气动控制元件压力控制阀

　　在气动系统中，控制元件是控制和调节压缩空气的压力、流量、流动方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动回路，使气动执行元件技设计要求正常工作。 气动控制元件，按功能和用途可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类。此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。

*节　压力控制阀

    　　压力控制阀主要用来控制系统中气体的压力，满足各种压力要求或用以节能。压力控制阀可分为三类：一是起降压稳压作用的减压阀、定值器；二是起限压安全保护作用的安全阀；三是根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀等。

一、减压阀

　　1．减压阀的工作原理
    　　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，p2将随之升，使膜片气室6内压力升，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
     当减压阀的输出压力较或通径较大时，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、提了对阀芯控制的灵敏度，即提了稳压度。           

    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)、处、危险处、调压困难的场合。

　　定值器 

     　　定值器是一种度的减压阀，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Z大输出压力的1％，常用于需要供给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。

    由于定值器有调定、比较和放大的功能，因而稳压度。 

    　　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。

    　　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。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、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，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。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。