CN102853155A - 可调式高减压比减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式高减压比减压阀，具有阀体，阀体水平方向上分别设有中心线一致的进水孔和出水孔，两孔之间设有具有垂直通孔的隔墙，阀体垂直方向设有上、下两孔，并与进、出水孔中心线垂直，上端孔中安装有导向板，下端孔中安装有下阀盖，中间的隔墙垂直通孔中螺纹连接有具有多个阀座的阀套。导向板、阀套和下阀盖的中心各有具有同一中心线的通孔或盲孔，阀套的中央有一通孔，阀套的通孔内安装有与阀套配合的阀杆组件，阀杆组件与可作上下运动的膜片相连，所述阀体上端面连接有上阀盖，上阀盖内设有用以调节出口压力的调节组件。本发明采用多个阀口对流动的介质进行多级节流，使高压降合理分配在各个阀口上，有效地降低了介质流过阀口的流速，防止了噪声、振动和空化的产生。

Description

可调式高减压比减压阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，尤其涉及一种可调式高减压比减压阀。

背景技术

减压阀可将阀前管路较高的水压降至阀后管路所需的水平，已广泛应用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其它场合，有效地解决了给水系统的压力调节问题，保证给水系统中各用水点获得适当的水压和流量。但目前市场上供应的可调式减压阀均为单阀座，因此实际使用的减压比不大于3，当减压比更大时，高压差会全部集中在阀瓣和阀座组成的阀口上，由此产生的高速流体会对阀口进行冲刷，从而产生噪声或振动，甚至造成空化气蚀，大大缩短了阀门的寿命。因此在减压比大于3的场合，往往采用二只或几只减压阀串联的方法，以降低在每只减压阀上的压降，这就增加了安装的复杂性，给日常维护保养带来不便，并增加了成本。

发明内容

本发明主要目的是：解决现有技术所存在的不足，从而开发一种采用多个阀口对流动的介质进行多级节流的可调式高减压比减压阀。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种可调式高减压比减压阀，其特征在于：

具有阀体，所述阀体水平方向上分别设有中心线一致的进水孔和出水孔，两孔之间设有具有垂直通孔的隔墙；

所述阀体垂直方向设有上、下两孔，所述上、下孔和隔墙垂直通孔的中心线一致，并与进、出水孔中心线垂直；

所述上端孔中安装有导向板，下端孔中安装有下阀盖，中间的隔墙垂直通孔中螺纹连接有具有多个阀座的阀套，所述导向板、阀套和下阀盖的中心各有同一中心线的通孔或盲孔；

所述阀套的中央有一通孔，下端有环形刃边，内腔中有两个环形凹槽，两个环形凹槽之间有一环形隔墙；所述通孔与环形凹槽的二根上相贯线及阀套下端的环形刃边分别为阀座。

所述阀套的通孔内安装有与阀套配合的阀杆组件，所述阀杆组件与可作上下运动的膜片相连；

所述阀体上端面连接有上阀盖，所述上阀盖内设有用以调节出口压力的调节组件。

本发明的技术方案还可以进一步完善：

作为优选，所述阀杆组件由阀杆、阀瓣、阀瓣座、阀杆头组成；所述阀杆上方设有与导向板的中心孔滑配的活塞，所述阀杆下端连接有与下阀盖中心盲孔滑配的阀杆头，所述下阀盖盲孔的底部设有小孔一。所述阀杆头上面设有阀瓣座，阀瓣座上面有阀瓣，阀杆的中部有两个倒锥形凸环，所述凸环的上平面及阀瓣分别与阀座配合，形成三个阀口。

作为优选，所述阀杆头上设有侧向小孔二，阀杆中心设有中心孔，阀杆上部设有侧向小孔三，所述小孔互相连通，经导向板的中心沉孔与阀杆上部活塞之间的间隙，将出口压力引向膜片的下腔。

作为优选，所述阀杆的上端面设有膜片，膜片的上面设有压板，三者用螺母固定。

作为优选，所述调节组件由螺杆、平面轴承、弹簧座、弹簧组成；在压板与弹簧座之间设有弹簧，所述弹簧座的中央设有螺孔，所述螺孔与螺杆的外螺纹旋合，所述螺杆上方与上阀盖之间装有平面轴承。

作为优选，所述上阀盖将膜片的外缘压紧在阀体上端面与上阀盖之间，三者用螺钉固定。

本发明有益效果是：

采用多个阀口对流动的介质进行多级节流，使高压降合理分配在各个阀口上，这样对每个阀口而言压降大幅降低，有效地降低了介质流过阀口的流速，防止了噪声、振动和空化的产生，经实验证明，减压比能达到10。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图。

附图标记说明：阀体1，密封垫一2，螺钉、垫片3、4，外罩5，螺杆6，平面轴承7，弹簧座8，上阀盖9，弹簧10，螺母11，压板12，膜片13，导向板14，O形密封圈15，阀杆16，阀套17，阀瓣18，阀瓣座19，阀杆头20，密封垫二21，下阀盖22，小孔一a，小孔二b，中心孔c，小孔三d，间隙e，进口压力P1，出口压力P2，进口A，出口B，阀口一V1，阀口二V2，阀口三V3。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

如图1所示的可调式高减压比减压阀，本发明由阀体1，螺杆6，平面轴承7，弹簧座8，上阀盖9，弹簧10，压板12，膜片13，导向板14，O形密封圈15，阀杆16，阀套17，阀瓣18，阀瓣座19，阀杆头20，下阀盖22，密封垫一2，密封垫二21等零件组成。

阀体1水平方向的二孔分别为进水孔A和出水孔B，二孔中心线一致；阀体1垂直方向两端的通孔和中间水平隔墙上的通孔中心线一致，并与进、出水孔中心线垂直；上端孔中安装有导向板14，下端孔中安装有下阀盖22，中间的隔墙通孔中螺结有阀套17，三者与阀体1的配合面均为滑配，因此装配后三者内孔的中心线与阀体1上下通孔的中心线一致；上阀盖9与下阀盖22和阀体1的结合平面上分别设有密封垫一2和密封垫二21，以防介质外泄；阀杆16、阀瓣18和阀瓣座19由阀杆头20用螺纹连接成一个组件，阀杆16上方的活塞滑配在导向板14的内孔中并由O形密封圈15防止进水孔的高压水泄漏入弹簧腔，阀杆头20下方的轴颈滑配在下阀盖22的盲孔中，因此阀杆组件能上下自由地移动，并由上述两孔导向；下阀盖22用螺钉固定在阀体1的下端面上，其锥面上钻有小孔一a，以免阀杆组件上下移动时产生气闭现象；阀套17的中央有一个通孔，内腔中有二个环形凹槽，二个环形凹槽之间有一个环形隔墙，通孔与环形凹槽的二根上相贯线及阀套17下端的环形刃边分别作为阀口一V1、阀口二V2及阀口三V3的阀座；阀杆16的中部有两个倒锥形凸环，凸环的上平面及阀瓣18分别作为阀口V1、V2及V3的阀瓣，阀口V1及V2两个阀座的间距与相应阀瓣的间距相等；为了提高阀内件的寿命，三个阀口的尺寸是这样设计的：当阀口V1、V2刚同时关闭时，阀口V3尚有1mm的间隙，这样可避免在启闭和小流量开度时，高压差全部集中在阀口V3上。阀杆头20的侧向小孔二b、阀杆16的中心孔c及上部侧向小孔三d、导向板14的中心沉孔与阀杆16上部活塞之间的间隙e，将出水孔的压力P2引向膜片13的下腔；上阀盖9用螺钉固定在阀体1的上端面，并将膜片13的外缘压紧；压板12及膜片13用螺母11固定在阀杆16的上端面，在压板12与弹簧座8之间设有弹簧10，弹簧座8的中央设有螺孔，螺孔与调节螺杆6的外螺纹旋合，因此旋转调节螺杆6即能压紧或放松弹簧10，平面轴承7用以减小调节力。

本发明的工作原理：

当顺时针旋转螺杆6时，经弹簧座8、弹簧10、压板12推动膜片13下移，阀口打开，水由进口A流向出口B，出口的一部分水经小孔二b、中心孔c、小孔三d及间隙e流向膜片13的下腔，推动膜片13向上运动，将阀口关小，从而使流经阀口的介质流速增大，使出口压力P2下降。当作用在膜片13下方的推力与弹簧力平衡后，减压阀便有一定大小的压力输出，因此，调节弹簧10的松紧程度即能调节出口水压P2的大小。

一旦出口水压调定后，如果进口水压或流量发生波动，那么减压阀会利用自身的构造进行调节，使出口水压基本保持不变。如果进口水压瞬间升高，出口水压也必然随之升高，破坏了原先作用在阀杆16上的力平衡，膜片13上移，阀口关小，节流减压，使出口水压P2回降到接近原调定的压力，阀芯16在新的位置取得新的平衡。反之，如果进口水压P1瞬间降低，膜片13下移，阀口开度增大，节流作用减小，出口水压P2回升到接近原调定压力。

如果流量增加，那么介质流经阀口的流速增加，压力损失随之增大，造成出口压力P2的降低，出口压力的降低使膜片13下移而使阀口开大，节流作用减小，使出口压力回升至接近原调定压力。反之，如果流量减小，膜片13上移，阀口开度关小，节流减压，使出口压力P2降低至接近原调定值。

以下分析本发明在高减压比条件下使用的功能：

从流体力学原理可知，介质流经节流口的流量Q及压差△P具有下述关系：

Q=CA                                                

--------（1）

式中Q—介质流经节流口的流量

A-节流口的截面积

C-节流口的流量系数，对同一种节流口而言C是常数

△p节流口前后的压差

Q=A v-----------（2）

式中v介质流经节流口的流速

将式（2）代入（1）得

V=C ------------（3）

从（3）式可知，节流口前后的压差△p越大，介质流经节流口的速度v呈

倍数增大，当v超过一定值时，就会产生噪声、振动、甚至空化现象，因此在使用减压阀时，必须根据使用的条件，例如进出口之间的动态减压差、出口压力绝对值及介质温度，对照图表对其进行气蚀校核，避开在气蚀区使用。

普通的减压阀由于只有一个阀口，在减压比大的条件下，高压差全部集中在一个阀口上，因此介质流经阀口的速度极高。《建筑给水减压阀应用技术规程》规定，当减压比大于3时，宜采用二只减压阀串联的方法，以降低作用在每只减压阀上的压降，延长减压阀使用寿命。

本发明具有三个阀口，在高压比的使用条件下，高压差被合理分配在每个阀口上，因此每个阀口的前后压差大幅减小，在同样流量下，介质流经阀口的流速大幅降低，也就减小了介质对阀口的冲刷，避免了噪声、振动及空化的产生，延长了阀门的使用寿命。假设高压差平均分配在三个阀口上，那么按（3）式计算，介质流经阀口的流速仅是单阀口流速的57.7％左右。

Claims (6)

1. 一种可调式高减压比减压阀，其特征在于：

具有阀体（1），所述阀体（1）水平方向上分别设有中心线一致的进水孔（A）和出水孔（B），两孔之间设有具有垂直通孔的隔墙；

所述阀体垂直方向设有上、下两孔，所述上、下孔和隔墙垂直通孔的中心线一致，并与进、出水孔（A）、（B）中心线垂直；

所述上端孔中安装有导向板（14），下端孔中安装有下阀盖（22），中间的隔墙垂直通孔中螺纹连接有具有多个阀座的阀套（17），所述导向板（14）、阀套（17）和下阀盖（22）的中心各有同一中心线的通孔或盲孔；

所述阀套（17）的中央有一通孔，下端有环形刃边，内腔中有两个环形凹槽，两个环形凹槽之间有一环形隔墙；所述通孔与环形凹槽的二根上相贯线及阀套（17）下端的环形刃边分别为阀座；

所述阀套（17）的通孔内安装有与阀套配合的阀杆组件，所述阀杆组件与可作上下运动的膜片（13）相连；

所述阀体（1）上端面连接有上阀盖（9），所述上阀盖内设有用以调节出口压力的调节组件。

2.根据权利要求1所述的可调式高减压比减压阀，其特征在于：所述阀杆组件由阀杆（16）、阀瓣（18）、阀瓣座（19）、阀杆头（20）组成；所述阀杆（16）上方设有与导向板（14）的中心孔滑配的活塞，所述阀杆（16）下端连接有与下阀盖（22）中心盲孔滑配的阀杆头（20），所述阀杆头（20）上面设有阀瓣座（19），阀瓣座上面有阀瓣（18），阀杆（16）的中部有两个倒锥形凸环，所述凸环的上平面及阀瓣（18）分别与阀座配合，形成三个阀口。

3.根据权利要求2所述的可调式高减压比减压阀，其特征在于：所述阀杆头（20）上设有侧向小孔二（b），阀杆（16）中心设有中心孔（c），阀杆（16）上部设有侧向小孔三（d），所述小孔互相连通，经导向板（14）的中心沉孔与阀杆（16）上部活塞之间的间隙（e），将出口压力引向膜片（13）的下腔。

4.根据权利要求1或2所述的可调式高减压比减压阀，其特征在于：所述阀杆（16）的上端面设有膜片（13），膜片的上面设有压板（12），三者用螺母（11）固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的可调式高减压比减压阀，其特征在于：所述调节组件由螺杆（6）、平面轴承（7）、弹簧座（8）、弹簧（10）组成；在压板（12）与弹簧座（8）之间设有弹簧（10），所述弹簧座（8）的中央设有螺孔，所述螺孔与螺杆（6）的外螺纹旋合，所述螺杆上方与上阀盖（9）之间装有平面轴承（7）。

6.根据权利要求1或2或3所述的可调式高减压比减压阀，其特征在于：所述上阀盖（9）将膜片（13）的外缘压紧在阀体（1）上端面与上阀盖（9）之间，三者用螺钉固定。