שסתום מפחית הוא שסתום שמפחית את לחץ הכניסה ללחץ יציאה רצוי על ידי התאמה, ושומר אוטומטית על לחץ יציאה יציב על ידי הסתמכות על אנרגיית המדיום עצמו. מנקודת מבט של מכניקת נוזלים, שסתום הפחתת לחץ הוא אלמנט מצערת עם התנגדות מקומית משתנה. כלומר, על ידי שינוי אזור המצערת, מהירות הזרימה והאנרגיה הקינטית של הנוזל משתנים, וכתוצאה מכך הפסדי לחץ שונים, ובכך משיגים הפחתת לחץ. לאחר מכן, באמצעות התאמת מערכת הבקרה והויסות, התנודות בלחץ במורד הזרם מאוזנות עם כוח הקפיץ, תוך שמירה על הלחץ במורד הזרם קבוע בטווח שגיאה מסוים.
עקרון עבודה
עקרון העבודה של שסתום מפחית מבוסס בעיקר על עקרון המצערת במכניקת נוזלים. זה משנה את מהירות הזרימה והאנרגיה הקינטית של הנוזל על ידי שינוי אזור המצערת, וכתוצאה מכך הפסדי לחץ משתנים והשגת הפחתת לחץ. במקביל, שסתום הפחתת הלחץ מסתמך על ויסות מערכת הבקרה וההתאמה כדי לאזן את התנודות בלחץ במורד הזרם עם כוח הקפיץ (או כוח ויסות אחר), ובכך לשמור על לחץ קבוע במורד הזרם בטווח שגיאה מסוים.
פונקציות ליבה
פונקציית הפחתת לחץ: מפחיתה-נוזל בלחץ גבוה ללחץ העבודה הנדרש.
פונקציית ייצוב לחץ: שומר על לחץ יציאה יציב גם כאשר לחץ הכניסה משתנה.
פונקציית הגנה: מונעת נזק לציוד, דליפה ואפילו תאונות בטיחות הנגרמות מלחץ יתר.
פונקציית חיסכון באנרגיה: מפחיתה בזבוז אנרגיה מיותר על ידי התאמה מתאימה של דרישות המערכת.

יישומים אופייניים של שסתומים להפחתת לחץ בתחומים שונים
מערכות מגורים ומסחר
בחיי היומיום, שסתומים להפחתת לחץ נמצאים בכל מקום:
מערכות גז: לחץ הגז המועבר בצינורות גז עירוניים גבוה ויש להפחית אותו לטווח לחץ בטוח המקובל על תנורים ומחממי מים (בדרך כלל בסביבות 2000 פאה) באמצעות שסתומים להפחתת לחץ כדי למנוע קשיי הצתה או סיכוני פיצוץ.
מערכת אספקת מים: בבניינים גבוהים-, לחץ המים בקומות התחתונות הוא לעתים קרובות גבוה מדי בגלל כוח הכבידה, שעלול לגרום בקלות להתפרצות צנרת או ללחץ מים מוגזם מברזים. שסתומים להפחתת לחץ יכולים לפתור בעיה זו ביעילות.
מערכת זרימת מים חמים: במערכות חימום תת רצפתי או חימום מים סולארי, שסתומים להפחתת לחץ עוזרים לשמור על לחץ זרימת מים קבוע, ומשפר את יעילות חילופי החום.
ייצור תעשייתי ובקרת תהליכים
בייצור תעשייתי, שסתומים להפחתת לחץ הם מרכיבים חיוניים להבטחת פעולת מערכת יציבה:
מערכת קיטור: הלחץ בצינורות הקיטור הראשיים במפעלים יכול להגיע למספר מגה-פסקל, אך ציוד שונה (כגון תנורי חימום, ציוד עיקור ומייבשים) דורש לחצי קיטור שונים. על ידי התקנת שסתומים מרובים להפחתת לחץ, ניתן להפחית את לחץ הקיטור ללחץ הנדרש עבור שלבי תהליך שונים.
מערכת הידראולית: יש לווסת-תפוקת שמן בלחץ גבוה ממשאבות הידראוליות על ידי שסתומי הפחתת לחץ לפני אספקה לצילינדרים הידראוליים, מנועים ומפעילים אחרים כדי למנוע עומס מכני עקב לחץ יתר.
מערכת פניאומטית: במערכות אוויר דחוס, שסתומי הפחתת לחץ משמשים כדי לווסת את הגז בלחץ הגבוה- במיכל האחסון ללחץ האוויר הסטנדרטי (למשל, 0.4~0.6MPa) הנדרש על ידי מפעילים פניאומטיים, מה שמבטיח פעולה מדויקת ואמינה של ציוד פניאומטי.
ציוד רפואי ומדעי
בסביבות הדורשות דיוק לחץ גבוה במיוחד, שסתומים להפחתת לחץ ממלאים תפקיד מכריע במיוחד:
מנתחי גז: ציוד לניתוח גז במעבדה דורש לחץ גז קלט קבוע; אחרת, הדיוק של תוצאות הבדיקה יושפע. שסתומים להפחתת לחץ מבודדים ביעילות את תנודות הלחץ בצילינדר, ומספקים אספקת גז יציבה.
מכונות הרדמה ומאווררים: במערכות גז רפואיות, העברת גזים כמו חמצן ותחמוצת חנקן חייבת לעבור הפחתת לחץ על מנת להבטיח שלחץ הגז שנשאף המטופל מתאים ולא יגרום לנזק בריאותי.
מערכות ואקום: ציוד ניסיוני מסוים דורש שליטה מדויקת בלחץ השלילי. שסתומים להפחתת לחץ, בשילוב עם משאבות ואקום, יכולים להשיג גם פונקציות - עדין וגם הגנה.
תעופה וחלל ותחבורה
בסביבות קיצוניות, שסתומים להפחתת לחץ משחקים תפקיד קריטי:
מערכות אספקת חמצן למטוסים: במהלך-טיסות בגובה רב, הלחץ בתא הנוסעים נמוך, והנוסעים צריכים לשאוף חמצן דרך מסכות. יש לווסת חמצן בלחץ גבוה -מגלוני חמצן על ידי שסתומים להפחתת לחץ לפני מסירה למסכות כדי להבטיח אספקת חמצן בטוחה.
מערכות בלימה לרכב: לחץ הפלט של צילינדר הראשי ברכבים מסוימים גבוה, ויש צורך בשסתומי הפחתת לחץ כדי להתאים אותו ללחץ המתאים של כל צילינדר גלגל כדי למנוע כוח בלימה לא אחיד. מערכת מיזוג רכבת: שסתומי הפחתת לחץ משמשים במעגל הקירור של מיזוג האוויר ברכבת כדי לשלוט בלחץ הקירור, לשפר את יעילות האנרגיה ולהאריך את חיי הציוד.
