機(jī)械百科：減壓閥的基本原理介紹及優(yōu)缺點(diǎn)

　　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(dá)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(guān)。

　　(2)壓力特性：它是指流量g為定值時(shí)，因輸入壓力波動(dòng)而引起輸出壓力波動(dòng)的特性。輸出壓力波動(dòng)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(shí)，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當(dāng)流量g發(fā)生變化時(shí)，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(dòng)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(chǎng)合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)姆?wù)水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費(fèi)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(yùn)行工況和潛在節(jié)水作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)其節(jié)水效果約為30%。

　　1、關(guān)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(shí)針旋轉(zhuǎn)至最上位置（相對(duì)低出口壓力），然后關(guān)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(shí)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(zhǔn)）；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(shí)出口壓力高于設(shè)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(duì)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(jìn)出口水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。定比減壓原理是利用閥體中浮動(dòng)活塞的水壓比控制，進(jìn)出口端減壓比與進(jìn)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(dòng)；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(dòng)壓（水流動(dòng)時(shí)）又減靜壓（流量為0時(shí)）；特別是在減壓的同時(shí)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(shí)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(dòng)化選型有收錄。該閥的特點(diǎn)，是在進(jìn)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(diǎn)

　　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(fèi)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(chǎng)合，宜選用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)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(yīng)安裝在水平管道上。

　　主要應(yīng)用

　　這是一個(gè)典型的水電站技術(shù)供水系統(tǒng)。

　　水電站技術(shù)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(jìn)入各個(gè)用水點(diǎn)。如果管道超壓，泄壓閥會(huì)充分打開并及時(shí)泄壓。

　　1、組合式減壓閥在確保機(jī)組用水量的前提下，為閥后用水點(diǎn)提供穩(wěn)定可靠的低壓冷卻水。其減壓比最大可達(dá)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(yán)重?fù)p壞時(shí)出口端壓力仍保持低壓。

　　2、技術(shù)供水系統(tǒng)上安裝的濾水器，可以為機(jī)組提供清潔水源，以防雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)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(jí)別的濾水器，但是過多的雜質(zhì)會(huì)影響到減壓閥性能的穩(wěn)定發(fā)揮。

　　3、技術(shù)供水系統(tǒng)上的水力控制閥可以通過快速開啟和緩慢關(guān)閉達(dá)到截?cái)喙艿澜橘|(zhì)流動(dòng)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(guān)閉的同時(shí)可以進(jìn)行反沖排污，確保工況時(shí)不卡阻。

　　4、技術(shù)供水系統(tǒng)上的泄壓閥能準(zhǔn)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(huì)充分打開并及時(shí)泄壓。性能良好的泄壓閥除了具有反饋系統(tǒng)外，也帶有強(qiáng)制開啟手柄，在萬一的故障時(shí)可切換反饋系統(tǒng)或直接手動(dòng)排放。

　　分類

　　概述

　　減壓閥按結(jié)構(gòu)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(dǎo)式減壓閥當(dāng)減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時(shí)，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(shí)，輸出壓力波動(dòng)較大，閥的結(jié)構(gòu)尺寸也將增大。為了克服這些缺點(diǎn)，可采用先導(dǎo)式減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥的工作原理與直動(dòng)式的基本相同。先導(dǎo)式減壓閥所用的調(diào)壓氣體，是由小型的直動(dòng)式減壓閥供給的。若把小型直動(dòng)式減壓閥裝在閥體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥；若將小型直動(dòng)式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導(dǎo)式減壓閥。

　　組合式減壓閥

　　組合式減壓閥是專為復(fù)雜工況下運(yùn)行的供水系統(tǒng)量身設(shè)計(jì)的減壓設(shè)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(jī)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(dá)到12:1，最高應(yīng)用水頭320米（井岡沖水電站）

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

　　外形結(jié)構(gòu)：

　　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(dǎo)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(dòng)排污型為電磁閥）

　　12–出口壓力鎖定閥

　　13–閥體

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

　　1、組合式減壓閥自動(dòng)調(diào)節(jié)原理：

　　組合式減壓閥是一種在復(fù)雜多變的工況下亦可利用水壓進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的減壓閥穩(wěn)壓閥，在進(jìn)口壓力和流量產(chǎn)生變化的時(shí)候保持出口的壓力和流量穩(wěn)定。其實(shí)現(xiàn)自力控制，調(diào)試簡(jiǎn)單，運(yùn)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(hào)來控制過流面積（節(jié)流錐開度）的獨(dú)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(yùn)行模式可以達(dá)到減壓閥不停機(jī)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(yùn)行工況比較復(fù)雜，尤其水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到設(shè)備的安全運(yùn)行。針對(duì)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(biāo)配為手動(dòng)控制，根據(jù)水質(zhì)實(shí)際情況把握反沖排污頻率，或直接采用PLC自動(dòng)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(tái)合格的減壓閥閥體均經(jīng)受了超過60分鐘的1.5倍強(qiáng)壓實(shí)驗(yàn)，杜絕閥體缺陷，即使歷經(jīng)十余年的連續(xù)運(yùn)行也不會(huì)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(shí)，保持出口壓力P2值安全的剛性保護(hù)裝置。

　　作用式減壓閥

　　簡(jiǎn)單的減壓閥，直接作用式減壓閥，帶有平膜片或波紋管。因?yàn)樗仟?dú)立結(jié)構(gòu)，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(jì)的一種，專為中低流量設(shè)計(jì)。直接作用式減壓閥的精確度通常為下游設(shè)定點(diǎn)的+/-10%。

　　活塞式減壓閥

　　該類型的減壓閥集兩種閥―導(dǎo)閥和主閥―于一體。導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)與直接作用式減壓閥類似。來自導(dǎo)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(shí)，這種設(shè)計(jì)就會(huì)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(dǎo)式減壓閥中的活塞。這個(gè)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(dǎo)式活塞減壓閥更大。另外，膜片對(duì)壓力變化更為敏感，精確度可達(dá)+/-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(dòng)蕩更少。該減壓閥非常靈活，可以采用不同類型的導(dǎo)閥（例如壓力閥、溫度閥、空氣裝載閥、電磁閥或幾種閥同時(shí)配套適用）。

　　直動(dòng)式減壓閥

　　直動(dòng)式減壓閥所示為直動(dòng)式帶溢流閥的減壓閥(簡(jiǎn)稱溢流減壓閥)的結(jié)構(gòu)圖。

　　溢流減壓閥是靠進(jìn)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(duì)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(dǎo)式減壓閥

　　先導(dǎo)式減壓閥

　　內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥當(dāng)減壓閥的輸出壓力較高或通徑較大時(shí)，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(shí)，輸出壓力波動(dòng)較大，閥的結(jié)構(gòu)尺寸也將增大。為了克服這些缺點(diǎn)，可采用先導(dǎo)式減壓閥。先導(dǎo)式減壓閥的工作原理與直動(dòng)式的基本相同。先導(dǎo)式減壓閥所用的調(diào)壓氣體，是由小型的直動(dòng)式減壓閥供給的。若把小型直動(dòng)式減壓閥裝在閥體內(nèi)部，則稱為內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥；若將小型直動(dòng)式減壓閥裝在主閥體外部，則稱為外部先導(dǎo)式減壓閥。與直動(dòng)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(dāng)噴嘴與擋板之間的距離發(fā)生微小變化時(shí)，就會(huì)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(dòng)，使進(jìn)氣閥口8開大或關(guān)小、提高了對(duì)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(gè)小型直動(dòng)式減壓閥由它來控制主閥。此類閥適于通徑在20mm以上，遠(yuǎn)距離(30m以內(nèi))、高處、危險(xiǎn)處、調(diào)壓困難的場(chǎng)合。

　　選用標(biāo)準(zhǔn)

　　標(biāo)準(zhǔn)一在給定的彈簧壓力級(jí)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(dòng)；

　　標(biāo)準(zhǔn)二對(duì)于軟密封的減壓閥，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不得有滲漏；對(duì)于金屬密封的減壓閥，其滲漏量應(yīng)不大于最大流量的0.5%；

　　標(biāo)準(zhǔn)三出口流量變化時(shí),直接作用式的出口壓力偏差值不大于20%,先導(dǎo)式不大于10%；

　　標(biāo)準(zhǔn)四進(jìn)口壓力變化時(shí)，直接作用式的出口壓力偏差不大于10%，先導(dǎo)式的不大于5%；

　　標(biāo)準(zhǔn)五通常，減壓閥的閥后壓力應(yīng)小于閥前壓力的0.5倍；

　　標(biāo)準(zhǔn)六減壓閥的應(yīng)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)九先導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)十先導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)十一先導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)十二減壓閥進(jìn)口壓力的波動(dòng)應(yīng)控制在進(jìn)口壓力給定值的80%～105%，如超過該范圍，減壓前期的性能會(huì)受影響；

　　標(biāo)準(zhǔn)十三通常減壓閥的閥后壓力應(yīng)小于閥前壓力的0.5倍；

　　標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)更換彈簧；

　　標(biāo)準(zhǔn)十五在介質(zhì)工作溫度比較高的場(chǎng)合，一般選用先導(dǎo)活塞式減壓閥或先導(dǎo)波紋管式減壓閥；

　　標(biāo)準(zhǔn)十六介質(zhì)為空氣或水（液體）的場(chǎng)合，一般宜選用直接作用薄膜式減壓閥或先導(dǎo)薄膜式減壓閥；

　　標(biāo)準(zhǔn)十七介質(zhì)為蒸汽的場(chǎng)合，宜選用先導(dǎo)活塞式或先導(dǎo)波紋管式減壓閥；

　　標(biāo)準(zhǔn)十八為了操作、調(diào)整和維修的方便，減壓閥一般應(yīng)安裝在水平管道上。