CN215334785U - 一种多喷孔型多级比例式减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多喷孔型多级比例式减压阀，包括中间管以及分别通过螺栓和法兰固定在中间管进口端和出口端的进口管和出口管，所述的中间管为进口侧小出口侧大的圆柱台型，该减压阀还包括设置在中间管中腔内且根据进出口端压力进行左右移动实现压力平衡的喷管，所述的喷管由一体成型且半径逐渐增大的进口端部、中间段和出口端部构成，并且进口端部和中间段通过隔断板阻隔，在阀门开启状态时，进口管依次通过喷管进口端部沿周向开设的多个第一小孔、中间段与中间管进口侧内腔内壁之间形成的环形中腔、喷管中间段沿周向开设的多个第二小孔后与喷管内腔以及出口管连通。与现有技术相比，本实用新型具有多级减压、抗汽蚀能力强、可在线维护等优点。

Description

一种多喷孔型多级比例式减压阀

技术领域

本实用新型涉及减压阀技术领域，尤其是涉及一种多喷孔型多级比例式减压阀。

背景技术

在高层建筑消防系统中，在系统低区数层，其供水压力常常会产生超压，过大的静压不但浪费水量，并且导致维修工作增大，从而给使用带来不便。如果采用减压水箱，会产生占地面积大、重叠管路多的缺点，因此现在一般采用比例式减压阀来取代给水系统中的减压水箱。

目前在用于普通高层建筑时或者中高压差的工况时，市面上现有的比例式减压阀可以满足使用要求，但在一些特殊的工况中，比如用于电站消防供水减压时，由于压差可高至400m以上，直接采用普通的比例式减压阀容易导致汽蚀破坏，从而影响阀门运行，因此必须采用多台阀门进行串联减压。但是阀门数量的增多使得采购成本增加，安装空间变大，并且目前现有的比例式减压阀中间小孔容易堵塞，清理时需要将阀门全部拆开，使得维护成本也更高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多喷孔型多级比例式减压阀。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多喷孔型多级比例式减压阀，包括中间管以及分别通过螺栓和法兰固定在中间管进口端和出口端的进口管和出口管，所述的中间管为进口侧小出口侧大的圆柱台型，该减压阀还包括设置在中间管中腔内且根据进出口端压力进行左右移动实现压力平衡的喷管，所述的喷管由一体成型且半径逐渐增大的进口端部、中间段和出口端部构成，并且进口端部和中间段通过隔断板阻隔，在阀门开启状态时，进口管依次通过喷管进口端部沿周向开设的多个第一小孔、中间段与中间管进口侧内腔内壁之间形成的环形中腔、喷管中间段沿周向开设的多个第二小孔后与喷管内腔以及出口管连通。

在中间管进口端与进口管出口端结合面处设有阀座，并且通过阀座压盖和螺栓固定在进口管出口端面上，用以与喷管进口端部接触形成密封副。

所述的阀座呈圆环形，并且在内侧外缘处设有环形凸台，所述的阀座压盖上设有与环形凸台嵌入配合的环形凹槽。

所述的阀座的左端面处设有斜面，用以导向进口端的水流，防止对环形凸台的冲刷。

所述的喷管进口端与进口管内腔滑动匹配，并且多个第一小孔采用螺旋方式排布，并且第一小孔呈内大外小的锥形，所述的喷管出口端部与中间管出口侧内腔滑动匹配，并且多个第二小孔呈内小外大的锥形，且其孔径大于第一小孔孔径。

所述的环形中腔右端面处设有圆环形的密封板，喷管的出口端部、中间管出口侧内腔内壁、密封板以及喷管中间段外壁之间形成通气腔，所述的通气腔通过开设在中间管出口侧部上的通气孔与外部连通。

在环形中腔内设有套设在中间段外用以封堵第二小孔的导向圆筒，所述的导向圆筒通过筋板固定在中间管进口侧内腔内壁上。

所述的导向圆筒内侧设有用以安装导向环的导向槽。

所述的进口管管壁上开设用以在线清理垃圾的手孔，并且该手孔通过手孔盖启闭。

所述的喷管进口端部的面积S1与进口管内腔面积相同，喷管出口端部的面积S2与中间管出口侧内腔面积相同，且S1<S2。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、多级减压：阀门的喷管进口端以及中间端均设置有锥形小孔，水流会依次通过两处锥形小孔后进入下游端，一级消能采用小孔淹没消能，二级消能采用小孔对撞消能，因此阀门的多级减压原理使得其消能效果好，高压差工况下可以一阀代替多阀。

二、抗汽蚀能力强：由于小孔均为锥形小孔，使得出流口的汽蚀始终原理喷管表面，保护喷管免收汽蚀的损害。

三、可在线维护：阀门喷管的进口端小孔孔径小于中间端小孔，因此即使存在垃圾也只会堵在进口端小孔，可以直接打开手孔盖进行在线清理，无需拆卸阀门。

附图说明

图1为本实用新型在小开度状态的剖面图。

图2为本实用新型的整体外观示意图。

图3为本实用新型在大开度状态的剖面图。

图中标记说明：

1、进口管，2、阀座，3、阀座压盖，4、中间管，5、导向环，6、喷管，7、出口管，8、手孔盖，1-1、手孔，4-1、通气腔，4-2、导向圆筒，4-3、筋板，4-4、密封板，6-1、第一小孔，6-2、第二小孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

如图1-3所示，本实用新型提供一种多喷孔型多级比例式减压阀，该减压阀由进口管1、阀座2、阀座压盖3、中间管4、导向环5、喷管6、出口管7以及手孔盖8等零件组成。

进口管1位于阀门的进口端，其主体为圆筒结构，进、出口端左、右端均设置法兰盘，进口管1上设置有手孔1-1，且出口端面上沿周向设置用于连接阀座压盖3的螺纹孔。

阀座2采用高强度耐磨材料制成，外端面右端面的外缘处上设置有用以保证阀门密封的环形密封凸台，嵌入阀座压盖3后被固定在进口管1的出口端面上，该凸台与喷管6进口端面相接触形成阀门的密封副，阀座2的左端面处设置斜面，用以导向进口端的水流，防止对密封凸台的冲刷。

阀座压盖3为圆盘结构，内圆处左端面设置与阀座2的密封凸台相互嵌套的环形凹槽，并且与进口管1的出口端通过螺栓连接，进而使得阀座2呈压紧状态。

中间管4位于该减压阀的中部，其进口端左端与进口管1通过螺栓连接，中间管4的进口腔截面面积小于出口腔面积，出口腔面积由进口管1的圆筒内径面积通过工况所需的减压比所决定，出口腔上设置若干个通气孔，用以排出阀门在运行过程通气腔4-1内的空气，中间管4内腔设置导向圆筒4-2，与中间管4主体内壁通过筋板4-3连接。导向圆筒4-2上设置导向槽，用于安装导向环5，中间管4内腔设有带密封圈槽的密封板4-4，用以提供与喷管6之间的密封。

导向环5采用高强度自润滑材料制成，用以减小中间管4上的导向圆筒4-2与喷管6轴向相对运动时的摩擦力，避免发生咬合现象。

喷管6为活动部件，位于中间管4的左腔内，整体为进口端小、出口端大的结构，进口端面积S1与进口管1的圆筒内径面积一致，出口端面积S2与中间管4的出口腔面积一致，喷管6的进口端与中间端中设置隔断板，使进、出口两端在喷管6内不连通，喷管6的进口端沿周向设有若干个第一小孔6-1，中间段也沿周向设有若干个第二小孔6-2。

喷管6进口端的多个第一小孔6-1与中间段的多个第二小孔6-2均为采用螺旋排布的方式，第一小孔6-1为内大外小的锥形小孔，其孔径小于第二小孔6-2，第二小孔6-2为外大内小的锥形小孔，其孔径大于第一小孔6-1。

出口管7位于阀门的出口端，其主体为圆筒结构，进、出口端左、右端均设置法兰盘，进口端左端与中间管4相连接。

手孔盖8与进口管1上带有手孔1-1的凸台螺栓连接，用以阀门使用时的垃圾或者杂物清理。

本实用新型的工作原理是利用锥形小孔射流原理以及力平衡原理以及来实现的，同时保证阀门运行过程中的可维护性。

锥形小孔射流原理具体为：

该减压阀的喷管为活动部件，通过喷管与进口管以及中间管的相对轴向运动，改变喷管上出流小孔的数量，从而改变通过阀门的流量，喷管的进口端和中间端均设置有螺旋分布的锥形小孔，因此阀门在动作过程中，流量始终呈线性调节，避免产生压力突变。如图1所示，水流经过阀门时，首先经过喷管进口端的锥形小孔进入中间管的环形中腔，锥形小孔的设计使得进口端的汽蚀远离喷管表面，避免喷管进口端被破坏。由于进口端的锥形第一小孔孔径较小，利用第一小孔淹没消能的原理可知中间管与喷管之间的中间空腔可以有效消除部分水流能量，可有效削弱小孔射流对中间管壁的冲击，此时进口压力为P1的水流被削弱成中间腔压力为P2的水流，从而实现第一级的消能。在一级消能以后中间腔的水流通过喷管的中间段的锥形第二小孔进入出口端。喷管中间端的锥形第二小孔孔径较大，水流经过小孔后会在喷管中心产生水流对撞，使得汽蚀产生在管中心从而远离喷管表面，在保护喷管的同时从而再次消除一部分能量，此时水流的压力在多级减压下被削弱成出口端压力P3，最终低压水流通向阀门的出口端供往下游。并且由于喷管的进口端第一小孔孔径比中间段的第二小孔要小，当阀前的过滤装置失效时，垃圾只会卡堵在进口端第一小孔处，而不会堵塞中间段的第二小孔，因此只需要打开进口管上的手孔盖即可在线进行垃圾清理，无需拆卸阀门。

该减压阀力平衡原理为：

喷管进口端受到P1的压力，水流经过阀门后，由于流阻的影响，阀后的压力小于进口端压力，其为P3。喷管的出口与中间管形成的通气腔由于与空气连通，因此其压力P0＝0。喷管的进口端面积S1和出口端面S2的比例为固定值，该值由实际工况所需的减压比决定。喷管由于两端面积不同，因此其进出口端的压力比值也为固定值，与面积比值呈反比关系。

如图1所示，当阀门进口端的压力P1减小或者出口端的压力P2增大，此时P1×S1<P2×S2，因此喷管此时受到的进口端力比出口端的力小，喷管在力的作用下向进口端(左)移动，阀门开度变小或者关闭，出流小孔的数量减少，因此阀门的流量减小，此时进口端的压力P1逐渐增大或者出口端的压力P2逐渐减小，最终当P1×S1＝P2×S2时，喷管停止动作，阀门恢复平衡。

如图3所示，当阀门进口端的压力P₁增大或者出口端的压力P₂减小，此时P1×S1>P2×S2，因此喷管此时受到的进口端力比出口端的力大，喷管在力的作用下向出口端(右)移动，阀门开度变大或者全开，出流小孔的数量增大，因此阀门的流量增大，此时进口端的P1逐渐减小或者出口端的P2逐渐增大，最终当P1×S1＝P2×S2时，喷管停止动作，阀门恢复平衡。

无论在何种状态，阀门最终会自行趋向平衡，即P1×S1＝P2×S2时，阀门的进口压力和出口压力的比值最终始终保持为定值。

Claims (10)

1.一种多喷孔型多级比例式减压阀，包括中间管(4)以及分别通过螺栓和法兰固定在中间管(4)进口端和出口端的进口管(1)和出口管(7)，所述的中间管(4)为进口侧小出口侧大的圆柱台型，其特征在于，该减压阀还包括设置在中间管(4)中腔内且根据进出口端压力进行左右移动实现压力平衡的喷管(6)，所述的喷管(6)由一体成型且半径逐渐增大的进口端部、中间段和出口端部构成，并且进口端部和中间段通过隔断板阻隔，在阀门开启状态时，进口管(1)依次通过喷管(6)进口端部沿周向开设的多个第一小孔(6-1)、中间段与中间管(4)进口侧内腔内壁之间形成的环形中腔、喷管(6)中间段沿周向开设的多个第二小孔(6-2)后与喷管(6)内腔以及出口管连通。

2.根据权利要求1所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，在中间管(4)进口端与进口管(1)出口端结合面处设有阀座(2)，并且通过阀座压盖(3)和螺栓固定在进口管(1)出口端面上，用以与喷管(6)进口端部接触形成密封副。

3.根据权利要求2所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的阀座(2)呈圆环形，并且在内侧外缘处设有环形凸台，所述的阀座压盖(3)上设有与环形凸台嵌入配合的环形凹槽。

4.根据权利要求2所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的阀座(2)的左端面处设有斜面，用以导向进口端的水流，防止对环形凸台的冲刷。

5.根据权利要求1所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的喷管(6)进口端与进口管(1)内腔滑动匹配，并且多个第一小孔(6-1)采用螺旋方式排布，并且第一小孔(6-1)呈内大外小的锥形，所述的喷管(6)出口端部与中间管(4)出口侧内腔滑动匹配，并且多个第二小孔(6-2)呈内小外大的锥形，且其孔径大于第一小孔(6-1)孔径。

6.根据权利要求1所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的环形中腔右端面处设有圆环形的密封板(4-4)，喷管(6)的出口端部、中间管(4)出口侧内腔内壁、密封板(4-4)以及喷管(6)中间段外壁之间形成通气腔(4-1)，所述的通气腔(4-1)通过开设在中间管(4)出口侧部上的通气孔与外部连通。

7.根据权利要求1所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，在环形中腔内设有套设在中间段外用以封堵第二小孔(6-2)的导向圆筒(4-2)，所述的导向圆筒(4-2)通过筋板(4-3)固定在中间管(4)进口侧内腔内壁上。

8.根据权利要求7所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的导向圆筒(4-2)内侧设有用以安装导向环(5)的导向槽。

9.根据权利要求1所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的进口管(1)管壁上开设用以在线清理垃圾的手孔(1-1)，并且该手孔(1-1)通过手孔盖(8)启闭。

10.根据权利要求5所述的一种多喷孔型多级比例式减压阀，其特征在于，所述的喷管(6)进口端部的面积S1与进口管(1)内腔面积相同，喷管(6)出口端部的面积S2与中间管(4)出口侧内腔面积相同，且S1<S2。

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