（1）基本概念

自力式控制阀又称直接作用控制阀，是一大类不需要额外能源驱动的控制阀。它是一类把测量、控制和执行功能合为一体，利用被控对象本身能量带动其动作的控制阀。英文为self-operated regulator，因此，一般称为自力式调节阀。

自力式调节阀分为直接作用式和带指挥器作用式两大类。直接作用的自力式调节阀利用过程本身的压力或压差来驱动调节阀动作，也可用温包式检测元件将温度转换为压力，然后驱动调节阀动作。其特点是结构简单、操作方便，但会引起压降，造成出口压力非线性，通常，稳压精度在10％～20％。带指挥器作用的自力式调节阀可适用于小压降和大流量的自力式控制场合，出口压力变化范围可小于设定压力的10％。

由于自力式调节阀具有节能功能，因此，在一些控制要求不高的场合被广泛应用。自力式调节阀执行机构膜头的输入信号是调节阀前或阀后的压力或阀两端的压差，或经温包转换后的压力信号。执行机构的结构类似气动薄膜执行机构。

自力式调节阀对被控介质有一定要求，例如，自力式压力调节阀的被控介质温度应低于某一规定值，介质应干净，当介质温度较高时，例如，用于蒸汽或150℃以上的液体时，应设置冷凝器，使进入执行机构比较器内的介质温度低于规定值。

（2）自力式压力、压差和流量调节阀

①重锤自力式压力调节阀

古老的自力式调节阀是重锤自力式调节阀。根据取压点位置分阀前和阀后两类，如图2-51所示。取压点在阀前时，用于控制阀前压力恒定；取压点在阀后时，用于控制阀后压力恒定。

带重锤的自力式压力调节阀

用阀后压力控制时，将阀后流体的压力引入执行机构，它产生的推力，克服摩擦力后，与连接在阀杆的杠杆所挂重锤产生的力平衡时，阀就停留在该阀位。一旦阀后压力减小，则产生的推力不够，阀杆在重锤的重力作用下上升，使阀门开度增加，提高阀后压力，直到新的平衡建立。

同样，用阀前压力控制时，将阀前流体的压力引入执行机构，产生的推力克服摩擦力后，与重锤产生的重力平衡。阀前压力降低，则产生推力不够，阀杆在重锤的重力作用下上升，使阀门开度减小，提高阀前压力，直到新的平衡建立。注意，阀后压力控制时，采用正体阀；阀前压力控制时，采用反体阀。

由于其结构更简单，维护量少，在一些不重要或初级的压力控制系统中被采用，例如，蒸汽分压缸的压力控制等。
对蒸汽介质，可采用冷凝器将介质蒸汽冷凝，保护进入膜头的介质温度在现场环境温度，避免使膜片损坏。对气体介质，可直接将被控气体送膜头。一些应用，也可采用隔离液将流体和进入膜室的流体分隔。

②带指挥器的自力式压力调节阀

带指挥器的自力式调节阀与直接作用自力式调节阀类似，其设定信号由指挥器的设定弹簧设置。图2-52是带指挥器的自力式调节阀原理图。图示连接用于阀后压力控制。如果阀后压力升高，表示膜头1下腔的压力高于上腔压力，阀芯3上移，调节阀的流通面积减小，使阀后压力下降。同时，作用在指挥器膜片4的压力也升高，其作用力大于由设定弹簧5提供的作用力，使指挥器组件6移动，挡板7靠近喷嘴8，指挥器输出压力随之减小，即膜头1上腔压力减小，使阀芯3上移，直到阀后压力与设定弹簧的作用力平衡为止。针阀2用于调节放大系数，过滤器9用于过滤介质中的颗粒杂质，防止喷嘴被堵塞。

带指挥器自力式压力调节阀

1—膜头；2—针阀；3—阀芯；4—指挥器膜片；5—设定弹簧；6—指挥器组件；7—挡板；8—喷嘴；9—过滤器