【知识点】重力载荷重力、全封闭、卸荷式减压阀原理

一、重力荷载、全封闭、卸荷式减压阀

如图1所示，在净重荷载作用下，阀开启。进口压力为pj的介质经汽缸节流后，压力降为pc。压力pc经反馈孔“a”引至阀座下方[图1（a）]或则直接作用于阀座下方[图1（b）]，然后在阀座上形成一个向下的力，使阀盘上移，阻挡pc继续上升。当此力与荷载重力平衡时，阀盘停止联通。此刻阀后压力对应于一定的pc使得流量达某一值。调节重力的大小即可荣获所需的减压压力pc。当载荷变动时，比如出口流量降低，将导致pc压力增加，平衡即遭破坏，阀座在重力的作用下下移并开启阀盘减压阀，使pc升至原先值[对于图1（a）]与重力再次确立平衡。因此在任何平衡载荷下，pc恒为常数。

这些状况称无差调节。对于图1（b），因为阀弹簧的存在，当阀的开度变化时，弹簧力也逐渐而变。故载荷变化后，在新的平衡状态下，pc不能绝对地回至原先数值。此种状况称为有差调节。通常减压阀均为有差调节。

图1重力荷载、全封闭、卸荷式减压阀原理

1—重块；2—膜片；3—平衡活塞；4—弹簧

二、弹簧荷载、全封闭、正作用式减压阀

如图2所示，其基本原理与重力式相似。因为用调节弹簧取代重力给阀读取并具备阀弹簧，故属有差调节。

图2弹簧荷载、全封闭、正作用式减压阀原理

1—调节弹簧；2—膜片；3—副动杆

三、弹簧荷载、半封闭、反作用式减压阀

如图3所示，其基本原理同前。阀座中心有一小孔与导轮端部构成一密封副，正常载荷下，因为介质对阀盘的斥力之和同调节弹簧力与介质在阀座上的斥力之和方向相反，使阀座与导轮彼此压紧，保证了此密封副的密封。当出口还要的流量忽然大降幅衰退，阀盘的动作因为惯性而滞后，或出口流量为零，而联轴器处的密封性堪忧以及旋松调节弹簧而增加整定压力时，均会使出口压力过大超出整定值。此刻阀座被向下伸出并与导轮脱离接触，以便把低压腔的多余介质排入大气。这一作用类似安全阀减压阀，但不同于安全阀。由于安全阀的动作是当压力超出额定值时，阀盘随之开启，其目的是保证管道或设备的安全而不保证管道被调压力。而上述减压阀的半封闭装置的目的是为了荣获较为准确的压力调节。

图3弹簧荷载、半封闭、反作用式减压阀原理

四、气压荷载（气帘式）、全封闭、反作用式减压阀

如图4所示，其基本原理同前。其特征是以一半球状气室的二氧化碳压力取代调节弹簧给阀读取。气室的二氧化碳来自进口高压介质，调节针阀a和b，可以使密闭气室荣获所需的压力。调节结束后，针阀应当完全处于截至状态。载荷变动后，阀座的平衡位置亦将变动，进而因为气室体积的变化使ph也发生变化，故也属有差调节。针阀b可将气室的介质排入大气或如实线所示引进低压腔。

图4气压荷载（气帘式）、全封闭、反作用式减压阀原理

实际上气帘是一个氢气弹簧。只要气帘的体积足够大，二氧化碳弹簧的挠度就足够小。挠度越小则阀的静态功耗越好，因此气帘式减压阀较弹簧荷载式减压阀具备较差的静态功耗。但气帘式减压阀只好适于二氧化碳介质并受环境湿度及气帘漏水的影响。为了摆脱这种劣势，可以用一副阀取代针阀a，然后就构成了定压荷载的副阀式减压阀。

五、定压荷载、注入式、全封闭、副阀式减压阀

如图5所示，所有副阀式减压阀均由两只直接作用式减压阀叠加而成。其中之一作副阀，用以调节另一作主阀的减压阀的挠度。图5所示的副阀式减压阀是以一弹簧荷载、全封闭、反作用式减压阀作副阀，其出口压力pc即主阀的荷载压力。调节副阀的调节弹簧可荣获不同的主阀荷载压力ph。副阀的作用可视为主阀的调节弹簧或气帘式减压阀的供水针阀a（把动力腔看做气帘），则此副阀式减压阀的工作原理与气帘式减压阀相似。

图5定压荷载、注入式、全封闭、副阀式减压阀原理

1—调节弹簧；2—副阀弹簧；3—动力腔；4—主阀弹簧

动力腔的荷载压力由副阀提供，动力腔内介质经节流孔J流至低压腔，处于流动平衡状态，因此能手动补偿环境湿度变化及动力腔漏水所导致的对ph的影响，所以其动态功耗优于气帘式。之外，动力腔的压力由副阀和节流孔J保证，因此也适用于蒸气介质和液体介质。

因主阀的荷载压力仅取决于副阀的整定值，主阀出口压力pc的变化并不被副阀阀座所测试，之后通过副阀反映为主阀荷载压力ph的变动，故称为定压荷载。但并非说荷载压力绝对不变。因为pc的变化将导致主阀动力阀座的联通，进而压缩或扩张动力腔的体积以及pc原本的变化就会破坏节流孔的流量平衡，并使ph发生某种相应的变化（由于副阀是有差调节）。另外pj的变化会破坏副阀力的平衡，因此会造成ph的变化。

六、变压荷载、注入式、全封闭、副阀式减压阀

如图6所示，其基本原理同图5。因副阀阀座能直接体验pc的变化，进而通过副阀的动作反映荷载压力ph的变化，故称为变压荷载。因此，副阀除了起到主阀调节弹簧的作用，同时还具备将pc的变化量（Δpc）变为ph的变化量（Δph）的放大作用。诸如pc增加时，活塞向下斥力减少，主阀开启（和直接作用式时状况相似）。同时，副阀的敏感阀座测试到pc的变化后，使副阀瓣开启，因而ph降低，协助打开主阀瓣。因此其调节功耗优于定压荷载的副阀式减压阀。活塞与本体间环型间隙的作用相当于图5的节流孔J。

图6变压荷载、注入式、全封闭、副阀式减压阀原理

1—调节弹簧；2—膜片；3—副阀瓣；4—副阀弹簧；5—动力活塞；6—主阀瓣；7—主阀弹簧

七、变压荷载、引流式、半封闭、副阀式减压阀

如图7所示，其基本原理同图6相同。不同点在于：图6中用副阀控制踏入动力腔介质的多少来控制ph，称为注入式；图7中用副阀控制从动力腔排入低压腔的介质的多少来控制ph，故称引流式。踏入动力腔的介质多少是通过节流阀定量供给的。

图7变压荷载、引流式、半封闭、副阀式减压阀原理

1—调节弹簧；2—膜片；3—弹簧；4—主阀弹簧

图6在任何载荷下均无介质泄露。图7在正常载荷时，pj、pc、ph和弹簧力互相作用，使动力阀座中心的小孔被主凸缘的锥端所密封，无介质泄露。当零载荷时，主阀处于关掉位置，而副阀在pc的作用下一直处于开启状态。然后pc渐渐下降，动力阀座两侧的压力差ph-pc渐渐减少，当ph-pc降低到一定程度时，动力阀座在弹簧的作用下向下伸出。将低压腔中的多余介质经动力阀座中心的小孔和两片动力阀座间的间隙排至大气。

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