氣動控制元件壓力控制閥

　　在氣動系統中，控制元件是控制和調節壓縮空氣的壓力、流量、流動方向和發送信號的重要元件，利用它們可以組成各種氣動回路，使氣動執行元件技設計要求正常工作。 氣動控制元件，按功能和用途可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三大類。此外，還有通過改變氣流方向和通斷實現各種邏輯功能的氣動邏輯元件。

*節　壓力控制閥

    　　壓力控制閥主要用來控制系統中氣體的壓力，滿足各種壓力要求或用以節能。壓力控制閥可分為三類：一是起降壓穩壓作用的減壓閥、定值器；二是起限壓安全保護作用的安全閥；三是根據氣路壓力不同進行某種控制的順序閥等。

一、減壓閥

　　1．減壓閥的工作原理
    　　直動式減壓閥
   　　圖14—1a所示為直動式帶溢流閥的減壓閥(簡稱溢流減壓閥)的結構圖。

    　　壓力為p1的壓縮空氣，由左端輸入經閥口10節流后，壓力降為p2輸出。p2的大小可由調壓彈簧2、3進行調節。順時針旋轉旋鈕1，壓縮彈簧2、3及膜片5使閥芯8下移，增大閥口10的開度使p2增大。若反時針旋轉旋鈕1，閥口10的開度減
小，p2隨之減小。

    　　若p1瞬時升，p2將隨之升，使膜片氣室6內壓力升，在膜片5上產生的推力相應增大，此推力破壞了原來力的平衡，使膜片5向上移動，有少部分氣流經溢流孔12、排氣孔11排出。在膜片上移的同時，因復位彈簧9的作用，使閥芯8也向上移動，關小進氣閥口10，節流作用加大，使輸出壓力下降，直至達到新的平衡為止，輸出壓力基本又回到原來值。若輸入壓力瞬時下降，輸出壓力也下降、膜片5下移，閥芯8隨之下移，進氣閥口10開大，節流作用減小，使輸出壓力也基本回到原來值。 逆時針旋轉旋鈕1。使調節彈簧2、3放松，氣體作用在膜片5上的推力大于調壓彈簧的作用力，膜片向上曲，靠復位彈簧的作用關閉進氣閥口10。再旋轉旋鈕1，進氣閥芯8的頂端與溢流閥座4將脫開，膜片氣室6中的壓縮空氣便經溢流孔12、排氣孔11排出，使閥處于無輸出狀態。
    　　
總之，溢流減壓閥是靠進氣口的節流作用減壓，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用穩壓；調節彈簧即可使輸出壓力在一定范圍內改變。為防止以上溢流式減壓閥徘出少量氣體對周圍環境的污染，可采用不帶溢流閥的減壓閥(即普通減壓閥)，其符號如圖14—1c所示。

　　先導式減壓閥
     當減壓閥的輸出壓力較或通徑較大時，用調壓彈簧直接調壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結構尺寸也將增大。為了克服這些缺點，可采用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導式減壓閥所用的調壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內部，則稱為內部先導式減壓閥；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導式減壓閥。  圖14—2所示為內部先導式減壓閥的結構圖，與直動式減壓閥相比，該閥增加了由噴嘴4、擋板3、固定節流孔9及氣室b所組成的噴嘴擋板放大環節。當噴嘴與擋板之間的距離發生微小變化時，就會使b室中的壓力發生根明顯的變化，從而引起膜片10有較大的位移，去控制閥芯6的上下移動，使進氣閥口8開大或關小、提了對閥芯控制的靈敏度，即提了穩壓度。           

    圖14—3所示為外部先導式減壓閥的主閥，其工作原理與直動式相同。在主閥體外部還有一個小型直動式減壓閥(圖中末示出)，由它來控制主閥。此類閥適于通徑在20mm以上，遠距離(30m以內)、處、危險處、調壓困難的場合。

　　定值器 

     　　定值器是一種度的減壓閥，主要用于壓力定值。目前有兩種壓力規格的定值器：其氣源壓力分別為0．14mpa和0．35mpa，輸出壓力范圍分別為0—0．1mpa和0一0．25mpa。其輸出壓力波動不大于Z大輸出壓力的1％，常用于需要供給氣源壓力和信號壓力的場合，如氣動實驗設備、氣動自動裝置等。
    圖14—4所示為定值器的工作原理圖。它由三部分組成：1是直動式減壓閥的主閉部分；2是恒壓降裝置，相當于一定差減壓閥。主要作用是使噴嘴得到穩定氣源流量；3是噴嘴擋板裝置和調壓部分，起調壓和壓力放大作用，利用被它放大了的氣壓去控制主閥部分。

    由于定值器有調定、比較和放大的功能，因而穩壓度。 

    　　定值器處于非工作狀態時，由氣源輸入的壓縮空氣經過濾器1過濾后進入a室和正室。主閥芯19在彈簧 20和氣源壓力作用下壓在閥座上，使a室與b室斷開。進入a室的氣流經由閥口(又稱為活門)12至f室，再通過恒節流孔13降壓后，分別進入g室和d室。由于這時尚未對膜片8加力，擋板5與噴嘴4之間的間距較大，氣體從噴嘴4流出時的氣流阻力較小，g室及d室的氣壓較低，膜片3及15保持原始位置。進入只室的微量氣體主要經b室通過閥口2從排氣口排出；另有一部分從輸出口排空。此時輸出口無氣流輸出，由噴嘴流出而排空微量氣體是維持噴嘴擋板裝置工作所必須的，因其為無功耗氣量，所以希望其耗量越小越。

    　　定值器處于工作狀態時，轉動手柄7，壓下彈簧6并推動膜片8連同擋板5一同下移、擋板5與噴嘴4的間距縮小，氣流阻力增加，使g室和d室的氣壓升。膜片16在d室氣壓的作用下下移，將閥口2關閉，并向下推動主閥芯19，打開閥口，壓縮空氣經b室和h 室由輸出口輸出。與此同時，h室壓力上升并反饋到膜片8上，當膜片8所受反饋作用力與彈簧力平衡時，定值器便輸出一定壓力的氣體。當輸入壓力波動時，如壓力上升，b室和h室氣壓瞬時增、使膜片8上移，導致擋板5與噴嘴4之間的間距加大，g室和d室的氣壓下降。由于b室壓力增，d 室壓力下降，膜片15在壓差的作用下向上移動，使主閥口減小，輸出壓力下降，直到穩定到調定壓力上。此外，在輸入壓力上升時，e室壓力和f室瞬時壓力也上升，膜片3在上下差壓的作用下上移，關小穩壓閥口12。由于節流作用加強，f室氣壓下降，始終保持節流孔13的前后壓差恒定，故通過節流孔13的氣體流量不變，使噴嘴擋板的靈敏度得到提。當輸入壓力降低時，b室和h室的壓力瞬時下降，膜片8連同擋板5由于受力平衡破壞而下移，噴嘴4與擋板5間間距減小， g室和d室壓力上升，膜片3和15下移。膜片15下移使主閥口開度加大，使b室及h室氣壓回升，直到與調定壓力平衡為止。而膜片3下移，使穩壓口12開大，f室氣壓上升，始終保持恒節流孔13前后壓差恒定。同理，當輸出壓力波動時，將與輸入壓力波動時得到同樣的調節。