減壓閥的技術(shù)特點與工作原理
工業(yè)減壓閥的設(shè)計標準：
減壓閥標準代號 減壓閥標準名稱
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條件；
GB/T 12244-1989 減壓閥一般條件；
GB/T 12245-1989 減壓閥西能試驗方法；
GT/T 12246-1989 先導式減壓閥；
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 先導式減壓閥產(chǎn)品質(zhì)量分等；
AWWA C511-1992 減壓防回流閥門組件。
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，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。一般要求當減壓閥輸出流量G發(fā)生變化時，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為固定值的時候，因為減壓閥輸入壓力變化波動而引發(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)特點及工作原理：
1、QPF-F50型氣動平衡閥又稱主減壓閥，用于氣動回路中，對壓縮空氣的壓力值進行調(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。當出口壓力低于設(shè)定壓力時，起調(diào)壓閥的作用，使壓力上升至設(shè)定壓力。當出口壓力高于設(shè)定壓力時，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、由于該閥同時具有調(diào)壓閥和溢流閥的特性，故可同時代替調(diào)壓閥和溢流閥進行工作，比在氣路系統(tǒng)中單獨設(shè)置調(diào)壓閥和溢流閥，系統(tǒng)簡化、結(jié)構(gòu)緊湊。同時也消除了調(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，在沒有先導信號輸入時，處于常閉狀態(tài)。當先導氣路的壓縮空氣進入B腔后，此閥開始工作。輸出壓力的高低，由進入先導氣口CP的氣壓來控制，通過調(diào)整其壓力來設(shè)定出口壓力。由CP口進入控制腔B的壓縮空氣，推動活塞連同其上的閥芯一起沿軸向向上移動，克服彈簧7的力，使其壓縮。當閥芯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，輸入腔與輸出腔連通，輸入腔的壓縮空氣經(jīng)調(diào)壓口進入輸出腔，經(jīng)OUT口輸出。輸出腔的壓縮空氣經(jīng)閥體上的2條氣路進入A腔和C腔。3個腔體內(nèi)的氣體的壓力是相同的。
5、當輸出壓力低于設(shè)定值時，活塞下側(cè)的力大于上側(cè)，活塞向上移動，推動閥蓋3上移，使調(diào)壓閥口加大，由調(diào)壓閥口進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。當輸出腔的壓力達到設(shè)定值時，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、當輸出壓力高于設(shè)定壓力時，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，使調(diào)壓閥口開度減小，經(jīng)調(diào)壓閥口進入輸出腔的氣體的流量減小，則輸出腔的氣體的壓力下降。若此時輸出腔的壓力仍高于設(shè)定值，則活塞仍繼續(xù)向下移動，直至調(diào)壓閥口完全關(guān)閉。此時閥蓋上彈簧1的力不再通過閥芯作用在活塞上，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，如果輸出壓力等于設(shè)定壓力值，則活塞停止運動。此時設(shè)定壓力就是在調(diào)壓閥口與溢流閥口同時關(guān)閉，閥處于靜平衡狀態(tài)時的出口壓力。
7、若輸出壓力仍高于設(shè)定壓力值，活塞繼續(xù)向下移動，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逐漸關(guān)小溢流閥口的開度。當輸出壓力達到設(shè)定值時，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，溢流閥口與調(diào)壓閥口同時關(guān)閉，閥處于氣體停止流動的靜平衡狀態(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，無論進氣口（IN）的壓力如何波動，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：1. 減壓閥機械振動噪音；2. 流體動力學噪音；3.空氣動力學噪音。
一、機械振動產(chǎn)生的噪音
減壓閥的零部件在流體流動時會產(chǎn)生機械振動，機械振動又可分為兩種形式：
① 低頻振動。這種振動是由介質(zhì)的射流和脈動造成的，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零件的剛性不足等。
② 高頻振動。這種振動在閥的自然頻率和介質(zhì)流動所造成的激勵頻率一致時，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。這種機械振動噪音與介質(zhì)流動速度無關(guān)，多是由于減壓閥自身設(shè)計不合理產(chǎn)生。 減小機械振動噪聲的措施是，合理地設(shè)計減壓閥襯套和閥桿的間隙、機械加工精度、閥的自然頻率以及活動零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動力學噪音：
流體動力學噪音是由流體通過減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過程可以分為兩個階段：
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，其頻率和噪音級都比較低，一般并不構(gòu)成噪音問題。
② 汽蝕噪音，即減壓閥在減壓過程中，當流體流速達到一定值時，流體(液體)就開始汽化，當液體中的氣泡所受到的壓力達到一定值時，就會爆炸。氣泡在爆炸時，要在局部產(chǎn)生很高的壓力和沖擊波，這個沖擊瞬間壓力可達196 MPa，但是遠離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個沖擊波是造成減壓閥汽蝕和噪音的一個主要因素。 減小機械振動噪聲的措施是在設(shè)計減壓閥時，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，因為減壓閥的實際減壓值達到Δp初始值時，液體就開始產(chǎn)生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。此外，還要注意相對于閥瓣的流體介質(zhì)的流動方向。
三、空氣動力學噪聲：
當蒸汽等可壓縮性流體通過減壓閥內(nèi)的減壓部位時，流體的機械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生的噪音稱為空氣動力學噪音。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，二是由于流體達到臨界流速引起的激波而產(chǎn)生的�？諝鈩恿W噪聲不能完全被消除，因為減壓閥在減壓時引起流體紊流是不可避免的。
綜上所述，從根本上來說，減壓閥產(chǎn)生噪音都跟自身的設(shè)計和制造工藝有關(guān)。
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