自力控制減壓閥裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

高瑩 肖丁愷

摘要：設(shè)計了一種自力控制低壓常開減壓裝置，安裝于城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)入戶管道水表前端。本裝置由減壓閥與低壓常開閥并聯(lián)構(gòu)成，在入戶水壓較大時能起到減壓穩(wěn)壓的作用，保護戶內(nèi)管路以及洗衣機、熱水器等用水設(shè)備，又能解決當(dāng)入戶前水壓較低無法開啟減壓閥的情況下水的供給問題。

關(guān)鍵詞：減壓閥;自力控制;結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進，高層建筑逐漸增多，而城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)水壓滿足用戶接管點服務(wù)水頭為28m，相當(dāng)于只能滿足6層樓房以下用戶的正常用水，因此產(chǎn)生了自來水管網(wǎng)水壓無法滿足高層用戶需求的問題。入戶減壓閥的安裝能將戶內(nèi)水壓合理控制在設(shè)定范圍內(nèi)，解決二次供水壓力過高的問題。但二次供水在發(fā)生故障時無法正常工作，不得不切換為自來水壓直接供水，而此時減壓閥因進口水壓偏低無法工作，出現(xiàn)高層住戶用水困難甚至停水的問題。自力控制低壓常開減壓裝置的設(shè)置保證了管道壓力非正常下的供水，避免對用戶的生活造成影響。

1.減壓閥概述

減壓閥的減壓作用利用的是節(jié)流效應(yīng)，即氣流通過節(jié)流口時將會伴隨一定的能量損失，進而氣流的壓力因此降低。當(dāng)輸入壓力以及輸出流量存在波動時，節(jié)流口后的壓力也會波動，因此需要一定的調(diào)節(jié)手段才能確保減壓閥的出口壓力維持在一個值壓力。因此，減壓閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計上一般包括閥芯、閥座、敏感元件如活塞、調(diào)節(jié)彈簧、復(fù)位彈簧以及調(diào)節(jié)組件和密封結(jié)構(gòu)等。減壓閥可以分為不同種類：根據(jù)輸出壓力的調(diào)節(jié)方式可分為直動式和先導(dǎo)式;根據(jù)輸出壓力對閥芯的作用，可以分為平衡式和非平衡式;根據(jù)按氣體流動方向與閥芯開啟方向的不同，可以分為正向式和反向式。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1裝置構(gòu)成

自力控制低壓常開減壓裝置包括Y形過濾器和調(diào)壓結(jié)構(gòu)，其中調(diào)壓結(jié)構(gòu)由減壓閥、低壓常開閥并聯(lián)組成。裝置中的活塞式減壓閥在使用時可通過彈簧調(diào)定預(yù)緊力，滿足不同的出口壓力需求（常用減壓閥出口壓力調(diào)節(jié)范圍為0.15～0.55MPa）。

2.2低壓常開閥

2.2.1結(jié)構(gòu)特性

裝置中的低壓常開閥由閥體、活塞、彈簧、隔圈、閥座、閥座蓋、閥蓋等零部件呈軸線串聯(lián)組成。其中閥體與閥蓋采用螺紋連接，閥體端為進水端，其壁體上開設(shè)有排氣孔，可將空氣吸入或排出。在閥體、閥蓋連接后所形成的中空型腔內(nèi)依次設(shè)置了隔圈以及帶流通孔的閥座，其中隔圈對閥座起到軸向定位作用?；钊麅啥朔謩e與閥體、閥座連接并形成軸向密封，并可作軸向位移。在活塞與閥座之間套設(shè)了復(fù)位彈簧，以實現(xiàn)活塞軸向運動后的復(fù)位。

在入戶水壓力較小時，彈簧處于復(fù)位狀態(tài)，活塞抵靠于閥體的中空活塞腔底部，使活塞導(dǎo)流孔與閥座流通孔連通，實現(xiàn)了水從進口流向了出口。而在入戶水壓較大并大于彈簧彈力時，活塞將被推至閥座蓋并實現(xiàn)端面密封，水無法從活塞導(dǎo)流孔流出，阻止了水從低壓常開閥流通。

2.2.2活塞

活塞呈變截面的兩段設(shè)置，沿進口端至出口端的方向依次包括接觸段和導(dǎo)流段，接觸段的截面積大于導(dǎo)流段的截面面積，導(dǎo)流孔貫穿接觸段和導(dǎo)流段，接觸段的外壁采用雙重O形圈的結(jié)構(gòu)與中空的閥體形成軸向密封?；钊麑?dǎo)流段上套有彈簧，實現(xiàn)了活塞在閥體、閥蓋內(nèi)軸向運動后的復(fù)位。

2.2.3閥座組件

空心結(jié)構(gòu)的閥座固定于閥體、閥蓋連接處，套設(shè)于活塞導(dǎo)流端，并采用內(nèi)槽雙O形圈密封。在閥座外部臺階處設(shè)有O形圈，在閥體、閥蓋連接擰緊后使閥座與閥體形成端面密封。閥座壁體中部區(qū)域開設(shè)有圓周均布的流通孔，確保了在活塞復(fù)位時，導(dǎo)流孔與底座流通孔的連通。閥座出水端部則有螺紋連接的閥座蓋，閥座蓋墊有密封墊片，保證了進口壓力較大時對活塞端部的封堵，進而阻止了水流經(jīng)低壓常開閥。

2.2.4彈簧設(shè)計

通常，減壓閥的閥前最低壓力比其閥后壓力大0.2MPa，即使閥后出口壓力調(diào)至最小值為0.1MPa，相應(yīng)地其閥前進口壓力所需最小值為0.3MPa。當(dāng)裝置前壓力小于0.3MPa時活塞減壓閥處于不工作狀態(tài)，此時管路水壓也無法推動低壓閥活塞發(fā)生位移，低壓常開閥處于打開狀態(tài)。

2.2.5隔圈

在低壓常開閥的中空型腔內(nèi)還設(shè)置隔圈，由閥體、閥蓋、閥座連接固定。隔圈上開設(shè)有氣孔，且外壁上開設(shè)有環(huán)形氣槽與氣孔貫穿，并與閥體壁體上開設(shè)的排氣孔連通。確保了活塞在軸向移動或復(fù)位時，氣體能及時排除或吸入閥腔內(nèi)，避免對活塞的運動產(chǎn)生阻礙。

3.裝置性能

3.1減壓穩(wěn)壓

按照住宅建筑規(guī)范的規(guī)定：入戶管的給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa，為此二次供水需采取減壓調(diào)壓措施。減壓時通過調(diào)節(jié)減壓閥彈簧將出口壓力調(diào)至用戶所需壓力，調(diào)節(jié)后減壓閥產(chǎn)生自阻效應(yīng)，取代其開啟時產(chǎn)生的不穩(wěn)定的開閉運動，使閥后壓力的波動與閥體內(nèi)的彈簧力相平衡，確保閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)維持恒定。由于閥前進口水壓較大，低壓常開閥的活塞導(dǎo)流孔與閥座流通孔斷開，實現(xiàn)低壓常開閥的同步閉合，也使得水只能從減壓閥流通。

3.2低壓常開

在二次供水發(fā)生故障時系統(tǒng)無法正常工作，為了確保用戶正常用水將再次切換為自來水直接供水。但減壓閥由于閥前壓力不夠，自來水管網(wǎng)水壓難以將減壓閥活塞推動，閥瓣閉合，整個減壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)，再次出現(xiàn)高層用戶無法正常用水甚至停水的問題。此時裝置將自動啟用與減壓閥并聯(lián)的低壓常開閥，滿足用戶的用水需求。

結(jié)語

自力控制低壓常開減壓裝置在高層建筑二次供水壓力大的情況下，啟用減壓閥確保出口水壓保持在設(shè)定范圍之內(nèi)，起到減壓穩(wěn)壓的作用，還能防止水錘危害，保護戶內(nèi)管網(wǎng)以及洗衣機、熱水器等用水電器。在水壓偏低減壓閥難以工作時，裝置能自動開啟低壓常開閥，同樣實現(xiàn)了水的供給。此外，裝置前端口串聯(lián)過濾器，不僅能保護減壓閥、低壓常開閥，防止堵塞，還能提高用水質(zhì)量。自力控制低壓常開減壓裝置可以對水壓、水質(zhì)管控提供技術(shù)保障。

參考文獻

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