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减压阀的用途及管理研究现状

2021-02-02 19:09:34
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其一、减压阀的用途
先导式减压阀是通过启闭件的节流和调节,将介质压力降低,并通过阀后介质压力的直接作用,使阀后的压力自动满足预定的要求。
减压阀也是一种自动阀门,在机构和性能参数方面的通用阀门有许多不同之处,有些的名称术语,易于混淆。为了使广大读者清楚地了解减压阀,并能正确选用,现将减压阀的主要名词术语予以说明。
1.减压阀的名称术语1.直接作用式减压阀:利用出口压力变化,直接控制阀瓣运动的减压阀。
2.先导式减压阀:由主阀和导阀组成,出口压力的变化通过放大控制主阀动作的减压阀。
3.薄膜式减压阀:采用膜片作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀4.活塞式减压阀:采用活塞式作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。
5.波纹管式减压阀:采用波纹管作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。
6.静态密封:出口流量为零时,减压阀的密封状态。
7.动态密封:出口介质截止断流时,减压阀的密封状态。
8.调压特性:压力一定,连续调节出口压力时,减压阀的卡阻和振动现象。
9.压力特性:稳定动状态下,出口流量一定,压力改变时,出口压力与压力的函数关系。
10.流量特性:稳定动状态下,压力不变,出口压力与流量的函数关系。
11.较大流量:在给定出口压力下,其偏差在规定范围内所能达到的流量上限。
12.压力特性偏差值:出口流量一定,压力变化时,出口压力的变化值。
通常减压阀的阀后压力Pc应小于阀前的1/2,即Pe<0.5P1。
减压阀的应用范围较为广泛,在蒸汽、压缩空气、工业用气、水、由和晓许多其它液体介质的设备和管路上均可使用。介质流径减压阀出口出的量,一般用质量流量qm(kg/s)或体积流量qv(m3/s)表示。
2.减压阀的种类减压阀的种类很多,但大致可分为直接作用式(自力式)和间接作用式(它力式)两大类。直接作用式减压阀,即利用介质本身的能量来控制所需的压力。间接作用式减压阀,即利用外界的动力,如气压、液压或电气等来控制所需的压力。这两类相比,前者机构比较简单,后者精度较高。目前,我国大量生产和使用的都是直接作用式减压阀。根据减压阀的机构还可分为:
1.活塞式减压阀:它是通过活塞来平衡压力,带动阀瓣动力。如图2-106所示。
这类减压阀体积小,活塞所允许的行程较大,但由于活塞在缸体中摩擦较大,因此灵敏度比薄膜式减压阀低。另外,其制造工艺要求严格,特别是活塞、活塞环、缸体、副阀等零件,由于用在蒸汽减压阀上,这些零件受热后的膨胀间隙不易控制,易产生卡住或漏汽现象,影响它的灵敏度。尽管如此,这种机构的减压阀仍使用很广,特别是当介质温度较高时,薄膜式减压阀由于耐温的薄膜材料难以解决,仍大量选用活塞式减压阀;对于水、空气等介质也可选用。
其二、供水管网压力管理研究现状
供水管网的压力与管网漏损、爆管率相关,是供水用户与供水企业都关注的重要指标。对于自来水用户来说,供水压力是表征供水质量的直观要素,供水压力高低波动会影响用户的正常使用,这往往成为客户投诉的主要原因;对于企业来说,供水压力带来的一系列问题直接影响企业的经济效益。为了管网中压力较低点的用户的供水压力,在确定泵房和分水口压力时,常以压力较低点(或称较不利点)的压力作为指标。这样存在两个问题:一是距离泵房或减压阀近的点,供水压力较高:二是当夜间流量降低时,较不利点的压力也会升高。因此,管网阀门的布置优化和管网压力的合理调度策略成为近年来相关人员学术研究和工程应用的主要内容。
在,目前压力管理的产品已经比较成熟,压力管理(PMA)一般以分区计量(DMA)一同实施。在较近实施的工程实践中,调压阀门一般都是减压阀(PRV)也有一部分自来水公司在压差低于200kPa的场合采用蝶阀来调压。对于单入口的供水网络,区域内的压力只受用水流量和调压阀开度的影响,调压阀的控制较简单;而对于多入口网状形供水网络,区域内的压力不仅受到用水流量的影响,而且受到多个调压阀的共同影响。对于多台调压阀的控制策略将变得复杂,应使用智能算法实现错时调节,并对间隔时间有严格的要求,否则会产生振荡现象。
目前应用的200X型先导式减压阀有自力式和电动阀两类,自力式采用基于压力负反馈的水力驱动,在控制系统休眠时,机械系统能自动阀后压力并通过水力驱动开度变化使阀后压力保持在士6%的精度内。相对自力式不消耗动力电源的工作模式,200X型先导式减压阀每一次开度调节都需要动力电源来驱动,但电动减压阀的控制精度要高一些,对背景漏失的控制,因此,减压阀及其控制策略的选择应以总体能耗为目标变量来进行优化分析。
目前在供水管网压力管理的研究主要包括四个方面,即压力管理与漏损相关性研究、压力控制策略优化、减压阀布置优化、压力管理综合优化研究。

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