薄膜式空气弹簧减压阀技术及应用

薄膜式空气弹簧减压阀技术及应用

减压阀是通过调节将进口压力降低到某一所需出口压力，依靠介质本身的能量自动保持稳定的出口压力的阀门。从流体力学的角度来看，减压阀是一种可以改变局部阻力的节流元件，即通过改变节流面积来改变流体的流量和动能，从而产生不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制和调节系统的调节，用弹簧力平衡阀后压力的波动，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。

减压阀是一种自动降低管道工作压力的特殊装置。它可以将阀前管道中较高的液体压力降低到阀后管道所需的水平。这里的传输介质主要是水。减压阀广泛应用于高层建筑、城市给水管网水压过高的地区、矿山等场合，以确保给水系统中的各供水点获得适当的生活用水压力和流动。

鉴于漏水率和浪费程度几乎与供水系统的水压成正比，减压阀具有改善系统运行条件和潜在节水的作用。据统计，其节水效果约为30%。减压阀的结构形式很多。过去常见的有膜片式和内弹簧活塞式。

减压阀的基本原理是通过阀内流道对水流的局部阻力来降低水压。水压降的范围由连接阀瓣的膜片或活塞两侧进出水口的水压差自动调节。

恒比减压原理是利用阀体内浮动活塞的水压比控制。进出口压降比与进出口活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动，使国内减压阀生产技术进一步提高；阀体内无弹簧，不用担心弹簧腐蚀和金属疲劳失效；密封性能好，不泄漏，动压（水流时）和静压（流量为0时）均降低；特别是在减压的同时不影响水流。减压阀通常有DN15～DN100等多种规格。

JB/T2203-1999《减径阀结构长度》为总类。目前国内大部分减压阀厂家都是按照这个标准设计生产的，但是这个标准还不完善，规格不全。例如燃气减压阀的最大公称通径为DN500，水减压阀的最大公称通径为DN500。根据厂家生产的减压阀的规格和现有资料，各个厂家的连接尺寸是不统一的，比如DN500气体减压阀。建议通用机械研究所审查JB/T2203-1999《减径阀结构长度》进行修改。

工作准则：

减压阀是气动调节阀必不可少的附件。其主要作用是降低气源压力并稳定在一个固定值，使调节阀获得稳定的气源功率进行调节控制。按结构可分为膜片式、弹簧膜片式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数可分为单座式和双座式；根据阀瓣的位置，可分为正作用式和反作用式。

压力为P1的压缩空气从左端输入，经阀口10节流，压力下降至P2输出。P2的大小可以通过调压弹簧2、3来调节。顺时针旋转旋钮1，压缩弹簧2、3和膜片5使阀芯8下移，增大阀口10的开度使P2增大。如果逆时针转动旋钮1，阀口10的开度减小，P2相应减小。

如果P1瞬间上升，P2也会随之上升，导致隔膜室6内的压力增加，隔膜5上产生的推力也会相应增加。该推力破坏了原力的平衡并使隔膜5向上移动。移动时，一小部分气流通过溢流孔12、排气孔11排出。随着隔膜向上移动，由于复位弹簧9的作用，阀芯8也向上移动，关闭了进气阀端口 10，并增加节流效果，导致输出压力下降，直到达到新的平衡。输出压力基本恢复到原来的值。如果输入压力瞬间下降，输出压力也下降，隔膜5向下移动薄膜式空气弹簧，阀芯8相应向下移动，进气阀口10打开，节流作用减弱，输出压力基本恢复到原来的值。逆时针转动旋钮 1。调节弹簧2、3放松，气体作用在膜片5上的推力大于压力调节弹簧的力，膜片向上弯曲，进气阀口10在动作的作用下关闭回位弹簧。再次转动旋钮1，进气阀芯8顶部与溢流阀座4脱开，隔膜气室6内的压缩空气通过溢流孔12、排气孔11排出，所以该阀处于无输出状态。

总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用来减压，靠隔膜上受力与溢流孔溢流作用的平衡来稳定压力；通过调节弹簧可以在一定范围内改变输出压力。. 为防止上述溢流型减压阀产生的少量气体污染周围环境，可采用不带溢流阀的减压阀（即普通减压阀）。

主阀体外还有一个小型的直动式减压阀，用于控制主阀。该类阀门适用于口径20mm以上、距离长（30m以内）、高处、危险场所、调压困难的场合。

类型：

(一）直动式减压阀

最简单的减压阀，直动式减压阀薄膜式空气弹簧，带平膜片或波纹管。由于是独立结构，无需在下游安装外部传感线。它是三种减压阀中体积最小、最经济的一种，专为中低流量设计。直动式减压阀的精度通常为下游设定点的 +/-10%。

(二）活塞式减压阀

这种减压阀集先导​​阀和主阀两种阀门于一体。先导阀的设计类似于直动式减压阀。先导阀的排气压力作用在活塞上，使活塞打开主阀。如果主阀太大不能直接打开，本设计将利用进口压力打开主阀。因此，该类型减压阀在相同管道尺寸下比直动式减压阀具有更高的容量和精度（+/-5%）。与直动式减压阀相同的是压力在减压阀内部感应，无需在外部安装感应管路。

(三） 膜减压阀

在这种类型的减压阀中，双隔膜代替了内部先导减压阀中的活塞。这种扩大的隔膜面积可以打开更大的主阀，并且在相同的管道尺寸下，其容量大于内先导活塞减压阀的容量。此外，隔膜对压力变化更敏感，精度为+/-1%。更高的精度是由于下游传感线（阀门外）的定位薄膜式空气弹簧 减压阀技术及应用，那里的气体或液体湍流较少。减压阀非常灵活，可以使用不同类型的先导阀（如压力阀、温度阀、空气加载阀、电磁阀或几种类型的阀门同时使用）。

主要作用：

减压阀的工作原理是通过阀内流道对水流的局部阻力来降低水压。水压降的范围由连接阀瓣的膜片或活塞两侧进出水口的水压差自动调节。近年来出现了一些新型的减压阀，如定比减压阀。恒比减压原理是利用阀体内浮动活塞的水压比来控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比. 这种减压阀工作平稳，无振动；阀体内无弹簧，不用担心弹簧腐蚀和金属疲劳失效；密封性能好，不漏水，使动压（水流时）和静压（流速为0点钟方向）均降低；尤其是在减压不影响水流的情况下。

通过减压阀的水流虽然水头损失很大，但由于减少了水的浪费，使系统流量分配合理，改善了系统布局和工作条件，因此总体上仍然是节能的。减压阀的每个弹簧只在一定的出口压力范围内使用，超过该范围应更换弹簧。当介质的工作温度较高时，一般采用先导活塞式减压阀或先导波纹管式减压阀。当介质为空气或水（液体）时，一般宜采用直动式隔膜减压阀或先导式隔膜减压阀。当介质为蒸汽时，宜选用先导活塞式减压阀或先导波纹管式减压阀。为便于操作、调整和维修，减压阀一般应安装在水平管道上。