减压阀

科技名词定义

中文名称：: 减压阀
英文名称：: reducing valve;pressure reducing valve
定义：: 用节流方法使出口压力低于进口压力, 并保持出口压力近于恒定的压力控制阀。
所属学科：: 机械工程(一级学科) ；传动(二级学科) ；液压传动(三级学科)

简介

　　减压阀（ reducing valve）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，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具。

　　气体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。

　　按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可人为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。

注意事项

　　1)使用减压阀时，严禁乱拧乱动、自行拆卸。否则减压阀的严密性能和降压性能都会遭到破坏。这不但影响正常供气，而且会造成以高压气体直接送气或漏气发生火灾的危险。

　　2）减压阀不但起降压作用而且起稳压作用。因此，使用时，禁止将减压阀的"出气孔"堵住

工作原理

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％。本阀门为了调节准确水平按装效果最佳.

　　减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。近年来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀，其构造原理如图14．2－2所示。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；特别是在减压的同时不影响水流量。

　　应该看到，水流通过减压阀虽有很大的水头损失，但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、改善了系统布局与工况，因此总体上讲仍是节能的。

　　直动式减压阀

图14—1直动式减压阀

图14—1a所示为直动式带溢流阀的减压阀(简称溢流减压阀)的结构图。

　　压力为P1的压缩空气，由左端输入经阀口10节流后，压力降为P2输出。P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节。顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。若反时针旋转旋钮1，阀口10的开度减小，P2随之减小。

　　若P1瞬时升高，P2将随之升高，使膜片气室6内压力升高，在膜片5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5向上移动，有少部分气流经溢流孔12、排气孔11排出。在膜片上移的同时，因复位弹簧9的作用，使阀芯8也向上移动，关小进气阀口10，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原来值。若输入压力瞬时下降，输出压力也下降、膜片5下移，阀芯8随之下移，进气阀口10开大，节流作用减小，使输出压力也基本回到原来值。逆时针旋转旋钮1。使调节弹簧2、3放松，气体作用在膜片5上的推力大于调压弹簧的作用力，膜片向上曲，靠复位弹簧的作用关闭进气阀口10。再旋转旋钮1，进气阀芯8的顶端与溢流阀座4将脱开，膜片气室6中的压缩空气便经溢流孔12、排气孔11排出，使阀处于无输出状态。

　　总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压；调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。为防止以上溢流式减压阀徘出少量气体对周围环境的污染，可采用不带溢流阀的减压阀(即普通减压阀)，其符号如图14—1c所示。

　　先导式减压阀

图14—2内部先导式减压阀

当减压阀的输出压力较高或通径较大时，用调压弹簧直接调压，则弹簧刚度必然过大，流量变化时，输出压力波动较大，阀的结构尺寸也将增大。为了克服这些缺点，可采用先导式减压阀。先导式减压阀的工作原理与直动式的基本相同。先导式减压阀所用的调压气体，是由小型的直动式减压阀供给的。若把小型直动式减压阀装在阀体内部，则称为内部先导式减压阀；若将小型直动式减压阀装在主阀体外部，则称为外部先导式减压阀。图14—2所示为内部先导式减压阀的结构图，与直动式减压阀相比，该阀增加了由喷嘴4、挡板3、固定节流孔9及气室B所组成的喷嘴挡板放大环节。当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化时，就会使B室中的压力发生根明显的变化，从而引起膜片10有较大的位移，去控制阀芯6的上下移动，使进气阀口8开大或关小、提高了对阀芯控制的灵敏度，即提高了稳压精度。

图14—3外部先导式减压阀的主阀

图14—3所示为外部先导式减压阀的主阀，其工作原理与直动式相同。在主阀体外部还有一个小型直动式减压阀(图中末示出)，由它来控制主阀。此类阀适于通径在20mm以上，远距离(30m以内)、高处、危险处、调压困难的场合。

　　定值器

　　定值器是一种高精度的减压阀，主要用于压力定值。目前有两种压力规格的定值器：其气源压力分别为0．14MPa和0．35MPa，输出压力范围分别为0—0．1MPa和0一0．25MPa。其输出压力波动不大于最大输出压力的1％，常用于需要供给精确气源压力和信号压力的场合，如气动实验设备、气动自动装置等。

图14—4定值器

图14—4所示为定值器的工作原理图。它由三部分组成：1是直动式减压阀的主闭部分；2是恒压降装置，相当于一定差减压阀。主要作用是使喷嘴得到稳定气源流量；3是喷嘴挡板装置和调压部分，起调压和压力放大作用，利用被它放大了的气压去控制主阀部分。

　　由于定值器具有调定、比较和放大的功能，因而稳压精度高。

　　定值器处于非工作状态时，由气源输入的压缩空气经过滤器1过滤后进入A室和正室。主阀芯19在弹簧20和气源压力作用下压在阀座上，使A室与B室断开。进入A室的气流经由阀口(又称为活门)12至F室，再通过恒节流孔13降压后，分别进入G室和D室。由于这时尚未对膜片8加力，挡板5与喷嘴4之间的间距较大，气体从喷嘴4流出时的气流阻力较小，G室及D室的气压较低，膜片3及15保持原始位置。进入只室的微量气体主要经B室通过阀口2从排气口排出；另有一部分从输出口排空。此时输出口无气流输出，由喷嘴流出而排空微量气体是维持喷嘴挡板装置工作所必须的，因其为无功耗气量，所以希望其耗量越小越好。

　　定值器处于工作状态时，转动手柄7，压下弹簧6并推动膜片8连同挡板5一同下移、挡板5与喷嘴4的间距缩小，气流阻力增加，使G室和D室的气压升高。膜片16在D室气压的作用下下移，将阀口2关闭，并向下推动主阀芯19，打开阀口，压缩空气经B室和H室由输出口输出。与此同时，H室压力上升并反馈到膜片8上，当膜片8所受反馈作用力与弹簧力平衡时，定值器便输出一定压力的气体。当输入压力波动时，如压力上升，B室和H室气压瞬时增高、使膜片8上移，导致挡板5与喷嘴4之间的间距加大，G室和D室的气压下降。由于B室压力增高，D室压力下降，膜片15在压差的作用下向上移动，使主阀口减小，输出压力下降，直到稳定到调定压力上。此外，在输入压力上升时，E室压力和F室瞬时压力也上升，膜片3在上下差压的作用下上移，关小稳压阀口12。由于节流作用加强，F室气压下降，始终保持节流孔13的前后压差恒定，故通过节流孔13的气体流量不变，使喷嘴挡板的灵敏度得到提高。当输入压力降低时，B室和H室的压力瞬时下降，膜片8连同挡板5由于受力平衡破坏而下移，喷嘴4与挡板5间间距减小，G室和D室压力上升，膜片3和15下移。膜片15下移使主阀口开度加大，使B室及H室气压回升，直到与调定压力平衡为止。而膜片3下移，使稳压口12开大，F室气压上升，始终保持恒节流孔13前后压差恒定。同理，当输出压力波动时，将与输入压力波动时得到同样的调节。

　　由于定值器利用输出压力的反馈作用和喷嘴挡板的放大作用控制主阀，使其能对较小的压力变化作出反应，从而使输出压力得到及时调节，保持出口压力基本稳定，即定值稳压精度较高。

基本性能

　　(1) 调压范围：它是指减压阀输出压力P2的可调范围，在此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：它是指流量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：它是指输入压力—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、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。

减压阀的安装和维护应注意以下事项：

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.减压阀安装必须严格按照阀体上的箭头方向保持和流体流动方向一致。如果水质不清洁含有一些杂质，必须在CROWN减压阀的上游进水口安装意大利过滤器（我们建议过滤精度不低于0.5mm）。

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CROWN减压阀。

　　4.意大利减压阀在管道中起到一定的止回作用，为了防止水锤的危害，也可安装小的膨胀水箱，防止损坏管道和阀门，过滤器必须安装在减压阀的进水管前，而膨胀水箱必须安装在减压阀出水管后！

　　5.如果需要将CROWN减压阀安装在热水系统时，您必须在减压阀和膨胀水箱之间安装意大利CROWN止回阀。这样既可以让膨胀水箱吸收由于热膨胀而增加的水的体积，又可以防止热水回流或压力波动对减压阀的影响，确保减压阀长期正常工作。

　　减压阀作用与用途：

　　减压阀是一种利用介质自身能量来调节与控制管路压力的智能型阀门。用于生活给水、消防给水及其他工业给水系统,通过调节阀减压导阀,即可调节主阀的出口压力。出口压力不因进口压力、进口流量的变化而变化，安全可靠地将出口压力维持在设定植上，并可根据需要调节设定值达到减压的目的。该阀减压精确，性能稳定、安全可靠、安装调节方便，使用寿命长。

减压阀主要技术参数和性能指标：

公称压力(Mpa)	1.0	1.6
壳体试验压力(Mpa)*	1.5	2.4
密封试验压力(Mpa)	1.0	1.6
最高进口压力(Mpa)	1.0	1.6
出口压力范围(Mpa)	0.05-0.55	0.05-0.8
压力特性偏差(Mpa)△P2P	GB12244-1989
流量特性偏差(Mpa)△P2G	GB12244-1989
渗漏量	0
工作温度	0℃-80℃

*：壳体试验不包括膜片、阀盖。

　　减压阀技术参数：

　　1、公称压力：1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa

　　2、壳体试验压力：P=1.5PN

　　3.密封试验压力：P=1.1PN

　　4、出口压力：PN1.0MPa调节阀0.09~0.8MPa

　　PN1.6MPa调节阀0.10~1.2MPa

　　PN2.5MPa调节阀0.15~1.6MPa

　　5、适用介质：水

　　6、适用温度：0℃～80℃

　　减压阀主要控制主阀的固定出口压力，主阀出口压力不因进口压力变化而改变，并不因主阀出口流量的变化而改变其出口压力。适用于工业给水、消防供水及生活用水管网系统。

　　减压阀通常有DN50～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为＜1MPa和0．1～0．5MPa，调压范围误差为±5％～10％。

　　应该看到，水流通过减压阀虽有很大的水头损失，但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、改善了系统布局与工况，因此总体上讲仍是节能的。

　　减压阀阀共有三种类型:

　　作用式减压阀。最简单的减压阀，直接作用式减压阀，带有平膜片或波纹管。因为它是独立结构，因此无需在下游安装外部传感线。它是三种减压阀中体积最小、使用最经济的一种，专为中低流量设计。直接作用式减压阀的精确度通常为下游设定点的+/-10%。

　　活塞式减压阀。该类型的减压阀集两种阀―导阀和主阀―于一体。导阀的设计与直接作用式减压阀类似。来自导阀的排气压力作用在活塞上，使活塞打开主阀。如果主阀较大，无法直接打开时，这种设计就会利用入口压力打开主阀。因此，这种类型的减压阀，与直接作用式减压阀相比，在相同的管道尺寸下，容量和精确度（+/-5%）更高。与直接作用式减压阀相同的是，减压阀内部感知压力，无须外部安装传感线。

　　在这种类型的减压阀中，双膜片代替了内导式减压阀中的活塞。这个增大的膜片面积能够打开更大的主阀，并且在相同的管道尺寸下，其容量比内导式活塞减压阀更大。另外，膜片对压力变化更为敏感，精确度可达+/-1%。精确性更高是由于下游传感线的定位（阀的外部），其所在位置气体或液体动荡更少。该减压阀非常灵活，可以采用不同类型的导阀（例如压力阀、温度阀、空气装载阀、电磁阀或几种阀同时配套适用）。

　　1、原理

　　通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。

　　2、分类

　　按不同分类方式常用的减压阀包括活塞式减压阀、薄膜式减压阀、气包式减压阀、弹簧薄膜式减压阀、波纹管式减压阀、杠杆式减压阀、定值减压阀、定比减压阀、定差减压阀、直接作用减压阀等。

　　3、设计选用

　　1）、减压阀的型号和规格应根据阀前压力、压差、流量、介质特性等因素经计算确定，不应直接按上游或下游管的管径确定。

　　2）、当单个减压阀不能达到减压要求时，应采用两个减压阀串联。

　　3）、减压阀两端应分别设置压力表，阀前设置过滤器，阀后设置安全阀，为便于检修应设旁通管及旁通阀。

　　
4、施工、安装要点

　　1）、在安装减压阀前应将管道冲洗干净，不应在管道内残留泥砂等杂物，并检查减压阀组的组件，其公称通经、公称压力值应一致。

　　2）、减压阀安装必须注意管道介质流动方向和减压阀、过滤器标志流向完全一致。必须注意比例式减压阀呼吸孔的朝向位置的正确。

　　3）、安装位置、高度、进出口方向必须符合设计要求，连接应牢固紧密。

　　4）、安装在保温管道上，手柄均不得向下。

　　5）、阀门安装前必须进行外观检查，阀门的铭牌应符合现行国家标准《通用阀门标志》GB 12220的规定。对于工作压力大于1.0 MPa，安装前应进行强度和严密性能试验，合格后方准使用。强度试验时，试验压力为公称压力的1.5倍，持续时间不少于5min，阀门壳体、填料应无渗漏为合格。严密性试验时，试验压力为公称压力的1.1倍；试验压力在试验持续的时间内应保持不变，试验持续时间符合GB50243的要求，以阀瓣密封面无渗漏为合格。