減壓閥設計的基本內容

                      減壓閥設計的基本內容

                       上海申弘閥門有限公司

之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項，現在介紹減壓閥的設計程序
    1．減壓閥設計的基本內容
    閥門作為管道系統中一個重要的組成部分，應保證安全可靠地執行管道系統對閥門提出的使用要求。因此，閥門設計必須滿足工作介質的壓力、溫度、腐蝕和流體特性以及操作、制造、安裝和維修等方面對閥門提出的全部要求。
    閥門設計必須明確給定的技術數據，即“設計輸入”，在此基礎上方可正確地完成設計。閥門作為管道系統中的一個重要組成部分，應保證安全可靠執行管道系統對閥門提出的使用要求。因此，閥門設計必須滿足工作介質的壓力、溫度、腐蝕、流體特性以及操作、制造、安裝、維修等方面對閥門提出的全部要求。閥門設計必須明確給定的技術數據，即“設計輸入”，在此基礎上方可正確完成設計。

選擇減壓閥尺寸應綜合考慮管徑,流量、壓差等因素,而不能僅憑管路尺寸。同時本文指出減壓閥應用中存在的氣蝕問題及其避免方法,并對減壓閥安裝所需的配件進行了詳盡的闡述。減壓閥是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。從流體力學的觀點看，減壓閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，即通過改變節流面積，使流速及流體的動
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥設計依據：基本參數；閥門的用途；介質的工作壓力和工作溫度；使用介質及其特性（特別是腐蝕性，易燃易爆性）；公稱尺寸DN；結構長度及采用標準；與管路連接方式，尺寸及標準；閥門驅動方式；需不需要抗硫；火災型式試驗證書；抗靜電結構；注脂要求，加工閥桿要求。根據以上基本要求，可確定閥門種類，公稱尺寸DN或壓力等級CL。主要連接尺寸和驅動方式等，同時選定閥門的結構，主要零件的材料。為了進一步做好設計，還應了解：介質粘度，閥門流通能力要求；流量特性；閥門開啟和關閉時間；動力源情況（電動的電壓，氣動的氣壓等）；閥門安裝位置及其環境條件；外形尺寸的限制；重量的限制；對震動的要求。Smax—主閥閥口大開口量（cm）。 （7）先導錐閥角2?的選定。 適當減小先導閥錐角2?，除了可以減小先導閥的液動力剛度、提高先導閥的穩定性外，還可以增大閥芯與閥座接觸的支反力R，提高密封性能，以免在外界油壓發生變化時，由于密封性能不良，導致先導閥振動，如圖所示。但是先導 閥錐角2?也不易取得過小。因為錐角過小，一方面影響閥的溢流性能，另一方面導致支反力R過大。一般取2?=40°，較新的減壓閥可以取2?=24°。 如圖4-1 4.2.2 主閥彈簧的設計 主閥彈簧的作用是在主閥芯上升時作為復位力，并且主閥彈簧剛度較小，因此又稱為弱性彈簧。減小主閥彈簧的剛度K1，有利于提高減壓閥的壓力穩定性，但是，K1值過小會使減壓閥動態過渡時間延長，降低閥的動態性能。所以，合理的選擇主閥彈簧的剛度K1很是重要。 



根據已有的性能良好的減壓閥資料統計[3]，主閥彈簧的預壓緊力Pt可以按照以下范圍來選取：對于工作壓力為21～31.5Mpa的減壓閥，額定流量小于250L/min時，主閥彈簧的預壓緊力Pt=19.6～45N；額定流量q=250L/min～500L/min時，主閥彈簧的預壓緊力Pt=58.8～78.4N；額定流量q>1000L/min時，主閥彈簧預壓緊力Pt=196～294N。主閥彈簧的預壓縮量Y按下列計算公式計算得： 式中的系數，在大流量時取大值，反之取小值。S—主閥開口量（cm）。 所以，取 Y=20mm。 減壓閥經過阻尼孔后的壓力損失經驗為:2～3bar（即0.2～0.3Mpa） 根據計算公式得： 

減壓閥設計的基本內容
式子中，Pmin=0.2Mpa，Pmax=0.3Mpa，r—閥芯低面槽的半徑（cm）， Y—主閥彈簧的預壓縮量(cm)，Smax—閥口大開口量（cm）。 計算得出:k1=3140N/m。 
在主閥彈簧的剛度K1和預壓縮量Y選定之后，計算出主閥彈簧的預壓緊力Pt，有公式K1=Pt/Y得，Pt=62.8N。 Pt在額定流量q=250L/min～500L/min時，主閥彈簧的預壓緊力Pt=58.8～78.4N范圍內，所以符合要求。 現在已知條件：主閥彈簧的大載荷F=K1×（Smax+Y）=3140×(0.01+0.02)=94.2N，變量?為30mm,計算出彈簧的主要尺寸。 
根據工作要求確定彈簧的結構、材料和許用應力，要求中需滑閥動作靈敏、可靠；所以這種彈簧材料為碳素彈簧應該列為第Ⅰ組類 
1） 首先初選彈簧的直徑為d=2mm， 
2） 選擇彈簧的指數C，有表12-6[2]  李振清，彭榮濟，崔國泰合編，《機械零件》，北京工業學院出版社.1987]，C=10 這里也考慮到了外徑為20mm左右。 
3） 計算彈簧絲的直徑，有公式得：曲度系數 閥門“設計輸入”必須具備的基本數據：

的用途或種類
介質的工作壓力
介質的工作文圖
介質的物理、化學性能（腐蝕性、易燃易爆性、毒性、物態等）
公稱通經
結構長度
與管道的連接形式
閥門的操作方式（手動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、電動、氣動、液動等）
在閥門技術設計和工作圖設計時，應當掌握的數據和技術要求：



的流通能力和流體阻力系數
閥門啟閉速度和啟閉次數
驅動裝置能源特（流電或直流電、電壓、空氣壓力等）
閥門工作環境及其保養條件（是否防爆、是否熱帶氣候條件等）
外形尺寸的限制
重量的限制
抗地震要求
閥門設計程序

設計和開發策劃

設計和開發階段
適合于每個設計和開發階段的評審、驗證和確認活動
設計和開發的職責和權限
設計和開發輸入

功能和性能要求
使用的法律法規要求
以前類似設計提供的信息
設計和開發所必須的其它要求
設計和開發的輸出



滿足設計和開發輸入的要求
給出采購、生產和服務提供的適當信息
包含或引用產品接受標準
規定對產品的安全和正常使用所必須的產品特性
設計和開發確認以產品鑒定的方式進行確認設計和開發的更改。
    閥門“設計輸入”必須具備的基本數據如下：
    1)閥門的用途或種類。
    2)介質的工作壓力。
    3)介質的工作溫度。
    4)介質的物理、化學性能（腐蝕性、易燃易爆性、毒性及物態等）。
    5)公稱尺寸。
    6)結構長度。
    7)與管道的連接形式。
    8)閥門的操作方式（手動、齒輪傳動、蝸桿傳動、電動、氣動或液動等）。
    在閥門技術設計和工作圖設計時，應當掌握的數據和技術要求女Ⅱ下：
    1)閥門的流通能力和流體阻力系數。
    2)閥門的啟閉速度和啟閉次數。
    3)驅動裝置的能源特（流電或直流電、電壓及空氣壓力等）。
    4)閥門的工作環境及其保養條件（是否防爆，是否是熱帶氣候條件等）。
    5)外形尺寸的限制。
    6)重量的限制。
    7)抗地震要求。


    2．閥門的設計程序
(1)設計和開發的策劃
1)設計和開發階段
2)適合于每個設計和開發階段的評審、驗證和確認活動。
3)設計和開發的職責和權限。
(2)設計和開發的輸入
1)功能和性能要求。
2)適用的法律和法規要求。
3)以前類似設計提供的信息。
4)設計和開發所必需的其他要求。


(3)設計和開發的輸出
1)滿足設計和開發輸入的要求。
2)給出采購、生產和服務提供的適當信息。
3)包含或引用產品接收準則。
4)規定產品的安全和正常使用時所必需柏產品特性二
(4)設計和開發的評審
1)評價設計和開發的結果滿足要求的能力。
2)識別任何問題并提出必要的措施。
(5)設計和開發的驗證
1)變換方法進行計算。
2)與已證實的類似設計比較。
3)試驗和演示。
(6)設計和開發的確認
以產品鑒定的方式進行確認。
(7)設計和開發的更改



《閥門的設計與應用》一書主要介紹閥門的設計與應用，內容主要包括概論、閥門的基本參數、閥門的設計與計算、閥門的結構設計、閥門的驅動裝置、閥門的測繪設計要點、閥門的零部件以及閥門的技術術語。本書內容新穎，圖文并茂，注重性和科學性，簡明實用。與本產品相關論文：斯派莎克蒸汽減壓閥在化纖管路應用