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。

    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。