CN1752498A - 一种减压阀及减压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减压阀及减压方法，该减压阀包括：一阀体，具有进口、出口、以及向出口排放流体的出口上通道孔和出口下通道孔；一阀芯，设置在阀体内，为套筒式结构，包括阀瓣和导向节流套，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道；所述阀瓣为上、下封底的圆筒结构，圆筒内底部与顶部的面积相同，阀瓣侧面的上部环向平均分布有多个二级上节流孔，阀瓣侧面的中部环向平均分布有多个一级节流孔，阀瓣侧面的下部环向平均分布有多个二级下节流孔；一调压组件。所述减压阀的结构设计，使得阀芯在水平方向和垂直方向保持良好的平衡性，降低了设计和制造成本；减压阀中的弹性元件只对应二级节流的出口压力，提高减压阀出口压力的稳定性。

Description

一种减压阀及减压方法

技术领域

本发明涉及一种用于流体输送系统的减压阀，尤其涉及一种用于高压降系统的减压阀及减压方法。本发明还涉及一种包括上述减压阀的流体输送系统。

背景技术

减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，以提供一定的低于入口侧流体压力的压力。减压阀安装到导向流体的管路上，不管减压阀入口侧流体压力高低，其能够把出口侧流体压力保持在要求的设定压力值。

从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。

减压阀的分类方法很多，根据减压阀的动作原理大致可分为直接作用式(自力式)和间接作用式(他力式)两大类。直接作用式减压阀，即利用介质本身的能量来控制所需的压力。间接作用式减压阀，即利用外界的动力，如气压、液压或电气等来控制所需的压力。这两类相比，前者结构比较简单，后者精度较高。目前，我国大量生产和使用的都是直接作用式减压阀。

减压阀按结构形式主要分为以下几类(阀门选用手册，陆培文等，机械工业出版社，2002，第一版，537～540页)：

(1)先导活塞式减压阀。通过活塞来平衡压力，带动阀瓣运动，实现减压的。(2)直接作用薄膜式减压阀。采用薄膜作为敏感元件来带动阀瓣运动，达到减压、稳压的目的。(3)直接作用波纹管式减压阀。采用波纹管作为敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。(4)先导薄膜式减压阀。(5)气泡式减压阀。(6)组合式减压阀。(7)杠杆式减压阀。(8)先导波纹管式减压阀。

各种减压阀的适用范围如下：

a)波纹管直接作用式减压阀：适用于低压、中小口径的蒸汽介质。

b)薄膜直接作用式减压阀：适用于中低压、中小口径的空气、水介质。

c)先导活塞式减压阀：适用于各种压力、各种口径、各种温度的蒸汽、空气和水介质。

d)先导波纹管式减压阀：适用于低压、中小口径的蒸汽、空气等介质。

e)先导薄膜式减压阀：适用于中压、低压、中小口径的蒸汽或水等介质。

目前，在流体输送系统中，减压方法通常采用一级节流，利用锥形阀瓣与圆形节流孔之间的相对位置来改变节流面积，使流速及流体动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。采用一级节流的减压阀在低压降情况下都有较好的效果，但尚未很好地解决在高压降(例如8MPa以上)情况下的减压问题。此外，这类减压阀的锥形阀瓣与圆形节流孔相配的阀芯结构，侧向受力不平衡，节流稳定性不好，高压降易产生汽蚀，使阀内件过早损坏。

中国发明专利申请98112310.4公开了一种用于高压降装置中的减压阀，其含有一个阀座环、一个汽缸和一个活塞。围绕活塞之上、下部以及在活塞内部设置了几个尺寸合适的、起平衡作用的环形内室和一个中央内室，通过这些内室解决了侧向压力问题，减少了汽缸与活塞的摩擦。该设计将总的压降分成几级较小的压降，克服了在高压降装置中常有的噪音和振动问题。

下面，将结合附图1叙述该减压阀的内部结构。

该减压阀包括密封减压阀内部的阀壳111、设置在阀壳内调节阀入口侧的第一流体流动通道117、设置在阀壳111内减压阀出口侧的第二流体流动通道115、垂直配置在第一流体流动通道117和第二流体流动通道115之间的空心圆筒113。

圆筒113被推入配合在隔板116上形成的孔。隔板116把第一流体流动通道117同第二流体流动通道115隔开。活塞112配置在圆筒113内。活塞112有三个从其上端至下端逐步减小的直径。圆筒113引导活塞112移动。阀座环114配置到圆筒113的下部。用于引入流体的多个第一孔121形成在圆筒113的下部，用于排出流体的多个第四孔124形成在圆筒113的中部。用于引入流体的多个第二孔119形成在活塞112的下部，用于排出流体的多个第三孔122形成在活塞112的上部。

上部环室123、中央室118和下部环室120形成在圆筒113的内部。上部环室123形成在圆筒113内活塞112的周围。上部环室123有在圆筒113内径和活塞112中间直径之间的直径。中央室118形成在活塞112内。下部环室120形成在阀座环114内活塞112的周围。下部环室120有在活塞112的直径和阀座环114的内径之间的直径。活塞112连接到阀杆125的一端，阀杆125通过盖126向下延伸。阀杆125的顶端连接到阀手柄(未示出)。

下面，将参照附图1叙述在减压阀内完成压力降低的过程。

首先，从压缩流体供给源引入到第一流体流动通道117里的流体通过第一孔121引入到下部环室120里。这时，完成压力降低的第一阶段。

引入到下部环室120里的流体通过第二孔119引入到中央室118里。这时，通过流过活塞112的下部，流体有中间压力。即，完成压力降低的第二阶段。

引入到中央室118里的流体向上流动，此后，从活塞112的内部流到活塞112的外部。即，流体通过活塞112的上部上的第三孔122排入上部环室123。这时，完成压力降低的第三阶段。

排入上部环室123的流体通过第四孔124由上部环室123排入第二流体流动通道115。这时，完成压力降低的第四阶段。因此，流体有了设定排出压力。

如上所述，在该减压阀中，三个内室和多个孔配置在圆筒113和活塞112内。从而，入口侧高的压力按四个阶段降低，因此消除了与高的压力降有关的噪音、振动和损坏问题。

然而，该减压阀尚存在下述有待解决的问题：

1、为了使活塞112在垂直方向保持平衡，需要正确地设计内室的直径，以使向上推动活塞112的上部环室123和下部环室120内的压力与向下推动活塞112的中央室118内的压力保持平衡，这无疑使得该减压阀的设计变得复杂。

2、形成具有不同直径的三个内室需要对圆筒和活塞进行精密加工，导致制造成本提高。

3、在该减压阀中，活塞112运动的动力来自于作用在活塞112上部的气缸内的流体压力和作用在活塞112下部的中央室内的流体压力之差，因此活塞112不能对应减压阀出口侧的第二流体流动通道处的流体压力，从而不能保证减压阀出口压力稳定。

发明内容

针对上述需解决的技术问题，本发明的一个目的在于为流体输送系统提供一种设置多级节流进行减压的减压阀及减压方法，所述减压阀能够通过简单的结构设计，使得阀芯在保持水平方向受力平衡的同时，在垂直方向也保持良好的平衡性，而不受内室直径的影响；并且能够依靠流体本身的能量，自动保持出口压力平稳；减压阀结构优化、合理，不需要进行复杂的设计与加工，降低了制造成本；而且与现有技术相比，该减压阀能够适用于更高的压力降情况。

本发明的另一个目的在于提供一种包括所述减压阀的流体输送系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种减压阀，其包括阀体、阀芯以及调压组件，其中，所述阀体具有在压力下向减压阀供应流体的进口、在压力下从减压阀排放流体的出口、以及向出口排放流体的出口上通道孔和出口下通道孔；所述阀芯设置在阀体内，为套筒式结构，包括阀瓣和导向节流套，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道；

其特征在于，所述阀瓣为上、下封底的圆筒结构，阀瓣侧面的上部环向平均分布有多个二级上节流孔，阀瓣侧面的中部环向平均分布有多个一级节流孔，阀瓣侧面的下部环向平均分布有多个二级下节流孔；

所述导向节流套为上、下开放式套筒结构，导向节流套和阀瓣共同形成分别围绕阀瓣二级上节流孔和一级节流孔的上部内环形空间和中部内环形空间，阀瓣相对于导向节流套内上下滑动，从而调节一级节流孔和二级节流孔的面积；

所述调压组件与阀芯连接，当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

上述减压阀，其特点在于，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道为：

从减压阀进口到中部外、内环形空间，再通过一级节流孔到阀瓣内；

从阀瓣内通过二级上节流孔和二级下节流孔到阀芯外；

到出口上通道孔和出口下通道孔，最后到出口。

上述减压阀，其特点在于，所述节流孔中，一级节流孔面积等于二级上节流孔和二级下节流孔面积之和，从而可使一级节流与二级节流平均分配压差，以在高压降情况下，消除或降低每级压降过程中出现汽蚀的可能性。

上述减压阀，其特点在于，所述阀体和导向节流套共同形成围绕阀瓣一级节流孔的中部外环形空间，阀体和阀瓣共同形成围绕阀瓣二级下节流孔的下部环形空间。

上述减压阀的进、出口压差通过多级节流分配压差，降低每级节流的压力降，改善节流的稳定性，避免汽蚀发生。

在上述减压阀中，所述阀芯为套筒式结构形式，一套阀芯能够实现两级节流，且阀芯可整体快速拆卸，不将减压阀从流体输送系统中拆下即可进行维修保养。

在上述减压阀中，导向节流套通过调节一级节流孔和二级上节流孔的面积，可以调节每级压降的大小，从而可调节出口压力的大小，并使得出口压力保持平稳。

在上述减压阀中，一级、二级的若干个节流孔均环向平均分布，导向节流套、阀瓣和阀体共同形成的环形空间使流量沿阀芯环向良好分配，阀芯侧向推力平衡，轴向旋转力大大减小，导向平稳，阀座接合面寿命增长。

在上述减压阀中，作用在阀芯垂直方向的力仅等于作用在阀瓣上部的力和二级节流出口压力作用在阀瓣下部的流体的力之差，而与环形空间的直径无关，因此，阀芯可以通过简单的套筒型结构设计而在垂直方向上保持良好的平衡性，与现有技术相比，降低了设计和制造成本。

由如上所述的流体通道可知，与中国发明专利申请98112310.4中公开的减压阀相比，本发明能够降总压降分为级数更多的压降，从而进一步降低了每级的压降，适用于更高压降的情况。

在上述减压阀中，所述阀瓣侧面上、中、下各环向分布的节流孔数目可以相同，也可以不同，节流孔数目可以为2个或更多。节流孔的数目和面积可以影响每级节流的压降大小，但是不影响阀芯水平方向的受力平衡性。

基于本发明的原理，结合现有技术及公知常识，本领域技术人员可以对本发明作出各种修改和变型，例如可以将一个节流孔分成若干个小节流孔，增加或减少阀瓣侧面环向的节流孔数目，或者增加阀瓣侧面纵向上的节流孔数目，并对导向节流套作相应的结构改变；也可以将两个以上本发明的减压阀并联或串联使用，或者将本发明的减压阀与现有技术的减压阀并联或串联使用等。

在本发明的基础上，还可以设计并制造设置节流级数更高的减压阀，以进一步降低每级节流的压力降。例如，可以在本发明的基础上通过对阀芯结构作相应的调整，使流入上部环形空间的流体先不流入出口上通道孔，流入下部环形空间的流体先不流入出口下通道孔，而是通过三级节流孔再进入阀瓣内，然后从阀瓣内通过四级节流孔流入出口。

在上述减压阀中，阀体上的出口上通道孔和出口下通道孔可分别为一个或多个，其与出口相通，并分别对应着二级上、下节流孔。

上述减压阀，其特点在于，所述减压阀可为直接作用式减压阀或间接作用式减压阀，优选为直接作用式减压阀。

在本发明中，所述调压组件是指在减压阀中，用来控制出口压力的控制与调节系统，例如活塞式减压阀中的活塞、弹簧、调节螺钉、锁紧螺母等组成的系统。所述出口压力是指减压阀出口端的流体压力，进口压力是指减压阀进口端的流体压力。

基于本发明提供的阀芯和阀体，并结合现有技术的各种调压组件，本领域技术人员可以显而易见地设计并制造得到不同类型的减压阀，例如活塞式、先导活塞式、薄膜式、波纹管式、先导薄膜式、气泡式、组合式、杠杆式、或先导波纹管式等。因此，将本发明的阀芯与现有技术相结合而制造的减压阀均应属于本发明的范围。为此，在本发明中并入本领域的现有技术文献(如阀门选用手册，陆培文等，机械工业出版社，2002年10月第1版；工业专用阀门选用手册，黄日新，机械工业出版社，1998年5月第1版；实用阀门设计手册，陆培文，机械工业出版社，2002年10月第1版)作为参考。

优选的，所述减压阀为活塞式、先导活塞式、薄膜式、波纹管式、先导薄膜式、或先导波纹管式。

所述调压组件可以对应于一级节流的出口压力，也可以对应于二级节流的出口压力，优选对应于二级节流的出口压力，即从阀瓣下部流出阀芯时的流体压力。由于二级节流下部的出口压力与减压阀出口处的流体压力可以具有固定的比例关系，因此调压组件通过控制和调节二级节流的出口压力，即可使减压阀的出口压力保持稳定。

在本发明的一个具体实施方式中，上述减压阀的调压组件包括活塞和弹簧，所述活塞的一端与阀瓣连接，另一端与弹簧连接，作为敏感元件用于带动阀瓣上下运动。如上所述，该具体实施方式中所采用的调压组件仅为示例性的，本发明不限于此。

上述减压阀，其特点在于，弹簧只对应于阀瓣的二级节流下部出口压力，与一级节流出口压力无关，有利于稳定调节出口压力。

上述减压阀，其特点在于，进一步包括：

一阀盖和一阀盖套，与阀体可拆卸地结合成阀壳，阀壳内设置阀芯和调压组件；以及

一阀座，设置在阀体内，用于支撑并固定导向节流套。

上述减压阀，其特点在于，所述调压组件进一步包括：调节螺钉，设置在阀盖上，弹簧的一端与活塞连接，另一端与调节螺钉连接，调节螺钉调节弹簧整定出口压力大小。

由于在本发明中，阀芯侧向推力平衡，导向平稳，阀座接合面寿命增长，因而所述阀座可以设置为阀体的一部分，而不需单独设置阀座。

上述减压阀，其特点在于，进出口通道采用硬密封和软密封相结合的双密封结构。软密封能够缓冲硬密封的冲击，减少硬密封的损坏，硬密封能够定位软密封的压缩量，避免软密封压缩量过大损坏。

上述减压阀，其特点在于，当出口压力达到一定值时，减压阀密封，截断流体输送系统流量。

本发明还提供了一种流体输送系统，其包括泵单元和减压阀，其特点在于，进一步包括低压管路和/或末端低压设备，在至少一个泵单元与低压管路和/或末端低压设备之间或大落差地段的管线处连接减压阀，所述减压阀包括：

一阀体，具有在压力下向减压阀供应流体的进口、在压力下从减压阀排放流体的出口、以及向出口排放流体的出口上通道孔和出口下通道孔；

一阀芯，设置在阀体内，为套筒式结构，包括阀瓣和导向节流套，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道；

其中，所述阀瓣为上、下封底的圆筒结构，圆筒内底部与顶部的面积相同，阀瓣侧面的上部环向平均分布有多个二级上节流孔，阀瓣侧面的中部环向平均分布有多个一级节流孔，阀瓣侧面的下部环向平均分布有多个二级下节流孔；

所述导向节流套为上、下开放式套筒结构，导向节流套和阀瓣共同形成分别围绕阀瓣二级上节流孔和一级节流孔的上部内环形空间和中部内环形空间，阀瓣相对于导向节流套内上下移动，从而调节一级节流孔和二级节流孔的面积；

一调压组件，与阀芯连接，当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

所述末端低压设备为设置在流体输送系统末端的低压设备，如流量计、过滤分离器等。

上述流体输送系统，其特点在于，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道为：

从减压阀进口到中部外、内环形空间，再通过一级节流孔到阀瓣内；

从阀瓣内通过二级上节流孔和二级下节流孔到阀芯外；

通过出口上通道孔和出口下通道孔到出口。

所述流体传输系统包括流体传输设备或管路等。所述流体包括蒸汽、压缩空气、工业用气、油和许多其它液体介质等。

在本发明提供的减压阀上，还可以根据现有技术进一步安装减温装置，以制成减温减压阀。

本发明还提供了一种减压方法，其包括下述步骤：

1)流体从减压阀进口流入中部外、内环形空间，再通过一级节流孔流入阀瓣内；

2)流体从阀瓣内通过二级上节流孔和二级下节流孔流出阀芯；

3)流体流入出口上通道孔和出口下通道孔，并流入出口。

上述减压方法，其特点在于，根据权利要求12所述的减压方法，其特征在于，进一步包括：

当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

上述减压方法，其特点在于，所述节流孔设置为一级节流孔面积等于二级上节流孔和二级下节流孔面积之和，以通过两级节流平均分配减压阀的进、出口压差，降低了每级节流的压力降，改善了节流的稳定性，避免汽蚀发生。

上述减压方法，其特点在于，一级节流的出口压力与二级节流的进口压力自相平衡，减压阀节流面积不受进口压力影响，弹性元件只对应二级节流的出口压力，与一级节流出口压力无关，有利于提高减压阀出口压力的稳定性。

上述减压方法，其特点在于，一级、二级节流均采用环向平均分布流量，使侧向负荷平衡，大大减小了旋转力，改善了流动的稳定性。

上述减压阀及减压方法可广泛地适用于传输蒸汽、压缩空气、工业用气、油和许多其它液体介质的设备和管路上。

本发明提供的减压阀及减压方法具有以下优点：

1、能够实现多级节流，从而能够在高压降(8MPa以上)情况下很好的减压，避免汽蚀发生；也可适应于低压降情况下的减压。

2、通过简单的结构设计，使得阀芯在保持水平方向平衡的同时，在垂直方向也保持良好的平衡性，降低了设计和制造成本；

3、阀芯侧向推力平衡，导向平稳，阀座接合面寿命增长，结构优化合理。

4、阀芯可整体快速拆卸，方便维修保养。

5、减压阀中的弹性元件只对应二级节流的出口压力，提高减压阀出口压力的稳定性。

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施方式，以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，然而本发明并不限于此。

附图说明

图1为根据现有技术的用于高压降装置的减压阀的剖视图；

图2为示出根据本发明具体实施方式的减压阀的结构示意图，

其中，附图标记：1-二级下节流孔；2-阀座；3-阀体；4-阀芯；5——进口；6-一级节流孔；7-阀瓣；8-二级上节流孔；9-导向节流套；10-固定套；11-活塞；12-弹簧；13-阀盖；14-调节螺钉；15-锁紧螺母；16-阀盖套；17-出口上通道孔；18-出口；19-出口下通道孔；

×——流出阀瓣的方向；·——流入阀瓣的方向；

图3为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀体的结构示意图；

图4为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀芯设置在阀座上的结构示意图；

图5为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中导向节流套设置在阀座上的结构示意图；

图6为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀瓣的结构示意图；

图7为示出本发明的减压阀在管路中位置的示意图；

图8为管路出现动态超压或静态超压的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的较佳实施方案。

图2为示出根据本发明具体实施方式的减压阀结构示意图。

如图2所示，根据本发明的减压阀主要包括阀体3、阀芯4等。该阀体3和阀芯4共同限定设置两级节流的流体通道，该通道连接进口5和出口18。

在实际应用中，减压阀阀体3两端连接(如焊接)到管路或设备的流体进、出口接头，其中阀体3的进口5与流体压力源(未示出)相连。在阀体3内腔的垂直方向阀座2配合面以上加工尺寸一致，用以装配整体拆卸式减压阀阀芯4。

阀芯4包括阀瓣7和导向节流套9两部分。阀芯4为套筒式结构形式，一套阀芯能够实现两级节流，且阀芯4可整体快速拆卸，不将减压阀从流体输送系统中拆下即可进行维修保养。

图3为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀体的结构示意图；图4为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀芯设置在阀座上的结构示意图；图5为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中导向节流套设置在阀座上的结构示意图；图6为示出根据本发明具体实施方式的减压阀中阀瓣的结构示意图。

阀瓣7为圆筒式结构，侧面上、中、下各留有若干个节流孔，环向平均分布；阀瓣7上下封底。流体从减压阀进口5通过阀瓣7中间环向平均分布的若干个一级节流孔6流入阀瓣7内，为一级节流；流体从阀瓣7内通过阀瓣7上、下各环向平均分布的若干个二级上节流孔8和二级下节流孔1分别流入出口上通道孔17和出口下通道孔19，然后流入减压阀出口18，为二级节流。一级节流孔6总面积与二级节流孔1和8总面积相等，用于平均分配压差。

在现有技术中，通常采用一级节流，当出现高压降(如8MPa以上)情况时，易产生汽蚀，使阀内件过早损坏；而在本发明中，采用两级节流，并平均分配压差，从而在同样的情况下，将每级的压差降低为约4MPa，很好地避免了汽蚀的产生。

阀体3、导向节流套9和阀瓣7围成的一级进口和二级出口的环向空间用来使阀瓣7的一级节流孔6、二级节流孔1和8平均分布流量，使阀芯4侧向推力平衡，轴向旋转力大大减小，导向平稳，阀座2接合面寿命增长。阀瓣7内底部与顶部的面积相同，一级节流的出口压力与二级节流的进口压力自相平衡，减压阀节流面积不受减压阀进口压力影响，弹性元件只对应二级节流的出口压力，与一级节流出口压力无关，提高了减压阀出口压力的稳定性。

导向节流套9为上、下开放式套筒结构，用于为阀瓣7整体导向。阀座2设置在阀体3中，用于支撑并固定导向节流套9。导向节流套9和阀瓣7共同形成分别围绕阀瓣7二级上节流孔1和一级节流孔6的上部内环形空间和中部内环形空间，阀瓣7在导向节流套9内上下移动，以调节一级节流孔6和二级节流孔1和8的面积，从而调节一级节流和二级节流上部分的面积。

在本发明另一个具体实施方式中，阀体和导向节流套共同形成围绕阀瓣一级节流孔的中部外环形空间，阀体和阀瓣共同形成围绕阀瓣二级下节流孔的下部环形空间。

在本发明的具体实施方式中，减压阀出口压力的整定是通过调节螺钉14调节弹簧12实现，调节螺钉14有锁紧螺母15防松。当出口压力增加，作为敏感元件的活塞11带动阀瓣7向上运动，一级节流孔6、上、下二级节流孔1和8开度同时减小，两级节流孔的流速增加，压力降增大，出口压力减小；当出口压力减小，活塞11带动阀瓣7向下运动，一级节流孔6、上、下二级节流孔1和8开度增大，两级节流孔的流速减小，压力降减小，出口压力增大，出口压力始终保持由调节螺钉14调节弹簧12整定的恒压。其中，一级节流孔6、二级节流孔1和8的开度是由阀瓣7在导向节流套9内的位置来确定；阀瓣7与活塞11之间可通过螺栓和螺母连接，并通过销钉和锁紧螺母防松；活塞11运动的动力来自作用在活塞11上部的弹簧力与二级节流出口压力作用在阀瓣7下部的力之差。

阀座2、导向节流套9、固定套10，通过阀盖套16与阀体3之间的螺纹连接从下到上依次与阀体3固定。阀盖13与阀盖套16为螺纹连接，方便预压缩弹簧12。

当出口18压力达到一定值时，阀瓣7可相对于导向节流套9向上移动至阀瓣7侧面的节流孔密闭，从而减压阀可以密封，截断流体输送系统流量。

减压阀进出口通道采用硬密封和软密封相结合的双密封结构。软密封为硫化在阀瓣7上的○形密封圈与导向节流套9之间的密封，硬密封为阀座2上部分与阀瓣7下部分之间的密封。软密封能够缓冲硬密封的冲击，减少硬密封的损坏，硬密封能够定位软密封的压缩量，避免软密封压缩量过大损坏，密封效果良好。其它配合密封面之间均采用○形密封圈进行密封。

本发明提供的减压方法为：进口压力经过两级节流降压达到预定的出口压力，出口压力大小由调节螺钉14调节弹簧12整定。流体从减压阀进口通过阀瓣5中间环向平均分布的若干个一级节流孔6流入阀瓣7内，为一级节流；流体从阀瓣7内通过阀瓣7上、下各环向平均分布的若干个节流孔8和1流入减压阀出口，为二级节流；一级节流与二级节流平均分配压差，减小每级节流的压力降，改善节流的稳定性，避免汽蚀发生。阀芯4为套筒式结构形式，一套阀芯能够实现两级节流。

工作原理为：当出口压力增加，活塞11带动阀瓣7向上运动，一级节流孔6、上二级节流孔8和下二级节流孔1开度同时减小，两级节流孔的流速增加，压力降增大，出口压力减小；当出口压力减小，活塞11带动阀瓣7向下运动，一级节流孔6、上二级节流孔8和下二级节流孔1开度增大，两级节流孔的流速减小，压力降减小，出口压力增大，出口压力始终保持由调节螺钉14整定的恒压。

本发明提供的减压阀及减压方法适用范围较广，可广泛地应用于蒸汽、压缩空气、工业用气、油和许多其它液体介质的设备和管路上。如图5所示，在流体输送系统中，可以设置在泵单元和低压管路之间，也可以设置在泵单元与如流量计、过滤分离器等末端低压设备之间。

如图7所示，本发明提供的减压阀工作平稳，既可减静压，也可减动压。具体地说，管线在大落差地段或长陡下坡段铺设时容易发生静态超压、动态超压。当停输时，如果下游闸阀关闭，A点以下的管段会发生静态超压，需要进行减压设计。输送时，图8(a)的线路不会超压，而图8(b)的线路则会发生动态超压。处理动态超压的措施，首先是从工艺设计上将该线路的水力坡降线x往下降，直至动压不超为止。但存在如图8(b)所示的情况，水力坡降线降到y的位置，R～S之间的管段仍会超压。则可在R点或其上游某处利用本发明的减压阀设置减压站进行减压，使该点下游的水力坡降线降到Z的位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的权利范围所涵盖。

Claims (12)

1、一种减压阀，包括阀体、阀芯以及调压组件，其中，所述阀体具有在压力下向减压阀供应流体的进口、在压力下从减压阀排放流体的出口、以及向出口排放流体的出口上通道孔和出口下通道孔；所述阀芯设置在阀体内，为套筒式结构，包括阀瓣和导向节流套，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道；

其特征在于，所述阀瓣为上、下封底的圆筒结构，阀瓣侧面的上部环向平均分布有多个二级上节流孔，阀瓣侧面的中部环向平均分布有多个一级节流孔，阀瓣侧面的下部环向平均分布有多个二级下节流孔；

所述导向节流套为上、下开放式套筒结构，导向节流套和阀瓣共同形成分别围绕阀瓣二级上节流孔和一级节流孔的上部内环形空间和中部内环形空间，阀瓣相对于导向节流套内上下滑动，从而调节一级节流孔和二级节流孔的面积；

所述调压组件与阀芯连接，当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

2、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道为：

从减压阀进口到中部外、内环形空间，再通过一级节流孔到阀瓣内；

从阀瓣内通过二级上节流孔和二级下节流孔到阀芯外；

通过出口上通道孔和出口下通道孔到出口。

3、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述节流孔中，一级节流孔面积等于二级上节流孔和二级下节流孔面积之和。

4、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述阀体和导向节流套共同形成围绕阀瓣一级节流孔的中部外环形空间，阀体和阀瓣共同形成围绕阀瓣二级下节流孔的下部环形空间。

5、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述减压阀为活塞式减压阀、先导活塞式减压阀、薄膜式减压阀、波纹管式减压阀、先导薄膜式减压阀、或先导波纹管式减压阀。

6、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，进一步包括：

一阀盖和一阀盖套，与阀体可拆卸地结合成阀壳，阀壳内设置阀芯和调压组件；以及

一阀座，设置在阀体内，用于支撑阀芯。

7、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述调压组件包括：

一弹簧和一活塞，所述活塞的一端与阀瓣连接，另一端与弹簧连接，带动阀瓣上下运动；

一调节螺钉，设置在阀盖上，弹簧的一端与活塞连接，另一端与调节螺钉连接，调节螺钉调节弹簧整定出口压力大小。

8、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，进出口通道采用硬密封和软密封相结合的双密封结构。

9、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，当出口压力达到一定值时，减压阀密封，截断流体输送系统流量。

10、一种流体输送系统，包括泵单元和减压阀，其特征在于，该系统还包括低压管路和/或末端低压设备，在至少一个泵单元与低压管路和/或末端低压设备之间或大落差地段的管线处连接减压阀，所述减压阀包括：

一阀体，具有在压力下向减压阀供应流体的进口、在压力下从减压阀排放流体的出口、以及向出口排放流体的出口上通道孔和出口下通道孔；

一阀芯，设置在阀体内，为套筒式结构，包括阀瓣和导向节流套，所述阀体与阀芯共同限定连接进口和出口的流体通道；

其中，所述阀瓣为上、下封底的圆筒结构，圆筒内底部与顶部的面积相同，阀瓣侧面的上部环向平均分布有多个二级上节流孔，阀瓣侧面的中部环向平均分布有多个一级节流孔，阀瓣侧面的下部环向平均分布有多个二级下节流孔；

所述导向节流套为上、下开放式套筒结构，导向节流套和阀瓣共同形成分别围绕阀瓣二级上节流孔和一级节流孔的上部内环形空间和中部内环形空间，阀瓣相对于导向节流套内上下移动，从而调节一级节流孔和二级节流孔的面积；

一调压组件，与阀芯连接，当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

11、一种减压方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

1)流体从减压阀进口流入中部外、内环形空间，再通过一级节流孔流入阀瓣内；

2)流体从阀瓣内通过二级上节流孔和二级下节流孔流出阀芯；

3)流体流入出口上通道孔和出口下通道孔，并流入出口。

12、根据权利要求11所述的减压方法，其特征在于，进一步包括：

当出口处压力出现波动时，在施加于阀瓣下部的二级下节流孔出口流体压力和施加于阀瓣上部的调压组件压力之差的作用下，阀瓣相对于导向节流套上下滑动，以控制出口处的流体压力在一定的误差范围内保持恒定。

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