CN2046170U

CN2046170U - 减压阀

Info

Publication number: CN2046170U
Application number: CN 89201016
Authority: CN
Inventors: 朴龙奎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1989-10-18

Abstract

本实用新型涉及一种活塞式减压阀，阀体内装有由气动活塞、减压活门、阻尼活塞三个零件构成的组合阀芯，用贮气筒内的气压推动。阀内没有机械弹簧，结构简单，其出口压力基本上与入口压力和流量的变化无关，当给水流量变化很大时也能保持出口压力基本恒定并且不会发生振动现象。因此完全可用于恒压式气压给水设备以及出口压力要求很高的所有水力试验和水力工程装置上。

Description

本实用新型专利涉及一种活塞式减压阀。

目前，在国内外建筑工程中，恒压式全自动气压给水设备正在逐步取代一般的水塔、高位水箱、水泵站以及所有变压式气压给水设备，成为较理想的新型供水设备。但是，这种设备需要一种所谓“恒压式”减压阀，其基本要求是：减压阀的出口压力不仅在入口压力发生变化时保持稳定，而且还要求给水量从零到最大额定流量之间大幅度变化时也要稳定。

目前国内外所用的各种减压阀例如国内常用的Y44X－16型活塞式减压阀（沈阳第二阀门厂产）及国外同类产品，其出口压力只能在入口压力发生变化时保持稳定，而当给水流量变化大时则无法保持稳定。流量小，出口压力就升高，流量大，出口压力就大幅度下降。因此这类减压阀都无法满足恒压式给水设备的要求，从而抑制了这种设备的迅速发展。

本实用新型专利的目的是提供一种出口压力基本上不随入口压力和给水流量大小变化的新型减压阀，以便满足恒压式气压给水设备的要求，促进其迅速发展。

下面结合附图进一步介绍本实用新型专利的基本结构，设计特点以及工作原理。

图1是本实用新型专利的结构图。

图2是减压阀活门开口的液流力分析图。

本实用新型减压阀的结构组成如图1所示，它包括直通阀体1，气动活塞2，上阀盖4，贮气筒5，减压活门8，阻尼活塞9，阻尼筒10，下阀盖13以及套筒14等组成部分。

这是一种带有贮气筒和阻尼器的气动式正向减压阀。没有任何机械弹簧，全凭气体和液体压力工作，结构特别简单。在直通阀体1上部法兰的密封面上，装有贮气筒5，用上阀盖4和双头螺栓16固紧在一起。在阀体1的气缸3内，装有可沿其内孔上下活动的活塞2，贮气筒内的气体用O型密封圈（未标号）密封。在气动活塞2的杆部套有挡板6，密封垫7，减压活门8以及阻尼活塞9，并用螺母12固紧，从而气动活塞2，减压活门8、阻尼活塞9三者构成一起运动的组合阀芯结构，在阻尼活塞9的外圆上，滑套了阻尼筒10，它与下法盖13和套筒14对中，并用双头螺栓16固紧在阀体1的下法兰上。在阻尼活塞9的密封槽内，装有用氟塑料制成的活塞环11，它把阻尼筒10分成上下两个阻尼腔，从而达到了双向阻尼的目的。

下面结合图1和图2进一步介绍该减压阀的基本特点。

1.要想在入口压力P₁变化时提高减压阀出口压力P₂的调节精度，首先要使压力P₁对气动活塞2与减压活门8的上下作用力平衡。为此本阀采取了气动活塞直径D₁与阀孔直径D₂接近相等使P₁在活塞2和活门8上的作用力完全得到平衡的方案。因而减压阀入口压力P₁不直接影响出口压力P₂，而只能影响气动活塞O型密封圈的摩擦力大小。因此，入口压力P₁下降时，由于摩擦力减小，出口压力P₂只发生微小变化。

2.要想在给水流量变化大时稳定出口压力P₂，首先应尽可能减小阀芯的运动刚度（即每移动1毫米时贮气筒5上的推力变化量）。因此本阀不设任何机械弹簧而采用贮气筒方案，把阀芯的运动刚度减小到最大限度即气动活塞2的工作容积Vx与贮气筒5的容积Vk的比值Vx／Vk≤0.02，使贮气筒内的气压Pk基本上恒定从而使出口压力P₂随流量变化而变化的数值降到0.01MPa以内。

3.要想在给水流量变化大时，稳定出口压力P₂，还必须清除减压活门开口处的液流力的严重影响，该力随给水流量的增加而成正比的增加，从而使出口压力P₂降低很多。为了解决这个问题，本阀采取了大直径正向式平盘阀瓣方案（见图2）。从该图可见，减压活门8的上平面是完全垂直于阀孔D₂的大平面的，其直径D₃＝1.5D₂，从而A腔中的高压水经阀孔D₂在开口X处旋转θ＝90°后，沿减压活门的上平面流入低压腔B。这时，液流力Fe沿活塞杆轴线的切向分量等于零，因此，该力无论多大均不影响阀芯的力平衡，从而基本上消除了流量变化对出口压力P₂的影响。

4.一般弱刚度减压阀在动态上是很不稳定的，即很容易发生振荡，因此本阀在减压活门8的下方设置了由阻尼活塞9和阻尼筒10构成的双向阻尼器，从而消除了减压阀的任何振动。而且由于采用氟塑料活塞环11，使阻尼器摩擦力很小，几乎不影响出口压力P₂。

由于以上特点，使本专利减压阀不仅在入口压力P₁变化时出口压力P₂能稳定，而且基本上不受给水流量变化的影响，同时P₂的调节精度较高，减压阀的结构更简单，除完全适合恒压式气压给水设备使用外，还可以用于出口压力P₂的调节要求较高的其它水力试验和水力工程装置上。

下面进一步结合图1叙述本阀的工作原理，首先，当本阀门用于恒压式气压给水设备时，减压阀的入口同气压水罐的出水口相连，减压阀出口装有水压表并与用户的供水管相连接，然后贮气筒5与上部的管接口用导管与气压水罐顶部连接，并在导管中部安装一般工业上采用的微型节流阀（L21W－25K），即图1上的J符号，以便给贮气筒内充入压缩空气。

在这种情况下，给用户供水时，首先慢慢打开节流阀J，使气压水罐中的压缩空气充入贮气筒5内，于是贮气筒内的压力Pk推动活塞2向下运动，同时打开减压活门，从而气压水罐中的高压水，经减压阀的A腔和阀孔D₂，并在减压活门开口处进一步节流后进入低压腔B流向用户。当B腔中的压力P₂达到用户要求时，立即关闭节流阀J，切断气源，从而完成了减压阀的手动调节工作，从此以后，减压阀是靠贮气筒5内的气压Pk，自动调节出口压力P₂并使它稳定。假如，减压阀B腔压力P₂因用水流量的减少而上升，则减压活门8下方的向上推力大于贮气筒压力Pk对气动活塞2的向下推力，使活塞上升，活门开度减小，A腔进入B腔的流量随即减小，从而降低了出口压力P₂，反之，由于用水流量增大而P₂下降时，气动活塞下降，减压活门开度增加，出口压力P₂上升。如此不断循环，使减压阀的出口压力P₂始终稳定在设定点附近，这时，如阀芯受到某种干扰力而使活塞加速运动时，由于阻尼筒10的上下腔排水孔e和f太小，阻尼活塞9无法加速运动，这就阻止了该干扰力下可能发生的振动现象。

下面是通径为65mm恒压式减压阀的实施例。

该阀的气动活塞直径为50mm，阀孔直径为48mm，贮气筒容积为Vk＝1000cm³。

1.当入口压力P₁从0.8MPa增加到0.55MPa时，出口压力P₂随流量的变化情况如下：

Q₁＝0m³时， P₂＝0.51MPa；

Q₁＝6m³／h 时， P₂＝0.50～0.51MPa；

Q₁＝12m³／h 时， P₂＝0.49～0.51MPa；

Q₁＝20m³／h 时， P₂＝0.48～0.50MPa；

Q₁＝30m³／h 时， P₂＝0.48～0.50MPa；

因此，P₂＝0.50^＋0.01 _－0.02MPa

2，入口压力P₁从0.55MPa下降到0.25MPa时出口压力P₂随流量的变化情况如下：

Q₁＝0m³／h 时， P₂＝0.23MPa；

Q₁＝6m³／h 时， P₂＝0.22～0.23MPa；

Q₁＝12m³／h 时， P₂＝0.22～0.23MPa；

Q₁＝20m³／h 时， P₂＝0.22～0.23MPa；

Q₁＝30m³／h 时， P₂＝0.22～0.23MPa；

因此，P₂＝0.22^＋0.01 _－0MPa

Claims

1、一种活塞式减压阀，它包括：直通阀体1，气动活塞2，减压活门8、上阀盖4及下阀盖13，其特征在于：在大口径直通阀体1的上部法兰上，装有贮气筒5，并用上阀盖4和双头螺栓固紧，在气缸3的内孔中安装有可以上下滑动的带O型密封圈的气动活塞2，在活塞2的下部活塞杆上，套有挡板6，密封垫7，平盘式减压活门8以及阻尼活塞9，然后用螺母12固紧在一起，从而气动活塞2，减压活门8和阻尼活塞9三者构成一起运动的组合阀芯结构，在阻尼活塞9的外圆上，滑套了阻尼筒10，它与阀盖13和套筒14对中，用双头螺栓16固紧在阀体1的下法兰盘上，在阻尼活塞9的密封槽内，装有用氟塑料制造的活塞环11，它把阻尼筒10分隔成上、下两个阻尼腔，以保持双向阻尼作用。

2、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：气动活塞2的直直径D₁与阀孔直径D₂接近相等，使阀芯完全处于压力P₁的水力平衡状态。

3、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：该减压阀没有任何机械弹簧，用贮气筒5内的气压Pk来推动活塞2，气动阀2的工作容积Vx等贮气筒容积Vk的比值保持在Vx／Vk＝0.01～0.03之间。

4、根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：减压活门直径D₃是阀孔直径D₂的1.3～1.5倍，并且其上平面垂直于阀孔。