直动式减压阀特性曲线推导
意大利duplomatic直动式减压阀原理图
意大利duplomatic直动式减压阀原理图duplomatic减压阀是带集成电动比例控制的直动式减压阀，连接表面符合ISO 4401标准，减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。
从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。
然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。
-用作先导阀，用于液压回路的压力控制。
-阀门可用于不同类型的集成电子设备，具有模拟或现场总线接口：具有紧凑型集成电子元件的 GL版本，具有模拟接口或带有IO-Link和CanOpen 的现场总线，具有5针M12连接；GH版本，带集成电子设备，用于现场总线，主连接为11极+ PE。
-它们具有螺线管电流监视功能。
-提供五个压力调节范围，高350 bar。
-阀门易于安装。
数字卡直接管理设置。
作用原理：减压阀的是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。
定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。
这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；特别是在减压的同时不影响水流量。
工作原理：减压阀是采用控制阀体内的启闭件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，并在阀体内或阀后喷入冷却水，将介质的温度降低，这种阀门称为减压减温阀。
减压阀快易优自动化选型有收录。
该阀的特点，是在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力和温度值在一定的范围内。
集成电子产品-原理图：注意事项1.为了操作和维护方便，该阀一般直立安装在水平管道上。
直动式减压阀仿真作业
题目气动作业之直动式减压阀关键参数仿真姓名与学号马韶君(**********)年级与专业机械电子工程1002班所在学院机械工程学系（1） 减压阀的特性曲线减压阀的特性曲线主要为压力特性曲线、流量特性。
压力特性曲线是指在流量不变时，输入压力变化引起输出压力变化的特性曲 线；流量特性曲线是指在输入压力不变时，输出流量变化引起输出压力变化的特 性曲线；理想的特性曲线如图所示。
减压阀理想的特性曲线（2） 受力分析及特性曲线①作用在主阀芯及膜片受力分析：“向上的力”有P1 作用在主阀芯底部的力，P2 作用在膜片上的向上的力； “向下的力”有弹簧力FS ，P2 作用在主阀芯的向下的力假设作用在主阀芯的面积为A2，膜片面积为A ，弹簧预紧压缩量为X0，弹簧刚度为K ，阀口开度为ΔX ，则力学平衡方程如下：220221)(A P X X K A P A P +∆-=+（1）式（1）变换可得：)/())((22102A A A P X X K P --∆-=（2）当流量增加时，阀口开度增加，P2 会减小；当P1 增加时，为了保证流量不变，阀口开度会减小，P2 会增加。
②经查阅，一维等熵流动的质量流量的精确计算公式为：G=这里我们取：11111**-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γγγγRT P S ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+γγγγγ11221211*1*12**P P P P RT P S 5283.012≤P P 5283.012>P P 5283.012>P P即：(3)将因为气体流动很快，故可将气体流动过程视为绝热过程,有γ=1.4。
另外，取标准状态下空气密度ρ＝1.205㎏/m ³ ,得到流量表达式（4）③减压阀参数的选取 阀口半径r2—10mm膜片半径r1—20mm弹簧刚度K —100KN/m 锥阀锥角—45°气体常数R —287.1N ·m(Kg ·K)气体温度T —300K弹簧预紧压缩量为X0—20mm主阀芯的面积4242r A π=, 膜片面积421r A π=。
减压阀工作原理
一、减压阀工作原理1-复位弹簧，2-阀口，3-阀芯，4-阻尼孔，5-膜片，6、7-调压弹簧，8-调压手轮直动式减压阀上图所示为直动式带溢流阀的减压阀(简称溢流减压阀)的结构图。
压力为P1的压缩空气，由左端输入经进气阀口10节流后，压力降为P2输出。
P2的大小可由调压弹簧2、3进行调节。
顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3及膜片5使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。
若反时针旋转旋钮1，阀口10的开度减小，P2随之减小。
若P1瞬时升高，P2将随之升高，使膜片气室6内压力升高，在膜片5上产生的推力相应增大，此推力破坏了原来力的平衡，使膜片5向上移动，有少部分气流经溢流孔12、排气孔11排出。
在膜片上移的同时，因复位弹簧9的作用，使阀芯8也向上移动，关小进气阀口10，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又回到原来值。
若输入压力瞬时下降，输出压力也下降、膜片5下移，阀芯8随之下移，进气阀口10开大，节流作用减小，使输出压力也基本回到原来值。
逆时针旋转旋钮1。
使调节弹簧2、3放松，气体作用在膜片5上的推力大于调压弹簧的作用力，膜片向上曲，靠复位弹簧的作用关闭进气阀口10。
再旋转旋钮1，进气阀芯8的顶端与溢流阀座4将脱开，膜片气室6中的压缩空气便经溢流孔12、排气孔11排出，使阀处于无输出状态。
总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压；调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。
为防止以上溢流式减压阀徘出少量气体对周围环境的污染，可采用不带溢流阀的减压阀(即普通减压阀)，其符号如图14—1c所示。
1-排气孔，2-复位弹簧，3-进气阀孔，4-阀芯，5-固定节流孔，6-膜片、7-调压弹簧，8-调压手轮，9-孔道，10-喷嘴、11-挡板先导式减压阀当减压阀的输出压力较高或通径较大时，用调压弹簧直接调压，则弹簧刚度必然过大，流量变化时，输出压力波动较大，阀的结构尺寸也将增大。
阀门的流量特性曲线
解：不同行程ι时的相对的流量如下表 相对流量变化10%时， 在相对流量10%处，相对流量的变化量为(22.67-13)/13=74.38%； 在相对流量50%处，相对流量的变化量为(61.33-51.7)/51.7=18.62%； 在相对流量90%处，相对流量的变化量为（100-90.33)/90.33=10.71%。 示例说明，线性流量特性的控制阀在小开度时，流量小，但相对变化
快开流量特性控制阀相对行程和相对流量关系（R=30)
相对行程%
0
10 20 30 40
50
60
70
80
90 100
理想快开 3.33 31.78 44.82 54.84 63.30 70.75 77.49 83.69 89.46 94.87 100
相对流量
%
%
实际快开 3.33 21.7 38.13 52.63 65.2 75.83 84.53 91.3 96.13 99.03 100
解：根据q=R(ι-1)计算不同相对行程ι和相对流量q
相对行程变化10% 。 在相对行程10%处，相对流量的变化量(6.58-4.68)/4.68=40.50% 在相对行程50%处，相对流量的变化量（25.65-18.26)/18.28=40.50% 在相对行程90%处，相对流量的变化量（100-71.17)/71.17=40.50%
量大，灵敏度很高，行程稍有变化就会引起流量的较大变化，因此在小开度 时容易发生震荡。在大开度时，流量大，但流量的相对变化量小，灵敏度很低 ，行程要有较大变化才能够时流量有所变化，因此，在大开度时控制呆滞，调 节不及时，容易超调，使过渡过程变慢。
相对行程 0
10 20
30
40 50 60
直动减压阀工作原理
直动减压阀工作原理
直动减压阀工作原理:
直动减压阀通过将输入流体的压力减小到设定值来控制流体的压力。
它是一种自动控制阀，通常应用于液体或气体管道系统中。
直动减压阀的工作原理如下：
1. 压力感应器：直动减压阀的关键部分是压力感应器，它监测管道中的压力。
当管道中的压力超过设定值时，压力感应器会触发减压阀的动作。
2. 弹簧：直动减压阀通常包含一个调节弹簧，它的目的是在减压阀关闭时提供一个预设的压力。
这个弹簧通常是预紧的，以确保当管道中的压力超过预设值时，弹簧能够关闭减压阀。
3. 排气口：当减压阀关闭时，减压阀内部会形成一个密封的空间。
为了防止由于压力过高而损坏减压阀，这个空间需要一个排气口，以释放多余的压力。
4. 调节器：直动减压阀上通常有一个调节器，用于手动控制减压阀的操作。
通过旋转或调整这个调节器，可以改变减压阀的设定压力，并确保减压阀在管道系统中的压力得到正确调控。
5. 减压阀开启：当管道中的压力超过设定值时，压力感应器会释放被预紧的弹簧。
这将导致减压阀开启，将管道中的压力减小到设定压力。
6. 减压阀关闭：当管道中的压力低于设定压力时，弹簧会使减压阀关闭。
这将限制流体通过减压阀，维持在设定的压力范围内。
总之，直动减压阀通过不断检测管道中的压力并调整阀门状态，以确保系统中的压力保持在设定值。
这种自动调节的功能使得直动减压阀在许多工业和管道应用中非常重要。
基于AMESim的直动式减压阀动态特性仿真分析
基于AMESim的直动式减压阀动态特性仿真分析顾存行;毛虎平;王强;石运才【摘要】Selecting the direct-acting pressure reducing valve for the study,its mathematical model is established.Based on the analysis of direct-acting pressure reducing valve structure and working principle,and the complex multi-disciplinary systems modeling and simulation platform AMESim,steady-state and dynamic properties are in-depthly analysed and simulated.Then the impact of different numerical parameters is analysed to produce the valve dynamic characteristics.The comparison with the simulation curve and the experimental results shows that:reasonable selection of direct-acting pressure reducing valve body parameters can optimize the dynamic analysis of the valve body,and research results can provide a reliable theoretical basis for the direct-acting pressure reducing valve mechanical design.%选择直动式减压阀为研究对象,建立其数学物理模型,并在分析直动式减压阀的结构和工作原理的基础上,基于复杂的多学科领域系统建模仿真平台AMESim,对其进行稳态及动态的深入分析和仿真计算,分析减压阀不同的数值参数对减压阀动态特性的影响,由仿真曲线和实验结果对比可知:直动式减压阀的阀体参数的合理选取对阀体的动态分析以最优化,研究结果可为直动式减压阀的机械设计提供可靠的理论分析依据.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P234-237)【关键词】直动式减压阀;AMESim;参数;动态特性【作者】顾存行;毛虎平;王强;石运才【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH137减压阀，又称调压阀，属于压力控制阀的范畴。
直动式减压阀工作原理
直动式减压阀工作原理直动式减压阀是一种常见的工业控制阀，它能够在管道系统中起到减压作用，保护设备和管道不受过高的压力影响。
那么，直动式减压阀是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍直动式减压阀的工作原理。
直动式减压阀的工作原理主要是通过调节介质的流量来实现减压的目的。
当介质通过减压阀时，阀芯受到介质流动的力量，从而产生位移，改变介质的流通面积，从而调节介质的流量和压力。
具体来说，当介质的压力超过了设定的值时，减压阀会自动调节阀芯的位置，减小流通面积，使介质的流量减小，从而达到减压的效果；反之，当介质的压力低于设定值时，减压阀会相应地增大流通面积，使介质的流量增加，从而保持系统的稳定压力。
在直动式减压阀中，阀芯的位置是通过控制器来实现的。
控制器会根据系统的压力变化，自动调节阀芯的位置，从而实现对介质流量的精确控制。
同时，直动式减压阀还配备了压力传感器，用于监测系统的压力变化，及时反馈给控制器，保证减压阀能够快速、准确地响应系统压力的变化。
除了自动调节介质流量外，直动式减压阀还具有一些特殊的设计，以确保其稳定可靠地工作。
例如，减压阀通常会设置有阀座和阀芯之间的平衡孔，通过平衡孔的设计，可以使介质的压力作用于阀芯的两侧，从而减小阀芯的位移力，提高减压阀的稳定性；此外，减压阀还会设置有减震装置，以减小介质流动对阀芯的冲击，延长减压阀的使用寿命。
总的来说，直动式减压阀通过调节介质的流量，实现对系统压力的稳定控制。
它的工作原理简单而有效，通过控制器和压力传感器的配合，能够快速、准确地响应系统压力的变化，保护设备和管道不受过高的压力影响。
在工业生产中，直动式减压阀扮演着重要的角色，为系统的安全稳定运行提供了保障。
希望本文的介绍能够帮助大家更加深入地了解直动式减压阀的工作原理，为工业控制阀的选择和应用提供参考。
阀门流量特性曲线图结构
概念、用途
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、 导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
用
途
阀门是一种管路附件。
改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。 1. 接通或截断管路中的介质。
2. 调节、控制管路中介质的流量和压力。
3. 改变管路中介质流动的方向。 4. 阻止管路中的介质倒流。 5. 分离介质。 6. 指示和调节液面高度。
密封性能—阀杆
阀杆是带动启闭件使阀门开启和关闭的重要部件，因 为阀杆是可动件。所以是最易产生外漏的部件。因此，阀 杆密封对于阀门来讲是非常重要的。 阀杆的密封通常用压缩填料。压缩填料是指压入填料 函内使阀杆周围密封的软质材料。
材
质
1.壳体：铜（黄铜、青铜）、铸铁、球墨铸铁、铸钢 2.内件：铜、不锈钢 3.密封：EPDM、NBR、PTFE
密封性能--密封面
阀门的密封面是指阀座与关闭件互相接触而进行关闭 的部分。 由于阀门在使用过程中密封面在进行密封中要受到冲 刷和磨损，所以阀门的密封性能随着使用时间而减低。
1. 金属密封面
2. 软密封面
密封性能—垫片
垫片是阀门产生外漏的关键因素之一 1. 金属平垫片 2. 压缩石棉纤维垫片 3. 缠绕式垫片
阀权度对流量特性曲线的影响
等百分比特性
线性特性
快开型：行程较小时，流量就比较大，随着行程的增大流量很快 达到最大。阀的有效行程＜d/4（d为阀座直径）。行程再增大时已不 起调节作用，适用于双位控制。
调节阀流量特性曲线的选择
期望的阀门控制信号—热量输出曲线图
实际的换热器/风机盘管流量—热量输出特性曲线
期望的阀门开度/信号—流量特性曲线
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直动式减压阀特性曲线推导
减压阀的作用是将系统压力减压、稳压的一种控制元件，其调节方式分直动式、先导式两种。
直动式减压阀最为常用。
如图1所示，直动式减压阀由主阀芯、膜片、弹簧、调节手柄、主阀体组成，其核心部件是主阀芯、膜片和调节弹簧。
P1 为气源压力，P2 为减压输出压力，FS 为弹簧压紧力，当P2A＜FS 时，主阀芯向下移动，主阀口打开，P2 上升；当P2A＞FS 时，主阀芯上移，将主阀口关闭，膜片继续上移，气体会从膜片的泄压口溢流到大气中，使P2 下降；当输出压力降到调定压力FS/A 时，膜片上的受力会保持平衡状态。
图1 直动式减压阀
1，减压阀的特性曲线
减压阀的特性曲线主要为压力特性曲线、流量特性、溢流特性。
压力特性曲线是指在流量不变时，输入压力变化引起输出压力变化的特性曲线；
流量特性曲线是指在输入压力不变时，输出流量变化引起输出压力变化的特性曲线；
溢流特性曲线是指溢流量与输出压力间的关系，一般减压阀的溢流能力很小，不会在系统中当溢流阀使用，在绝大多数系统中，一般不用考虑减压阀的溢流特性曲线。
理想的特性曲线如图2所示。
当P1 小于设定压力时，主阀芯全开，P2 等于P1，当P1 大于设定压力时，理想的状态是P2 等于设定压力，并保持不变；理想的流量特性曲线为不管流经减压阀的流量如何变化，P2 应等于设定压力，并保持不变。
实际上，由于减压阀各参数的相互影响，实际特性与理想特性相差甚远。
图2 减压阀理想的特性曲线
2，受力与流量分析
作用在主阀芯及膜片受力分析：
“向上的力”有P1 作用在主阀芯底部的力，P2 作用在膜片上的向上的力；
“向下的力”有弹簧力FS，P2 作用在主阀芯的向下的力。
假设作用在主阀芯的面积为A2，，弹簧预紧压缩量为X0，弹簧刚度为K，阀口开度为ΔX，则力学平衡方程如下：
P1A2＋P2 A=K(X0－ΔX)＋P2 A2
根据流体力学中孔口出流公式，流经小孔的的流量为：
小孔面积为：
可得如下P1-P2关系式：
当f=0时，可有P1确定P2。
3，利用MatLab进行特性曲线推到
for循环体中，P2由P1以1000为步长从1000循环至100000通过二分法解方程得出，
二分法为：
从而得到P1与P2的一一对应关系：
固定P1,则可求的P2与Q的一一对应关系：
4，心得体会
本次作业，牵涉到了气动、工程流体力学、理论力学、数值计算方法和MatLab的相关知识和技能，具有很好的学科交叉性。
由于对减压阀内部的相关具体尺寸无法确定，网上搜
索也很难找到相关参数，因而程序的各参数确定花费了较长时间，而最终拟合的曲线也与实际情况稍有偏差，不过这种探索的过程是十分有意义的，这次作业交叉了很多学科的知识，使我的各项知识融会贯通，收获颇多。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
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