溢流减压阀的工作原理及结构图方法

一、减压阀的工作原理

直动式减压阀

图14—1a所示为直动式带溢流阀的减压阀（简称溢流减压阀）的结布光。

压力为P1的压缩空气，由上端键入经阀口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。顺秒针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及阀座5使衬套8下移，减小阀口10的开度使P2减小。若反秒针旋转旋钮1，阀口10的开度降低，P2逐渐减少。

若P1瞬时下降，P2将逐渐下降，使阀座气室6内压力下降，在阀座5上形成的推力相应减小，此推力破坏了原先力的平衡减压阀，使阀座5向下联通，有少部份气流经溢流孔12、排气孔11排出。在阀座上移的同时，因复位弹簧9的作用，使衬套8也向下联通，关小进汽缸口10，节流作用加强，使输出压力升高，直到达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原先值。若键入压力瞬时增长，输出压力也增长、膜片5下移，气阀8逐渐下移，排气阀口10开大，节流作用减弱，使输出压力也基本回到原先值。逆秒针旋转旋钮1。使调节弹簧2、3放松，氢气作用在阀座5上的推力小于调压弹簧的斥力，阀座向下曲，靠复位弹簧的作用关掉排气阀口10。再旋转旋钮1，排气阀座8的顶部与溢流汽缸4将脱开，阀座气室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。

其实，溢流减压阀是靠扰流板的节流作用减压，靠阀座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。为避免以上溢流式减压阀徘出少量二氧化碳对周围环境的污染，可选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。

先导式减压阀

当减压阀的输出压力较高或管径较大时，用调压弹簧直接调压，则弹簧挠度必定过大，流量变化时，输出压力波动较大，阀的结构宽度也将减小。为了摆脱这种劣势，可选用先导式减压阀。先导式减压阀的工作原理与直动式的基本相似。先导式减压阀所用的调压二氧化碳，是由大型的直动式减压阀供给的。若把大型直动式减压阀装在壳体内部，则称为内部先导式减压阀；若将大型直动式减压阀装在主壳体外部，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布光，与直动式减压阀相比，该阀提高了由喷管4、挡板3、固定节流孔9及气室B所组成的喷管挡板放大环节。当喷管与挡板之间的距离发生微小变化时，都会使B室中的压力发生根显著的变化，进而导致阀座10有较大的位移，去控制气阀6的上下联通，使排气阀口8开大或关小、提高了对销子控制的灵敏度，即增加了稳压精度。

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似。在主阀门外部也有一个大型直动式减压阀（图中末示出），由它来控制主阀。这些阀用于管径在20mm以上，远距离（30m以内）、高处、危险处、调压困难的场合。

定值器

定值器是一种高精度的减压阀，主要适于压力定值。现在有两种压力尺寸的定值器：其气源压力分别为0．14MPa和0．35MPa，输出压力范围分别为0—0．1MPa和0一0．25MPa。其输出压力波动不小于最大输出压力的1％，常适于还要供给准确气源压力和讯号压力的场合，如气动试验设备、气动手动装置等。

图14—4所示为定值器的工作原理图。它由三部份组成：1是直动式减压阀的主闭部份；2是恒压降装置，相当于一定差减压阀。主要作用是使喷管得到稳定气源流量；3是喷管挡板装置和调压部份，起调压和压力放大作用，运用被它放大了的气压去控制主阀部份。

因为定值器具备调定、比较和放大的功能，因此稳压精度高。

定值器处于非工作状态时，由气源键入的压缩空气经过滤膜1过滤后踏入A室和原配。主衬套19在弹簧20和气源压力作用下压在喷嘴上，使A室与B室断掉。踏入A室的气流经由阀口（又称为活门）12至F室，再通过恒节流孔13升压后，分别踏入G室和D室。因为这时仍未对阀座8加力，挡板5与喷管4之间的宽度较大，二氧化碳从喷管4流出时的气流阻力较小，G室及D室的气压较低，阀座3及15保持原始位置。踏入只室的微量二氧化碳主要经B室通过阀口2从进气口排出；另有一部份从输出口排空。此刻输出口无气流输出，由喷管流出而排空微量二氧化碳是维持喷管挡板装置工作所应当的，因其为无性能气量，因此希望其耗量越小越好。

定值器处于工作状态时，摇动摇杆7，压下弹簧6并促进阀座8连同挡板5一齐下移、挡板5与喷管4的宽度缩小，气流阻力降低，使G室和D室的气压下降。阀座16在D室气压的作用下下移，将阀口2关掉，并向上推进主衬套19，打开阀口，压缩空气经B室和H室由输出口输出。与此同时，H室压力上升并反馈到阀座8上，当阀座8所受反馈斥力与弹簧力平衡时，定值器便输出一定压力的二氧化碳。当键入压力波动时，如压力上升，B室和H室气压瞬时增高、使阀座8上移减压阀，致使挡板5与喷管4之间的宽度加强，G室和D室的气压升高。因为B室压力增高，D室压力升高，阀座15在压差的作用下向下联通，使主阀口减少，输出压力升高，直至稳定到调定压力上。之外，在键入压力上升时，E室压力和F室瞬时压力也上升，阀座3在上下液位的作用下上移，关小稳压阀口12。因为节流作用增强，F室气压升高，仍然保持节流孔13的前后压差恒定，故通过节流孔13的二氧化碳流量不变，使喷管挡板的灵敏度得到提升。当键入压力增加时，B室和H室的压力瞬时衰退，阀座8连同挡板5因为受力平衡破坏而下移，喷管4与挡板5间宽度减少，G室和D室压力上升，阀座3和15下移。阀座15下移使主阀口开度加强，使B室及H室气压下降，直至与调定压力平衡为止。而阀座3下移，使稳压口12开大，F室气压上升，一直保持恒节流孔13前后压差恒定。同理，当输出压力波动时，将与键入压力波动时得到同样的调节。

因为定值器运用输出压力的反馈作用和喷管挡板的放大作用控制主阀，使其能对较小的压力变化做出反应，进而使输出压力得到及时调节，保持出口压力基本稳定，即定值稳压精度较高。

二、减压阀的基本功耗

（1）调压范围：它是指减压阀输出压力P2的可调范围，在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的挠度有关。

（2）压力特征：它是指流量g为定值时，因键入压力波动而导致输出压力波动的特点。输出压力波动越小，减压阀的特征越好。输出压力应当高于键入压力—定值才基本上不随键入压力变化而变化。

（3）流量特征：它是指键入压力—定时，输出压力随输出流量g的变化而变化的持性。当流量g发生变化时，输出压力的变化越小越好。通常输出压力越低，它随输出流量的变化波动就越小。

三、减压阀的采用

按照使用要求选取减压阀的类别和调压精度，再依据所需最大输出流量选择其管径。决定阀的气源压力时，应使其小于最高输出压力0．1MPa。减压阀通常安装在分水滤气器以后，油雾器或定值器之前，并留意不要将其进、出口接反；阀不用时应把旋钮放松，以免阀座一直受压变型而影响其功耗。

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