專利名稱：減壓閥的制作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及一種活塞式減壓閥。
目前，在國內外建筑工程中，恒壓式全自動氣壓給水設備正在逐步取代一般的水塔、高位水箱、水泵站以及所有變壓式氣壓給水設備，成為較理想的新型供水設備。但是，這種設備需要一種所謂“恒壓式”減壓閥，其基本要求是減壓閥的出口壓力不僅在入口壓力發生變化時保持穩定，而且還要求給水量從零到最大額定流量之間大幅度變化時也要穩定。
目前國內外所用的各種減壓閥例如國內常用的Y44X－16型活塞式減壓閥(沈陽第二閥門廠產)及國外同類產品，其出口壓力只能在入口壓力發生變化時保持穩定，而當給水流量變化大時則無法保持穩定。流量小，出口壓力就升高，流量大，出口壓力就大幅度下降。因此這類減壓閥都無法滿足恒壓式給水設備的要求，從而抑制了這種設備的迅速發展。
本實用新型專利的目的是提供一種出口壓力基本上不隨入口壓力和給水流量大小變化的新型減壓閥，以便滿足恒壓式氣壓給水設備的要求，促進其迅速發展。
以下結合附圖進一步介紹本實用新型專利的基本結構，設計特點以及工作原理。


圖1是本實用新型專利的結構圖。
圖2是減壓閥活門開口的液流力分析圖。
本實用新型減壓閥的結構組成如
圖1所示，它包括直通閥體1，氣動活塞2，上閥蓋4，貯氣筒5，減壓活門8，阻尼活塞9，阻尼筒10，下閥蓋13以及套筒14等組成部分。
這是一種帶有貯氣筒和阻尼器的氣動式正向減壓閥。沒有任何機械彈簧，全憑氣體和液體壓力工作，結構特別簡單。在直通閥體1上部法蘭的密封面上，裝有貯氣筒5，用上閥蓋4和雙頭螺栓16固緊在一起。在閥體1的氣缸3內，裝有可沿其內孔上下活動的活塞2，貯氣筒內的氣體用O型密封圈(未標號)密封。在氣動活塞2的桿部套有擋板6，密封墊7，減壓活門8以及阻尼活塞9，并用螺母12固緊，從而氣動活塞2，減壓活門8、阻尼活塞9三者構成一起運動的組合閥芯結構，在阻尼活塞9的外圓上，滑套了阻尼筒10，它與下法蓋13和套筒14對中，并用雙頭螺栓16固緊在閥體1的下法蘭上。在阻尼活塞9的密封槽內，裝有用氟塑料制成的活塞環11，它把阻尼筒10分成上下兩個阻尼腔，從而達到了雙向阻尼的目的。
下面結合
圖1和圖2進一步介紹該減壓閥的基本特點。
1.要想在入口壓力P1變化時提高減壓閥出口壓力P2的調節精度，首先要使壓力P1對氣動活塞2與減壓活門8的上下作用力平衡。為此本閥采取了氣動活塞直徑D1與閥孔直徑D2接近相等使P1在活塞2和活門8上的作用力完全得到平衡的方案。因而減壓閥入口壓力P1不直接影響出口壓力P2，而只能影響氣動活塞O型密封圈的摩擦力大小。因此，入口壓力P1下降時，由于摩擦力減小，出口壓力P2只發生微小變化。
2.要想在給水流量變化大時穩定出口壓力P2，首先應盡可能減小閥芯的運動剛度(即每移動1毫米時貯氣筒5上的推力變化量)。因此本閥不設任何機械彈簧而采用貯氣筒方案，把閥芯的運動剛度減小到最大限度即氣動活塞2的工作容積Vx與貯氣筒5的容積Vk的比值Vx／Vk≤0.02，使貯氣筒內的氣壓Pk基本上恒定從而使出口壓力P2隨流量變化而變化的數值降到0.01MPa以內。
3.要想在給水流量變化大時，穩定出口壓力P2，還必須清除減壓活門開口處的液流力的嚴重影響，該力隨給水流量的增加而成正比的增加，從而使出口壓力P2降低很多。為了解決這個問題，本閥采取了大直徑正向式平盤閥瓣方案(見圖2)。從該圖可見，減壓活門8的上平面是完全垂直于閥孔D2的大平面的，其直徑D3＝1.5D2，從而A腔中的高壓水經閥孔D2在開口X處旋轉θ＝90°后，沿減壓活門的上平面流入低壓腔B。這時，液流力Fe沿活塞桿軸線的切向分量等于零，因此，該力無論多大均不影響閥芯的力平衡，從而基本上消除了流量變化對出口壓力P2的影響。
4.一般弱剛度減壓閥在動態上是很不穩定的，即很容易發生振蕩，因此本閥在減壓活門8的下方設置了由阻尼活塞9和阻尼筒10構成的雙向阻尼器，從而消除了減壓閥的任何振動。而且由于采用氟塑料活塞環11，使阻尼器摩擦力很小，幾乎不影響出口壓力P2。
由于以上特點，使本專利減壓閥不僅在入口壓力P1變化時出口壓力P2能穩定，而且基本上不受給水流量變化的影響，同時P2的調節精度較高，減壓閥的結構更簡單，除完全適合恒壓式氣壓給水設備使用外，還可以用于出口壓力P2的調節要求較高的其它水力試驗和水力工程裝置上。
下面進一步結合
圖1敘述本閥的工作原理，首先，當本閥門用于恒壓式氣壓給水設備時，減壓閥的入口同氣壓水罐的出水口相連，減壓閥出口裝有水壓表并與用戶的供水管相連接，然后貯氣筒5與上部的管接口用導管與氣壓水罐頂部連接，并在導管中部安裝一般工業上采用的微型節流閥(L21W－25K)，即
圖1上的J符號，以便給貯氣筒內充入壓縮空氣。
在這種情況下，給用戶供水時，首先慢慢打開節流閥J，使氣壓水罐中的壓縮空氣充入貯氣筒5內，于是貯氣筒內的壓力Pk推動活塞2向下運動，同時打開減壓活門，從而氣壓水罐中的高壓水，經減壓閥的A腔和閥孔D2，并在減壓活門開口處進一步節流后進入低壓腔B流向用戶。當B腔中的壓力P2達到用戶要求時，立即關閉節流閥J，切斷氣源，從而完成了減壓閥的手動調節工作，從此以后，減壓閥是靠貯氣筒5內的氣壓Pk，自動調節出口壓力P2并使它穩定。假如，減壓閥B腔壓力P2因用水流量的減少而上升，則減壓活門8下方的向上推力大于貯氣筒壓力Pk對氣動活塞2的向下推力，使活塞上升，活門開度減小，A腔進入B腔的流量隨即減小，從而降低了出口壓力P2，反之，由于用水流量增大而P2下降時，氣動活塞下降，減壓活門開度增加，出口壓力P2上升。如此不斷循環，使減壓閥的出口壓力P2始終穩定在設定點附近，這時，如閥芯受到某種干擾力而使活塞加速運動時，由于阻尼筒10的上下腔排水孔e和f太小，阻尼活塞9無法加速運動，這就阻止了該干擾力下可能發生的振動現象。
下面是通徑為65mm恒壓式減壓閥的實施例。
該閥的氣動活塞直徑為50mm，閥孔直徑為48mm，貯氣筒容積為Vk＝1000cm3。
1.當入口壓力P1從0.8MPa增加到0.55MPa時，出口壓力P2隨流量的變化情況如下Q1＝0m3時， P2＝0.51MPa；
Q1＝6m3／h 時， P2＝0.50～0.51MPa；Q1＝12m3／h 時， P2＝0.49～0.51MPa；Q1＝20m3／h 時， P2＝0.48～0.50MPa；Q1＝30m3／h 時， P2＝0.48～0.50MPa；因此，P2＝0.50＋0.01－0.02MPa2，入口壓力P1從0.55MPa下降到0.25MPa時出口壓力P2隨流量的變化情況如下Q1＝0m3／h 時， P2＝0.23MPa；Q1＝6m3／h 時， P2＝0.22～0.23MPa；Q1＝12m3／h 時， P2＝0.22～0.23MPa；Q1＝20m3／h 時， P2＝0.22～0.23MPa；Q1＝30m3／h 時， P2＝0.22～0.23MPa；因此，P2＝0.22＋0.01－0MPa
權利要求1.一種活塞式減壓閥，它包括直通閥體1，氣動活塞2，減壓活門8、上閥蓋4及下閥蓋13，其特征在于在大口徑直通閥體1的上部法蘭上，裝有貯氣筒5，并用上閥蓋4和雙頭螺栓固緊，在氣缸3的內孔中安裝有可以上下滑動的帶O型密封圈的氣動活塞2，在活塞2的下部活塞桿上，套有擋板6，密封墊7，平盤式減壓活門8以及阻尼活塞9，然后用螺母12固緊在一起，從而氣動活塞2，減壓活門8和阻尼活塞9三者構成一起運動的組合閥芯結構，在阻尼活塞9的外圓上，滑套了阻尼筒10，它與閥蓋13和套筒14對中，用雙頭螺栓16固緊在閥體1的下法蘭盤上，在阻尼活塞9的密封槽內，裝有用氟塑料制造的活塞環11，它把阻尼筒10分隔成上、下兩個阻尼腔，以保持雙向阻尼作用。
2.根據權利要求1所述的減壓閥，其特征在于氣動活塞2的直直徑D1與閥孔直徑D2接近相等，使閥芯完全處于壓力P1的水力平衡狀態。
3.根據權利要求1所述的減壓閥，其特征在于該減壓閥沒有任何機械彈簧，用貯氣筒5內的氣壓Pk來推動活塞2，氣動閥2的工作容積Vx等貯氣筒容積Vk的比值保持在Vx／Vk＝0.01～0.03之間。
4.根據權利要求1所述的減壓閥，其特征在于減壓活門直徑D3是閥孔直徑D2的1.3～1.5倍，并且其上平面垂直于閥孔。
專利摘要本實用新型涉及一種活塞式減壓閥，閥體內裝有由氣動活塞、減壓活門、阻尼活塞三個零件構成的組合閥芯，用貯氣筒內的氣壓推動。閥內沒有機械彈簧，結構簡單，其出口壓力基本上與入口壓力和流量的變化無關，當給水流量變化很大時也能保持出口壓力基本恒定并且不會發生振動現象。因此完全可用于恒壓式氣壓給水設備以及出口壓力要求很高的所有水力試驗和水力工程裝置上。
文檔編號F16K17/02GK2046170SQ8920101
公開日1989年10月18日 申請日期1989年1月27日 優先權日1989年1月27日
發明者樸龍奎 申請人:樸龍奎