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减压阀的结构

发布时间:2023-02-22
什么是减压阀?
在工业流体系统中,保持稳定的压力控制对于系统安全运行至关重要。减压阀可将较高的进口压力降低并稳定在需求的较低水平,并在出口压力变化时响应压力变化以保持或控制所需的系统压力。

基本部件

  • 加载机构
  • 传感机构
  • 控制机构
加载机构的作用是从减压阀顶部施加向下的加载力。飞托克减压阀加载机构主要为弹簧加载。弹簧加载具有可靠和低成本优势,是减压阀中最通用的加载装置,弹簧加载力的大小由操作手柄压缩弹簧进行调节。
传感机构的作用是通过感应减压阀出口压力变化,来调节提升阀芯的升降。传感机构主要有膜片和活塞两种类型。膜片通常用于低控制、压力敏感的半导体高纯应用。飞托克哈氏合金膜片压力传感机构,可确保优异的灵敏度和设定点压力稳定性。活塞传感机构由于 O 形圈密封的限制无法用于高纯度应用场景,但能承受更高的压力,适用于比膜片承受力更高的压力环境。活塞传感机构抗压力峰值破坏的能力也较强,而且行程短,因此能最大限度的延长使用寿命。
控制机构的作用是实际执行将高进口压力降低为低出口压力。控制机构的主要部件为提升阀芯。提升阀芯通过朝向或远离阀座方向的运动,调节介质在减压阀中的流通面积,以实现将介质压力减小至所需的出口压力。在膜片式减压阀中,根据提升阀芯是否与膜片连接,可以将减压阀分为自由阀芯(Free Poppet)和联结隔膜(Tied Diaphragm)两种结构类型。在自由阀芯结构中,提升阀芯仅在出口压力等于或低于设定压力时与膜片接触。与自由阀芯结构不同,联结隔膜式减压阀的提升阀芯与膜片机械连接,当出口压力超过设定压力时,膜片向上收缩,进而拉动提升阀芯向上运动,从而实现阀门的主动关断,提高系统密封和安全性。此外,飞托克联结隔膜式减压阀浸润区域采用无螺纹和弹簧设计,提高了管路清洁度,适用于超高纯应用。

减压阀工作原理
减压阀工作过程中三个基本部件共同作用,以实现系统压力控制。传感机构感应进口压力(Fi)和出口压力(Fo),与来自加载机构的加载力(Fs)达到平衡,即 Fi+Fo=Fs。当进口压力(Fi)降低时,由于向下的加载力(Fs)不变,会推动提升阀芯向远离阀座的方向运动,导致流通面积增大介质流速降低,使出口压力(Fo)升高以重新达到平衡。所以减压阀能使出口压力在一定范围内维持稳定

减压阀与背压阀
背压阀与减压阀具有相似的工作原理,即都是平衡系统介质向上的作用力和加载机构向下的加载力。
背压阀与减压阀的区别主要在应用工况:减压阀控制阀后压力,而背压阀控制阀前压力。通常,减压阀被安装在管路开始端,通过感应出口压力并控制自身下游压力来控制流向工艺的压力。与减压阀不同,背压型主要安装在管路末端,通过感应进口压力并控制来自上游的压力来控制来自工艺的压力。