一種建筑給水用減壓閥

張繼宏（寧波永享銅管道有限公司，浙江 寧波 315135）

一種建筑給水用減壓閥

張繼宏
（寧波永享銅管道有限公司，浙江 寧波 315135）

對建筑給水用減壓閥各種結構在設計上進行比較和對新型傾斜式減壓閥優點進行解說。

閥芯；POM；流量表

0　綜述

減壓閥是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。具體依靠控制與調節系統的調節，使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內保持恒定。

在接排水行業中選用的減壓閥，特別是DN100以下規格的黃銅材質的可調式減壓閥結構形式也是多種多樣，最早延續鐵質閥門型式，后也引進國外的結構型式，典型的如下所示

1　原理

上述結構按順序隨時間慢慢發展過來，但萬變不離其宗，原理都是通過閥后流體壓力傳遞到上腔膜片或活塞件，膜片和活塞通過支架或心軸連接著閥瓣來調節出口大小，使得和彈簧（膜片或活塞上）達到一種動態平衡，調節彈簧的壓縮距離可以控制出口壓力值（動態平衡下的出口壓力）。

傳遞壓力的機構有膜片和活塞二種，膜片多采用丁腈橡膠或三元乙丙基體襯有棉綸網布，以增強其強度和抗疲勞性，活塞則用剛性材料，其二種結構各有優缺點，膜片式結構是調壓靈敏，缺點是膜片易損耗、整體剛性弱、震動頻率高，活塞式靈敏度弱點，但剛性好，壽命長，不易產生高頻率的震動異響。

2　建筑用減壓閥的要求說明

建筑給水系統中， 如今高層樓宇供水減壓方式分干管分區減壓和獨立分戶減壓，干管分區減壓存在成本高、安裝維護危險且影響面廣、壓力分布不均勻，用戶無主導性、高峰用水時各戶之間有相互影響。而獨立分戶減壓是現在分水系統的趨勢，其簡化了樓宇供水的管網系統，減少了樓宇的非經濟空間（管道井）、安裝維護安全簡便（建議安裝在用戶總閥和水表之間），故障影響面積小（只限單獨用戶）、壓力分布均衡可調，節能，節水，符合環保要求、出口壓力穩定，因而用戶水壓在高峰期亦不受影響、用戶可按自己生活習慣和需要選擇自己滿意的供水壓力。

如果達到建筑給水系統中獨立分戶減壓時所需要的減壓閥，我們的要求是一種簡單、可靠、可拆洗、性價比高的減壓閥。通過上圖的幾款結構可以看出，前五款結構大體相同，進口端作為一個管路在閥體內部構造獨立的型式，早些年通過鑄造來達到造型要求，后期在熱鍛工藝的發展下，也實現了這樣的結構功能，但無論工藝如何改進，其結構復雜是切實存在的，導致整體產品龐大成本高，加工難度大，質量不穩定等弊端，特別強調的是熱鍛工藝雖然實現了結構功能，但以犧牲流量為代價的，如圖V，其左端通孔是后續通過加工孔來實現，流通面積少，流量也就非常小。圖VI的傾斜式減壓閥在原有的基礎上對結構有了整體的改進。其主要特點如下：

（1）傾斜式，通過角度的傾斜使得出水孔適合于熱鍛成型，進水通道是機械加工后自然成型，在整個流道上合理布局，且外形美觀；

（2）取消進口端作為一個管路在閥體內部構造獨立的型式，通過閥芯來代替內部構造，這樣完全降低了閥體造型難度，使得熱鍛工藝簡單，整體剛性增強；

（3）閥芯的設計巧妙，如下圖1所示，其出水端的壓力傳輸通過閥芯上的立柱孔傳至上面活塞腔體內，使得活塞承受壓力下與彈簧達到動態平衡，材料選為POM，結晶性熱可塑性塑料，有良好的物理、機械和化學性能，尤其是有優異的耐摩擦性能，通過閥芯材料的改進，閥門整體重量減輕，結構更趨于合理；

（4）產品采用活塞式結構，也是考慮其可靠性、使用壽命。

（5）對各款減壓閥流量性能的對比值（口徑為DN25）

進口壓力0.3MPa（出口壓力0.15MPa）時， 圖 I-4.6m3/h， 圖 II-4.2m3/h， 圖 III-3.9m3/h，圖IV-4.5m3/h， 圖V-2.8m3/h， 圖VI-4.6m3/h；

進口壓力0.6MPa（出口壓力0.3MPa）時，圖I-8.6m3/h， 圖II-8m3/h， 圖III-8.2m3/h，圖IV-8.3m3/h， 圖V-7.9m3/h， 圖VI-8.5m3/h；

進口壓力1.0MPa（出口壓力0.5MPa）時，圖I-11.5m3/h， 圖II-11.3m3/h， 圖III-10.7m3/h，圖IV-11.1m3/h， 圖V-11.1m3/h，圖VI-11.4m3/h；

從上述數據可以看出，傾斜式減壓閥流量綜合性能是最佳的。

（6）根據流體力學分析，流體在彎道中流動的損失由三部分組成：①形成漩渦所產生的損失；②由切向應力所產生的沿程損失；③由二次流形成的雙螺旋流動所產生的損失，

所以減少阻力的措施有添加劑減阻、改善邊壁對流動的影響，這其中重要點如減少管壁的粗糙度、柔性邊壁改為剛性邊壁、平順的入口等，水垢增加管道粗糙度，嚴重會影響減壓閥的正常使用，抗堵塞材料（運用了粘性率低的塑料POM），最有效地減少流體在彎道中流動的損失及活動元件堵塞的可能性。

傾斜式減壓閥使用平衡型活塞，上游壓力波動產生作用于小活塞向下的壓力與作用在大活塞上的壓力相互抵消，大活塞感應的閥后壓力與彈簧設定的壓力進行匹配，減壓閥下游的壓力不受任何上游壓力波動的影響。根據流體力學設計的內部結構有效降低了壓力損失，保證在大流量的情況下阻力仍然很小。減壓閥選擇的理想流速應該在1-2米/每秒之間，這能減少管道的噪音及水流對各種用水設備的損耗。

3　結束語

由于傾斜式減壓閥該型式閥門結構緊湊，整體重量是前幾款的35%～50%，并通過了十萬多次的疲勞測試，更適用于獨立分戶減壓。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.097

張繼宏（1971-），男，機械工程師。