减压阀设计的基本内容

                      减压阀设计的基本内容

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之前介绍黄铜带表消声减压阀使用注意事项，现在介绍减压阀的设计程序
    1．减压阀设计的基本内容
    阀门作为管道系统中一个重要的组成部分，应保证安全可靠地执行管道系统对阀门提出的使用要求。因此，阀门设计必须满足工作介质的压力、温度、腐蚀和流体特性以及操作、制造、安装和维修等方面对阀门提出的全部要求。
    阀门设计必须明确给定的技术数据，即“设计输入”，在此基础上方可正确地完成设计。阀门作为管道系统中的一个重要组成部分，应保证安全可靠执行管道系统对阀门提出的使用要求。因此，阀门设计必须满足工作介质的压力、温度、腐蚀、流体特性以及操作、制造、安装、维修等方面对阀门提出的全部要求。阀门设计必须明确给定的技术数据，即“设计输入”，在此基础上方可正确完成设计。

选择减压阀尺寸应综合考虑管径,流量、压差等因素,而不能仅凭管路尺寸。同时本文指出减压阀应用中存在的气蚀问题及其避免方法,并对减压阀安装所需的配件进行了详尽的阐述。减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀设计依据：基本参数；阀门的用途；介质的工作压力和工作温度；使用介质及其特性（特别是腐蚀性，易燃易爆性）；公称尺寸DN；结构长度及采用标准；与管路连接方式，尺寸及标准；阀门驱动方式；需不需要抗硫；火灾型式试验证书；抗静电结构；注脂要求，加工阀杆要求。根据以上基本要求，可确定阀门种类，公称尺寸DN或压力等级CL。主要连接尺寸和驱动方式等，同时选定阀门的结构，主要零件的材料。为了进一步做好设计，还应了解：介质粘度，阀门流通能力要求；流量特性；阀门开启和关闭时间；动力源情况（电动的电压，气动的气压等）；阀门安装位置及其环境条件；外形尺寸的限制；重量的限制；对震动的要求。Smax—主阀阀口大开口量（cm）。 （7）先导锥阀角2的选定。 适当减小先导阀锥角2，除了可以减小先导阀的液动力刚度、提高先导阀的稳定性外，还可以增大阀芯与阀座接触的支反力R，提高密封性能，以免在外界油压发生变化时，由于密封性能不良，导致先导阀振动，如图所示。但是先导 阀锥角2也不易取得过小。因为锥角过小，一方面影响阀的溢流性能，另一方面导致支反力R过大。一般取2=40°，较新的减压阀可以取2=24°。 如图4-1 4.2.2 主阀弹簧的设计 主阀弹簧的作用是在主阀芯上升时作为复位力，并且主阀弹簧刚度较小，因此又称为弱性弹簧。减小主阀弹簧的刚度K1，有利于提高减压阀的压力稳定性，但是，K1值过小会使减压阀动态过渡时间延长，降低阀的动态性能。所以，合理的选择主阀弹簧的刚度K1很是重要。 



根据已有的性能良好的减压阀资料统计[3]，主阀弹簧的预压紧力Pt可以按照以下范围来选取：对于工作压力为21～31.5Mpa的减压阀，额定流量小于250L/min时，主阀弹簧的预压紧力Pt=19.6～45N；额定流量q=250L/min～500L/min时，主阀弹簧的预压紧力Pt=58.8～78.4N；额定流量q>1000L/min时，主阀弹簧预压紧力Pt=196～294N。主阀弹簧的预压缩量Y按下列计算公式计算得： 式中的系数，在大流量时取大值，反之取小值。S—主阀开口量（cm）。 所以，取 Y=20mm。 减压阀经过阻尼孔后的压力损失经验为:2～3bar（即0.2～0.3Mpa） 根据计算公式得： 

减压阀设计的基本内容
式子中，Pmin=0.2Mpa，Pmax=0.3Mpa，r—阀芯低面槽的半径（cm）， Y—主阀弹簧的预压缩量(cm)，Smax—阀口大开口量（cm）。 计算得出:k1=3140N/m。 
在主阀弹簧的刚度K1和预压缩量Y选定之后，计算出主阀弹簧的预压紧力Pt，有公式K1=Pt/Y得，Pt=62.8N。 Pt在额定流量q=250L/min～500L/min时，主阀弹簧的预压紧力Pt=58.8～78.4N范围内，所以符合要求。 现在已知条件：主阀弹簧的大载荷F=K1×（Smax+Y）=3140×(0.01+0.02)=94.2N，变量为30mm,计算出弹簧的主要尺寸。 
根据工作要求确定弹簧的结构、材料和许用应力，要求中需滑阀动作灵敏、可靠；所以这种弹簧材料为碳素弹簧应该列为第Ⅰ组类 
1） 首先初选弹簧的直径为d=2mm， 
2） 选择弹簧的指数C，有表12-6[2]  李振清，彭荣济，崔国泰合编，《机械零件》，北京工业学院出版社.1987]，C=10 这里也考虑到了外径为20mm左右。 
3） 计算弹簧丝的直径，有公式得：曲度系数 阀门“设计输入”必须具备的基本数据：

的用途或种类
介质的工作压力
介质的工作文图
介质的物理、化学性能（腐蚀性、易燃易爆性、毒性、物态等）
公称通经
结构长度
与管道的连接形式
阀门的操作方式（手动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、电动、气动、液动等）
在阀门技术设计和工作图设计时，应当掌握的数据和技术要求：



的流通能力和流体阻力系数
阀门启闭速度和启闭次数
驱动装置能源特（流电或直流电、电压、空气压力等）
阀门工作环境及其保养条件（是否防爆、是否热带气候条件等）
外形尺寸的限制
重量的限制
抗地震要求
阀门设计程序

设计和开发策划

设计和开发阶段
适合于每个设计和开发阶段的评审、验证和确认活动
设计和开发的职责和权限
设计和开发输入

功能和性能要求
使用的法律法规要求
以前类似设计提供的信息
设计和开发所必须的其它要求
设计和开发的输出



满足设计和开发输入的要求
给出采购、生产和服务提供的适当信息
包含或引用产品接受标准
规定对产品的安全和正常使用所必须的产品特性
设计和开发确认以产品鉴定的方式进行确认设计和开发的更改。
    阀门“设计输入”必须具备的基本数据如下：
    1)阀门的用途或种类。
    2)介质的工作压力。
    3)介质的工作温度。
    4)介质的物理、化学性能（腐蚀性、易燃易爆性、毒性及物态等）。
    5)公称尺寸。
    6)结构长度。
    7)与管道的连接形式。
    8)阀门的操作方式（手动、齿轮传动、蜗杆传动、电动、气动或液动等）。
    在阀门技术设计和工作图设计时，应当掌握的数据和技术要求女Ⅱ下：
    1)阀门的流通能力和流体阻力系数。
    2)阀门的启闭速度和启闭次数。
    3)驱动装置的能源特（流电或直流电、电压及空气压力等）。
    4)阀门的工作环境及其保养条件（是否防爆，是否是热带气候条件等）。
    5)外形尺寸的限制。
    6)重量的限制。
    7)抗地震要求。


    2．阀门的设计程序
(1)设计和开发的策划
1)设计和开发阶段
2)适合于每个设计和开发阶段的评审、验证和确认活动。
3)设计和开发的职责和权限。
(2)设计和开发的输入
1)功能和性能要求。
2)适用的法律和法规要求。
3)以前类似设计提供的信息。
4)设计和开发所必需的其他要求。


(3)设计和开发的输出
1)满足设计和开发输入的要求。
2)给出采购、生产和服务提供的适当信息。
3)包含或引用产品接收准则。
4)规定产品的安全和正常使用时所必需柏产品特性二
(4)设计和开发的评审
1)评价设计和开发的结果满足要求的能力。
2)识别任何问题并提出必要的措施。
(5)设计和开发的验证
1)变换方法进行计算。
2)与已证实的类似设计比较。
3)试验和演示。
(6)设计和开发的确认
以产品鉴定的方式进行确认。
(7)设计和开发的更改



《阀门的设计与应用》一书主要介绍阀门的设计与应用，内容主要包括概论、阀门的基本参数、阀门的设计与计算、阀门的结构设计、阀门的驱动装置、阀门的测绘设计要点、阀门的零部件以及阀门的技术术语。本书内容新颖，图文并茂，注重性和科学性，简明实用。与本产品相关论文：斯派莎克蒸汽减压阀在化纤管路应用