美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥是壓縮機(jī)氣缸上的重要組件，它負(fù)責(zé)氣體的吸入和排出。傳統(tǒng)的氣閥是由閥座、閥片、彈簧、升程限制器、螺栓等組成。氣閥的好壞將直接影響壓縮機(jī)的排氣量、功率消耗及運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性等。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的結(jié)構(gòu)：
氣閥是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)中的重要部件，也是易損壞的部件之一。它的好壞直接影響壓縮機(jī)的排氣量、功率消耗及運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。在壓縮機(jī)向高速方向發(fā)展的階段，限制轉(zhuǎn)速提高的關(guān)鍵問題之一就是氣閥。
活塞式壓縮機(jī)一般都采用“自動(dòng)閥”，就是美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的開啟與關(guān)閉是依靠閥片兩邊的壓力差實(shí)現(xiàn)的，沒有其它的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
如圖所示為環(huán)狀進(jìn)美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥示意圖。氣閥主要由閥座1、閥片2、彈簧3、升程限制器4和將它們組為一體的螺栓，螺母等組成。排氣閥的結(jié)構(gòu)與吸氣閥基本相同，兩者僅是閥座與升程限制器的位置互換，吸氣閥升程限制器靠近氣缸里側(cè)，排氣閥則是閥座靠近氣缸里側(cè)。環(huán)狀閥因其閥片為薄圓環(huán)而得名閥座與升程限制器上都有環(huán)形或孔形通道，供氣體通過。閥片與閥座上的密封口貼合形成密封。升程限制器上有導(dǎo)向凸臺(tái)，對閥片升降起導(dǎo)向作用。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的工作原理：
空壓機(jī)的低壓級(jí)吸氣閥和排氣閥裝在氣缸蓋上，升程為3mm。而高壓級(jí)的吸氣閥和排氣閥裝在氣缸中部的閥室內(nèi)。氣缸及活塞均分成直徑上大下小的兩段?；钊敳恳陨蠟闅飧椎牡蛪杭?jí)工作空間，空氣經(jīng)濾清器吸入氣缸?；钊胁康沫h(huán)形空間為高壓級(jí)工作空間，由低壓級(jí)排出的氣體經(jīng)級(jí)間冷卻器冷卻送入高壓級(jí)進(jìn)一步被壓縮。為了保證安全，低壓級(jí)和高壓級(jí)分別裝有安全閥，它們的安全開啟壓力分別比額定排出壓力約高15%和10%。電動(dòng)機(jī)通過彈性連軸器帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)連桿，活塞銷帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，空壓機(jī)處于吸氣過程，此時(shí)進(jìn)美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥彈簧被壓縮，閥片向下運(yùn)動(dòng)，于是進(jìn)氣閥打開，吸入氣體?；钊匦袝r(shí)，即從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸氣閥開始關(guān)閉，即閥片受其彈簧彈力作用向上運(yùn)動(dòng)至與閥座密合位置。當(dāng)吸、排氣閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體在缸內(nèi)被壓縮，壓力升高到排出壓力時(shí)，排氣閥閥片向上運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧而開啟，壓縮過程結(jié)束。排氣閥開啟后，缸內(nèi)壓力即將保持排出壓力大小不變直到活塞行至上止點(diǎn)，全部氣體被排出，排氣過程結(jié)束。氣閥開啟的最大位置受升程限制器的限制。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的要求：
從氣閥工作原理來看，氣閥工作性能將直接影響壓縮機(jī)氣缸的工作，因此，對氣閥有如下要求：
（1）阻力損失小
氣閥阻力損失大小與氣流的閥隙速度及彈簧力大小有關(guān)。氣速越高，能量損失越大；彈簧力過大，阻力損失也大，其大小按氣閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律的合理性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)確定。
（2）美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥關(guān)閉及時(shí)、迅速
關(guān)閉時(shí)不漏氣，以提高機(jī)器的效率，延長使用期。
（3）壽命長、工作可靠。
限制氣閥壽命的主要因素是閥片及彈簧質(zhì)量，一般對長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，希望壽命達(dá)8000小時(shí)以上；對移動(dòng)式、短期或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，要求可稍低些。
（4）形成的余隙容積要小
（5）噪聲小
此外，還要求氣閥裝配、安裝、維修方便，加工容易等。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的運(yùn)動(dòng)曲線：
如圖為某壓縮機(jī)中氣閥閥片運(yùn)動(dòng)曲線。其中1為吸氣閥的運(yùn)動(dòng)曲線，2為排氣閥的運(yùn)動(dòng)曲線?？v坐標(biāo)代表升程h，橫坐標(biāo)為曲軸的轉(zhuǎn)角(或時(shí)間)。從圖中可以看出美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的開啟和關(guān)閉都是比較快的。并且氣閥的開啟速度總是要高于氣閥的關(guān)閉速度，這是因?yàn)闅忾y的開啟過程是在活塞速度很高的階段進(jìn)行的，而氣閥的關(guān)閉卻是在活塞已位移到接近止點(diǎn)位置，活塞速度已經(jīng)很低的情況下進(jìn)行的。美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥在啟閉過程中，閥片、升程限制器及閥座都將受到交變沖擊載荷作用，很容易造成磨損和破壞。根據(jù)某些關(guān)于美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的研究文獻(xiàn)可以看出閥片對升程限制器或閥座的沖擊力的大小與以下諸因素有關(guān)：
（1）閥片質(zhì)量大時(shí)，沖擊力大。故閥片質(zhì)量輕對減小沖擊力是有好處的。也可以看出用增加閥片厚度的辦法來減少閥片中的應(yīng)力并不一定能得到預(yù)期效果。壓縮機(jī)中的氣閥多采用多環(huán)窄通道美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥，閥片質(zhì)量較輕、沖擊力將減少，這是有利的。
（2）轉(zhuǎn)速n增加時(shí)沖擊力增大，且沖擊頻率也增加，閥片壽命將縮短。
（3）美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的彈簧過軟或者由于膠著等原因，使氣閥延遲關(guān)閉，沖擊力特別大，氣閥易損壞。為了提高壽命需要加大彈簧力，但彈簧力過大也不太合適，因?yàn)榇藭r(shí)不但會(huì)加大氣流通過氣閥的阻力損失，而且還因氣閥兩邊的壓力差不足以克服彈簧力，使閥片不能一直貼合在升程限制器上而產(chǎn)生振蕩造成總的阻力損失增加。因此為克服這一矛盾的影響，選用變剛性彈簧是比較理想的，即彈簧力在氣閥剛開啟階段較軟，以后迅速變硬，以減少氣閥對升程限制器的沖擊；關(guān)閉時(shí)，開始很迅速，后來彈簧力迅速變小，可以減少對閥座的沖擊。
（4）升程h大時(shí)，沖擊力大。因此升程不宜取得過高。但升程過小，美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥阻力會(huì)增加。因此，在兼顧不致使氣閥阻力過大的情況下，力求升程值小些。
（5）從美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥運(yùn)動(dòng)曲線圖中可以看出，閥片對升程限制器的沖擊速度大于對閥座的沖擊速度，但前者支承面積較大，而后者的支承面積僅僅是閥片與閥座的狹窄的密封周邊，故對閥座的沖擊應(yīng)力仍然較大，這也是它易于損壞的主要原因之一。 ，
此外，從壓縮工作循環(huán)過程來看，由于膨脹過程中壓力下降比壓縮時(shí)壓力上升來得快，因此，排出閥關(guān)閉不及時(shí)所造成的影響將會(huì)更嚴(yán)重一些。為此，排出閥上配備的彈簧剛性應(yīng)比吸入閥的彈簧剛性大些。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥的材料：
閥座和升程限制器均受沖擊載荷，閥座還承受閥兩側(cè)的氣體壓力差。要求材料耐沖擊并有足夠強(qiáng)度。閥座和升程限制器的材料可根據(jù)氣體性質(zhì)的不同和承受壓力差的不同而選擇相應(yīng)的材料。
閥片材料應(yīng)具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐腐蝕性能。
美國紐曼蒂克NUMATICS氣閥彈簧一般采用碳素彈簧鋼，合金彈簧鋼及不銹鋼等材料。
壓縮機(jī)氣閥除環(huán)狀閥外，還有網(wǎng)狀閥、碟形閥、孔閥及直流閥等。其作用原理與環(huán)狀閥大體相同，但各有不同的特點(diǎn)。