减压阀的工作原理.docx

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减压阀的工作原理

减压阀的工作原理

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  本文为大家介绍的是减压阀的工作原理，首先介绍减压阀的定义，所谓的减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。

从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而到达减压的目的。

然后依靠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。

下面我们通过减压阀的三个结构分别为大家介绍减压阀的工作原理。

减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。

按结构形式可分为薄膜式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可分为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。

减压阀的工作原理

一组合式减压阀的内部结构

1、组合式减压阀自动调节原理：

组合式减压阀是一种在复杂多变的工况下亦可利用水压进行自我调节的减压阀稳压阀，在进口压力和流量产生变化的时候保持出口的压力和流量稳定。

其完全实现自力控制，调试简单，运行可靠。

2、组合式减压阀的双反应切换的工作原理：

组合式减压阀的反应系统是根据减压阀出口压力的变化信号来控制过流面积〔节流锥开度〕的独立系统。

减压阀装备有互为备用的双反应系统，启用A系统即停用B系统的运行模式可以到达减压阀不停机检修的目的。

3、组合式减压阀反冲排污的工作原理：

水电站的运行工况比拟复杂，尤其水质的好坏直接关系到设备的平安运行。

针对泥沙含量较大的水电站，除了在减压阀的过流位置采用不锈钢材质并堆焊镍基合金防磨蚀外，减压阀的反冲排污装置亦能有效地防止反应控制系统的堵塞，使减压阀在多泥沙杂物的水质中保持良好的工况。

〔反冲排污系统标配为手动控制，根据水质实际情况把握反冲排污频率，或直接采用PLC自动反冲排污装置。

〕

4、组合式减压阀出口压力锁定工作原理：

每一台合格的减压阀阀体均经受了超过60分钟的1.5倍强压实验，彻底杜绝阀体缺陷，即使历经十余年的连续运行也不会出现破裂漏水等故障。

出口压力内锁定装置是为防止反应系统遭受意外损坏后，在主活塞下方失压时，保持出口压力P2值平安的刚性保护装置。

二直动式

直动式减压阀所示为直动式带溢流阀的减压阀（简称溢流减压阀）的结构图。

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）。

三先导式

内部先导式减压阀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，那么弹簧刚度必然过大，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根本相同。

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应的。

假设把小型直动式减压阀装在阀体内部，那么称为内部先导式减压阀；假设将小型直动式减压阀装在主阀体外部，那么称为外部先导式减压阀。

与直动式减压阀相比，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。

在主阀体外部还有一个小型直动式减压阀由它来控制主阀。

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。

面通过减压阀的三个结构方式，分别为大家阐述了减压阀的工作原理，希望大家能了解和学习。

主减压阀体如下列图：

减压阀工作原理可以简单的理解为入口压力+出口压力=弹簧力，通过控制减压阀内截流口的开度大小来控制出口处的压力，开度越小，液体通过截流口的液阻越大，压力损失越大，出口压力越小，反之那么出口压力越大。

设作用在膜片上的弹簧力为F；作用在减压阀膜片下的入口压力为F1；入口压强为P1；阀芯的作用面积为S1；F1=P1×S1。

作用在减压阀阀芯下的出口压力为F2；出口压强为P2；膜片的作用面积为S2；F2=P2×S2。

当到达平衡时那么有：

F=F1+F2=P1×S1+P2×S2。

当入口处的压力出现波动，假设弹簧力不变，入口压强变为为P1+△P1，出口压强为P2+△P2，当到达新的平衡时有：

F=F1+F2=P1×S1+P2×S2 =〔P1+△P1〕×S1+（P2+△P2）×S2

△P1×S1+△P2×S2=0 △P2=－△P1×S1/S2

其中负号是指入口压力的波动跟出口压力的波动正好相反，入口压力如果变大，出口压力就变小，同时由于S1比S2小很多，所以△P2也比△P1要小的多，即出口压力的波动比入口压力的波动小的多。

当减压阀出口无人用水或减压阀下游被关闭时，出口压强持续增大，F2持续变大，膜片下的压力推动膜片不断往上运动直到减压阀关闭，此时减压阀出口压强是大于的设定值，但由于惯性作用，向上运动的膜片不会一下子就停下来，会继续向上运动一点，相当于出口处阀腔变大，体积变大，内部液体的压力下降，直到正好等于减压阀出口的设定压力值

减压阀常见故障及排除方法

核心提示：

减压阀常见故障及排除方法：

1、减压阀出口压力几乎等于进口压力，不减压；2、出口压力很低，即使拧紧调压手轮，压力也升不起来；3、不稳压，压力振摆大，有时噪声大；4、工作压力调定后出油口压力自行升高。

1、减压阀出口压力几乎等于进口压力，不减压

这一故障现象表现为：

减压阀进出口压力接近相等，而且出口压力不随调压手柄的旋转调节而变化。

产生原因和排除方法如下。

①因主阀芯上或阀体孔沉割槽棱边上有毛刺或者主阀芯与阀体孔之间的间隙里卡有污物，或者因主阀芯或阀孔形位公差超差，产生液压卡紧，将主阀芯卡死在最大开度（max）的位置上，由于开口大，油液不减压。

此时可根据上述情况分别采取去毛刺、清洗和修复阀孔和阀芯精度的方法予以排除。

②因主阀芯与阀孔配合过紧，或装配时拉毛阀孔或阀芯，将阀芯卡死在最大开度位置上，此时可选配合理的间隙。

J型减压阀配合间隙一般为0.007～0.015mm，配前可适当研磨阀孔，再配阀芯。

③主阀芯短阻尼孔或阀座孔堵塞，失去了自动调节机能，主阀弹簧力将主阀推往最大开度，变成直通无阻，进口压力等于出口压力。

可用φ1.Omm钢丝或用压缩空气吹通阻尼孔，并进行清洗再装配。

④对J型减压阀，带阻尼孔的阻尼件是压入主阀芯内的，使用中有可能因过盈量不够而冲出。

冲出后，使进油腔与出油腔压力相等〔无阻尼〕，而阀芯上下受力面积相等，但出油腔有一弹簧，所以主阀芯总是处于最大开度的位置，使出口压力等于入口压力。

此时需重新加工外径稍大的阻尼件并重新压入主阀芯。

⑤JF型减压阀，出厂时泄油孑L是用油塞堵住的。

当此油塞未拧出而使用时，使主阀芯上腔〔弹簧腔〕困油，导致主阀芯处于最大开度而不减压。

J型管式阀与此相同。

J型板式阀如果设计安装板时未使L口连通油池也会出现此现象。

⑥对J型管式阀，拆修时很容易将阀盖装错方向〔错90°或180°〕，使外泄油口堵死，无法排油，造成同上的困油现象，使主阀顶在最大开度而不减压。

修理时将阀盖装配方向装对即可。

⑦对JF型减压阀，顶盖方向装错时，会使输出油孔与泄油孔相通，造成不减压，也须注意。

2、出口压力很低，即使拧紧调压手轮，压力也升不起来

①减压阀进出油口接反了：

对板式阀为安装板设计有错，对管式阀是接管错误。

J型减压阀的进出油口跟Y型溢流阀的进出油口刚好相反。

用户使用时请注意阀上油口附近所打的钢印标记〔Pl、P2、L等字样〕，或查阅液压元件产品目录，不可设计错和接错。

②进油口压力太低，经减压阀芯节流口后，从出油口输出的压力更低，此时应查明进油口压力低的原因〔例如溢流阀故障〕。

③减压阀下游回路负载太小．压力建立不起来，此时可考虑在减压阀下游串接节流阀来解决。

④先导阀〔锥阀〕与阀座配合面之间因污物滞留而接触不良，不密合；或先导锥阀有严重划伤，阀座配合孑L失圆，有缺口，造成先导阀芯与阀座孔不密合。

⑤拆修时，漏装锥阀或锥阀未安装在阀座孔内。

对此，可检查锥阀的装配情况或密合情况。

⑥主阀芯上长阻尼孔被污物堵塞，如图3-21所示，P2腔的油液不能经长阻尼孔e流入主阀弹簧腔，出油腔P2的反应压力传递不到先导锥阀上，使导阀失去了对主阀出口压力的调节作用。

阻尼孔堵塞后，主阀P。

腔失去了油压p3的作用，使主阀变成一个弹簧力很弱〔只有主阀平衡弹簧〕的直动式滑阀，故在出油口压力很低时，便可克服平衡弹簧的作用力而使减压阀节流口关小ymin，这样进油口压力p1经ymin节流口大幅度降压至p2，使出油口压力上不来。

应使长阻尼孔通畅。

⑦先导阀弹簧〔调压弹簧〕错装成软弹簧，或者因弹簧疲劳产生永久变形或者折断等原因，造成p2压力调不高，只能调到某一低的定值，此值远低于减压阀的最大调节压力。

⑧调压手柄因螺纹拉伤或有效深度不够，不能拧到底而使得压力不能调到最大。

⑨阀盖与阀体之间的密封不良，严重漏油。

产生原因可能是O形圈漏装或损伤，压紧螺钉未拧紧以及阀盖加工时出现端面平面度误差，一般是四周凸，中间凹。

⑩主阀芯因污物、毛刺等卡死在小开度的位置上，使出口压力低。

可进行清洗与去毛刺。

3、不稳压，压力振摆大，有时噪声大

根据相关标准的规定，J型减压阀压力振摆为±o．lMPa，JF型为±o．3MPa，超过此标准为压力振摆大，不稳压。

①J型与JF型减压阀为先导式，先导阀与溢流阀通用，所以产生压力振摆大的原因和排除方法可参照溢流阀的有关局部进行。

②减压阀在超过额定流量下使用时，往往会出现主阀振荡现象，使减压阀不稳压，此时出油口压力出现“升压一降压一再升压一再降压〞的循环，所以一定要选用适合型号规格的减压阀。

③泄油口L受的背压大，也会产生压力振摆大和不稳压的现象，泄油管宜单独回油。

④弹簧变形或刚度不好〔热处理不好〕，导致压力波动大，可更换合格的弹簧。

4、工作压力调定后出油口压力自行升高

在某些减压控制回路中，减压阀的出口压力是用来控制电液换向阀或外控顺序阀等的控制油液压力大小的，当电液换向阀或外控顺序阀换向或工作后，减压阀出油口流量变为零，但压力还需保持原先调定的压力。

这种情况下，因阀出口流量为零，流经减压口的流量只有先导流量。

由于先导流量很少，一般在2L/min之内，因此主阀减压口根本上接近全关位置〔开度极小〕，先导流量由三角槽或斜锥面处流出，如果主阀芯配合过松或磨损过大，那么泄漏量增加。

按流量连续性定理，这局部泄漏量也必须从主阀芯阻尼孔流来，即流经阻尼孔的流量由先导流量和泄漏量两局部构成，而阻尼孔面积和主阀弹簧腔油液压力未变〔弹簧腔油液压力由已调好的调压弹簧预压缩量确定〕，为使通过阻尼孔的流量增加，必然引起主阀下腔油液压力的升高。

因此，当减压阀出口压力调定后，如果出口流量为零时，出口压力会因主阀芯配合过松或磨损过大而升高。

减压阀选用标准

1、在给定的弹簧压力级范围内，使出口压力在最大值与最小值之间能连续调整，不得有卡阻和异常振动；

2、对于软密封的减压阀，在规定的时间内不得有渗漏；对于金属密封的减压阀，其渗漏量应不大于最大流量的0.5%；

3、出口流量变化时,直接作用式的出口压力偏差值不大于20%,先导式不大于10%；

4、进口压力变化时，直接作用式的出口压力偏差不大于10%，先导式的不大于5%；

5、通常，减压阀的阀后压力应小于阀前压力的0.5倍；

6、减压阀的应用范围很广，在蒸汽、压缩空气、工业用气、水、油和许多其他液体介质的设备和管路上均可使用，介质流经减压阀出口处的量，一般用质量流量或体积流量表示；

7、波纹管直接作用式减压阀适用于低压、中小口径的蒸汽介质；

8、薄膜直接作用式减压阀适用于中低压、中小口径的空气、水介质；

9、先导活塞式减压阀，适用于各种压力、各种口径、各种温度的蒸汽、空气和水介质，假设用不锈耐酸钢制造，可适用于各种腐蚀性介质；

10、先导波纹管式减压阀，适用于低压、中小口径的蒸汽、空气等介质；

11、先导薄膜式减压阀，适用于低压、中压、中小口径的蒸汽或水等介质；

12、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，减压前期的性能会受影响；

13、通常减压阀的阀后压力应小于阀前压力的0.5倍；

14、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；

15、在介质工作温度比拟高的场合，一般选用先导活塞式减压阀或先导波纹管式减压阀；

16、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薄膜式减压阀；

17、介质为蒸汽的场合，宜选用先导活塞式或先导波纹管式减压阀；

18、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。