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气动三联件设计浅析——减压阀

气动三联件设计浅析——减压阀

摘 要: 介绍气动减压阀的设计原理和设计重点。

 在气动技术中,空气过滤器、减压阀和油雾器称为气动三大件,减压阀是其中不可缺少的一部分。本文主要介绍设计心得,关于设计理论、计算公式等方面由于有众多书籍详细介绍,因此本文并不过多涉及。

    气动减压阀也叫调压阀,是将较高的进口压力调节并降低到要求的出口压力,并能保证出口压力稳定,即起到减压和稳压作用。气动减压阀按压力调节方式,有直动式减压阀和先导式减压阀,后者适用在较大通径的场合,两者的调压原理相似,因此这里只介绍直动式减压阀。

    1.直动式减压阀的工作原理

    直动式减压阀是用调节钮直接调节调压弹簧来改变阀的出口压力,有活塞式和膜片式两种。这里只介绍常用的膜片式减压阀。膜片式减压阀适合通径小于20毫米,输出压力为0~0.63MPa的情况下,较大通径或较大输出压力由于需要调压弹簧的刚性太大,调节比较困难,一般采用先导式减压阀。

    图1所示为带溢流功能的膜片式直动减压阀的结构图。

气动三联件设计浅析——减压阀,气动三联件,气动三联件设计

    压力为P1的压缩空气,由左端输入经阀口节流后,压力降为P2输出。P2的大小可由主调压弹簧4进行调节。拉起并顺时针旋转主调压旋钮6,主调压弹簧4被压缩,推动膜片组合3和调压柱8下移,推动阀芯10,增大阀口开度使P2增大。出口压力气体经反馈导管2进入膜片室,在膜片组合3上产生一个向上推力。当此推力与主调压弹簧力平衡时,出口压力便稳定在一定值。若反时针旋转主调压旋钮6,阀口的开度减小,P2随之减小。

    若进口压力有波动,例如P1瞬时升高,则出口压力P2也随之升高,通过反馈导管2使膜片室内压力升高,在膜片组合3上产生的推力相应增大,此推力破坏了原来力的平衡,使膜片组合3向上移动,溢流孔打开,有少部分溢流气体经溢流孔、排气孔排出。在膜片组合3上移的同时,靠复位弹簧1的作用,使调压柱8上移,阀口开度减小,节流作用增大,使出口压力回降,溢流孔关闭,达到新的平衡,输出压力基本又恢复原值。若输入压力瞬时下降,输出压力也下降、膜片组合3和调压柱8随之下移,阀口开度加大,节流作用减小,使输出压力也基本回到原来值。

    若进口压力不变,输出流量变化,使出口压力P2发生波动(增高或降低)时,依靠溢流孔的溢流作用和膜片组合3上力的平衡作用推动调压柱8上下移动,仍能起到稳压作用。

    当输出流量为零时,出口压力经过反馈导管2进入膜片室,推动膜片组合3上移,调压柱8在复位弹簧1的推动下上移,阀口关闭,保证出口压力恒定。当输出流量很大时,高速气流使反馈导管2处产生负压,吸出膜片室内的部分气体使膜片室压力下降,阀口开度加大,仍然可以保持膜片上的力平衡。

    如果逆时针旋转主调压旋钮6,使主调压弹簧4的变形不断减小,气体作用在膜片组合3上的推力大于调压弹簧的作用力,膜片组合3上移,靠复位弹簧1的作用逐渐关闭阀口。膜片室中的压缩空气经溢流孔、排气孔不断排出,直至阀处于无输出状态,出口压力降为零。

 

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