减压阀在给水系统的设计原理与应用.pdf

中国月期刊咨询网 减压阀在给水系统的设计原理与应用 减压阀是供水系统的重要组成部分，对减小压力减低损失发挥着重要作用，本文主要分析了减压阀的工作原理，以及 减压阀在供给水系统中的应用和效果。 《水利与建筑工程学报 》是由教育部主管，西北农林科技大学主办，国内外公开发行的学术性科技期刊(双月刊)。本刊创刊于1991年，原刊 名《防渗技术》(内部发行)，1995年公开发行(季刊)，2003年更名为《水利与建筑工程学报》，2010年由季刊变更为 双月刊。 阐述减压阀的分类及原理，分析减压阀的优点。结合供水工况，明确选用原则和配管设计要点，并指出安装及维护要 求。 减压阀是一种降低给水管道中水压的阀门，其原理是通过水压的变化或增强局部水头损失以达到减压的目的。具体动 作程序是通过启闭件的节流将进口压力稳定至某一个需要的出口压力，并能在进口压力及流量变化时利用介质本身能 量保持出口压力基本不变。 给水系统设计中常用的减压孔板只能减动压，不能减静压;而给水减压阀既可以减动压，也可以减静压。给水减压阀 可以简化给水系统，防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。目前，给水减压阀已广泛应用于各类分区 给水系统中，尤其适用于高层建筑的生活及消防给水系统中。 1. 给水减压阀的分类及原理 按照结构形式分类，给水减压阀分为比例式、可调式两类，结构示意参见图1。 比例式的出口压力与进口压力是按照固定比例减压的，常见减压比分别为2:1、3:1、4:1、5:1。比例式结构简单，阀体 只有一个活动部件活塞，活塞在截留口的前后面积不同。随着流量的变化，截留口产生的阻力损失随着进口、出口的 压力差变化，截留口的缝隙也变化，保持进口、出口的压力按照固定比例。当没有流量时，阀体的截留口完全关闭实 现减静压。 比例式的减压效果好，无需人工调节，阀体体积小，便于加工制作，价格低廉，安装、维护简便，使用寿命长，但出 口压力不能调节。 中国月期刊咨询网 可调式的出口压力可以按照需要进行调节，通过增强局部水头损失以达到减压的目的。进水通过截留口，降低的压力 作为反馈信号引到橡胶膜片下面，利用膜片与弹簧的力平衡关系，通过联动阀芯使阀瓣保持在一定的开启高度，得到 相应的阻力系数，使出水压力达到设定值。当达到关闭截留口的设定值时，实现减静压。调节弹簧的平衡力可以灵活 地调节出口压力。 可调式的出口压力相对稳定，动作反应灵敏，使用灵活，结构复杂，阀体体积大，价格较高。使用一段时间后，当出 口压力出现偏移时，可以调节后继续使用。阀体内弹簧和隔膜在使用一定年限后，会出现弹性疲劳和老化现象，需及 时调整或更换。 按照控制方式分类，给水减压阀分为直接作用式、先导式两类。 直接作用式是利用出口压力变化直接控制阀瓣运动。 先导式由主阀和先导阀组成，出口压力的变化通过先导阀控制主阀动作，并可使出口压力稳定，又称减压稳压阀。 2. 应用给水减压阀的优点 (1)简化系统。 在各类分区给水系统中，尤其是高层建筑的生活及消防给水系统中，由于材料、用水设备对水压的要求，需进行分区 供水。应用给水减压阀，系统可以节省分区水泵，取消中转或减压水箱(池)。 (2)防止系统超压，避免生活给水的二次污染。 应用给水减压阀，可以防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。在生活给水系统中，给水减压阀可以避 免生活给水的二次污染。 (3)解决供水矛盾。 应用给水减压阀，可以解决相邻分区边界的供水矛盾。在消防给水系统中，给水减压阀可以防止消防用水设备的超压 ，保证系统正常工作。 (4)节约投资。 由于节省分区水泵及泵房面积，取消中转或减压水箱(池)，从而节约投资。 3. 给水减压阀的选用 比例式的出口压力与进口压力是按照固定比例减压的，可调式的出口压力可以按照需要进行调节，应根据给水系统的 要求，并考虑给水减压阀的正常减压范围，正确地选用。 图2表示给水减压阀当进口压力P1一定时，出口压力P2随着流量变化的工况曲线。 对于比例式，其中有一段流量(ΔQ)，其压力相对稳定，因此流量在这段ΔQ内变化，能满足出口压力P2相对固定的 要求。比例式结构简单，阀体体积小，适用于管径较大的系统。在消防给水系统中，其压力通常是通过比例设定的， 宜选用比例式。 对于可调式，流量Q的变化受到阻尼的影响，出口压力P2随着流量Q相应变化。随着公称直径的增大，可调式由于其 结构的原因造成价格增加很多。可调式适用于流量较小、水压要求准确的