如圖所示,減壓閥口8是處于常開位置的,閥口開度的大小取決于手柄1的旋緊程度,手柄向下擰的越緊,閥口開度越大。
從輸入口P1進(jìn)入的高壓氣體,經(jīng)過減壓閥口8后,氣流流速增加,壓力卻下降至P2,從輸出口進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
如圖所示,減壓后的氣體大部分都進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)中,還有小部分壓力為P2的氣體,從圖中的阻尼孔7進(jìn)入膜片腔室,在膜片4的下方產(chǎn)生一個(gè)向上的推力,當(dāng)向上的推力與調(diào)壓彈簧2向下的彈簧力相平衡時(shí)(此時(shí)的平衡是動(dòng)態(tài)平衡的過程),調(diào)壓閥便有穩(wěn)定的壓力輸出了。
如圖所示,如果輸入壓力P1突然升高,則輸出壓力顯然也會(huì)隨之升高,對(duì)應(yīng)的膜片4下方的壓力也會(huì)增高,膜片向上運(yùn)動(dòng);且閥芯5在復(fù)位彈簧9的作用下也會(huì)向上推動(dòng)膜片,從而使減壓閥口8趨于閥口開度減小的位置,閥口的節(jié)流作用就增強(qiáng)了,直至輸出壓力P2降低,使膜片上下兩端的壓力再次達(dá)到平衡,減壓閥口的輸出壓力再次趨于穩(wěn)定。
相反,如圖所示,如果輸入壓力P1突然下降,則輸出壓力顯然也會(huì)隨之下降,對(duì)應(yīng)的膜片4下方的壓力也會(huì)減小,膜片向下運(yùn)動(dòng),從而使減壓閥口8趨于閥口開度增大的位置,閥口的節(jié)流作用就減小了,直至輸出壓力P2升高,使膜片上下兩端的壓力再次達(dá)到平衡,減壓閥口的輸出壓力再一次趨于穩(wěn)定。
壓力調(diào)節(jié)器主要有三種形式,即直接作用式、氣動(dòng)薄膜式和自力式。
自力式壓力調(diào)節(jié)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)、操作、維修方便,不需要外來能源驅(qū)動(dòng),而是利用輸氣管道內(nèi)天然氣的能量來驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
調(diào)節(jié)指揮器的絲桿,給定閥后壓力p2(為一定值)。此時(shí)噴嘴與擋板位置處于平衡,噴嘴輸出的壓力一定,調(diào)節(jié)閥膜頭的壓差衡定(膜片上下壓差),閥的開度保持不變,閥后的壓力為p2,閥前的壓力為p1:
a.若p2增大,指揮器底部氣室壓力升高,使指揮器下膜片的作用力大于彈簧壓力,促使擋板上移靠近噴嘴,噴嘴噴出氣量減少,調(diào)節(jié)閥上膜腔的壓力上升,膜頭內(nèi)膜片上下壓差降低,調(diào)節(jié)閥關(guān)小,流過調(diào)節(jié)閥的氣體減少,閥后輸出壓力就逐漸下降直至原始給定壓力值。
b.若p2下降,則指揮器底部氣室壓力下降,使指揮器下膜片的作用力小于彈簧壓力,促使擋板下移離開噴嘴,噴嘴噴出氣量增加,調(diào)節(jié)閥上膜腔的壓力下降,膜頭內(nèi)膜片上下壓差增大,調(diào)節(jié)閥開大,流過調(diào)節(jié)閥的氣體增加,閥后輸出壓力就逐漸上升直至原始給定壓力值。
自力式調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)精度不高,但能滿足輸氣工藝要求。因此,輸氣站大量使用自力式壓力調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)輸氣壓力。輸氣管線采用的是帶有緊急關(guān)斷、監(jiān)控調(diào)壓、主調(diào)壓三級(jí)功能的自力式調(diào)壓閥。
自力式調(diào)壓閥主要由指揮閥、調(diào)壓閥、節(jié)流針閥、導(dǎo)壓管、緊急關(guān)斷等組成(如圖)