一种输出压力随输出流量波动呈正向波动的减压阀的制作方法

1.本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种输出压力随输出流量波动呈正向波动的减压阀。


背景技术：

2.当流体流经普通减压阀减压后，输出压力是不随流量波动而变化的，这在大多数情况下是必须的，但在某些特殊情况下是不希望的，例如，由于供水管网的水压太高，向建筑物供水时必须减压，当采用普通减压阀减压时，减压后的输出压力必须等于或大于用水高峰时的水压，实际上用水低谷时不需要这么高的水压，但由于减压阀的输出压力不受流量的波动而变化，因此在用水低谷时，整个管道系统都承受着这个高压，这样加大了管道、尤其是低层管道的漏水和爆管率，既浪费了能源、资源，又增加了维修费用。


技术实现要素：

3.本发明是为解决普通减压阀上述技术上的不足而设计的，其创新点是，在普通的200x减压阀顶端串接一只先导阀，利用流量变化时主阀口开度的变化，控制先导阀阀口的开度，使减压阀的输出压力随输出流量呈正向波动，并达到匹配。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种输出压力随输出流量波动呈正向波动的减压阀，包括减压阀与先导阀，减压阀的上阀盖顶端凸台的内螺纹与先导阀下阀体下端的外螺纹螺接，螺接后两者的垂直中心线一致，先导阀中设有调压弹簧及刚度可调弹簧，减压阀阀杆的动作通过推杆推动先导阀中的刚度可调弹簧，进而推动调压弹簧动作，刚度可调弹簧的刚度小于调压弹簧的刚度。减压阀的结构与200x型减压阀的结构基本相同，主要区别是阀杆的顶端上方设有推杆，推杆的外径上设有o型密封圈，推杆的上端是一阶梯小轴，小轴上套有垫片，并有挡圈定位。减压阀的输入口(压力p1)通过相应的连接管道，经可调节节流阀后与控制腔及先导阀的进口连接；输出口(压力p2)通过相应的连接管道经截止阀后与先导阀的输出压力反馈接口连接。
5.进一步地，先导阀的结构与普通可调式减压阀的结构基本相同，主要区别是在下阀体的阀腔内设有下端带有外凸环的套筒，套筒的顶板上设有通孔，下部的一侧具有长槽，套筒的内腔中设置刚度可调弹簧，长槽的宽度与刚度可调弹簧的线径相当；刚度可调弹簧的下端支撑在推杆顶端的垫片上，并将弹簧头插入套筒下部一侧的长槽中，以防刚度可调弹簧转动；刚度可调弹簧上部的若干弹簧圈旋合在与套筒内孔动配、位于内孔上方的柱塞表面的螺旋槽中，螺旋槽的节距和深度与刚度可调弹簧相适配。
6.进一步地，柱塞的顶端抵靠在套筒的顶面上，柱塞的顶端设有内六角孔，转动柱塞，即能改变刚度可调弹簧的旋入圈数，以改变刚度可调弹簧的有效工作圈数，改变其刚度；先导阀的调压弹簧的下端支撑在套筒的外凸环上。
7.本发明的工作原理如下：当通过减压阀的流量增大时，依靠介质本身的动能，使主阀口的开度有增大的倾向，从而主阀芯推动阀杆及推杆向上运动，推杆上端的垫片压缩刚
度可调弹簧，并通过套筒的外凸环加力于调压弹簧，使先导阀阀口的开度增大，导致介质排出先导阀的流量增加，控制腔内的压力有所释放，压力下降，在压力差的作用下，主阀芯上升，主阀口的开度增大，输出压力p2随之升高；反之，当通过减压阀的流量减少时，主阀口的开度减小，输出压力p2随之降低；关闭截止阀，先导阀阀口中无介质流通，控制腔内的压力升高，并关闭主阀阀口，停止向下游供水；由上述可见，本发明减压阀的输出压力p2随输出流量呈正向波动，因此在供水流量变化大的场合使用时，在水流量大(用水高峰)时输出压力大，在水流量小(用水低谷)时输出压力小，从而降低了用水低谷时整个管道系统承受着的压力，减少了管道、尤其是低层管道的漏水和爆管率，提高了供水系统的可靠性，降低了维护成本。
8.每种规格减压阀的输出压力和输出流量是相互匹配、一一对应的，并且先导阀阀口开度的少量变化会引起输出压力的较大变化。如果让推杆直接推动调压弹簧，必然使先导阀阀口开度的变化值与主阀口开度的变化值一致，造成输出压力p2的大幅波动，使输出压力p2与输出流量不匹配。为了使两者匹配，本发明采用的措施是，推杆的运动首先通过垫片作用在刚度可调弹簧上，然后通过套筒的外凸环作用在调压弹簧上，由于刚度可调弹簧的刚度比调压弹簧的刚度小，因此作用在调压弹簧上的力比较小，致使先导阀阀口开度的变化也比较小；为了实现精确匹配，刚度可调弹簧的刚度可以调节，以调节作用在调压弹簧上的力，转动柱塞使刚度可调弹簧的部分圈数进入或退出柱塞的螺旋槽中，从而使刚度可调弹簧的有效工作圈数增加或减小，以改变刚度可调弹簧的刚度。
9.弹簧刚度公式如下：
[0010][0011]
式中：p—弹簧的刚度n/mm
[0012]
d—弹簧的线径mm
[0013]
d—弹簧的中径mm
[0014]
n—弹簧的有效工作圈数
[0015]
由公式(1)可知，弹簧有效工作圈数n增加时，弹簧刚度降低，弹簧有效工作圈数减少时，弹簧刚度增加。
[0016]
本发明的有益效果是：它有效地解决了现有技术减压阀的输出压力不受流量的波动而变化，应用于供水系统时，在用水低谷时整个管道系统都承受用水高峰时的高压，加大了管道、尤其是低层管道的漏水和爆管率，浪费了能源、资源，又增加了维修费用的问题。本发明的输出压力随输出流量呈正向波动，因此在用水低谷时可以降低整个管道系统的压力，减少了管道、尤其是低层管道的漏水和爆管率，提高了供水系统的可靠性，节约了维护成本。
附图说明
[0017]
图1是本发明减压阀的一种结构示意图；
[0018]
图2是本发明减压阀上方先导阀的一种结构示意图。
[0019]
图中：1.减压阀，2.主阀芯，3.阀杆，4.推杆，5.先导阀，6.可调节流阀，7.o型密封圈，8.凸台，9.螺母，10.下阀体，11.套筒，12.柱塞，13.调压弹簧，14.刚度可调弹簧，15.挡
圈，16.垫片，17.截止阀，a.弹簧头，b.长槽，a.进口，b.输出压力反馈接口，g.控制腔，v.主阀口，v0.先导阀阀口。
具体实施方式
[0020]
下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。
[0021]
实施例1
[0022]
在如图1所示的实施例1中，一种输出压力随输出流量波动呈正向波动的减压阀，包括减压阀1、先导阀5、可调节流阀6、截止阀17以及若干连接管道等组成，先导阀5的下阀体10下端的外螺纹与减压阀1上阀盖顶端凸台8的内螺纹螺接，螺接后，减压阀1的垂直中心线与先导阀5的垂直中心线一致，本发明减压阀1的结构与200x型减压阀的结构基本相同，主要区别是，连接主阀芯2的阀杆3的顶端上方设有推杆4，推杆4的外径上设有o型密封圈7，推杆4的上端是一阶梯小轴，小轴上套有垫片16，并有挡圈15定位。先导阀5的结构见图2所示，与普通可调式减压阀的结构基本相同，主要区别是在下阀体10的阀腔内设有下端带有外凸环的套筒11，套筒11的顶板上设有通孔，下部的一侧具有长槽b，长槽b的宽度与刚度可调弹簧14的线径相当；套筒11的内腔中设置刚度可调弹簧14，刚度可调弹簧14的下端支撑在推杆4顶端的垫片16上，并将弹簧头a插入套筒11下部的长槽b中，以防刚度可调弹簧14转动；刚度可调弹簧14上部的若干弹簧圈旋合在与套筒11内孔动配、位于内孔上方的柱塞12表面的螺旋槽中，螺旋槽的节距和深度与刚度可调弹簧14的节距和线距基本一致。柱塞12的顶端抵靠在套筒11的顶面上。其顶端设有内六角盲孔，转动柱塞12，即能使刚度可调弹簧14的部分圈数进入或退出螺旋槽内，从而改变刚度可调弹簧14的有效工作圈数，改变其刚度；先导阀5的调压弹簧13的下端支撑在套筒11的外凸环上，转动下阀体10即能调节减压阀1在额定流量下的输出压力，达到要求后，用螺母9锁定。
[0023]
减压阀1的输入口(压力p1)通过相应的连接管道，经可调节节流阀6后与控制腔g及先导阀5的进口a连接；输出口(压力p2)通过相应的连接管道，经截止阀17后与先导阀5的输出压力反馈接口b连接。
[0024]
本发明的减压阀工作时，当通过减压阀1的流量增大时，依靠介质本身的动能，使主阀口v的开度有增大的倾向，从而主阀芯2推动阀杆3及推杆4向上运动，推杆4上端的垫片16压缩刚度可调弹簧14，并通过套筒11的外凸环加力于调压弹簧13，使先导阀阀口v0的开度增大，导致排出先导阀5的流量增加，控制腔g内的压力有所释放，压力下降，在压力差的作用下，主阀芯2上升，主阀口v的开度增大，输出压力p2随之升高；反之，当通过减压阀1的流量减少时，主阀口v的开度减小，输出压力p2随之降低。由上述可见，本发明减压阀的输出压力p2随输出流量呈正向波动，因此在供水等流量变化大的场合使用时，在水流量大(用水高峰)时输出压力大，在水流量小(用水低谷)时输出压力小，从而降低了用水低谷时整个管道系统承受着的压力，减少了管道、尤其是低层管道的漏水和爆管率，提高了供水系统的可靠性，降低了维护成本。
[0025]
每种规格减压阀的输出压力和输出流量是相互匹配、一一对应的，并且先导阀阀口v0开度的少量变化会引起输出压力的较大变化。如果让推杆4直接推动调压弹簧13，必然使先导阀阀口v0开度的变化值与主阀口v开度的变化值一致，造成输出压力p2的大幅波动，
使输出压力p2与输出流量不匹配。为了使两者匹配，本发明采用的措施是，推杆4的运动首先通过垫片16作用在刚度可调弹簧14上，然后通过套筒11的外凸环作用在调压弹簧13上，由于刚度可调弹簧14的刚度比调压弹簧13的刚度小，因此作用在调压弹簧13上的力比较小，致使先导阀阀口v0开度的变化也比较小；为了实现精确匹配，刚度可调弹簧14的刚度可以调节，以调节作用在调压弹簧13上的力，转动柱塞12使刚度可调弹簧14的部分圈数进入或退出柱塞12的螺旋槽中，从而使刚度可调弹簧14的有效工作圈数增加或减小，改变其刚度。