矿用比例减压阀的研制

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之前介绍组合式减压阀在国华惠州热电应用，现在介绍煤矿井下消防洒水管道的减压方式一般有两种:一种是采用降压水池减压,另一种是采用减压阀减压。但多年来由于国内减压阀产品的研制、开发大多数针对建筑工程,而通过行业鉴定、真正能使设计人员及用户放心选用的国产矿用减压阀几乎是空白,如果采用国外同类产品从设计选型到用户订货、施工安装、维修服务等方面有诸多不便。因此,在煤矿井下消防洒水管道上普遍采用的仍是降压水池的减压方式。


矿用比例减压阀的研制近几年来,我院在进行煤矿井下消防洒水管道设计时遇到下列几个问题:

(1)矿井瓦斯浓度高,井下所有电气设施必须采用防爆型。如华晋焦煤公司吕梁公司沙曲矿井,晋城矿务局寺河矿井等高瓦斯矿井采用降压水池其进水电动阀及水位控制装置必须采用防爆型;

(2)巷道沿着煤层布置,有起伏变化,如寺河矿井在井筒采用降压水池减压后,井底车场至采区的巷道均处于上坡,减压后的管道又需增压才能满足采区用水的要求。

(3)煤层开采深度大,需多处设置降压水池,如新汶矿务局潘西矿井,井筒垂高900多米,在井筒设置了6处降压水池进行减压;

(4)为了使降压水池设置在合适的位置,增加了消防洒水管道的长度,如韩城矿务局象山矿井,其井下消防洒水管道从回风立井进入,为了满足巷道及采区的用水压力要求,降压水池不能设置在井底附近,需设置在斜井,这样增加了往返管路1000多米。上述遇到的几种情况如采用减压阀减压,则简单
方便,可根据不同的压力要求随意在干管上、支管上设置减压阀,使整个消防洒水管路简单、灵活、节水、节电,并可大大节省基建投资。鉴于这些情况,设计人员迫切希望能选到性能优良、质量可靠、能适应国情的减压阀来解决这些问题。
1996年4月,我院与上海申弘阀门有限公司经过广泛接触,达成共识,决定联合研制、开发矿用比例减压阀产品,来满足煤矿井下消防洒水管道的减压需要。该项目被列入煤炭工业部5九七年度煤炭工业设计科研项目计划6,经过课题小组的不懈努力,已经完成了全部工作,并于1998年6月15日通过了煤炭部鉴定。



2矿用比例减压阀的研制矿用比例减压阀

2.1工作原理及性能特点
矿用比例减压阀利用液压原理进行减压,当阀后用水时,减压阀内的活塞下移,阀门开启,达到平衡位置时活塞停止下移;当阀后不用水时,减压阀内的活塞上移,阀门关闭。由于活塞进水口端面积较出水口端面积按比例减小,故出口端压力与进口端压力相比,可按定比例降低。矿用比例减压阀结构简单,减压比例稳定可靠,可减动压和静压,开关平稳,无噪声及水锤冲击。比例式减压阀,外形美观,质量可靠,比例准确,工作平稳,既减动压也减静压。该阀利用阀体内部活塞两端不同载面积产生的压力差,改变阀后的压力,达到减压目的。比例式减压阀的减压比例是：2∶1，3∶1，4∶1，3∶2，5∶2等，亦可根据要求设计特殊比例的减压阀。

比例式减压阀利用阀体内部活塞两端截面积不同产生的压力差，改变阀后的压力达到减压的目的，比例准确，工作平稳，寿命长，适用温度高，即可减动压，又可减静压，水平、垂直安装均可



2常用技术规格
煤矿井下消防洒水管道采用减压阀减压时,减压阀工作压力常在1.6MPa~5.0MPa,公称直径干管常在DN80~DN200,支管常在煤矿设计矿用比例减压阀系列DN25~DN80,现归纳如下(见表1):此外,可根据用户的需要,开发生产5.0MPa以上的矿用比例减压阀。2.3
减压装置组成及安装维护要求
采用减压阀减压时,其整套减压装置由过滤器、阀门、减压阀、压力表及安全阀等组成,应根据减压装置中减压阀的阀前阀后压力相应选择其配套过滤器、阀门、压力表及安全阀的压力等级。
矿用比例减压阀可水平及垂直安装,更适合于垂直安装,因为垂直安装其密封圈磨损比较均匀,而水平安装由于密封圈受其活塞自重的影响,易单面磨损,因此,对于工作压力2.5MPa以上及公称直径DNE100mm以上的减压阀应垂直安装。
为保证减压装置安全可靠供水,每处减压装置应并联安装两组减压阀,两组减压阀能轮换工作,当一组工作不正常时应及时维修或更换,另一组投入使用,以保证系统仍能正常供水。为便于矿用比例减压阀的正常维修及保养,法兰连接的减压阀后应设置伸缩器、伸缩蝶阀或橡胶软接头,螺纹连接的减压阀则应在减压阀两端安装活接头。



3矿用比例减压阀的工业性试验
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(组合式减压阀,可调式减压阀,自力式减压阀Y43X)40C矿用比例减压阀承压高、安全可靠性要求高,因此在总结高层比例减压阀生产技术的基础上对其进行了改进,主要有

(1)将导流盖材质由铸铜改为不锈钢,进一步提高了静压密封作用;

(2)导流角改小,进一步改善了进水口条件,减小了水流阻力;

(3)活塞外壁及衬套内腔喷涂一层四氟乙烯塑料薄膜,减少了活塞与衬套之间相对运动的摩擦力,提高了减压阀性能;

(4)设计提高了加工精度及配合1998年第8期煤矿设计
精度的要求以满足减压阀承压较高对减压阀高、低压腔密封要求较高的需要。1996年12月至1997年4月,Y43X)40CDN1502B1和3B1两种规格的矿用比例减压阀试制成功,1997年6月在韩城矿务局象山矿井安装并投入运行,减压装置运行至今工作正常,经课题小组对其装置的压力、流量进行测试,表明减压阀的性能达到了产品设计的要求,能减静压及动压,减压比例基本准确,并且解决了现场用水的急需,得到了用户单位的好评。



适用介质		水、气体
适用温度		≤90℃
压力误差		≤8％
小开启压力	2∶1	0.2MPa
	3∶1	0.3MPa
连接形式		法兰、内螺纹
主要零件材料	阀体	锡青铜	不锈钢	铸铁
	内件	锡青铜	不锈钢	锡青铜或不锈钢

比例式减压阀主要技术参数

适用介质	水、气体
适用温度	≤ 90℃
压力误差	≤8 ％
小开启压力	2∶1	0.2MPa
小开启压力	3∶1	0.3MPa
连接形式	法兰、内螺纹
主要零件材料	阀体	锡青铜	不锈钢	铸铁       铸钢
主要零件材料	内件	锡青铜	不锈钢	锡青铜或不锈钢



PN1.0MPa比例式减压阀外形尺寸

比例	DN	D	D1	D2	A1	b	z×ød	D3	A2
2:1 3:1 5:2 3:2 4:3	25	115	85	65	115	16	4×ø14	—	—
	32	140	100	78	124	18	4×ø18	—	—
	40	150	110	85	132	18	4×ø18	—	—
	50	165	125	100	140	20	4×ø18	—	—
	65	185	145	120	155	20	4×ø18	—	—
	80	200	160	135	155	22	8×ø18	—	—
	100	220	180	155	200	24	8×ø18	—	—
	125	250	210	185	220	26	8×ø18	—	—
	150	285	240	210	230	28	8×ø22	—	—
	200	340	295	265	270	28	8×ø22	—	—
4:1 5:1	25	115	85	65	—	16	4×ø14	115	178
	32	140	100	78	—	18	4×ø18	140	188
	40	150	110	85	—	18	4×ø18	150	195
	50	165	125	100	—	20	4×ø18	165	205
	65	185	145	120	—	20	4×ø18	190	218
	80	200	160	135	—	22	8×ø18	205	225
	100	220	180	155	—	24	8×ø18	225	273
	125	250	210	185	—	26	8×ø18	260	308
	150	285	240	210	—	28	8×ø22	300	322
	200	340	295	265	—	28	8×ø22	365	358

4矿用比例减压阀的应用前景
矿用比例减压阀研制成功后,可以使设计人员、使用单位放心地选用安全可靠、经济合理的减压阀,来满足煤矿井下消防洒水管道的减压需要。通过对韩城矿务局象山矿井井下消防洒水管道由原来采用降压水池减压改为采用Y43X-40C矿用比例减压阀减压所做的技术经济比较表明,改用减压阀减压后节省基建投资31.44万元,并且维护非常方便,节水、节电效果也明显,使用非常灵活,根据其使用压力的不同,既可在干管上安装又可在支管上安装,既可并联安装也可串联安装。该减压阀新建矿井可以选用,生产矿井消防洒水管道改造及采区延伸需减压时,采用更具有*性。


矿用比例减压阀虽然是针对煤矿井下消防洒水管道减压需要来研制的,同时也可以用于类似煤矿的一切金属与非金属矿井井下用水的减压需要。成功,为我国矿山建设提供了一套新装置,不仅简化了施工设计,也为建设单位降低了投资,有着显著的经济效益。因此,其应用的前景是十分广阔的。与本产品相关论文：200X先导隔膜式水用减压阀安装要求