活塞式減壓閥結構

GB12244活塞式減壓閥結構 GB12245活塞式減壓閥結構 GB12246活塞式減壓閥結構 減壓閥

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹GB12244活塞式減壓閥結構通常按GB12244～12246標準生產的活塞式減壓閥能夠滿足工業蒸汽管路上的需要。在高溫蒸汽介質管路上,活塞式減壓閥采用金屬硬密封結構,在介質流動中,減壓過程是能夠完成的。此亦稱減壓閥的動態減壓性能。但在某些場合,往往提出特殊的要求。例如,在減壓閥后某一截止閥被關閉,介質被阻止流動,減壓閥前的壓力保持不變,而閥后設定的壓力在一定時間或相當長的時間內保持基本不變。此時在減壓閥的閥前閥后形成了一個高壓和低壓區,即減壓閥的靜態減壓性能。目前按照GB12244～12246標準生產的活塞式減壓閥無法實現靜態減壓。當減壓閥閥后的截止閥關閉時,閥前閥后的壓力在短時間內就會平衡。



GB12244活塞式減壓閥結構

彈簧活塞式減壓閥主要由調節彈簧、膜片、活塞、閥座、閥瓣等零件組成，是彈簧薄膜式減壓的換代產品。利用活塞直接傳感下游壓力驅動閥瓣，控制閥瓣開度完成減壓穩壓功能。本產品在城市建筑、高層建筑的冷熱供水系統中，可取代常規分區水管，節省設備。也可在通常的冷熱水管網中，起減壓穩壓作用。
彈簧活塞式減壓閥主要由調節彈簧、膜片、活塞、閥座、閥瓣等零件組成，是彈簧薄膜式減壓的換代產品。利用活塞直接傳感下游壓力驅動閥瓣，控制閥瓣開度完成減壓穩壓功能。本產品在城市建筑、高層建筑的冷熱供水系統中，可取代常規分區水管，節省設備。也可在通常的冷熱水管網中，起減壓穩壓作用。 
彈簧活塞式減壓閥是氣動調節閥的一個*配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩定到一個定值，以便于調節閥能夠獲得穩定的氣源動力用于調節控制。 
彈簧活塞式減壓閥的結構特點： 
按結構形式可分為膜片式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式;按閥座數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。 
彈簧活塞式減壓閥的工作原理： 
彈簧活塞式減壓閥的工作由閥后壓力進行控制。當壓力感應器檢測到閥門壓力指示升高時，減壓閥閥門開度減小;當檢測到減壓閥后壓力減小，減壓閥閥門開度增大，以滿足控制要求。 
彈簧活塞式減壓閥的減壓比必須在一定程度上高于系統值；即使在大或者小流量時它也應該能夠對正作用或者反作用控制信號做出響應。這些閥門應該針對有用控制范圍選擇，即大流量的20%到80%。正常為等比型或者具有等性。這些類型的閥門本身具有比例控制所要求的流量特性及流量范圍。



2 結構分析和改進

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥活塞式減壓閥靜態減壓時,減壓閥要求絕 對密封,就像在高壓區和低壓區之間有一個關閉的截止閥一樣。 活塞式減壓閥的減壓原理是,順時針旋轉 調節螺釘,使減壓閥的調節彈簧產生一定壓縮,調節彈簧通過彈簧下座對金屬膜片施加一個向下的推力,這個推力使金屬膜片向下運動,克服副閥瓣彈簧阻力并打開副閥瓣。這樣,當閥前有壓力時,閥前的介質通過減壓閥的閥前控制氣路,經過副閥瓣,進入減壓閥的活塞上腔并形成一定壓力,推動活塞。活塞推動主閥瓣向下運動,并克服活塞環與氣缸壁的摩擦阻力、主閥瓣彈簧壓縮彈力、閥前介質對主閥瓣形成的壓力,從而打開減壓閥的主閥瓣,使閥前介質經過主閥瓣流向閥后。



減壓閥閥后的壓力,通過閥后的控制氣路可到達膜片下方,在膜片下方形成一個壓力區,對膜片形成向上的推力。當閥后壓力升高到一定程度時,這個推力與預調的彈簧力平衡。當閥后壓力繼續升高時,這個推力將大于預調的彈簧力,推動膜片向上運動,此時已經有了一定預壓縮的調節彈簧又增加了新的壓縮量,從而增加了新的彈簧力,總的彈簧力將與膜片下的介質推力再一次平衡。在這個過程中,副閥瓣在閥前介質壓力和副閥瓣彈簧力推動下產生一個向關閉方向運動的位移量,這個位移量在數值上等于調節彈簧新增加的壓縮量。這個位移量也就是副閥瓣開度減小的量,它減少了流經副閥瓣的閥前介質,因而減小了活塞上腔的介質壓力,并導致主閥瓣向關閉方向運動,減小了減壓閥閥后介質的壓力。減壓閥膜片下的介質壓力與調節彈簧的壓縮彈力始終處于動態平衡狀態,膜片的上下運動帶動副閥桿上下運動,因此副閥瓣的開度也始終處于動態變化之中,通過副閥瓣的閥前介質在活塞上腔形成的壓力也始終處于動態變化之中,終導致主閥瓣的開度處于動態變化狀態。這種現象可以歸納為,活塞式減壓閥的副閥瓣開度變化將導致主閥瓣開度的變化。副閥瓣開度增大,主閥瓣開度增大。副閥瓣開度減小,主閥瓣開度減小。副閥瓣關閉,主閥瓣關閉。減壓閥的閥后壓力始終在調節彈簧所設定的壓力值的附近作小范圍波動。如果流量和閥 前壓力趨于穩定,這種波動也趨于平穩。在介質不流通時,主副閥瓣密封面全部關閉,此時的減壓閥相當于一個關閉的截止閥。減壓閥的副閥瓣關閉,就會導致主閥瓣關閉,因此減壓閥的副閥瓣在適當時機的關閉,就是解決減壓閥靜態減壓性能的關鍵。根據市場需求,通過吸收*技術,研制了一系列性能優良的減壓閥(圖1～4)。



圖1是在標準Y43H型基礎上的改進型,替代Y43H型可使用在高溫蒸汽管路中。

圖2是在標準Y43H型基礎上發展的平面密封式結構,亦可替代Y43H型減壓閥。

圖3是新型平衡式減壓閥,可用在各種常溫的氣體管路之中。它的優點是,閥前介質不對閥瓣形成壓力,故閥瓣啟閉更加靈活平穩。圖4是在圖2的基礎上發展的用于高溫高壓氣體管路中的減壓閥,圖中接口是承插焊式。 這4種減壓閥的共同特點是采用了非金屬密封材料,具有很高的密封性能。活塞采用迷宮槽替代傳統的活塞環,減少了卡阻現象。主閥瓣采用雙支點導向,動作穩定可靠,重復性好。圖3結構的減壓調節性能比圖2好,圖2的結構比圖1好。技術關鍵在解決耐高溫的非金屬密封材料,以及活塞和汽缸之間的合理間隙等問題。



主要技術參數和性能指標

公稱壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
殼體試驗壓力(Mpa)*	2.4	3.75	6.0	9.6	15.0	24
密封試驗壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
高進口壓力(Mpa)	1.6	2.5	4.0	6.4	10.0	16.0
出口壓力范圍(Mpa)	0.1-1.0	0.1-1.6	0.1-2.5	0.5-3.5	0.5-3.5	0.5-4.5
壓力特性偏差(Mpa)△P2P	GB12246-1989
流量特性偏差(Mpa)P2G	GB12246-1989
小壓差(Mpa)	0.15	0.15	0.2	0.4	0.8	1.0
滲漏量	GB12245-1989

殼體試驗不包括膜片、頂蓋



活塞式蒸汽減壓閥主要零件材料

零件名稱	零件材料
閥體閥蓋底蓋	WCB
閥座閥盤	2Cr13
缸套	2Cr13/25(鍍硬鉻)
活塞	2Cr13/銅合金
活塞環	合金鑄鐵
導閥座導閥桿	2Cr13
膜片	1Cr18Ni9Ti
主閥彈簧	50CrVA
導閥主彈簧	50CrVA
調節彈簧	60Si2Mn

3 理論分析和計算

假定活塞式減壓閥處于正常工作狀態,其進口壓力為PJ,出口壓力為PC,此時減壓閥的調節彈簧有一個預調的壓縮量S,調節彈簧的剛度為P′,副閥瓣開度設為h,受壓膜片的有效面積Fm=0.262 (D2m +Dmdm+d2m) (圖5),可得到PCFm=P′S。 如果此時減壓閥閥后壓力有了一個升高值ΔPc,膜片受到閥后壓力的升高引起調節彈簧的壓縮量也有了一個增加值ΔS,副閥桿的開度變小了,其變化值為Δh,因為此時膜片和副閥桿是接觸的,故ΔS=Δh, ΔPcFm=P′Δh(1)則 Δh=ΔPcFm/P′ (2) 圖5 減壓閥膜片受力分析 當 Δh=h時,副閥瓣關閉,主閥瓣也立即關閉。此時減壓閥處于靜壓密封狀態。 當減壓閥閥后壓力繼續升高,膜片和副閥桿將脫離接觸,即ΔS>Δh。此時減壓閥的主 副密封面將達到大的密封比壓,達到*密封狀態。 從式(1)可得ΔPc=P′Δh/Fm (3)通常Δh≤1mm,由經驗取Δh=1則 ΔPc=P′/Fm 



4 結論

從對式(4)的定性分析可得出,ΔPc與調節彈簧的剛度P′成正比,與受壓膜片的有 效面積Fm成反比。為了盡量減小減壓閥閥后壓力的變化值ΔPc,在結構條件允許的情況下,應盡量降低調節彈簧的剛度,增加受壓膜片的有效面積。實際在設計減壓閥時,受壓膜片面積必須選擇得當,在保證調節性能的前提下,應盡可能減小減壓閥的受壓膜片面積。這是因為減壓閥的受壓膜片面積大,雖然其調節性能較好,但是調節彈簧的負荷增加,結構也要增大與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求