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气体减压阀的工作原理及结构特点

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气体减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量,将介质的压力降低,同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度,使阀后压力保持在一定范围内,并在阀体内或阀后喷入冷却水,将介质的温度降低,这种阀门称为减压减温阀。上海森宸阀门厂生产的气体减压阀,主要针对氧气、氢气、氨气、空气、氮气、二氧化碳等气体。该阀的特点,是在进口压力不断变化的情况下,保持出口压力和温度值在一定的范围内。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。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

一、气体减压阀的工作原理

1、当输出压力低于设定值时,活塞下侧的力大于上侧,活塞向上移动,推动阀盖上移,使调压阀口加大,由调压阀口进入输出腔的压缩空气的流量加大,输出腔的压力则随之上升。当输出腔的压力达到设定值时,活塞上、下两侧所承受的力处于平衡状态,活塞停止上移,调压阀口的开度保持不变。输出口输出压缩空气的压力和流量保持稳定。

2、当输出压力高于设定压力时,活塞上侧的作用力大于下侧,阀盖和活塞一起向下移动,使调压阀口开度减小,经调压阀口进入输出腔的气体的流量减小,则输出腔的气体的压力下降。若此时输出腔的压力仍高于设定值,则活塞仍继续向下移动,直至调压阀口完全关闭。此时阀盖上弹簧1的力不再通过阀芯作用在活塞上,而是使阀盖底面的胶垫紧紧地压在调压阀口上,输入腔与输出腔之间通路被隔断。此时,如果输出压力等于设定压力值,则活塞停止运动。此时设定压力就是在调压阀口与溢流阀口同时关闭,阀处于静平衡状态时的出口压力。

3、若输出压力仍高于设定压力值,活塞继续向下移动,溢流阀口即阀芯的上端面与阀盖的底面脱离,输出腔与溢流腔连通,输出腔内气体经溢流阀口排出。随着输出腔内压力的下降,活塞下侧的压力高于上侧,使活塞与阀芯一起沿轴向向上移动逐渐关小溢流阀口的开度。当输出压力达到设定值时,溢流阀口与阀盖底面完全贴合,输出腔与溢流腔之间通路被隔断,溢流停止。此时,溢流阀口与调压阀口同时关闭,阀处于气体停止流动的静平衡状态。由于阀盖上、下侧所受气压处于相互抵消的平衡状态,所以,无论进气口的压力如何波动,都不能影响阀内压力平衡,因而能够确保出口压力始终稳定在所需要在设定值上,使阀具有良好的压力特性。

二、气体减压阀的基本性能

(1) 调压范围:

调压范围是指减压阀输出压力P2的可以调整控制的范围,在这个可调范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。

(2) 压力特性:

压力特性是指流量g为定值时,因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小,减压阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力—定值才基本上不随输入压力变化而变化。

(3) 流量特性:

流量特性是指输入压力—定时,输出压力随输出流量g的变化而变化的持性。当流量g发生变化时,输出压力的变化越小越好。一般输出压力越低,它随输出流量的变化波动就越小。

三、气体减压阀的选用

根据使用要求选定减压阀的类型和调压精度,再根据所需最大输出流量选择其通径。决定阀的气源压力时,应使其大于最高输出压力0.1MPa。减压阀一般安装在分水滤气器之后,油雾器或定值器之前,并注意不要将其进、出口接反;阀不用时应把旋钮放松,以免膜片经常受压变形而影响其性能。

四、气体减压阀的安装和维护

1、为了操作和维护方便,该阀一般直立安装在水平管道上。

2、安装时应注意使管路中介质的流向与阀休上所示箭头的方向一致。

3、为了防止阀后压力超压,应在离阀出口不少于4M处安装一个减压阀。 

五、气体减压阀的常见故障与消除方法

故障现象 产生原因 消除方法
减压阀不减压或减压失灵及直通 1.主阀或付阀密封面有污物 1.将污物清除干将
2.主阀或付阀密封面损坏 2.密封付研磨修复或更换
3.主、付阀瓣弹簧疲劳或折断 3.更换新弹簧
4.反馈通道3孔被堵塞 4.清除通道中的污物
5.膜片疲劳或损坏 5.更换膜片
6.活塞汽缸磨损或腐蚀 6.加工修正或更换活塞环
7.活塞环槽与活塞环卡住 7.拆下活塞清洗
8.阀体腔内充满冷凝液 8.松开螺塞排出冷凝液
不通汽 1.清洗过程中阀盖装错位 1.拆下阀盖定位后装好
2.上垫片移位堵住进出孔 2.使垫片孔对准进出孔
3.进入付阀通道孔堵塞 3.拆下阀盖清除通道污物