力的波动与弹簧力相平衡,使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定的自动阀门。

一、减压阀选用原则

1、减压阀进口压力的波动应控制在进口压力给定值的80%~105%,如超过该范围,减压阀的性能会受影响。

2、通常减压阀的阀后压力Pc 应小于阀前压力的0.5 倍,即Pc<0.5P1。 减压阀的每一档弹簧只在一定的出口压力范围内适用,超出范围应更换弹簧。

3、在介质工作温度比较高的场合,一般选用先导式活塞式减压阀或先导式波纹管减压阀。

4、介质为空气或水(液体)的场合,一般宜选用直接作用薄膜式减压阀或先导式薄膜式减压阀。

5、介质为蒸汽的场合,宜选用先导式活塞式减压阀或先导波纹管减压阀。

6、为了操作、调整和维修的方便,减压阀一般应安装在水平管道上。

二、减压阀的工作原理

1、直动式减压阀工作原理

压力为P1的压缩空气,由左端输入经阀口10节流后,压力降为P2输出。P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节。顺时针旋转旋钮1,压缩弹簧2、3及膜片5使阀芯8下移,增大阀口10的开度使P2增大。若反时针旋转旋钮1,阀口10的开度减小,P2随之减小。

若P1瞬时升高,P2将随之升高,使膜片气室6内压力升高,在膜片5上产生的推力相应增大,此推力破坏了原来力的平衡,使膜片5向上移动,有少部分气流经溢流孔12、排气孔11排出。在膜片上移的同时,因复位弹簧9的作用,使阀芯8也向上移动,关小进气阀口10,节流作用加大,使输出压力下降,直至达到新的平衡为止,输出压力基本又回到原来值。若输入压力瞬时下降,输出压力也下降、膜片5下移,阀芯8随之下移,进气阀口10开大,节流作用减小,使输出压力也基本回到原来值。

逆时针旋转旋钮1。使调节弹簧2、3放松,气体作用在膜片5上的推力大于调压弹簧的作用力,膜片向上曲,靠复位弹簧的作用关闭进气阀口10。再旋转旋钮1,进气阀芯8的顶端与溢流阀座4将脱开,膜片气室6中的压缩空气便经溢流孔12、排气孔11排出,使阀处于无输出状态。

总之,溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压,靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压;调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。为防止以上溢流式减压阀徘出少量气体对周围环境的污染,可采用不带溢流阀的减压阀(即普通减压阀),其符号如图14—1c所示。

2、先导式减压阀工作原理

当减压阀的输出压力较高或通径较大时,用调压弹簧直接调压,则弹簧刚度必然过大,流量变化时,输出压力波动较大,阀的结构尺寸也将增大。为了克服这些缺点,可采用先导式减压阀。

先导式减压阀的工作原理与直动式的基本相同。先导式减压阀所用的调压气体,是由小型的直动式减压阀供给的。若把小型直动式减压阀装在阀体内部,则称为内部先导式减压阀;若将小型直动式减压阀装在主阀体外部,则称为外部先导式减压阀。

图14—2所示为内部先导式减压阀的结构图,与直动式减压阀相比,该阀增加了由喷嘴4、挡板3、固定节流孔9及气室B所组成的喷嘴挡板放大环节。当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化时,就会使B室中的压力发生根明显的变化,从而引起膜片10有较大的位移,去控制阀芯6的上下移动,使进气阀口8开大或关小、提高了对阀芯控制的灵敏度,即提高了稳压精度。

图14—3所示为外部先导式减压阀的主阀,其工作原理与直动式相同。在主阀体外部还有一个小型直动式减压阀(图中末示出),由它来控制主阀。此类阀适于通径在20mm以上,远距离(30m以内)、高处、危险处、调压困难的场合。