减压阀动态响应特性概述与分区压力管理

{一}、电液比例减压阀动态响应特性概述
减压阀的时间响应特性有动态特性和稳态特性。稳态响应是指在某一输入信号的作用后，时间趋于大时系统的输出过程；动态特性是系统在某一输入信号作用下，系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程，在工程上，评价系统动态性能的好坏，多用时域和频域特性来表示，一般用它的输入电信号阶跃响应和频率响应来表征。在本章中对直动式三通电液比例减压阀的动态频响特性进行仿真分析，影响其动态频响特性的因素。
先导式减压阀控制系统的动态特性用时域特性和频域特性来描述，时域特性的描述主要运用单位阶跃响应或单位脉冲响应，而频域特性用幅频特性曲线图，频域特性分析称频率法，频率法根据系统的闭环或开环频率特性间接求取系统的动态特性指标。
电液比例减压阀的输入电信号阶跃响应特性是指在负载不变的情况下，电液比例减压阀的控制信号发生阶跃变化时，系统的输出量随时间变化的过程所反映出来的特性。
阶跃响应特性的性能指标
延迟时间td：输入阶跃信号时刻至控制输出量响应一次达到稳定值的5%时所需的时间；
上升时间tr：响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间；
峰值时间tP：响应曲线到达一次峰值所需时间；
较大超调量的数值，直接说明了系统的相对稳定性。
调节时间1s：响应曲线衰减到与稳态值之差不超过稳态值的士5%时所需时间。
电液比例减压阀的频率响应特性指比例减压阀的输出压力对正弦输入信号的正弦输出响应。当输入一组幅值不变、频率不同的正弦控制输入信号时，不同频率控制输出压力的幅值相对于起始频率时输出压力的幅值比，称为幅频特性；不同频率控制输出压力的相位相对于输入信号的相位差，称为相频特性。用伯德图来表示。
频率特性的性能指标：
幅频宽：指控制输出压力与控制输入量的幅值比下降到0.707时的频率。
相频宽：指控制输出量相对于控制输入量的相位达到90时的频率。
{二}、分区压力管理中减压阀的使用
目前管网压力控制的主要形式有：分区、水泵控制、减压阀调控等。在目前实际应用中，减压阀调控是压力控制方式中应用较普遍的一种方式，特别是应用于系统检漏。将讨论200X型先导式减压阀的选型与安装。
通常将平均流量和平均压力作为阀门选型和尺寸确定的依据，根据这一原则选定的阀门在大多数情况下都能正常工作，但在实际中并不推荐使用这种方法。
采用减压进行漏失控制时，建议对现场流量和压力进行测量。一般而言漏失点处的压降所产生的冲击对阀门的操作起着关键作用，如果没有的测量数据，阀门不可能被正确安装，阀门运行就不规律。另外，当季节用水量有差异，需要随季节变化而调整水量时，现场测量可以阀门能够满足高峰负荷的需求，同时又不会引起太大的水头损失。这在计算紧急用水时也是需要的，比如消防用水。
在进行200X型先导式减压阀选型时，所有阀门生产厂商都会提供阀门尺寸图表。下面就着重介绍一些关于阀门选型的相关内容：
一、减压阀：选择减压阀的尺寸相对来说比较简单，选择时需要考虑的参数有较小流量、较大流量以及阀门压降。以下将对减压阀三种不同的安装类型进行说明。
1.单个阀门安装：如果管道流量在单个阀门控制流量范围内，并且阀门压降不在气蚀区，那么就选用单个减压阀。
1)根据流量，从阀门尺寸表中选择阀门尺寸，要求流量满足阀门尺寸对应的流量范围(考虑较低流量需求)。
2)检查入口到出口的压降，确定期望的出口压力高于推荐的较低出口压力设定值，避免气蚀现象。
2.并联安装：如果管道流量超出单个减压阀的控制流量，则需要并联安装一个口径稍小的阀门。在并联安装中，较大口径的阀门主要用于流量从较大值到阀「1允许通过的较小值的调节，而较小口径阀门主要用于管道低流量时的调节。并联安装达到的总流量为大口径阀门和小口径阀门的较大流量之和。
1)根据流量，从阀门尺寸表中选择满足流量范围的阀门尺寸。
2)检查入口到出口的压降，确定期望的出口压力高于推荐的较低出口压力设定值，或查看阀门气蚀图。
3.串联安装：如果在阀门上的压降使得阀门出口压力低于较低出口压力设定值，或落入气蚀区，那么需要两个阀门串联安装。每个阀门都将在气蚀区外工作，分两步将较高的入口压力地降到期望的出口压力，阀门尺寸的确定方法同上。
二、隔离关闭阀门：在减压阀两端的管线上需要安装蝶阀或类似功能的阀门，允许维修时不用排空系统，也可避免维修工作人员承受压力。
三、安装建议和要求：在竖直方向的排放位置上，避免安装口径为6英寸或大的阀门(即阀杆处于水平位置或阀盖在侧向)。