单向节流阀（速度控制阀）：排气节流与进气节流怎么选

调试或维护日本制造的装置时，你可能遇到这样的情况：气动阀猛地关死，或者比旁边的阀慢得多，又或者有人"只拧了一下旋钮"，系统就报行程超时。零件表或仪表图上，把阀门执行机构气口上的那个小接头叫作 supikon，这是日语对速度控制阀（speed controller）的简称。

它本质上是一种单向节流阀：对进入或排出执行机构的空气做节流，从而决定阀门开、关的快慢。工厂用它缓和管路冲击，也用它让一系列阀门和设备按节奏动作。

但把阀调慢并不总是安全的。要求在规定时间内关闭的紧急切断阀，如果节流过头，本身就会成为问题。

选型时不能只想"要几秒"，还要决定节流哪个方向的气流。本文依次讲工作原理、排气节流与进气节流、弹簧复位与双作用执行机构、调整时要记录的内容，以及怎样向日方供应商提问。

目录

1. 速度控制阀在气动阀上起什么作用
2. 排气节流与进气节流
3. 弹簧复位（单作用）与双作用执行机构
4. 为什么要控制阀门速度，什么时候"慢"反而不对
5. 速度控制阀的选型要点
6. 行程时间的测量：开、关与失气
7. 调整之后：锁紧，且绝不当截止阀用
8. 可以直接使用的内容：行程时间检查清单与对日方的提问
9. 本文的局限
10. 常见问题
11. 参考资料

速度控制阀在气动阀上起什么作用

气动阀靠执行机构把压缩空气的力转换成旋转或直线运动，从而开关阀门。常见的组成是：电磁阀切换气路，气路中间的速度控制阀对流量做节流。

电磁阀只负责切换进气和排气，并不是用来精细设定阀门移动速度的。实际速度取决于供气压力、气管阻力、电磁阀的流量能力，以及执行机构的容积和负载。

仪表空气（国内常称"仪表风"）的压力和品质同样影响动作。要把从气源到排气口的整个操作气路当作一个系统来看，而不是只盯着速度控制阀的设定。

下表列出日系图纸和设备资料里常见的说法，以及它们在国内的对应叫法。

日方常见说法	国内常用叫法	含义
supikon（速度控制阀的日语简称）、speed controller	速度控制阀、单向节流阀	带单向阀的气动节流阀
排气节流（日语 meta auto）	排气节流（meter-out）	节流从执行机构排出的空气
进气节流（日语 meta in）	进气节流（meter-in）	节流进入执行机构的空气
单动（tando）／弹簧复位	单作用／弹簧复位执行机构	一个方向靠气压，反方向靠弹簧
复动（fukudo）	双作用执行机构	开和关都靠气压
电磁阀（denjiben）	电磁阀	切换进、排气的气路
计装用空气（keiso-yo kuki）	仪表空气（仪表风）	供给仪表和气动阀的洁净干燥空气
残圧（zan-atsu）	残压	停气后仍留在气管或执行机构里的压力

提醒一点：液压系统里的"调速阀"通常指带压力补偿的流量控制阀，与这里的气动速度控制阀不是一回事。在气动场合，请以"速度控制阀"或"单向节流阀"为准，不要凭名字互换。

内部结构：针阀加单向阀

常见的速度控制阀由针阀和单向阀并联组成：针阀改变流道缝隙的大小。在被控制的方向上，单向阀关闭，空气只能从针阀通过；在反方向上，单向阀打开，空气走旁路，流动就顺畅得多。

图 1：针阀节流通道，与单向阀的自由流通

把两条并联流道展开后的示意图。不是实物剖面，也不是标准图形符号（如 GB/T 786.1）。

自由流通方向同样有阻力。哪个方向被节流，取决于型号（进气节流型或排气节流型）和安装方向。

旋转旋钮会移动针阀，改变空气通过的有效面积。在部分开度范围内，转一点点流量就变化很大，所以旋钮圈数与动作时间并不是简单的比例关系。

外观几乎一样的两种型号，节流的方向可能正好相反。安装前先对照本体上的标识和回路图，沿气路逐段确认，这是调出你想要的"开阀速度"或"关阀速度"的起点。

排气节流与进气节流

排气节流（meter-out）节流的是从执行机构排出的空气；进气节流（meter-in）节流的是进入执行机构的空气。要分清是哪一种，还要同时看速度控制阀装在什么位置。

对双作用气缸的一侧供气时，另一侧的空气会被推出去。排气节流就是节流这部分排气，形成背压，所以是让气缸速度保持平稳的常用做法。

图 2：双作用执行机构：节流被推出的空气

活塞向右移动瞬间的气流。返回行程时，供气侧与排气侧互换。

图中用两个速度控制阀加一个切换阀来说明气流，并非任何产品的配管指示。低速、有残压或特定负载时，可能需要其他回路。

直通式（串在气管中间）和直接拧在执行机构气口上的两类，识别气流方向的方法不同。只凭外观互换，自由流通和被节流的方向就可能装反。

SMC 的直通式速度控制阀说明书警告：装反是危险的，针阀起不到调速作用，执行机构可能突然动作。

有些回路会用能同时节流进气和排气的型号。低速起动和负载也会影响动作，所以应以执行机构厂家的示例回路为基准，选出能得到所需动作的元件组合。

弹簧复位（单作用）与双作用执行机构

弹簧复位（单作用）执行机构一个方向靠气压推动，反方向靠弹簧力返回。可以是气开式（失气关闭）加弹簧关，也可以反过来是气关式（失气打开），取决于工艺要求的失气阀位。

图 3：弹簧复位时，排气是否顺畅影响返回速度

单作用气缸的示意剖面。阀门实际是开还是关，取决于机构的组合方式。

双作用执行机构的开和关都靠气压，由电磁阀切换进气与排气。并非所有自动阀都带弹簧，所以第一步是从规格书里读清驱动方式。

只节流一个方向的单个速度控制阀，不一定能让开、关速度各自独立设定。如果单作用执行机构的往返行程要分别调节，就需要同时处理进气和排气的回路等合适的组合。

为什么要控制阀门速度，什么时候"慢"反而不对

主要目的是给阀门足够的开关时间，避免流体和设备受到突变冲击。正常运行时，设定值用来减小管路冲击；异常时，设定值仍必须满足要求的切断时间。

液体管线：快关与水锤

输送水、油等液体的管线上，阀门突然关闭会因流速骤变而引起压力波动。视管线长度、流速和关阀方式，可能形成水锤，对设备和管道支架造成很大冲击。

速度控制阀能让阀门变慢，但仅靠它并不能解决所有压力冲击。泵跳闸、倒流、系统高差也会引起冲击，应按发生冲击的工况分别找原因。

旋转类阀门（球阀、蝶阀）尤其要注意：转角匀速变化，流量并不一定按同样比例变化。评估动作时间时，要结合阀门的流量特性，包括接近全关位置时的变化。

蒸汽管线：凝结水与急速凝结

向冷态蒸汽管线一次性送入大量蒸汽，暖管过程中会产生大量凝结水（疏水）。这些水被蒸汽推着高速移动，或者蒸汽急速凝结，都可能造成剧烈冲击。

图 4：靠阀门速度应对的冲击，与靠疏水应对的冲击

液体管线快关流动的液体 → 阀门快关 → 流速骤变，产生压力波。

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应把关阀动作与管系条件一并评估。

蒸汽管线的疏水与急速凝结冷态管道 → 凝结水积聚 → 高速水团或汽团急速凝结。

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除阀门操作外，还要看暖管、疏水和管道状态。

不要把液体快关和蒸汽急速凝结都当成同一种惯性问题。原因不同，对策也不同。

缓慢开阀、抑制初期送汽量，是暖管阶段的措施之一。同样重要的是排尽疏水，不让管内积水，这才能防止蒸汽水锤（汽锤）。

由急速凝结引起的汽锤，即使开阀很慢，问题也可能持续。在把响的那个阀继续调慢之前，先查清声音从哪里发出，疏水是否积存，疏水阀和管道状态是否正常。

顺序控制：速度不等于联锁

在依次动作多个阀门和设备的装置里，保持速度一致，才能让进入下一步的条件一致。把"开阀指令"和"阀已打开"的反馈信号分开处理，就能掌握阀门实际用了多长时间。

即使是简单的开关控制，机构行走也需要时间。把指令与限位开关的位置检测结合起来，才能区分"已指令"和"已完成"。

如果确认信号没有及时到达，控制系统可能报阀门行程超时报警（日系系统常称"渋滞"，jutai）。

用速度控制阀把阀门调慢，并不能保证电气上的动作顺序。允许下一台设备起动的条件，必须在控制系统里另行设计为联锁。

速度控制阀的选型要点

决定要不要装之前，先列出正常运行时的开、关时间，以及异常时要求的动作。如果同一个阀既要缓慢关闭以避免水锤，又要快速关闭以制止危险，就应在整个回路层面解决这两个要求。

先确认这几项：接口尺寸、流量调节范围、使用压力和温度、被控制的气流方向。螺纹相同的两个元件，流量特性也可能不同，更换时要把规格核对到型号末尾的字符。

日系元件的接口螺纹多为 Rc（锥管螺纹），也可能是 G 或 NPT。与国内备件互换时务必核对螺纹类型和密封方式。

流量规格大，并不意味着更容易精细调速。如果元件相对所需流量偏大，有效的调节范围就会挤在旋钮的一小段上，所以也要比较适合低速的型号。

样本上的空气流量，有时是换算到基准压力和温度条件下的值。用执行机构内容积除以这个流量之前，要先让流量的基准状态与进、排气压力条件对应一致。

气管里残留的空气仍然带压。切断气源和释放残压是两个独立步骤，人员进入机械动作范围前，必须按本厂的能量隔离（上锁挂牌，LOTO）规程完成隔离。SMC 的说明书同样警告，执行机构可能因残压而突然动作。

蒸汽阀附近，气动元件周围的环境温度也是选型条件，不只是工艺介质。要考虑阀体传来的热量和与高温管道的距离，把元件和气管布置在允许的温度范围内。

它不是调压阀，也不是定位器

调压阀（减压阀）设定的是空气压力，速度控制阀改变的是空气通过的难易程度。为了让阀变慢而降低供气压力，可能同时削弱执行机构所需的推力，所以两者的作用不能混淆。

阀门定位器把指令值与实际阀位对比，使阀门到达目标开度。定位器的位置控制与速度控制阀的速度调节，即使在同一个气动回路里，目的也不同。

例如用 4–20 mA 信号给定开度时，速度控制阀并不接收这个电流，也不会把阀停在目标位置。节流过度还会改变阀门的响应，所以调节阀上要把它作为控制回路的一部分来评估。

表示介质通过阀门难易程度的流量系数 Cv（国内也常用 Kv），与速度控制阀的空气流量是两个不同的量。大阀不一定要配大的速度控制阀，应根据执行机构容积和所需行程时间来选气路元件。

行程时间的测量：开、关与失气

调试时，先定好从哪个指令开始计时、什么算"完成"，再记录行程时间。把时间拆成阀门开始动作前的延迟、移动本身的时间、终端信号到达的时刻，更容易追查问题。

图 5：从指令到完成，测的是哪一段时间

一个时序示例。开阀和关阀要分别测量，并记录判定用的信号和条件。

这是没有时间刻度的示意图，折线不是实测波形。取决于开关的设定位置，终端信号可能在移动实际结束之前就到达。"全关信号"与阀座的切断性能要分别判定。

供气压力或工艺差压变了，同样的设定也可能得到不同的行程。测量时把压力、设备状态和旋钮位置与时间一起记下，检修前后才有可比较的记录。

供气压力不要只测静态值，还要测阀门动作过程中的值。如果只在多台设备同时动作时供气压力才下降，应先查上游供气能力，而不是改速度控制阀。

还要对比释放残压后的第一次动作，与连续动作时的差别。第一次动作时排气侧没有压力，排气节流的背压尚未建立，执行机构可能只在这一次突然窜动。

终端信号在哪个位置翻转，取决于开关或传感器的设定，未必与机械终点完全一致。"全关信号"的确认，和阀座能否按要求切断流体的确认，是两项不同的检查，各自需要规定试验。

请记录型号、安装位置、气管规格、开关时间和设定的锁紧方式。检修时如果改变了气管长度或排气元件，不要只把旋钮拧回原位置，要在相同条件下重新测量。

弹簧复位型要分开确认电磁阀正常操作和失气时的动作。即使是弹簧复位，排气节流也会使行程变慢；在空气被困住的回路里，阀门甚至可能回不去。要验证失气时存在排气通路，并且能在要求时间内动作。

调整之后：锁紧，且绝不当截止阀用

调整作业要在可动部件和残压的危险得到控制之后进行，并遵照产品说明书。改动后分别测试开、关两个行程，再用锁紧螺母或规定的方法固定设定位置。SMC 指出，锁紧螺母松动可能使执行机构速度发生变化。

通用型速度控制阀用于调节流量，不是用来切断空气的。SMC 直通式速度控制阀的说明书写明，它们不能当作零泄漏的截止阀使用，规格上允许有一定泄漏，把针阀拧紧到完全止流还可能损坏产品。

阀门变慢时，改过设定只是可能原因之一，气压偏低、排气口堵塞也是。要沿整条气路检查，包括接头、气管、消声器和电磁阀，找出速度控制阀以外的阻力。

如果阀门一开始不动，然后突然跳动，还要检查阀门摩擦和执行机构的推力裕量。不要停留在把速度控制阀开大这一步，要确认供气压力、执行机构选型和阀门的机械状态。

下表按现象列出应分别检查的方向。

观察到的现象	应分别检查的内容
只有开阀速度变了	被节流的气流方向；进气、排气通路
两个方向都慢	供气压力、气管阻力、共用的供气系统
只有第一次动作窜动	残压、负载、起动时的回路条件
调整一段时间后速度漂移	设定是否锁紧、空气条件、排气元件

可以直接使用的内容：行程时间检查清单与对日方的提问

每台阀门的记录表

• 阀门位号、执行机构类型（弹簧复位或双作用）、失气时要求的阀位
• 速度控制阀的型号、安装位置（直通式或装在气口上）、被节流的方向（进气节流或排气节流）
• 气管规格和长度、电磁阀型号、消声器或排气元件
• 静态和动作过程中的供气压力
• 测试时的工艺条件（差压、温度、管线是否充满）
• 开阀、关阀时间，以及各自使用的起始信号和终止信号
• 泄压后的第一次动作，与连续动作的对比
• 失气时的行程时间（弹簧复位阀），以及要求的最长时间
• 旋钮位置、设定的锁紧方式；调整人和日期

向日方提问的清单

• 该阀要求的开、关时间是多少，依据是什么（水锤、顺序、紧急切断）？
• 紧急或失气动作是否规定了最长关闭时间，是怎样验证的？
• 装的是哪种速度控制阀型号，是进气节流还是排气节流？具体装在哪个位置？
• 能否提供该执行机构的气动回路图，包含电磁阀、速度控制阀和排气元件？
• 工厂验收（FAT）或调试时记录的行程时间和供气压力是多少？
• 该阀的行程超时（jutai）报警时间设为多少，行程时间改变后是否需要同步修改？

询问邮件范例

主题：阀门【位号】速度控制阀（supikon）设定与要求的行程时间

【姓名】先生／女士，您好：
我们需要调整【装置】中阀门【位号】的速度控制阀。目前在供气压力【数值】下，该阀【开启／关闭】用时【时间】。在改动设定之前，希望您能提供：
1. 要求的开阀、关阀时间及其依据
2. 紧急切断或失气时的最长关闭时间要求
3. 气动回路图和速度控制阀型号（进气节流或排气节流）
4. FAT 或调试时记录的行程时间
5. 该阀的行程超时（jutai）报警时间设定
谢谢！
【姓名】

本文的局限

• 速度控制阀的结构、被节流的方向和允许的使用条件，因厂家和型号而异，以产品样本和说明书为准。
• 文中的图是示意图，不是回路图或配管指示。请以执行机构厂家的示例回路和供应商的图纸为准。
• 所需的行程时间，尤其是紧急切断阀的行程时间，由工厂的设计和安全依据确定。本文说明的是该检查什么、问谁，而不是怎样设定。
• 隔离、泄压和进入机械动作范围的作业，按本厂规程和适用的国家、地方法规和标准执行。
• 水锤和蒸汽汽锤有多种原因，阀门速度只是其中一个因素。

常见问题

所有气动自动阀都需要速度控制阀吗？

不是。要不要装，取决于要求的行程时间以及流体和设备条件。它是避免突然开关的有效手段，但回路和设定不能损害阀门必须执行的紧急动作。

一个速度控制阀能同时调开阀和关阀吗？

不一定。常见的单向型只节流一个气流方向，不一定能让开、关速度各自独立设定。要确认执行机构是单作用还是双作用、元件装在什么位置；需要两个方向都调时，选能同时处理进气和排气的组合。

排气节流是否总能得到平稳的动作？

不是。排气节流是气缸调速的常用方式，但低速、第一次动作、残压和负载都会改变执行机构的动作。要对照厂家资料核对所需的速度范围和回路，试验时也要把第一次动作包括进去。

把阀调慢就能消除蒸汽汽锤吗？

不一定。缓慢开阀有助于限制暖管时的流量，但由急速凝结引起的汽锤，仅靠调速可能解决不了。要查清凝结水在哪里产生、积聚，以及疏水设备和管道状态，再针对真正的原因处理。

把速度控制阀完全拧紧，能切断空气吗？

不能。流量调节用的速度控制阀在设计上允许一定泄漏，不能当作安全作业的隔离阀。要按规定切断气源并释放残压，绝不能用拧紧针阀来代替。

参考资料

• 不能作截止阀、安装方向、锁紧螺母：SMC，带快插接头的速度控制阀（直通式）使用说明书（英文）
• 残压与执行机构突然动作：SMC，ASP 系列带先导单向阀的速度控制阀使用说明书（英文）
• 速度控制阀的安全注意事项：SMC，ASG 不锈钢速度控制阀使用说明书（日文）
• 结构与型号类型：SMC，AS-M 速度控制阀样本（日文）
• 进气节流与排气节流的选用：Nitta，进气节流与排气节流 FAQ（日文）
• 回路与流量特性：CKD，SCL2/SCD2 样本（日文）、SCL2/SCD2 使用说明书（日文）
• 气动执行机构结构：KITZ，小型自动操作阀样本 J-301=59（日文）
• 自动操作阀的附件与气动回路：KITZ，自动操作阀样本 J-350=50（日文）
• 定位器的工作原理与位置反馈：SMC，电气-气动定位器样本（日文）
• 蒸汽与凝结水系统中的水锤：TLV，凝结水输送管道中的水锤（英文）；产生机理（日文）、对策（日文）、开始与停止送汽（日文）