減壓閥的技術(shù)特點(diǎn)與工作原理
工業(yè)減壓閥的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：
減壓閥標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 減壓閥標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)
JIS B3372-1982 壓縮空氣用減壓閥；
JIS B8410-1990 水道用減壓閥；
GB/T 10868-1989 電站減溫減壓閥知識(shí)條件；
GB/T 12244-1989 減壓閥一般條件；
GB/T 12245-1989 減壓閥西能試驗(yàn)方法；
GT/T 12246-1989 先導(dǎo)式減壓閥；
CB/T 3656-1994 水減壓閥；
CB/T 3656-1994 船用空氣減壓閥；
ASTM F1370-1992 船用給水系統(tǒng)減壓閥；
JB/T 53265-1994 先導(dǎo)式減壓閥產(chǎn)品質(zhì)量分等；
AWWA C511-1992 減壓防回流閥門(mén)組件。
工業(yè)減壓閥必須具備以下基本性能：
1、減壓閥流量特性：指減壓閥輸入壓力穩(wěn)定時(shí)，減壓閥輸出端的壓力隨著減壓閥輸出流量G的變化而變化的特性。一般要求當(dāng)減壓閥輸出流量G發(fā)生變化時(shí)，輸出端的壓力變化越小則越好。
2、減壓閥壓力特性：指減壓閥輸出流量G為固定值的時(shí)候，因?yàn)闇p壓閥輸入壓力變化波動(dòng)而引發(fā)減壓閥輸出壓力變化的特性。一般要減壓閥的輸出壓力波動(dòng)越小，壓力特性越好。
3、壓力調(diào)整范圍：指減壓閥輸出端壓力P2的可調(diào)整范圍，在可調(diào)的范圍內(nèi)要求達(dá)到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關(guān)。
減壓閥的技術(shù)特點(diǎn)及工作原理：
1、QPF-F50型氣動(dòng)平衡閥又稱(chēng)主減壓閥，用于氣動(dòng)回路中，對(duì)壓縮空氣的壓力值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使設(shè)定的壓力值近于恒定。
圖示：減壓閥的工作原理
2、該閥是調(diào)壓-溢流組合閥。當(dāng)出口壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，起調(diào)壓閥的作用，使壓力上升至設(shè)定壓力。當(dāng)出口壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，起溢流閥的作用，使出口壓力下降至設(shè)定壓力。從而保證出口壓力始終穩(wěn)定在所需要的設(shè)定壓力上。
3、由于該閥同時(shí)具有調(diào)壓閥和溢流閥的特性，故可同時(shí)代替調(diào)壓閥和溢流閥進(jìn)行工作，比在氣路系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)置調(diào)壓閥和溢流閥，系統(tǒng)簡(jiǎn)化、結(jié)構(gòu)緊湊。同時(shí)也消除了調(diào)壓閥和溢流閥之間設(shè)定壓力差，保證系統(tǒng)中的空氣壓力能更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)并穩(wěn)定在所需要的設(shè)定壓值上。
4、該閥屬于具有出口壓力反饋的氣控調(diào)壓溢流組合閥，在沒(méi)有先導(dǎo)信號(hào)輸入時(shí)，處于常閉狀態(tài)。當(dāng)先導(dǎo)氣路的壓縮空氣進(jìn)入B腔后，此閥開(kāi)始工作。輸出壓力的高低，由進(jìn)入先導(dǎo)氣口CP的氣壓來(lái)控制，通過(guò)調(diào)整其壓力來(lái)設(shè)定出口壓力。由CP口進(jìn)入控制腔B的壓縮空氣，推動(dòng)活塞連同其上的閥芯一起沿軸向向上移動(dòng)，克服彈簧7的力，使其壓縮。當(dāng)閥芯6的溢流閥口（即上端面）與閥蓋3的底面完全接觸后，輸出與溢流的通道被隔斷�；钊^續(xù)上移、閥芯將閥蓋沿軸向向上推移，并使閥蓋上的彈簧壓縮，調(diào)壓閥口被打開(kāi)，輸入腔與輸出腔連通，輸入腔的壓縮空氣經(jīng)調(diào)壓口進(jìn)入輸出腔，經(jīng)OUT口輸出。輸出腔的壓縮空氣經(jīng)閥體上的2條氣路進(jìn)入A腔和C腔。3個(gè)腔體內(nèi)的氣體的壓力是相同的。
5、當(dāng)輸出壓力低于設(shè)定值時(shí)，活塞下側(cè)的力大于上側(cè)，活塞向上移動(dòng)，推動(dòng)閥蓋3上移，使調(diào)壓閥口加大，由調(diào)壓閥口進(jìn)入輸出腔的壓縮空氣的流量加大，輸出腔的壓力則隨之上升。當(dāng)輸出腔的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，活塞上、下兩側(cè)所承受的力處于平衡狀態(tài)，活塞停止上移，調(diào)壓閥口的開(kāi)度保持不變。輸出口輸出壓縮空氣的壓力和流量保持穩(wěn)定。
6、當(dāng)輸出壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，活塞上側(cè)的作用力大于下側(cè)，閥蓋和活塞一起向下移動(dòng)，使調(diào)壓閥口開(kāi)度減小，經(jīng)調(diào)壓閥口進(jìn)入輸出腔的氣體的流量減小，則輸出腔的氣體的壓力下降。若此時(shí)輸出腔的壓力仍高于設(shè)定值，則活塞仍繼續(xù)向下移動(dòng)，直至調(diào)壓閥口完全關(guān)閉。此時(shí)閥蓋上彈簧1的力不再通過(guò)閥芯作用在活塞上，而是使閥蓋底面的膠墊緊緊地壓在調(diào)壓閥口上，輸入腔與輸出腔之間通路被隔斷。此時(shí)，如果輸出壓力等于設(shè)定壓力值，則活塞停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)設(shè)定壓力就是在調(diào)壓閥口與溢流閥口同時(shí)關(guān)閉，閥處于靜平衡狀態(tài)時(shí)的出口壓力。
7、若輸出壓力仍高于設(shè)定壓力值，活塞繼續(xù)向下移動(dòng)，溢流閥口即閥芯的上端面與閥蓋3的底面脫離，輸出腔與溢流腔連通，輸出腔內(nèi)氣體經(jīng)溢流閥口通過(guò)EX口排出。隨著輸出腔內(nèi)壓力的下降，C腔內(nèi)壓力亦同時(shí)下降，活塞下側(cè)的壓力高于上側(cè)，使活塞B與閥芯一起沿軸向向上移動(dòng)逐漸關(guān)小溢流閥口的開(kāi)度。當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溢流閥口與閥蓋底面完全貼合，輸出腔與溢流腔之間通路被隔斷，溢流停止。此時(shí)，溢流閥口與調(diào)壓閥口同時(shí)關(guān)閉，閥處于氣體停止流動(dòng)的靜平衡狀態(tài)。由于閥蓋上、下側(cè)所受氣壓處于相互抵消的平衡狀態(tài)，所以，無(wú)論進(jìn)氣口（IN）的壓力如何波動(dòng)，都不能影響閥內(nèi)壓力平衡，因而能夠確保出口壓力始終穩(wěn)定在所需要在設(shè)定值上，使閥具有良好的壓力特性。
減壓閥產(chǎn)生噪音的原因可以分為如下三大類(lèi)：1. 減壓閥機(jī)械振動(dòng)噪音；2. 流體動(dòng)力學(xué)噪音；3.空氣動(dòng)力學(xué)噪音。
一、機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪音
減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)又可分為兩種形式：
① 低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。
② 高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，將引起共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪音與介質(zhì)流動(dòng)速度無(wú)關(guān)，多是由于減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動(dòng)力學(xué)噪音：
流體動(dòng)力學(xué)噪音是由流體通過(guò)減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：
① 紊流噪音，即由紊流流體和減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪音，其頻率和噪音級(jí)都比較低，一般并不構(gòu)成噪音問(wèn)題。
② 汽蝕噪音，即減壓閥在減壓過(guò)程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時(shí)，流體(液體)就開(kāi)始汽化，當(dāng)液體中的氣泡所受到的壓力達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)爆炸。氣泡在爆炸時(shí)，要在局部產(chǎn)生很高的壓力和沖擊波，這個(gè)沖擊瞬間壓力可達(dá)196 MPa，但是遠(yuǎn)離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個(gè)沖擊波是造成減壓閥汽蝕和噪音的一個(gè)主要因素。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是在設(shè)計(jì)減壓閥時(shí)，必須把減壓閥的減壓值控制在臨界值以下，而且，最好是在Δp初始以下，因?yàn)闇p壓閥的實(shí)際減壓值達(dá)到Δp初始值時(shí)，液體就開(kāi)始產(chǎn)生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。此外，還要注意相對(duì)于閥瓣的流體介質(zhì)的流動(dòng)方向。
三、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲：
當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過(guò)減壓閥內(nèi)的減壓部位時(shí)，流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生的噪音稱(chēng)為空氣動(dòng)力學(xué)噪音。這種噪音是一種在減壓閥噪音中占大多數(shù)而且處理起來(lái)最為麻煩的噪音。這種噪聲產(chǎn)生的原因分為兩種情況，一是由于流體紊流所產(chǎn)生，二是由于流體達(dá)到臨界流速引起的激波而產(chǎn)生的。空氣動(dòng)力學(xué)噪聲不能完全被消除，因?yàn)闇p壓閥在減壓時(shí)引起流體紊流是不可避免的。
綜上所述，從根本上來(lái)說(shuō)，減壓閥產(chǎn)生噪音都跟自身的設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)。
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