[EQ情商]第六讲压力调节阀.pdf

HydraulicsPneumatics&Seals/No.1.2008
现代气动技术理论与实践
第六讲院压力调节阀
蔡茂林
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京
渊袁100083冤
中图分类图院文献标识码院文章编号院
TH137A1008-0813渊2008冤01-0053-06
进而向下压主阀芯杆主阀芯而打开主阀芯一次侧入
前言尧袁
0口压缩空气经过主阀芯流向二次侧出口这样二次侧
在气动系统中由于压缩空气即使远距离传送压遥袁
袁出口由于气体不断流入而压力不断上升该压力直接
力损失也较小的特点供气通常采用集中气源统一供袁
袁尧作用于膜片下方推动膜片不断上移直至与调节弹簧
给的方式工业现场常用压缩机的输出压力通常在袁袁
遥的弹簧力平衡此时膜片不再上升主阀芯关闭出口
范围内考虑管道输送损失及压力波动终遥袁袁袁
0.7耀1.0MPa袁袁压力稳定由此可见出口压力可由调节弹簧预加弹簧
端设备中的气缸等执行元器件的使用压力一般被设定遥袁
力来设定当二次侧出口由于用气导致压力低于设定
在左右而气动工具喷嘴等工艺用气点的使遥
0.5MPa袁尧压力时膜片下移主阀芯打开出口压力上升反之
用压力则千差万别有高有低为能够稳定连续地向各袁袁袁曰袁
袁遥出口压力高于设定压力时膜片上移主阀芯杆由于与
个用气点供给不同大小的压力必须使用压力调节阀袁袁
袁遥主阀芯固定连接而不再上移溢流阀打开出口通过主
压力调节阀的作用主要可归结为两点调节压力高袁袁
院渊1冤阀芯杆与溢流阀座间的溢流孔向大气排气压力下降
低消除上流压力波动影响保证输出压力稳定[1]袁遥
曰渊2冤袁遥这样减压阀实现减压与稳压的功能
根据压力调节方向的不同压力调节阀分为两类袁遥
袁院
一类为减压阀将供气管道中的高压气体减为压力稳
袁
定的低压气体供给到终端设备另一类为增压阀在供
曰袁
气压力达不到使用要求时对输入空气进行固定增压比
增压后输送给终端设备固定增压比有倍倍等通
遥2尧4遥
过减压阀调节入口压力可以连续调节输出压力
遥
由于减压阀在无论上流压力波动还是流量发生
袁
变化时都能使输出压力稳定在设定值附近所以在工
袁
业现场被大量使用几乎每台终端设备甚至每个气缸
袁袁
前都安装有减压阀以确保供给压力始终恒定
遥
由于减压阀的特性直接关系到气动系统的特性
袁
所以本讲以减压阀为对象先阐述减压阀的工作原理
袁袁
分析其流量特性与压力特性介绍直动型和先导型的
袁图减压阀的构造
主要形式然后讨论带容腔负载的减压阀的响应特性1
袁遥如图所示在主阀芯关闭并处于力平衡状态时
最后说明增压阀的工作原理及其特性1袁袁
袁遥分析主阀芯的受力可得如下公式
袁院
减压阀的工作原理与特性FS2pSpSpF
11+2=12+21=2渊1冤
1.1工作原理式中F主阀芯关闭时的调节弹簧的弹簧力单位
1要要要袁
现以图所示的最为典型的直动型减压阀的构造为
1N曰
为例简单阐述减压阀的工作原理旋转减压阀上方手F主阀芯关闭时的主阀芯弹簧的弹簧力单
遥2要要要袁
柄压紧调节弹簧调节弹簧通过溢流阀座向下压膜片位为
袁袁N曰
p一次侧入口压力单位为
1要要要袁Pa曰
收稿日期p二次侧出口压力单位为
院2007-12-092要要要袁Pa曰
作者简介院蔡茂林男教授博士生导师主要研究方向S膜片的有效受压面积单位为2
渊1972-冤袁袁/袁1要要要袁m曰
是气动系统的节能测量仿真与控制S主阀芯的有效受压面积单位为2
尧尧遥2要要要袁m遥
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液压气动与密封年第期
/20081
由此出口压力可推导为压力特性是表示入口压力变动时出口压力变化的
袁院
F-F-Sp曲线假设入口压力p增加p时出口压力在设定压力
p1221遥1驻1袁
2=SS渊2冤
12p基础上增加p此时重写主阀芯受力平衡公式可
-2驻2袁袁
即取决于两弹簧的预设弹簧力入口压力膜片和主阀得
尧尧院
芯受压面积大小FSppSppSppF
遥1+2渊2+驻2冤=1渊2+驻2冤+2渊1+驻1冤+2渊6冤
1.2流量特性与压力特性联立式与式可得p与p的关系
作为减压阀的表征特性流量特性与压力特性两(1)(6)袁驻2驻1院
袁p1p
大静特性被经常使用并通常在产品样本中给出驻2=-SS驻1渊7冤
袁遥1/2-1
流量特性是表示流量与出口压力关系的曲线在由式可见入口压力上升出口压力不升反降
遥(7)袁袁遥
关闭二次侧出口流路使流量为零时设定出口压力后此特性如图所示减压阀的出口压力与入口压力的
袁3袁
逐渐打开二次侧出口流路增加流量测量此过程中的变化趋势正好相反为了减轻入口压力变动的影响增
袁遥袁
出口压力和流量即可得此曲线流量流过减压阀时主加值可以起到一定的效果但通常是采用下节介绍
遥袁
阀芯必定处于打开状态如设定主阀芯开口位移为x的先导型减压阀来获得更为稳定和精密的调压效果
袁袁遥