减压阀（调压阀）

9.1.1　减压阀（调压阀）

减压阀的功用是将供气气源压力减到每台装置所需要的压力，并保证减压后压力值稳定。

减压阀按调压方式分为直动式和先导式两大类。直动式减压阀，由旋钮直接通过调节弹簧来改变其输出压力；先导式减压阀，是由压缩空气代替调压弹簧来调节输出压力。

1．减压阀的工作原理

（1）直动式减压阀的结构与工作原理

如图9-1所示为直动式减压阀的结构原理图。如顺时针旋转手柄1，经过调压弹簧2、3，推动膜片4和阀杆5下移，使阀芯7也下移，打开阀口便有气流输出。同时，输出气压经阻尼孔6在膜片4的下表面产生向上的推力。这个作用力力图把阀口关小，使输出压力下降，这样的作用称为负反馈。当作用在膜片上的反馈力与弹簧力相平衡时，减压阀便有稳定的压力输出。

当减压阀输出负载发生变化，如压力增高，则输出端压力将膜片向上推，阀芯7在复位弹簧8的作用下向上移。减小阀口开度，使输出压力下降，直至达到调定的压力为止；反之，当输出压力下降时，弹簧2和3的压力使阀的开度增大，流量加大，使输出压力上升直到调定值上。阻尼孔的主要作用是提高调压精度，并在负载变化时，对输出的压力波动起阻尼作用，避免产生振荡。

图9-1　直动式减压阀的结构原理图

1-针旋转手柄；2，3调压弹簧；4-推动膜片；5-阀杆；6阻尼孔；7-阀芯；8-复位弹簧

当减压阀进口压力发生波动时，输出压力也随之变化并直接通过阻尼孔作用在膜片下部，使原有的平衡状态破坏，改变阀口的开度，达到新的平衡，保持其输出压力不变。

逆时针旋转手柄，调节弹簧放松，膜片在输出压力作用下向上变形，阀口变小，输出压力降低。

（2）先导式减压阀结构与工作原理

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。若将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阀体外部，则称为外部先导式减压阀。

如图9-2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，就会使召室中的压力发生很明显的变化，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，即提高了阀的稳压精度。如图9-3所示为外部先导式减压阀的主阀，其工作原理与直动式阀相同。在主阀体外部还有一个小型直动式减压阀（图中未画出），由它来控制主阀。此类阀适用于通径在20mm以上，远距离（30m以内入高处、危险处、调压困难）的场合。

图9-2　内部先导式减压阀

1-旋钮；2-调压弹簧；3-挡板；4-喷嘴；5-孔道；6-阀芯；7-排气阀口

8-进气阀口；9-固定节流孔；10、11-膜片；A-上气室；B-中气室；C-下气室

图9-3　外部先导式减压阀的主阀

2．减压阀的压力特性和流量特性

（1）减压阀的压力特性是在一定的流量下，输出压力和输入压力之间的函数关系

它是指流量q为定值时，因输入压力p₁波动而引起输出压力p₂波动的特性。输出压力波动越小，减压阀的特性越好。只有当输出压力p₂低于输入压力p₁一定值时，输出压力p₂基本上不随输入压力变化而变化。当输出压力较低、流量适当时，减压阀的稳压性能最好；当输出压力较高、流量太大或太小时，减压阀的稳定性能较差。

（2）流量特性表示输入压力p₁为定值时，输出流量q和输出压力p₂之间的函数关系

根据减压阀的流量特性曲线，输入压力一定时，输出压力越低，流量变化引起输出压力的波动越小。

当流量发生变化时，输出压力p₂的变化越小越好。输出压力p₂越低，它随输出流量的变化波动就越小。

3．减压阀的选择与使用

流量特性和压力特性是减压阀的两个重要特性，是选择和使用减压阀的重要依据。为使气动控制系统能正常工作，选用减压阀时应考虑下述一些问题：

（1）根据所要求的工作压力、调压范围、最大流量和稳压精度来选择减压阀。减压阀的公称流量是主要参数，一般与阀的接管口径相对应。稳压精度高时应选用先导式精密减压阀。

（2）减压阀一般都用管式连接，特殊需要也可用板式连接。减压阀常与过滤器、油雾器相连用，若是则应考虑采用气动二联件或三联件，以节省空间。连接方法和顺序如图9-4所示。

（3）为了操作方便，减压阀一般都是垂直安装，且按阀体箭头指向接管，不能将方向装错。安装前要做好清洁工作。

（4）减压阀不用时应旋松手柄，以免阀内膜片因长期受力而变形。

图9-4　减压阀的安装

4．减压阀的常见故障及其排除方法

减压阀的常见故障及其排除方法如表9-1所示。

表9-1　减压阀的常见故障及其排除方法