溫度調節閥是根據液體的不可壓縮和熱脹冷縮原理進行工作的。加熱用自力式溫度調節閥，當被控對象溫度低于設定溫度時，溫包內液體收縮，作用在執行器推桿上的力減小，閥芯部件在彈簧力的作用下使閥門打開，增加蒸汽和熱油等加熱介質的流量，使被控對象溫度上升，直到被控對象溫度到了設定值時，閥關閉，閥關閉后，被控對象溫度下降，閥又打開，加熱介質又進入熱交換器，又使溫度上升，這樣使被控對象溫度為恒定值。閥開度大小與被控對象實際溫度和設定溫度的差值有關。
二、自力式溫度調節閥工作原理（冷卻型）
冷卻用自力式溫度調節閥工作原理可參照加熱用自力式溫度調節閥，只是當閥芯部件在執行器與彈簧力作用下打開和關閉與溫關閥相反，閥體內通過冷介質，主要應用于冷卻裝置中的溫度控制。
三、自力式流量調節閥工作原理
被控介質輸入閥后，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經節流閥節流后的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps稱為有效壓力。P1作用在膜片上產生的推力與Ps作用在膜片上產生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置，從而確定了流經閥的流量。當流經閥的流量增加時，即△Ps增加，結果P1、Ps分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動，從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產生平衡達到控制流量的目的。反之，同理。
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