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船上常用的二种主、副机控制空气减压阀,你确定你弄懂了吗?

 船舶讲武堂 2020-12-17
船上主、副机控制空气减压阀原理,少有书本对其原理做详细介绍,致使很多人对其原理模糊不清,甚至有人认为其减压的原理为节流降压。往往在故障来临时无从下手,严重依赖备件。在此个人通过对其的认识,绘图对其做一些介绍。

1    主机常用控制空气减压阀芯

作为主机控制空气的减压阀,其作用是重要的。但其阀芯却经常容易损坏,造成减压阀漏泄严重或是不能减压,过高的控制空气压力又易造成气控系统中元件的损坏。对于这个部件,购价较昂贵,个人认为根本无须整体订购备件,因为其绝大部分故障都是因为控制阀芯损坏使得密封不严造成。其膜片的损坏机率很小。


先通过原理图来认识主机控制空气减压阀工作原理(个人电脑绘制)

如上图中所示:当减压阀处于备用状态时,膜片下方无空气作用力。而膜片上方则存在调压弹簧的预紧力,膜片被向下推动,从而空心导气管也向下运动克服阀芯下部的小弹簧张力,把阀芯推离阀座,使阀芯处于开启状态。当投入使用时,空气从进气口进入,再通过阀芯和阀座之间的通道向上进入到出口低压空间。进入到出口低压空间的空气还有一部分经空心导气管外边缘与阀体之间的狭小间隙进入到膜片下方。随着进入到低压空间的空气越来越多,压力逐渐上升,膜片下方空气产生的压力将逐渐克服调压弹簧的预紧力将膜片向上顶起,空心导气管也将向上运动,阀芯也会在下部小弹簧的作用力下逐渐落座。当膜片下部的空气作用力与调压弹簧的预紧力相平衡时,阀芯此时正好落座封闭进气通道(靠阀芯下部弹簧压力),出气口空气压力即达到设定压力。当出气口压力超出设定压力时,膜片下部的空气作用力大于弹簧的预紧力将膜片向上顶起,空心导气管也随之向上运动,由于阀芯受阻于阀座不能再向上动作,此时由导气管下部密封面与阀芯中部组成的密封通道将被开启。出气口的多余空气将经导气管向上进入膜片上部空间,再经多余空气泄出孔排入大气。若是因为阀芯密封不严,这种状况将持续。另外膜片破损也会造成泄气孔持续泄气,致使减压阀不能正常工作。此部件中最易损坏的就是阀芯,原装备件是将密封橡皮包覆于铁上,但不久就会老化脆裂失去密封作用。且普通橡皮无法代替,也容易被吹掉。因此最好的办法可以用尼龙棒整体车制该部件,尼龙棒车制的阀芯在强度上和抗老化能力上都比原装阀芯橡皮要强很多,这点已经过多年实践。

需要提醒的是对阀芯平面的精度要求较高,一般车好后要将其在砂纸(放到平板上)上研磨。最后再将砂纸反过来用布面细磨,通过研磨可消除一些尺寸和精度的误差,这项工作是细致的。有时候经精心制作的阀芯装上后还是不行,别着急,此时应该检查一下阀座,你可能会发现阀座上有缺陷,该缺陷可能采用原装密封橡皮时能短期克服(橡皮的弹性大于尼龙的弹性),但该缺陷却会导致密封橡皮的迅速失效(将在缺陷处吹出缺口)。要从根本上解决问题,就需要对阀座进行研磨,比如可以用一个大螺帽头上光车后涂上研磨砂研磨,方法是多样的。

主机控制空气减压阀阀芯的制做要点:

1、大体尺寸按原装阀芯车制。

2、车削时密封面可保留厚一点,以便于研磨。但最终尺寸不可太厚,否则可能打不开。

3、车床转速不要太高,太高的转速产生的热太大,影响车削的精度。

4、钻孔要在车床上钻,不要随便钻。

5、阀芯上平衡孔(平衡阀芯上下表面压力)的位置要找好,必须位于导气管外缘和阀座之间,且向下斜通入阀芯下部空间。

2.   副机常用控制空气减压阀阀芯

较多副机控制空气减压阀经常漏气严重。由于是进口部件,在备件订购上存在一些困难,再者进口的备件也同样不是很耐用。也有国内生产的一些备件,但更不耐用。其原理与主机减压阀原理大体相同,存在一些细微的差别,下面作图来加以分析。

如上图中所示:当减压阀处于备用状态时,阀芯在调压弹簧的预紧力作用下,通过顶针被顶开处于开启状态。当高压空气从进口进入,沿阀芯与阀座密封面进入到出口低压端,进入到低压端的空气再经再经平衡孔向上进入膜片下方,随着空气的不断进入,直到膜片下方的压力与膜片上方弹簧的预紧力相等时,阀芯将落座阻止空气的继续进入。另外,在这一过程中,顶针与膜片中部的泄气小孔始终是封闭的,使减压阀保持在设定压力下的平衡状态。当因为阀芯漏泄或其它原因使得实际压力超过设定压力时,膜片将被向上推离与顶针的密封锥面,打开泄气小孔,将多余压力释放以维持设定压力。需要提醒的是,其与主机控制空气减压阀的不同之处在于:主机减压阀直接利用空心导气管与壳体之间的间隙作为平衡空气的通道,副机减压阀则单独设置了一个平衡孔。因此在检修副机减压阀时,注意顶针本体与壳体之间的密封令不可缺少或不可漏泄严重。否则可能导致在进行副机启动时,减压阀开度不足或打不开(因为会导致平衡孔来不及泄压,膜片往下推动打开阀芯的动力不足)。

副机控制空气减压阀芯制作要点:

1.基本按原尺寸车制,阀芯上的密封令不可少,阀芯应能在压盖导槽内自由滑动。

2.此阀芯无专设的平衡孔,上下表面的平衡是通过顶针与阀芯之间的间隙漏气来实现的。原装件由于是金属面接触,存在些许漏泄而实现平衡。换用尼龙棒车制的阀芯是金属面和塑料面的接触,可能被封死不能实现平衡。因此在制作时,要考虑到不能让顶针的凸缘与阀芯平面的接触点完全密封,可在接触位挖一细小斜槽来实现,也可以钻一小孔。总之只要清楚它的原理,方法是多样的。

3.尺寸误差不可太大,比如阀芯密封面的厚度不能太厚。尺寸误差可通过砂纸研磨快速消除。

其实,几乎所有的减压阀都是基于保持阀后压力平衡的原理,只要弄懂了上述二个减压阀,就可以做到举一反三,解决起问题来也得心应手。

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