[科普中国]-活塞式减压阀

活塞式减压阀是采用控制阀体内的启闭件（活塞）的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具。本类阀门在管道中一般应当水平安装。

概述活塞式减压阀是通过活塞来平衡压力，带动阀瓣运动。这类减压阀体积小，活塞允许的行程较大，但由于活塞在缸体中摩擦力较大，因此，灵敏度比薄膜式减压阀低。另外，其制造工艺要求严格，特别是活塞、活塞环、缸体、副阀等零件，若用在蒸汽减压阀上，这些零件受热后的膨胀间隙不易控制，易产生卡住或漏气现象，影响它的灵敏度。尽管如此，这种结构的减压阀仍使用广泛，特别是当介质温度较高时，薄膜式减压阀由于耐高温的膜片材料难以解决，仍大量选用活塞式减压阀。对于水、空气等介质也可选用。

活塞式减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。其工作由阀后压力进行控制。当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小；当检测到减压阀后压力减小，减压阀阀门开度增大，以满足控制要求。

活塞式减压阀——该阀门的减压比必须在一定程度上高于系统值； 即使在最大或者最小流量时它也应该能够对正作用或者反作用控制信号做出响应。这些阀门应该针对有用控制范围选择，即最大流量的20%到80%。正常为等比型或者具有等比特性。这些类型的阀门本身具有比例控制所要求的最佳流量特性及流量范围。

弹簧活塞式减压阀主要由调节弹簧、膜片、活塞、阀座、阀瓣等零件组成，是弹簧薄膜式减压的换代产品。利用活塞直接传感下游压力驱动阀瓣，控制阀瓣开度完成减压稳压功能。在城市建筑、高层建筑的冷热供水系统中，可取代常规分区水管，节省设备。也可在通常的冷热水管网中，起减压稳压作用。

工作原理及结构结构组成活塞式蒸汽减压阀由主阀和导阀两部分构成。主阀重点由阀座、主阀盘、活塞、缸套、弹簧等零件构成。导阀重点由阀座、阀瓣、膜片、弹簧、微调弹簧等零件构成。通过微调微调弹簧压力设定出口压力，利用膜片传感出口压力变化，通过导阀启闭驱动活塞微调主阀节流部位过流面积的大小，实现减压稳压功能。其各部分材料如下表所示：

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工作原理在高压气未进入减压阀时，阀芯（即活塞）在弹簧力作用下，处于下壳体内腔底部，阀口（即S0处）处于开启状态。当高压气进入上壳体通道的瞬间，一部分气体由低压气输出口通过串接的“节流小孔”（即通常称的“定量孔”）进入呼吸器的呼吸系统；一部分气体沿着虚线指出的通道进入下壳体底部，下壳体底部的气体压力升高，致使阀芯克服弹簧力而上升。阀芯上升使阀口开启量减小，提高了减压能力，输出压力减小。经过这种不停地自我调整，最终阀芯不再运动，达到力的平衡。1将其分开描述为各个部件的运动，则如下所示：

（1）副阀瓣运动：减压阀出厂时，调节弹簧处于放松状态，此时主阀瓣和副阀瓣处于关闭状态。 使用时按顺时针转动调节螺钉，压缩调节弹簧，弹簧下座推动膜片向下运动，克服副阀瓣弹簧阻力打开副阀瓣。

（2）主阀瓣运动：介质通过阀前控制气路，经过副阀瓣，进入活塞上方气腔形成一定压力。 活塞在介质压力的作用下向下移动， 克服活塞环与气缸壁的摩擦阻力、主阀瓣弹簧压缩弹力、介质对主阀瓣的压力推动主阀瓣离开主阀座，使介质流向阀后。

（3）减压状态：阀后部分介质通过阀后控制气路进入膜片下方气腔，对膜片形成向上的推力，当阀后压力升高到一定程度时， 这个推力与预调的弹簧力平衡。 阀门的开启程度确定，介质经阀门节流后流向阀后形成一定压力。2

动静态性能动态性能减压阀工作时， 阀后压力并不是静止不变的。如果阀前介质压力波动，阀后压力也将随之在调节范围内小幅度变化。 当阀后压力超过调定压力时，推动膜片上移压缩调节弹簧，副阀瓣随之向关闭方向移动，流入活塞上方气腔的介质减少，压力下降，此时主阀瓣在弹簧的推动下上移，介质流量也随之减小，阀后压力随之下降到新的平衡；反之当阀后压力低于调定压力时，介质流量增加，阀后压力也随之增高达到新的平衡。

减压阀膜片下方气腔压力与调节弹簧的压缩弹力始终处于动态平衡状态，膜片的上下运动使副阀瓣的开度始终处于动态变化之中，最终导致主阀瓣的开度处于动态变化状态。 减压阀的阀后压力始终在调节弹簧所设定的压力值的附近作小范围波动，如果流量和阀前压力趋于稳定， 这种波动也趋于平稳。2

静态性能在电厂运行过程中，设备并不是时时刻刻处于工作状态，在减压阀后某一阀门被关闭时，介质被阻止流动，减压阀前的压力保持不变，此时在阀前阀后形成了一个高压区和低压区。 在压差的作用下介质由高压区通过主阀瓣流向低压区，阀后压力升高，膜片上移带动副阀瓣向关闭方向移动。 如果阀门完全关闭， 减压阀功能相当于关断的截止阀，即处于静态减压状态。当介质处于静态时， 减压阀后的压力在短时间内就会与阀前压力平衡。由先导活塞式减压阀的工作原理可知，副阀瓣的动作带动主阀瓣动作，因此副阀瓣适时的关闭是解决此类阀门静态不减压的关键。 另外，密封装置的密封性能不好也是静态不减压的主要原因。2

安装注意事项（1）活塞式减压阀可水平或垂直安装平管道上；

（2）活塞式减压阀的安装必须严格按照阀体上的箭头方向保持和流体流动方向一致，如果水质不清洁含有一些杂质，必须在活塞式减压阀的上游进水口安装过滤器；

（3）打开活塞式减压阀调整出口压力的地方，用一字起子进行调节，顺时针旋转起子出口压力变大，反之出口压力减小，配合压力表调节，直到出口压力达到要求值；

（4）活塞式减压阀在管道中起到一定的止回作用，为了防止水锤的危害，也可安装小的膨胀水箱，防止损坏管道和阀门，过滤器必须安装在活塞式减压阀的进水管前，而膨胀水箱必须安装在活塞式减压阀出水管后；

（5）如果需要将活塞式减压阀安装在热水系统时，必须在活塞式减压阀和膨胀水箱之间安装止回阀。这样既可以让膨胀水箱吸收由于热膨胀而增加的水的体积，又可以防止热水回流或压力波动对活塞式减压阀的影响，确保活塞式减压阀长期正常工作。

（6）对于压缩空气系统，阀门及连接附件均应采用不锈钢材质，防止对系统内介质造成污染，或损坏仪用控制配件。

（7）应用于蒸汽系统时，应根据蒸汽的压力、温度参数选择合适型号的减压阀，蒸汽减压阀的阀前与阀后绝对压力之比不应超过5~7，超过时应串联安装两个。2

应用注意事项（1）缩短减压阀后管道长度：将减压阀靠近用气端安装，以减少静态时减压阀后管道内储存的气体量。

（2）安装排气阀：在减压阀后安装自动排气阀与用气端连锁，用气端阀门开启前将减压阀后高压气体泄压； 或在减压阀前安装自动阀门与用气端连锁，用气端不用气时关闭自动阀门，停止气源供应。

（3）选用能静态减压的新型减压阀门。2

本词条内容贡献者为:

于仁业 - 高级工程师 - 中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司