減壓閥是自來水系統(tǒng)的重要組成部份，對降低壓力減小損失發(fā)揮著重要作用，本文主要剖析了減壓閥的工作原理，以及減壓閥在供給水系統(tǒng)中的應(yīng)用和療效?！端c建筑安裝工程學(xué)報》是由教育部總監(jiān)，北方農(nóng)林科技學(xué)院承辦，國外外公開發(fā)行的學(xué)術(shù)性科技刊物(雙周刊)。

減壓閥是自來水系統(tǒng)的重要組成部份，對降低壓力降低損失發(fā)揮著重要作用，本文主要剖析了減壓閥的工作原理，以及減壓閥在供給水系統(tǒng)中的應(yīng)用和療效。

《水利與建筑安裝工程學(xué)報》是由教育部總監(jiān)，北方農(nóng)林科技學(xué)院承辦，國外外公開發(fā)行的學(xué)術(shù)性科技刊物(雙周刊)。本刊復(fù)刊于1991年，原刊名《防滲技術(shù)》(內(nèi)部發(fā)行)，1995年公開發(fā)行(月刊)，2003年改名為《水利與建筑安裝工程學(xué)報》，2010年由月刊變更為雙周刊。

探討減壓閥的分類及原理，剖析減壓閥的特點(diǎn)。結(jié)合自來水載荷，明晰采用原則和管路設(shè)計要領(lǐng)，并強(qiáng)調(diào)安裝及維護(hù)要求。

減壓閥是一種減少給水管線中水壓的球閥，其原理是通過水壓的變化或提高局部水頭損失以達(dá)到減壓的目的。詳細(xì)動作程序是通過啟閉件的節(jié)流將進(jìn)口壓力穩(wěn)定至某一個還要的出口壓力，并能在進(jìn)口壓力及流量變化時運(yùn)用介質(zhì)原本能量保持出口壓力基本不變。

給水系統(tǒng)設(shè)計中常用的減壓孔板只好減動壓，不能減靜壓;而給水減壓閥既可以減動壓，也可以減靜壓。給水減壓閥可以簡化給水系統(tǒng)，避免系統(tǒng)超壓，防止水擊，保護(hù)用水設(shè)備，節(jié)省用水?，F(xiàn)在，給水減壓閥已廣泛應(yīng)適于各種分區(qū)給水系統(tǒng)中，尤其適用于超高層建筑的生活及消防給水系統(tǒng)中。

1.給水減壓閥的分類及原理

根據(jù)結(jié)構(gòu)方式分類，給水減壓閥分為比列式、可調(diào)式兩類，結(jié)構(gòu)示意拜見圖1。

比列式的出口壓力與進(jìn)口壓力是根據(jù)固定比列減壓的，常見減壓比分別為2:1、3:1、4:1、5:1。比列式結(jié)構(gòu)簡略，閥門只有一個活動部件活塞，活塞在挪用口的前后面積不同。隨著流量的變化，侵吞口形成的阻力損失隨著進(jìn)口、出口的壓力差變化，侵吞口的空隙也變化，保持進(jìn)口、出口的壓力根據(jù)固定比列。當(dāng)沒有流量時，閥門的挪用口完全關(guān)掉實(shí)現(xiàn)減靜壓。

比列式的減壓療效好，無需人工調(diào)節(jié)，閥門容積小，易于加工制做，售價低廉，安裝、維護(hù)簡便，使用壽命長，但出口壓力不能調(diào)節(jié)。

可調(diào)式的出口壓力可以根據(jù)還要進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過提高局部水頭損失以達(dá)到減壓的目的。進(jìn)水通過侵吞口，增加的壓力作為反饋訊號引到橡膠閥座下邊，運(yùn)用閥座與彈簧的力平衡關(guān)系，通過聯(lián)動襯套使閥瓣保持在一定的開啟高度，得到相應(yīng)的阻力系數(shù)，使出水壓力達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)達(dá)到關(guān)掉截留口的設(shè)定值時，實(shí)現(xiàn)減靜壓。調(diào)節(jié)彈簧的平衡力可以靈活地調(diào)節(jié)出口壓力。

可調(diào)式的出口壓力相對穩(wěn)定，動作反應(yīng)靈敏，使用靈活，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，閥門容積大，價錢較高。使用一段時間后，當(dāng)出口壓力出現(xiàn)偏斜時，可以調(diào)節(jié)后繼續(xù)使用。閥門內(nèi)彈簧和隔膜在使用一定期限后，會出現(xiàn)彈性疲勞和老化現(xiàn)象，需及時調(diào)整或更換。

根據(jù)控制模式分類，給水減壓閥分為直接作用式、先導(dǎo)式兩類。

直接作用式是運(yùn)用出口壓力變化直接控制閥瓣運(yùn)動。

先導(dǎo)式由主閥和先導(dǎo)閥組成，出口壓力的變化通過先導(dǎo)閥控制主閥動作，并可使出口壓力穩(wěn)定，又稱減壓穩(wěn)壓閥。

2.應(yīng)用給水減壓閥的特點(diǎn)

(1)簡化系統(tǒng)。

在各種分區(qū)給水系統(tǒng)中，尤其是超高層建筑的生活及消防給水系統(tǒng)中，因為材料、用水設(shè)備對水壓的要求，需進(jìn)行分區(qū)供熱。應(yīng)用給水減壓閥，系統(tǒng)可以節(jié)約分區(qū)電機(jī)，取消中轉(zhuǎn)或減壓水箱(池)。

(2)避免系統(tǒng)超壓，防止生活給水的二次污染。

應(yīng)用給水減壓閥，可以避免系統(tǒng)超壓，防止水擊，保護(hù)用水設(shè)備，節(jié)省用水。在生活給水系統(tǒng)中，給水減壓閥可以防止生活給水的二次污染。

(3)解決自來水矛盾。

應(yīng)用給水減壓閥，可以解決相鄰分區(qū)邊界的自來水矛盾。在消防給水系統(tǒng)中，給水減壓閥可以避免消防用水設(shè)備的超壓，保證系統(tǒng)正常工作。

(4)節(jié)省投資。

因為節(jié)約分區(qū)電機(jī)及水廠面積，取消中轉(zhuǎn)或減壓水箱(池)，因而節(jié)省投資。

3.給水減壓閥的采用

比列式的出口壓力與進(jìn)口壓力是根據(jù)固定比列減壓的，可調(diào)式的出口壓力可以根據(jù)還要進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)按照給水系統(tǒng)的要求，并考慮給水減壓閥的正常減壓范圍，正確地采用。

圖2表示給水減壓閥當(dāng)進(jìn)口壓力P1一定時，出口壓力P2隨著流量變化的載荷曲線。

對于比列式，其中有一段流量(ΔQ)，其壓力相對穩(wěn)定，所以流量在這段ΔQ內(nèi)變化，能滿足出口壓力P2相對固定的要求。比列式結(jié)構(gòu)簡略，閥門容積小，適用于孔徑較大的系統(tǒng)。在消防給水系統(tǒng)中，其壓力一般是通過比列設(shè)定的，宜采用比列式。

對于可調(diào)式，流量Q的變化遭到減振的影響，出口壓力P2隨著流量Q相應(yīng)變化。隨著公稱外徑的減小，可調(diào)式因為其結(jié)構(gòu)的成因引起售價降低這些?？烧{(diào)式適用于流量較小、水壓要求精確的系統(tǒng)。在生活或生產(chǎn)給水系統(tǒng)中，因為流量變化較大，壓力要求還有波動，宜采用可調(diào)式，并現(xiàn)場調(diào)定減壓值。采用時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品樣本可調(diào)式減壓閥組，查出各類公稱外徑的出口壓力調(diào)節(jié)范圍，小公稱外徑相對在低壓范圍內(nèi)調(diào)整，大公稱半徑相對在中壓范圍內(nèi)調(diào)整。

給水減壓閥的公稱外徑，應(yīng)根據(jù)設(shè)計秒流量或流量——水頭損失曲線選取，流量超出一定限值會形成噪音。噪音的形成與水流速率和閥門結(jié)構(gòu)有關(guān)。因為壓差較大，閥瓣開啟度較小，期間的水流速率巨大是形成噪音的主要成因。

3.1比列式給水減壓閥采用原則

(1)閥前壓力與閥后壓力根據(jù)固定比列減壓，但是閥后壓力無需調(diào)節(jié);

(2)根據(jù)設(shè)計秒流量選取公稱外徑，但是設(shè)計秒流量應(yīng)在流量——壓力特征曲線的有效段內(nèi);

(3)給水減壓閥的壓力等級應(yīng)低于預(yù)定的閥前壓力;

(4)相應(yīng)于設(shè)計流量的閥后壓力應(yīng)滿足最不利點(diǎn)用水的水壓要求;

(5)減壓比不宜小于3:1，當(dāng)選用減壓比小于3：1時，應(yīng)避免氣蝕區(qū)。

3.2可調(diào)式給水減壓閥采用原則

(1)閥后壓力可調(diào)節(jié)，或閥后壓力要求相對穩(wěn)定;

(2)根據(jù)流量——水頭損失曲線選取公稱外徑;

(3)給水減壓閥的壓力等級應(yīng)低于預(yù)定的閥前壓力;

(4)壓力等級1.0MPa的給水減壓閥的閥后壓力不應(yīng)小于0.8MPa，閥后最低壓力不應(yīng)大于0.05MPa;

(5)閥前最低壓力應(yīng)小于閥后動壓0.2MPa;

(6)在生活給水系統(tǒng)中，閥前與閥后的最大壓差不宜小于0.4MPa，要求環(huán)境安靜的場所不應(yīng)小于0.3MPa，當(dāng)最大壓差少于規(guī)定值時可調(diào)式減壓閥組，宜串聯(lián)設(shè)置;

(7)給水減壓閥的公稱外徑大于或等于50mm時，宜采用直接作用式;公稱外徑小于50mm時，宜采用先導(dǎo)式。

4.給水減壓閥的材質(zhì)

給水減壓閥閥門常年與水接觸，若材質(zhì)為不銹鋼或不銹鋼，常年使用有顯著的燒蝕和銹斑。因此，材質(zhì)應(yīng)耐磨蝕，一般為白銅或鍍鋅。

5.給水減壓閥的管路設(shè)計

(1)自來水保證率要求高，停電會導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失的給水管線上，宜并聯(lián)設(shè)置2個給水減壓閥，1用1備工作，并且不得設(shè)置旁通管。

在設(shè)計中為保證系統(tǒng)常年、可靠的工作，宜選用成組并聯(lián)的設(shè)置，拜見圖3。平常1組工作，另外1組備用。2組分別交替工作，他們同時發(fā)生故障的機(jī)率很小，可以不予考慮。對于單個給水減壓閥一次減壓不夠時，可以將2個串聯(lián)作為1組使用，但應(yīng)當(dāng)通過估算。不得設(shè)置旁通管，若采用旁通趕超，則否定了減壓的意義，導(dǎo)致系統(tǒng)超壓，破壞用水設(shè)備。

(2)在系統(tǒng)設(shè)計中，盡量不設(shè)置串聯(lián)減壓。一方面串聯(lián)減壓的自來水靠譜性差，其中一級發(fā)生故障就將影響整個系統(tǒng);另一方面，在系統(tǒng)的估算中，下一區(qū)的起點(diǎn)水壓是由上一區(qū)的出水水壓、水頭損失、高差決定的，他們互相影響。在估算中應(yīng)給予分別對待，以滿足各區(qū)的水壓要求。因此，系統(tǒng)中的給水減壓閥是不能無限地串聯(lián)的。

若確實(shí)難以防止串聯(lián)，2個串聯(lián)的給水減壓閥之間設(shè)置3倍公稱外徑寬度的連結(jié)管箍。若比列式和可調(diào)式串聯(lián)，則沿水流方向，比列式在前，可調(diào)式在后。

(3)比列式宜平行安裝?？烧{(diào)式宜水平安裝，以盡量降低重力作用對調(diào)節(jié)精度的影響。

(4)為延長給水減壓閥的使用期限，避免小流量時的水壓波動，其公稱外徑宜比所在管段的孔徑小二至三號。那樣，也可以節(jié)省投資。

(5)給水減壓閥前、后均設(shè)置截斷球閥，適于并聯(lián)交替工作的切換或檢修;需拆裝閥門才可檢修的給水減壓閥，設(shè)置管線伸縮器。

(6)給水減壓閥前應(yīng)設(shè)置管線過濾器，濾網(wǎng)選用14～18目/cm2的鋁制絲網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)。

(7)給水減壓閥節(jié)點(diǎn)處的前、后管段均設(shè)置壓力表，適于觀察其工作情況和濾網(wǎng)的堵塞程度。

6.給水減壓閥的安裝及維護(hù)

(1)安裝時應(yīng)當(dāng)使閥門水流方向與管段水流方向一致，不得反裝。

(2)安裝位置應(yīng)考慮觀察、調(diào)試、維護(hù)和檢修的便捷。暗裝在閥體井或管線井中，應(yīng)在其相應(yīng)位置設(shè)置檢修口。

(3)比列式應(yīng)當(dāng)使平衡孔顯露在大氣中，不致堵塞。若暗裝，需為其提供必要的保護(hù)條件。

(4)給水減壓閥會因雜質(zhì)堵塞而造成動作失靈，出現(xiàn)水流不暢、超壓、卡芯現(xiàn)象。因而，在安裝施工時應(yīng)強(qiáng)化施工品質(zhì)管理，要求沖洗管段直到滿足清潔標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行給水減壓閥和管線過濾器的安裝。

(5)每年宜進(jìn)行3～4次的檢測及擦洗。通過給水減壓閥節(jié)點(diǎn)處的前、后管段的壓力表讀數(shù)以了解其工作情況，剖析有無堵塞，及時擦洗管線過濾器濾網(wǎng)上的雜質(zhì)。有些可調(diào)式給水減壓閥，其主閥和先導(dǎo)閥自身配置了過濾器，同樣須要定期檢測及擦洗。

(6)在使用一定期限后，需及時調(diào)整或更換易損件，如比列式的O型密封圈，可調(diào)式的彈簧和隔膜。對于比列式，當(dāng)平衡孔出現(xiàn)滲漏時，很或許是O型密封圈磨蝕。

7.結(jié)束語

了解給水減壓閥的分類及原理，依據(jù)給水系統(tǒng)的要求，結(jié)合自來水載荷，正確地采用給水減壓閥，敷設(shè)設(shè)計合理，并妥善地進(jìn)行安裝和維護(hù)，則除了才能保證應(yīng)用給水減壓閥的給水系統(tǒng)安全靠譜地工作，延長給水減壓閥的使用期限，但是節(jié)省投資，增加煤耗。

參考文獻(xiàn)：

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(2)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(-95)(2005年版)，美國計劃出版社，2005;

(3)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑給水減壓閥應(yīng)用設(shè)計規(guī)范》(CECS：109-2000)，美國安裝工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化商會，2000;

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