氣動(dòng)壓力控制閥原理

氣動(dòng)壓力控制閥(Pneumaticpressurecontrolvalves)氣動(dòng)壓力控制閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中主要起調(diào)節(jié)、降低或穩(wěn)定氣源壓力、控制執(zhí)行元件的動(dòng)作順序、保證系統(tǒng)的工作安全等作用。氣動(dòng)壓力控制閥的分類氣動(dòng)壓力控制閥分為減壓閥（調(diào)壓閥）、順序閥、安全閥等。常用的氣動(dòng)壓力控制閥a.減壓閥減壓閥是氣動(dòng)系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)元件。氣動(dòng)系統(tǒng)的壓縮空氣一般是由壓縮機(jī)將空氣壓縮，儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐內(nèi)，然后經(jīng)管路輸送給氣動(dòng)裝置使用，儲(chǔ)氣罐的壓力一般比設(shè)備實(shí)際需要的壓力高，并且壓力波動(dòng)也較大，在一般情況下，需采用減壓閥來得到壓力較低并且穩(wěn)定的供氣。減壓閥按調(diào)節(jié)壓力的方式分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。（1）直動(dòng)式減壓閥圖16為直動(dòng)式減壓閥的結(jié)構(gòu)原理。輸入氣流經(jīng)P1進(jìn)入閥體，經(jīng)閥口2節(jié)流減壓后從P2口輸出，輸出口的壓力經(jīng)過阻尼孔4進(jìn)入膜片室，在膜片上產(chǎn)生向上的推力，當(dāng)出口的壓力P2瞬時(shí)增高時(shí)，作用在膜片上向上的作用力增大，有部分氣流經(jīng)溢流口和排氣口排出，同時(shí)減壓閥芯在復(fù)位彈簧1的作用下向上運(yùn)動(dòng)，關(guān)小節(jié)流減壓口，使出口壓力降低；相反情況不難理解。調(diào)解手輪8就可以調(diào)節(jié)減壓閥的輸出壓力。采用兩個(gè)彈簧調(diào)壓的作用是調(diào)節(jié)的壓力更穩(wěn)定。1復(fù)位彈簧2閥口3閥芯4阻尼孔5膜片6,7調(diào)壓彈簧8調(diào)壓手輪圖16直動(dòng)式減壓閥如圖17為某先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)原理圖。與直動(dòng)式減壓閥相比，該閥增加了由噴嘴10、擋板11、固定節(jié)流孔5及氣室所組成的噴嘴擋板放大環(huán)節(jié)。當(dāng)噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時(shí)，就會(huì)使氣室中的壓力發(fā)生很明顯的變化，從而引起膜片6有較大的位移，去控制閥芯4的上下移動(dòng)，使進(jìn)氣閥口3開大或關(guān)小，提高了對(duì)閥芯控制的靈敏度，也就提高了閥的穩(wěn)壓精度。1排氣孔2復(fù)位彈簧3閥口4閥芯5固定節(jié)流口6膜片7調(diào)壓彈簧8調(diào)壓手輪9孔道10噴嘴11擋板圖17先導(dǎo)式減壓閥（3）定值器定值器是一種高精度的減壓閥，主要用于壓力定值。圖18為定值器的工作原理圖。它由三部分組成：一是直動(dòng)式減壓閥的主閥部分；二是恒壓降裝置，相當(dāng)于一定差值減壓閥，主要作用是使噴嘴得到穩(wěn)定的氣源流量；三是噴嘴擋板裝置和調(diào)壓部分，起調(diào)壓和壓力放大作用，利用被它放大了的氣壓去控制主閥部分。由于定值器具有調(diào)定、比較和放大的功能，因而穩(wěn)壓精度高。1,6,9彈簧2閥芯3截止閥口4膜片組5節(jié)流口7活門8膜片10噴嘴11擋板12膜片13調(diào)壓彈簧14調(diào)壓手輪圖18定值器工作原理定值器處于非工作狀態(tài)時(shí)，由氣源輸入的壓縮空氣進(jìn)人A室和E室。主閥芯2在彈簧1和氣源壓力作用下壓在截止閥座3上，使A室與B室斷開。進(jìn)人E室的氣流經(jīng)閥口（又稱為活門7）進(jìn)至F室，再通過節(jié)流孔5降壓后，分別進(jìn)人G室和D室。由于這時(shí)尚未對(duì)膜片12加力，擋板5與噴嘴4之間的間距較大，氣體從噴嘴10流出時(shí)的氣流阻力較小，C室及D室的氣壓較低，膜片8及4皆保持原始位置。進(jìn)人H室的微量氣體主要部分經(jīng)B室通過溢流口從排氣口排出；另有一部分從輸出口排空。此時(shí)輸出口輸出壓力近似為零，由噴嘴流出而排空的微量氣體是維持噴嘴擋板裝置工作所必須的，因其為無功耗氣量，所以希望其耗氣量越小越好。定值器處于工作狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄14壓下彈簧13并推動(dòng)膜片12連同擋板11一同下移，擋板11與噴嘴10的間距縮小，氣流阻力增加，使C室和D室的氣壓升高。膜片4在D室氣壓的作用下下移，將溢流閥口關(guān)閉，并向下推動(dòng)主閥芯2,打開閥口，壓縮空氣即經(jīng)B室和H室由輸出口輸出。與此同時(shí)，H室壓力上升并反饋到膜片12上，當(dāng)膜片12所受的反饋?zhàn)饔昧εc彈簧力平衡時(shí)，定值器便輸出一定壓力的氣體。當(dāng)輸入的壓力發(fā)生波動(dòng)，如壓力上升，若活門、進(jìn)氣閥芯2的開度不變，則B、F、H室氣壓瞬時(shí)增高，使膜片12上移，導(dǎo)致?lián)醢?1與噴嘴10之間的間距加大，C室和D室的氣壓下降。由于B室壓力增高，D室壓力下降，膜片4在壓差的作用下向上移動(dòng)，使主閥口減小，輸出壓力下降，直到穩(wěn)定在調(diào)定壓力上。此外，在輸入壓力上升時(shí)，E室壓力和F室瞬時(shí)壓力也上升，膜片8在上下壓差的作用下上移，關(guān)小活門口7。由于節(jié)流作用加強(qiáng)，F(xiàn)室氣壓下降，始終保持節(jié)流孔5的前后壓差恒定，故通過節(jié)流孔門的氣體流量不變，使噴嘴擋板的靈敏度得到提高。當(dāng)輸入壓力降低時(shí)，B室和H室的壓力瞬時(shí)下降，膜片12連同擋板11由于受力平衡破壞而下移，噴嘴10與擋板11間的間距減小，C室和D室壓力上升，膜片8和4下移。膜片4的下移使主閥口開度加大，B室及H室氣壓回升，直到與調(diào)定壓力平衡為止。而膜片8下移，開大活門口，F(xiàn)室氣壓上升，始終保持節(jié)流孔5前后壓差恒定。同理，當(dāng)輸出壓力波動(dòng)時(shí)，將與輸入壓力波動(dòng)時(shí)得到同樣的調(diào)節(jié)。由于定值器利用輸出壓力的反饋?zhàn)饔煤蛧娮鞊醢宓姆糯笞饔每刂浦鏖y，使其能對(duì)較小的壓力變化作出反應(yīng)，從而使輸出壓力得到及時(shí)調(diào)節(jié)，保持出口壓力基本穩(wěn)定，定值穩(wěn)壓精度較高。b.順序閥順序閥是根據(jù)入口處壓力的大小控制閥口啟閉的閥。目前應(yīng)用較多的是單向順序閥。如圖19為單向順序閥的結(jié)構(gòu)原理。當(dāng)氣流從P1口進(jìn)入時(shí)，單向閥反向關(guān)閉，壓力達(dá)到順序閥彈簧6調(diào)定值時(shí)，閥芯上移，打開P、A通道，實(shí)現(xiàn)順序打開；當(dāng)氣流從P2口流入時(shí)，氣流頂開彈簧剛度很小的單向閥，打開P2、P1通道，實(shí)現(xiàn)單向閥的功能。1單向閥芯2彈簧3單向閥口4順序閥口5順序閥芯6調(diào)壓彈簧7調(diào)壓手輪圖19單向順序閥氣動(dòng)安全閥在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值時(shí)，打開安全閥保證系統(tǒng)的安全。安全閥在氣動(dòng)系統(tǒng)中又稱溢流閥。其結(jié)構(gòu)型式很多，這里僅介紹幾例。如圖20a為直動(dòng)截止式安全閥結(jié)構(gòu)原理，當(dāng)壓力超過彈簧的調(diào)