在减压阀中,自动调节下游压力的机构通常使用蒸汽减压阀压力和调节弹簧之间的力平衡。目前,这是几乎所有制造的减压阀的通用概念。但是,有两种不同的方式可以实现此机制来控制阀门打开量:
(1)直动式减压阀:调节弹簧将向下的压力设定力直接施加在主阀上。
(2)先导阀:调节弹簧将向下的压力设定力直接施加在先导阀上,该先导阀较小且与主阀不同。
1、直动式蒸汽减压阀用于不需要非常紧密的压力控制的小负载
优点:体积小、价格低、安装方便。
缺点:比先导式PRV更高的下垂(与设定压力的变化)。
通过直接作用在阀门本身上的平衡力来调节输送的蒸汽减压阀压力:调节弹簧压缩产生的向下力与作用在波纹管或隔膜下侧的二次压力的向上力相反。
在直动式减压阀中,阀门开度直接由调节弹簧的运动决定。如果弹簧被压缩,它会在阀门上产生打开力,从而增加流量。随着下游压力的增加,通过将下游压力输送到调节弹簧的下侧(通常靠在波纹管或膜片上)实现平衡,其向上的力与弹簧压缩相抵消。打开阀门的弹簧压缩力受到限制,以允许足够的弹簧灵敏度与下游压力变化相平衡。最终结果是通过阀孔进行简单的压力控制,高流速会导致压力下降。
2、先导式蒸汽减压阀用于需要密切压力控制的较大负载
优点:紧密的压力控制,对负载变化的快速响应,可用于比直接作用类型更广泛的流量范围。
缺点:更大的尺寸,更高的价格。
输送蒸汽减压阀压力的调节方式与直接作用式PRV类似,但通过导阀间接调节。当先导阀被驱动时,它为较大的主阀提供打开流量,该主阀可以提供比先导本身更高的流量。然后先导阀由辅助压力平衡,相应地控制到主阀的打开流量。
在先导式减压阀中,先导阀用于加载活塞或隔膜,从而增加用于打开较大主阀的向下力。这可以实现更大的流量和更低的压力偏移(下垂)。先导阀的开启和关闭由调节弹簧和二次压力之间的力平衡控制,与直动式阀的操作方式相同。然而,在先导式PRV中,先导阀的这种打开和关闭有目的地向主阀活塞或隔膜输送压力。然后,该先导流压力会产生向下的力,该力会被活塞或隔膜的面积放大,从而能够打开更大的主阀,从而提供非常高的流量的能力。
因为通过使用活塞或隔膜来放大向下的力,所以先导阀开度的微小变化会导致通过主阀的流量和下游压力发生很大变化。因此,在大范围的蒸汽减压阀流量下,调节弹簧力几乎不需要改变,以实现快速响应。快速响应和严格的压力控制是此类阀门相对于直动式阀门的主要优势。