機械百科：減壓閥的基本原理介紹及優(yōu)缺點

　　基本介紹

　　性能

　　(1)調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關。

　　(2)壓力特性：它是指流量g為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力—定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。

　　(3)流量特性：它是指輸入壓力—定時，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當流量g發(fā)生變化時，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動就越小。

　　它可將閥前管路較高的液體壓力減少至閥后管路所需的水平。這里的傳輸介質(zhì)主要是水。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過高的區(qū)域、礦井及其他場合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點獲得適當?shù)姆账畨汉土髁?。鑒于水的漏失率和浪費程度幾乎同給水系統(tǒng)的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統(tǒng)運行工況和潛在節(jié)水作用，據(jù)統(tǒng)計其節(jié)水效果約為30%。

　　1、關閉減壓閥前的閘閥，開啟減壓閥后的閘閥，制造下游低壓環(huán)境；

　　2、將調(diào)節(jié)螺釘

　　減壓閥

　　按逆時針旋轉(zhuǎn)至最上位置（相對低出口壓力），然后關閉減壓閥后閘閥；

　　3、慢慢開啟減壓閥前的閘閥至全開；

　　4、順時針慢慢旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，將出口壓力調(diào)至所需要的壓力（以閥后表壓為準）；調(diào)整好后，將鎖緊

　　螺母鎖緊，打開減壓閥后閘閥；

　　5、如在調(diào)整時出口壓力高于設定壓力，須從第一步開始重新調(diào)整，即只能從低壓向高壓調(diào)。

　　原理

　　作用原理：減壓閥的是靠閥內(nèi)流道對水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側(cè)的進出口水壓差自動調(diào)節(jié)。定比減壓原理是利用閥體中浮動活塞的水壓比控制，進出口端減壓比與進出口側(cè)活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩(wěn)無振動；閥體內(nèi)無彈簧，故無彈簧銹蝕、金屬疲勞失效之慮；密封性能良好不滲漏，因而既減動壓（水流動時）又減靜壓（流量為0時）；特別是在減壓的同時不影響水流量。

　　工作原理：減壓閥是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，并在閥體內(nèi)或閥后噴入冷卻水，將介質(zhì)的溫度降低，這種閥門稱為減壓減溫閥。減壓閥快易優(yōu)自動化選型有收錄。該閥的特點，是在進口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力和溫度值在一定的范圍內(nèi)。

　　優(yōu)點

　　水流通過減壓閥雖有很大的水頭損失，但由于減少了水的浪費并使系統(tǒng)流量分布合理、改善了系統(tǒng)布局與工況，因此總體上講仍是節(jié)能的。介質(zhì)為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥。為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。

　　主要應用

　　這是一個典型的水電站技術供水系統(tǒng)。

　　水電站技術供水系統(tǒng)圖

　　經(jīng)過組合式減壓閥減壓后的流體通過濾水器過濾后，再通過水力控制閥進入各個用水點。如果管道超壓，泄壓閥會充分打開并及時泄壓。

　　1、組合式減壓閥在確保機組用水量的前提下，為閥后用水點提供穩(wěn)定可靠的低壓冷卻水。其減壓比最大可達12:1。組合式減壓閥上裝備的反沖排污系統(tǒng)可以適用較差介質(zhì)，安全鎖定系統(tǒng)則可以確保在系統(tǒng)遭受嚴重損壞時出口端壓力仍保持低壓。

　　2、技術供水系統(tǒng)上安裝的濾水器，可以為機組提供清潔水源，以防雜質(zhì)進入機組造成損壞。濾水器如果安裝在組合式減壓閥之后，用戶可以選擇較小壓力級別的濾水器，但是過多的雜質(zhì)會影響到減壓閥性能的穩(wěn)定發(fā)揮。

　　3、技術供水系統(tǒng)上的水力控制閥可以通過快速開啟和緩慢關閉達到截斷管道介質(zhì)流動及消除管道水錘壓力的目的。性能良好的水力控制閥在開啟和關閉的同時可以進行反沖排污，確保工況時不卡阻。

　　4、技術供水系統(tǒng)上的泄壓閥能準確地保持管道的安全壓力，一旦管道超過整定壓力，泄壓閥會充分打開并及時泄壓。性能良好的泄壓閥除了具有反饋系統(tǒng)外，也帶有強制開啟手柄，在萬一的故障時可切換反饋系統(tǒng)或直接手動排放。

　　分類

　　概述

　　減壓閥按結(jié)構形式可分為薄膜式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式。先導式減壓閥當減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時，用調(diào)壓彈簧直接調(diào)壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結(jié)構尺寸也將增大。為了克服這些缺點，可采用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導式減壓閥所用的調(diào)壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部先導式減壓閥；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導式減壓閥。

　　組合式減壓閥

　　組合式減壓閥是專為復雜工況下運行的供水系統(tǒng)量身設計的減壓設備，由出口壓力鎖定系統(tǒng)，反饋統(tǒng)，和主閥閥體組成。組合式減壓閥與常規(guī)減壓閥的區(qū)別在于：

　　1、反饋系統(tǒng)互為備用可供不停機檢修；

　　2、反沖排污系統(tǒng)可適用更多不佳水質(zhì)；

　　3、出口壓力鎖定系統(tǒng)可以鎖定出口壓力上限；

　　4、減壓比最大值可達到12:1，最高應用水頭320米（井岡沖水電站）

　　5、最大過流量超過5000m3/h，最大應用單機800MW（向家壩水電站）

　　外形結(jié)構：

　　1–安全拉桿

　　2–安全鎖定螺母

　　3–調(diào)節(jié)扳桿

　　4–起吊螺母

　　5–鎖緊螺母

　　6–壓力導管

　　7–閥蓋

　　8–射流泵

　　9–三通轉(zhuǎn)換閥

　　10–控制閥

　　11–排污閥（排放水中雜質(zhì)．自動排污型為電磁閥）

　　12–出口壓力鎖定閥

　　13–閥體

　　內(nèi)部結(jié)構：

　　1、組合式減壓閥自動調(diào)節(jié)原理：

　　組合式減壓閥是一種在復雜多變的工況下亦可利用水壓進行自我調(diào)節(jié)的減壓閥穩(wěn)壓閥，在進口壓力和流量產(chǎn)生變化的時候保持出口的壓力和流量穩(wěn)定。其實現(xiàn)自力控制，調(diào)試簡單，運行可靠。

　　2、組合式減壓閥的雙反饋切換原理：

　　組合式減壓閥的反饋系統(tǒng)是根據(jù)減壓閥出口壓力的變化信號來控制過流面積（節(jié)流錐開度）的獨立系統(tǒng)。減壓閥裝備有互為備用的雙反饋系統(tǒng)，啟用A系統(tǒng)即停用B系統(tǒng)的運行模式可以達到減壓閥不停機檢修的目的。

　　3、組合式減壓閥反沖排污工作原理：

　　水電站的運行工況比較復雜，尤其水質(zhì)的好壞直接關系到設備的安全運行。針對泥沙含量較大的水電站，除了在減壓閥的過流位置采用不銹鋼材質(zhì)并堆焊鎳基合金防磨蝕外，減壓閥的反沖排污裝置亦能有效地防止反饋控制系統(tǒng)的堵塞，使減壓閥在多泥沙雜物的水質(zhì)中保持良好的工況。（反沖排污系統(tǒng)標配為手動控制，根據(jù)水質(zhì)實際情況把握反沖排污頻率，或直接采用PLC自動反沖排污裝置。）

　　4、組合式減壓閥出口壓力鎖定工作原理：

　　每一臺合格的減壓閥閥體均經(jīng)受了超過60分鐘的1.5倍強壓實驗，杜絕閥體缺陷，即使歷經(jīng)十余年的連續(xù)運行也不會出現(xiàn)破裂漏水等故障。出口壓力內(nèi)鎖定裝置是為防止反饋系統(tǒng)遭受意外損壞后，在主活塞下方失壓時，保持出口壓力P2值安全的剛性保護裝置。

　　作用式減壓閥

　　簡單的減壓閥，直接作用式減壓閥，帶有平膜片或波紋管。因為它是獨立結(jié)構，因此無需在下游安裝外部傳感線。它是三種減壓閥中體積最小、使用經(jīng)濟的一種，專為中低流量設計。直接作用式減壓閥的精確度通常為下游設定點的+/-10%。

　　活塞式減壓閥

　　該類型的減壓閥集兩種閥―導閥和主閥―于一體。導閥的設計與直接作用式減壓閥類似。來自導閥的排氣壓力作用在活塞上，使活塞打開主閥。如果主閥較大，無法直接打開時，這種設計就會利用入口壓力打開主閥。因此，這種類型的減壓閥，與直接作用式減壓閥相比，在相同的管道尺寸下，容量和精確度（+/-5%）更高。與直接作用式減壓閥相同的是，減壓閥內(nèi)部感知壓力，無須外部安裝傳感線。

　　薄膜式減壓閥

　　在這種類型的減壓閥中，雙膜片代替了內(nèi)導式減壓閥中的活塞。這個增大的膜片面積能夠打開更大的主閥，并且在相同的管道尺寸下，其容量比內(nèi)導式活塞減壓閥更大。另外，膜片對壓力變化更為敏感，精確度可達+/-1%。精確性更高是由于下游傳感線的定位（閥的外部），其所在位置氣體或液體動蕩更少。該減壓閥非常靈活，可以采用不同類型的導閥（例如壓力閥、溫度閥、空氣裝載閥、電磁閥或幾種閥同時配套適用）。

　　直動式減壓閥

　　直動式減壓閥所示為直動式帶溢流閥的減壓閥(簡稱溢流減壓閥)的結(jié)構圖。

　　溢流減壓閥是靠進氣口的節(jié)流作用減壓，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用穩(wěn)壓；調(diào)節(jié)彈簧即可使輸出壓力在一定范圍內(nèi)改變。為防止以上溢流式減壓閥徘出少量氣體對周圍環(huán)境的污染，可采用不帶溢流閥的減壓閥(即普通減壓閥)。

　　先導式減壓閥

　　先導式減壓閥

　　內(nèi)部先導式減壓閥當減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時，用調(diào)壓彈簧直接調(diào)壓，則彈簧剛度必然過大，流量變化時，輸出壓力波動較大，閥的結(jié)構尺寸也將增大。為了克服這些缺點，可采用先導式減壓閥。先導式減壓閥的工作原理與直動式的基本相同。先導式減壓閥所用的調(diào)壓氣體，是由小型的直動式減壓閥供給的。若把小型直動式減壓閥裝在閥體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部先導式減壓閥；若將小型直動式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導式減壓閥。與直動式減壓閥相比，增加了由噴嘴4、擋板3、固定節(jié)流孔9及氣室B所組成的噴嘴擋板放大環(huán)節(jié)。當噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時，就會使B室中的壓力發(fā)生根明顯的變化，從而引起膜片10有較大的位移，去控制閥芯6的上下移動，使進氣閥口8開大或關小、提高了對閥芯控制的靈敏度，即提高了穩(wěn)壓精度。

　　在主閥體外部還有一個小型直動式減壓閥由它來控制主閥。此類閥適于通徑在20mm以上，遠距離(30m以內(nèi))、高處、危險處、調(diào)壓困難的場合。

　　選用標準

　　標準一在給定的彈簧壓力級范圍內(nèi)，使出口壓力在最大值與

　　減壓閥

　　最小值之間能連續(xù)調(diào)整，不得有卡阻和異常振動；

　　標準二對于軟密封的減壓閥，在規(guī)定的時間內(nèi)不得有滲漏；對于金屬密封的減壓閥，其滲漏量應不大于最大流量的0.5%；

　　標準三出口流量變化時,直接作用式的出口壓力偏差值不大于20%,先導式不大于10%；

　　標準四進口壓力變化時，直接作用式的出口壓力偏差不大于10%，先導式的不大于5%；

　　標準五通常，減壓閥的閥后壓力應小于閥前壓力的0.5倍；

　　標準六減壓閥的應用范圍很廣，在蒸汽、壓縮空氣、工業(yè)用氣、水、油和許多其他液體介質(zhì)的設備和管路上均可使用，介質(zhì)流經(jīng)減壓閥出口處的量，一般用質(zhì)量流量或體積流量表示；

　　標準七波紋管直接作用式減壓閥適用于低壓、中小口徑的蒸汽介質(zhì)；

　　標準八薄膜直接作用式減壓閥適用于中低壓、中小口徑的空氣、水介質(zhì)；

　　減壓閥

　　標準九先導活塞式減壓閥，適用于各種壓力、各種口徑、各種溫度的蒸汽、空氣和水介質(zhì)，若用不銹耐酸鋼制造，可適用于各種腐蝕性介質(zhì)；

　　標準十先導波紋管式減壓閥，適用于低壓、中小口徑的蒸汽、空氣等介質(zhì)；

　　標準十一先導薄膜式減壓閥，適用于低壓、中壓、中小口徑的蒸汽或水等介質(zhì)；

　　標準十二減壓閥進口壓力的波動應控制在進口壓力給定值的80%～105%，如超過該范圍，減壓前期的性能會受影響；

　　標準十三通常減壓閥的閥后壓力應小于閥前壓力的0.5倍；

　　標準十四減壓閥的每一檔彈簧只在一定的出口壓力范圍內(nèi)適用，超出范圍應更換彈簧；

　　標準十五在介質(zhì)工作溫度比較高的場合，一般選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥；

　　標準十六介質(zhì)為空氣或水（液體）的場合，一般宜選用直接作用薄膜式減壓閥或先導薄膜式減壓閥；

　　標準十七介質(zhì)為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式或先導波紋管式減壓閥；

　　標準十八為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。