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1、当输出压力低于设定值时，活塞下侧的力大于上侧，活塞向上移动，推动阀盖上移，使调压阀口加大，由调压阀口进入输出腔的压缩空气的流量加大，输出腔的压力则随之上升。当输出腔的压力达到设定值时，活塞上、下两侧所承受的力处于平衡状态，活塞停止上移，调压阀口的开度保持不变。输出口输出压缩空气的压力和流量保持稳定。
2、当输出压力高于设定压力时，活塞上侧的作用力大于下侧，阀盖和活塞一起向下移动，使调压阀口开度减小，经调压阀口进入输出腔的气体的流量减小，则输出腔的气体的压力下降。若此时输出腔的压力仍高于设定值，则活塞仍继续向下移动，直至调压阀口完全关闭。此时阀盖上弹簧的力不再通过阀芯作用在活塞上，而是使阀盖底面的胶垫紧紧地压在调压阀口上，输入腔与输出腔之间通路被隔断。此时，如果输出压力等于设定压力值，则活塞停止运动。此时设定压力就是在调压阀口与溢流阀口同时关闭，阀处于静平衡状态时的出口压力。
3、若输出压力仍高于设定压力值，活塞继续向下移动，溢流阀口即阀芯的上端面与阀盖的底面脱离，输出腔与溢流腔连通，输出腔内气体经溢流阀口排出。随着输出腔内压力的下降，活塞下侧的压力高于上侧，使活塞与阀芯一起沿轴向向上移动逐渐关小溢流阀口的开度。当输出压力达到设定值时，溢流阀口与阀盖底面完全贴合，输出腔与溢流腔之间通路被隔断，溢流停止。此时，溢流阀口与调压阀口同时关闭，阀处于气体停止流动的静平衡状态。由于阀盖上、下侧所受气压处于相互抵消的平衡状态，所以，无论进气口的压力如何波动，都不能影响阀内压力平衡，因而能够确保出口压力始终稳定在所需要在设定值上，使阀具有良好的压力特性。
由于气动调节阀具有本质防爆、性能可靠等优点，国内外调节阀仍以气动为主。
过去，国内正式生产的小流量调节阀。最高使用压力可达100公斤/厘米 2 ，额定的流通能力C 值可以 从0.05 到0.0012。其阀座孔径为3毫米，阀芯为圆柱形，上面刻有一道或数道V 型槽 ，阀杆行程6毫米，阀门 无配套 的定位器，因此控制精度较差。
我国也引进了小流量调节阀。流通能力约为0.001，阀芯为带有缺口的圆柱形。工作压力为300公斤/厘米 2 阀杆行程7/16英寸，阀芯为圆锥形，该阀门带有摩尔公司 的顶装定位器。
上述这类阀门的特点是结构简单，重量轻。常用的阀座孔径为1/8～1/4英寸(约为3.175A-6.35 毫米)，阀杆行程为1/4～l/2英寸(合6.35～12.7 毫米)。这类阀门的流量能力最小可以做到0.00006，以至更小。
一般地说，圆柱开槽型的阀芯，在特性化方面比圆锥形好，它可以通过改变 槽深来获得 设计特性，但后者调节可*性好，因为通过阀门的流体，分布在阀芯截面的整个圆周上。这种阀门常用在精度要求不很高的场合。但容量精度和特性的重现性较差。
阀门流通能力，主要取决于流孔直径，对于一个1/16英寸的流孔，理论上的 Cv 值约为0·06，或者说只是接近小流量的上限。要进～步减小流量，必须从根本上减小阀芯的行程或约束流孔 的开度 。
