薄膜式空氣彈簧減壓閥技術(shù)及應(yīng)用

減壓閥是通過(guò)調(diào)節(jié)將進(jìn)口壓力降低到某一所需出口壓力，依靠介質(zhì)本身的能量自動(dòng)保持穩(wěn)定的出口壓力的閥門。從流體力學(xué)的角度來(lái)看，減壓閥是一種可以改變局部阻力的節(jié)流元件，即通過(guò)改變節(jié)流面積來(lái)改變流體的流量和動(dòng)能，從而產(chǎn)生不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，用彈簧力平衡閥后壓力的波動(dòng)，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定。

減壓閥是一種自動(dòng)降低管道工作壓力的特殊裝置。它可以將閥前管道中較高的液體壓力降低到閥后管道所需的水平。這里的傳輸介質(zhì)主要是水。減壓閥廣泛應(yīng)用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過(guò)高的地區(qū)、礦山等場(chǎng)合，以確保給水系統(tǒng)中的各供水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)纳钣盟畨毫土鲃?dòng)。

鑒于漏水率和浪費(fèi)程度幾乎與供水系統(tǒng)的水壓成正比，減壓閥具有改善系統(tǒng)運(yùn)行條件和潛在節(jié)水的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其節(jié)水效果約為30%。減壓閥的結(jié)構(gòu)形式很多。過(guò)去常見的有膜片式和內(nèi)彈簧活塞式。

減壓閥的基本原理是通過(guò)閥內(nèi)流道對(duì)水流的局部阻力來(lái)降低水壓。水壓降的范圍由連接閥瓣的膜片或活塞兩側(cè)進(jìn)出水口的水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。

恒比減壓原理是利用閥體內(nèi)浮動(dòng)活塞的水壓比控制。進(jìn)出口壓降比與進(jìn)出口活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩(wěn)無(wú)振動(dòng)，使國(guó)內(nèi)減壓閥生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提高；閥體內(nèi)無(wú)彈簧，不用擔(dān)心彈簧腐蝕和金屬疲勞失效；密封性能好，不泄漏，動(dòng)壓（水流時(shí)）和靜壓（流量為0時(shí)）均降低；特別是在減壓的同時(shí)不影響水流。減壓閥通常有DN15～DN100等多種規(guī)格。

JB/T2203-1999《減徑閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為總類。目前國(guó)內(nèi)大部分減壓閥廠家都是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還不完善，規(guī)格不全。例如燃?xì)鉁p壓閥的最大公稱通徑為DN500，水減壓閥的最大公稱通徑為DN500。根據(jù)廠家生產(chǎn)的減壓閥的規(guī)格和現(xiàn)有資料，各個(gè)廠家的連接尺寸是不統(tǒng)一的，比如DN500氣體減壓閥。建議通用機(jī)械研究所審查JB/T2203-1999《減徑閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》進(jìn)行修改。

工作準(zhǔn)則：

減壓閥是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥必不可少的附件。其主要作用是降低氣源壓力并穩(wěn)定在一個(gè)固定值，使調(diào)節(jié)閥獲得穩(wěn)定的氣源功率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。按結(jié)構(gòu)可分為膜片式、彈簧膜片式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)可分為單座式和雙座式；根據(jù)閥瓣的位置，可分為正作用式和反作用式。

壓力為P1的壓縮空氣從左端輸入，經(jīng)閥口10節(jié)流，壓力下降至P2輸出。P2的大小可以通過(guò)調(diào)壓彈簧2、3來(lái)調(diào)節(jié)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕1，壓縮彈簧2、3和膜片5使閥芯8下移，增大閥口10的開度使P2增大。如果逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，閥口10的開度減小，P2相應(yīng)減小。

如果P1瞬間上升，P2也會(huì)隨之上升，導(dǎo)致隔膜室6內(nèi)的壓力增加，隔膜5上產(chǎn)生的推力也會(huì)相應(yīng)增加。該推力破壞了原力的平衡并使隔膜5向上移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)，一小部分氣流通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出。隨著隔膜向上移動(dòng)，由于復(fù)位彈簧9的作用，閥芯8也向上移動(dòng)，關(guān)閉了進(jìn)氣閥端口 10，并增加節(jié)流效果，導(dǎo)致輸出壓力下降，直到達(dá)到新的平衡。輸出壓力基本恢復(fù)到原來(lái)的值。如果輸入壓力瞬間下降，輸出壓力也下降，隔膜5向下移動(dòng)薄膜式空氣彈簧，閥芯8相應(yīng)向下移動(dòng)，進(jìn)氣閥口10打開，節(jié)流作用減弱，輸出壓力基本恢復(fù)到原來(lái)的值。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕 1。調(diào)節(jié)彈簧2、3放松，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調(diào)節(jié)彈簧的力，膜片向上彎曲，進(jìn)氣閥口10在動(dòng)作的作用下關(guān)閉回位彈簧。再次轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕1，進(jìn)氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開，隔膜氣室6內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)溢流孔12、排氣孔11排出，所以該閥處于無(wú)輸出狀態(tài)。

總之，溢流減壓閥是靠進(jìn)氣口的節(jié)流作用來(lái)減壓，靠隔膜上受力與溢流孔溢流作用的平衡來(lái)穩(wěn)定壓力；通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧可以在一定范圍內(nèi)改變輸出壓力。. 為防止上述溢流型減壓閥產(chǎn)生的少量氣體污染周圍環(huán)境，可采用不帶溢流閥的減壓閥（即普通減壓閥）。

主閥體外還有一個(gè)小型的直動(dòng)式減壓閥，用于控制主閥。該類閥門適用于口徑20mm以上、距離長(zhǎng)（30m以內(nèi)）、高處、危險(xiǎn)場(chǎng)所、調(diào)壓困難的場(chǎng)合。

類型：

(一）直動(dòng)式減壓閥

最簡(jiǎn)單的減壓閥，直動(dòng)式減壓閥薄膜式空氣彈簧，帶平膜片或波紋管。由于是獨(dú)立結(jié)構(gòu)，無(wú)需在下游安裝外部傳感線。它是三種減壓閥中體積最小、最經(jīng)濟(jì)的一種，專為中低流量設(shè)計(jì)。直動(dòng)式減壓閥的精度通常為下游設(shè)定點(diǎn)的 +/-10%。

(二）活塞式減壓閥

這種減壓閥集先導(dǎo)??閥和主閥兩種閥門于一體。先導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)類似于直動(dòng)式減壓閥。先導(dǎo)閥的排氣壓力作用在活塞上，使活塞打開主閥。如果主閥太大不能直接打開，本設(shè)計(jì)將利用進(jìn)口壓力打開主閥。因此，該類型減壓閥在相同管道尺寸下比直動(dòng)式減壓閥具有更高的容量和精度（+/-5%）。與直動(dòng)式減壓閥相同的是壓力在減壓閥內(nèi)部感應(yīng)，無(wú)需在外部安裝感應(yīng)管路。

(三） 膜減壓閥

在這種類型的減壓閥中，雙隔膜代替了內(nèi)部先導(dǎo)減壓閥中的活塞。這種擴(kuò)大的隔膜面積可以打開更大的主閥，并且在相同的管道尺寸下，其容量大于內(nèi)先導(dǎo)活塞減壓閥的容量。此外，隔膜對(duì)壓力變化更敏感，精度為+/-1%。更高的精度是由于下游傳感線（閥門外）的定位薄膜式空氣彈簧 減壓閥技術(shù)及應(yīng)用，那里的氣體或液體湍流較少。減壓閥非常靈活，可以使用不同類型的先導(dǎo)閥（如壓力閥、溫度閥、空氣加載閥、電磁閥或幾種類型的閥門同時(shí)使用）。

主要作用：

減壓閥的工作原理是通過(guò)閥內(nèi)流道對(duì)水流的局部阻力來(lái)降低水壓。水壓降的范圍由連接閥瓣的膜片或活塞兩側(cè)進(jìn)出水口的水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。近年來(lái)出現(xiàn)了一些新型的減壓閥，如定比減壓閥。恒比減壓原理是利用閥體內(nèi)浮動(dòng)活塞的水壓比來(lái)控制，進(jìn)出口端減壓比與進(jìn)出口側(cè)活塞面積比成反比. 這種減壓閥工作平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)；閥體內(nèi)無(wú)彈簧，不用擔(dān)心彈簧腐蝕和金屬疲勞失效；密封性能好，不漏水，使動(dòng)壓（水流時(shí)）和靜壓（流速為0點(diǎn)鐘方向）均降低；尤其是在減壓不影響水流的情況下。

通過(guò)減壓閥的水流雖然水頭損失很大，但由于減少了水的浪費(fèi)，使系統(tǒng)流量分配合理，改善了系統(tǒng)布局和工作條件，因此總體上仍然是節(jié)能的。減壓閥的每個(gè)彈簧只在一定的出口壓力范圍內(nèi)使用，超過(guò)該范圍應(yīng)更換彈簧。當(dāng)介質(zhì)的工作溫度較高時(shí)，一般采用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)波紋管式減壓閥。當(dāng)介質(zhì)為空氣或水（液體）時(shí)，一般宜采用直動(dòng)式隔膜減壓閥或先導(dǎo)式隔膜減壓閥。當(dāng)介質(zhì)為蒸汽時(shí)，宜選用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)波紋管式減壓閥。為便于操作、調(diào)整和維修，減壓閥一般應(yīng)安裝在水平管道上。