薄膜式空氣彈簧減壓閥技術及應用

薄膜式空氣彈簧減壓閥技術及應用

減壓閥是通過調節將進口壓力降低到某一所需出口壓力，依靠介質本身的能量自動保持穩定的出口壓力的閥門。從流體力學的角度來看，減壓閥是一種可以改變局部阻力的節流元件，即通過改變節流面積來改變流體的流量和動能，從而產生不同的壓力損失，從而達到減壓的目的。然后依靠控制和調節系統的調節，用彈簧力平衡閥后壓力的波動，使閥后壓力在一定的誤差范圍內保持恒定。

減壓閥是一種自動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。這里的傳輸介質主要是水。減壓閥廣泛應用于高層建筑、城市給水管網水壓過高的地區、礦山等場合，以確保給水系統中的各供水點獲得適當的生活用水壓力和流動。

鑒于漏水率和浪費程度幾乎與供水系統的水壓成正比，減壓閥具有改善系統運行條件和潛在節水的作用。據統計，其節水效果約為30%。減壓閥的結構形式很多。過去常見的有膜片式和內彈簧活塞式。

減壓閥的基本原理是通過閥內流道對水流的局部阻力來降低水壓。水壓降的范圍由連接閥瓣的膜片或活塞兩側進出水口的水壓差自動調節。

恒比減壓原理是利用閥體內浮動活塞的水壓比控制。進出口壓降比與進出口活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩無振動，使國內減壓閥生產技術進一步提高；閥體內無彈簧，不用擔心彈簧腐蝕和金屬疲勞失效；密封性能好，不泄漏，動壓（水流時）和靜壓（流量為0時）均降低；特別是在減壓的同時不影響水流。減壓閥通常有DN15～DN100等多種規格。

JB/T2203-1999《減徑閥結構長度》為總類。目前國內大部分減壓閥廠家都是按照這個標準設計生產的，但是這個標準還不完善，規格不全。例如燃氣減壓閥的最大公稱通徑為DN500，水減壓閥的最大公稱通徑為DN500。根據廠家生產的減壓閥的規格和現有資料，各個廠家的連接尺寸是不統一的，比如DN500氣體減壓閥。建議通用機械研究所審查JB/T2203-1999《減徑閥結構長度》進行修改。

工作準則：

減壓閥是氣動調節閥必不可少的附件。其主要作用是降低氣源壓力并穩定在一個固定值，使調節閥獲得穩定的氣源功率進行調節控制。按結構可分為膜片式、彈簧膜片式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數可分為單座式和雙座式；根據閥瓣的位置，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，經閥口10節流，壓力下降至P2輸出。P2的大小可以通過調壓彈簧2、3來調節。順時針旋轉旋鈕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。如果逆時針轉動旋鈕1，閥口10的開度減小，P2相應減小。

如果P1瞬間上升，P2也會隨之上升，導致隔膜室6內的壓力增加，隔膜5上產生的推力也會相應增加。該推力破壞了原力的平衡并使隔膜5向上移動。移動時，一小部分氣流通過溢流孔12、排氣孔11排出。隨著隔膜向上移動，由于復位彈簧9的作用，閥芯8也向上移動，關閉了進氣閥端口 10，并增加節流效果，導致輸出壓力下降，直到達到新的平衡。輸出壓力基本恢復到原來的值。如果輸入壓力瞬間下降，輸出壓力也下降，隔膜5向下移動薄膜式空氣彈簧，閥芯8相應向下移動，進氣閥口10打開，節流作用減弱，輸出壓力基本恢復到原來的值。逆時針轉動旋鈕 1。調節彈簧2、3放松，氣體作用在膜片5上的推力大于壓力調節彈簧的力，膜片向上彎曲，進氣閥口10在動作的作用下關閉回位彈簧。再次轉動旋鈕1，進氣閥芯8頂部與溢流閥座4脫開，隔膜氣室6內的壓縮空氣通過溢流孔12、排氣孔11排出，所以該閥處于無輸出狀態。

總之，溢流減壓閥是靠進氣口的節流作用來減壓，靠隔膜上受力與溢流孔溢流作用的平衡來穩定壓力；通過調節彈簧可以在一定范圍內改變輸出壓力。. 為防止上述溢流型減壓閥產生的少量氣體污染周圍環境，可采用不帶溢流閥的減壓閥（即普通減壓閥）。

主閥體外還有一個小型的直動式減壓閥，用于控制主閥。該類閥門適用于口徑20mm以上、距離長（30m以內）、高處、危險場所、調壓困難的場合。

類型：

(一）直動式減壓閥

最簡單的減壓閥，直動式減壓閥薄膜式空氣彈簧，帶平膜片或波紋管。由于是獨立結構，無需在下游安裝外部傳感線。它是三種減壓閥中體積最小、最經濟的一種，專為中低流量設計。直動式減壓閥的精度通常為下游設定點的 +/-10%。

(二）活塞式減壓閥

這種減壓閥集先導??閥和主閥兩種閥門于一體。先導閥的設計類似于直動式減壓閥。先導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，本設計將利用進口壓力打開主閥。因此，該類型減壓閥在相同管道尺寸下比直動式減壓閥具有更高的容量和精度（+/-5%）。與直動式減壓閥相同的是壓力在減壓閥內部感應，無需在外部安裝感應管路。

(三） 膜減壓閥

在這種類型的減壓閥中，雙隔膜代替了內部先導減壓閥中的活塞。這種擴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，其容量大于內先導活塞減壓閥的容量。此外，隔膜對壓力變化更敏感，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 減壓閥技術及應用，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使用）。

主要作用：

減壓閥的工作原理是通過閥內流道對水流的局部阻力來降低水壓。水壓降的范圍由連接閥瓣的膜片或活塞兩側進出水口的水壓差自動調節。近年來出現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浮動活塞的水壓比來控制，進出口端減壓比與進出口側活塞面積比成反比. 這種減壓閥工作平穩，無振動；閥體內無彈簧，不用擔心彈簧腐蝕和金屬疲勞失效；密封性能好，不漏水，使動壓（水流時）和靜壓（流速為0點鐘方向）均降低；尤其是在減壓不影響水流的情況下。

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