减压阀详解(五):减压阀术语

02/28/2025
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减压阀基础知识

 

减压阀:一种将进口压力降低到所需的出口压力的压力调节装置,在介质条件改变(如进口压力波动)的情况下仍然能在一定范围内保持出口压力的稳定,产品广泛应用于各种管路系统。减压阀不是截止阀,因此不推荐当做具有关断功能的阀门来使用

 

结构

 

 

加载机构:用于供操作者从减压阀顶部施加向下的加载力,以设定减压阀的出口压力。飞托克减压阀加载机构主要为弹簧加载。详细可参考《减压阀详解(一):减压阀的结构》。

 

传感机构:能够感应减压阀出口压力变化,并调节提升阀芯的升降,维持减压阀内部受力平衡。传感机构有活塞、隔膜和波纹管三种类型(如图1所示)。详细可参考《减压阀详解(一):减压阀的结构》。

 

传感机构

图1 传感机构分类

 

控制机构:能够将较高的进口压力调整为较低的出口压力,通过提升阀芯上下运动调整介质的流通面积,维持稳定的出口压力。详细可参考《减压阀详解(一):减压阀的结构》。图2 为不同传感机构的减压阀结构示意图。

 

控制机构

图2 减压阀结构示意图

 

非平衡阀芯:最常见的提升阀芯设计,进口压力提供了主要的加载力(推动提升阀芯向阀座靠近)。受进口压力变化影响大,供压效应(SPE)比较明显。

 

平衡阀芯:通过特殊的结构设计,降低了进口压力在加载力中的占比,供压效应(SPE)不如非平衡阀芯明显。如图3所示,平衡孔设计是两种阀芯的一个主要区别。

 

平衡阀芯

图3 平衡阀芯与非平衡阀芯结构示意图

 

自排放:减压阀的特征之一。通过增加一个贯穿传感机构的通道,当逆时针方向 (DECREASE) 旋转调压手柄,无需额外的吹扫阀或泄放阀,就可以通过自排放结构完全释放封闭系统中的出口压力。详细可参考《减压阀详解(四):减压阀的排放特征介绍》。

 

捕获排放:减压阀的特征之一。一般是通过在阀盖配置一个端口,用户可以在传感机构密封失效时,将泄漏的介质排放至指定位置。详细可参考《减压阀详解(四):减压阀的排放特征介绍》。

 

参数

 

 

最大工作压力:减压阀进口处的最大允许使用压力。

 

出口调压范围:减压阀可以调节的若干出口压力范围,可在选型时指定具体的调压范围。

 

流量系数(Cv):指介质温度为 16℃(60℉) 的水,通过减压阀进口和出口之间产生 1 psi 压降时的每分钟流量。当用气体代替液体时,也可通过相应的方程计算。Cv 是在减压阀全开的条件下测量得出,对应流量曲线的节流区域,因此不建议将 Cv 作为减压阀选型时的首要参考依据。

 

供压效应(SPE):又称进口压力衰减特征,是指出口压力会随着进口压力的变化而改变。具体表现为进口压力升高时,出口压力降低;反之,进口压力降低时,出口压力升高。供压效应是一个固定值,由减压阀制造商提供。

 

泄漏率(氦气):使用氦气为检漏介质,检测产品的泄漏程度。

 

泄漏率(氦气)—Inboard:使用氦气为检漏介质,检测从外部环境向减压阀内部的泄漏程度。详细可参考《高纯阀门的泄漏测试》。

 

泄漏率(氦气)—Outboard:使用氦气为检漏介质,检测从减压阀内部向外部环境的泄漏程度。详细可参考《高纯阀门的泄漏测试》。

 

泄漏率(氦气)—内漏:使用氦气为检漏介质,检测减压阀关闭时,氦气从阀座泄漏的程度。详细可参考《高纯阀门的泄漏测试》。

 

流量曲线:一个展示出口压力随介质流量变化曲线的图,其横坐标为介质的流量,纵坐标为减压阀的出口压力。流量曲线是减压阀选型的首要参考依据之一。详细可参考《减压阀详解(三):如何使用减压阀流量曲线》。

 

衰减:在流量曲线图中,流量曲线并不是一条水平线,而是随着流量的增加而逐渐下降的曲线。下降的幅度因减压阀的不同系列而有所不同。

 

初始衰减:将预设好的减压阀安装在管路中,开启下游截止阀使管路的介质流通。此时,由于介质的突然流动,减压阀会失去平衡,导致出现陡峭的压力下降。不推荐在此区间使用减压阀。

 

理想工作范围:在此区间内,流量曲线平滑且没有剧烈的变化,减压阀内部各机构之间的作用力也达到了平衡。此区间为推荐的减压阀工作范围。

 

节流:流量曲线出现了明显的拐点,此时减压阀为全开状态。此区间内,减压阀已经不再调压。图4所示为典型流量曲线,我们可通过图示直观地理解衰减、初始衰减、理想工作范围和节流。

 

节流

图4 减压阀典型流量曲线

 

锁定:通过减压阀下游的阀门控制介质流量,当流量逐渐减少至零时,减压阀会关闭,并会出现出口压力略高于设定压力的情况,称为锁定。

 

滞后:减压阀的出口压力不仅与当前工况有关,而且受其设定值的调整方向的影响。分别沿着流量增加和流量减少方向调整减压阀,同一流量下对应的出口压力可能会不同(如图5所示)。滞后现象通常不会影响减压阀的正常使用。

 

蠕变:减压阀关闭后,出口压力上升的现象。明显的蠕变应该考虑为减压阀内漏。

 

蠕变

图5减压阀流量曲线(滞后)

 

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