给水减压阀在给水系统中的应用

给水系统中常用的减压孔板只能减动压，不能减静压；而给水减压阀既可以减动压，也可以减静压。给水减压阀可以简化给水系统，防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。目前，给水减压阀已广泛应用于各类分区给水系统中，尤其适用于高层建筑的生活及消防给水系统中。
1给水减压阀的分类及原理
按照结构形式分类，给水减压阀分为比例式、可调式两类，结构示意参见图1。
比例式的出口压力与进口压力是按照固定比例减压的。比例式结构简单，阀体只有一个活动部件活塞，活塞在截留口的前后面积不同。随着流量的变化，截留口产生的阻力损失随着进口、出口的压力差变化，截留口的缝隙也变化，保持进口、出口的压力按照固定比例。当没有流量时，阀体的截留口完全关闭实现减静压。
比例式的减压效果好，无需人工调节，阀体体积小，便于加工制作，价格低廉，安装、维护简便，使用寿命长，但出口压力不能调节。
可调式的出口压力可以按照需要进行调节，通过增强局部水头损失以达到减压的目的。进水通过截留口，降低的压力作为反馈信号引到橡胶膜片下面，利用膜片与弹簧的力平衡关系，通过联动阀芯使阀瓣保持在一定的开启高度，得到相应的阻力系数，使出水压力达到设定值。当达到关闭截留口的设定值时，实现减静压。调节弹簧的平衡力可以灵活地调节出口压力。
可调式的出口压力相对稳定，动作反应灵敏，使用灵活，结构复杂，阀体体积大，价格较高。使用一段时间后，当出口压力出现偏移时，可以调节后继续使用。阀体内弹簧和隔膜在使用一定年限后，会出现弹性疲劳和老化现象，需及时调整或更换。


按照控制方式分类，给水减压间分为直接作用式、先导式两类。
直接作用式是利用出口压力变化直接控制阀瓣运动。
先导式由主阀和先导阀组成，出口压力的变化通过先导阀控制主阀动作，并可使出口压力稳定，又称减压稳压阀。
2应用给水减压阀的优点
(1)简化系统。
在各类分区给水系统中，尤其是高层建筑的生活及消防给水系统中，由于材料、用水设备对水压的要求，需进行分区供水。应用给水减压阀，系统可以节省分区水泵，取消中转或减压水箱(池)。
(2)防止系统超压，避免生活给水的二次污染。
应用给水减压阀，可以防止系统超压，避免水击，保护用水设备，节约用水。在生活给水系统中，给水减压阀可以避免生活给水的二次污染。
(3)解决供水矛盾。
应用给水减压阀，可以解决相邻分区边界的供水矛盾。在消防给水系统中给水减压阀可以防止消防用水设备的超压，保证系统正常工作。
(4)节约投资。
由于节省分区水泵及泵房面积，取消中转或减压水箱(池)，从而节约投资。
3给水减压阀的选用
比例式的出口压力与进口压力是按照固定比例减压的，可调式的出口压力可以按照需要进行调节，应根据给水系统的要求，并考虑给水减压阀的正常减压范围，正确地选用。
给水减压阀供水工况参见图2。



图2表示给水减压阀当进口压力P1一定时，出口压力P2随着流量变化的工况曲线。
对于比例式，其中有一段流量△Q ()，其压力相对稳定，因此流量在这段△Q内变化，
能满足出口压力P2相对固定的要求。比例式结构简单，阀体体积小，适用于管径较大的系统。在消防给水系统中，其压力通常是通过比例设定的，宜选用比例式。
对于可调式，流量Q的变化受到阻力的影响，出口压力P2随着流量Q相应变化。随着公称直径的增大，可调式由于其结构的原因造成价格增加很多。可调式适用于流量较小、水压要求准确的系统。在生活或生产给水系统中，由于流量变化较大，压力要求也有波动，宜选用可调式，并现场调定减压值。选用时，应按照产品样本，查出各种公称直径的出口压力调节范围，小公称直径相对在低压范围内调整，大公称直径相对在中压范围内调整。
3.1比例式给水减压阀选用原则
(1)阀前压力与阀后压力按照固定比例减压，而且阀后压力无需调节;
(2)按照设计秒流量选定公称直径，而且 设计秒流量应在流量一一压力特性曲线的有效段内；
(3)给水减压阀的压力等级应高于预定的阀前压力;
(4)相应于设计流量的阀后压力应满足最不利点用水的水压要求；
(5)减压比不宜大于3: 1，并尽量避开气蚀区。
3.2可调式给水减压阀选用原则
(1)阀后压力可调节，或阀后压力要求相对稳定;
(2)按照流量一一水头损失曲线选定公称直径;
(3)给水减压阀的压力等级应高于预定的阀前压力;
(4)压力等级1.0MPa的给水减压阀的阀后压力不应大于O.8MPa，阀后最低压力不应小于O.05MPa;
(5)阀前最低压力应大于阀后动压O. 2MPa;
(6)在生活给水系统中，阀前与阀后的最大压差不应大于O.4MPa，要求环境安静的场所不应大于O.3MPa;
(7)给水减压阀的公称直径小于或等50rnm时，宜选用直接作用式；公称直径大于50rnm时，宜选用先导式。
4给水减压阀的配管设计
(1)供水保证率要求高，停水会引起重大经济损失的给水管道上，宜并联设置2个给水减压阀， 1用l备工作，而且不得设置旁通管。
在设计中为保证系统长期、可靠的工作，宜采用成组并联的设置，参见图3。平时l
组工作，另外l组备用。2组分别交替工作，它们同时发生故障的概率很小，可以不予考虑。对于单个给水减压阀一次减压不够时，可以将2个串联作为1组使用，但必须通过计算。不得设置旁通管，若采用旁通超越，则否定了减压的意义，造成系统超庄，破坏用水设备。

(2)在系统设计中，尽量不设置串联减压。一方面串联减压的供水可靠性差，其中一级发生故障就将影响整个系统；另一方面，在系统的计算中，下一区的起点水压是由上一区的出水水压、水头损失、高差决定的，它们相互影响。在计算中应予以分别对待，以满足各区的水压要求。此外，系统中的给水减压阀是不能无限地串联的。
若确实无法避免串联，2个串联的给水减压阀之间设置3倍公称直径长度的连接短管。若比例式和可调式串联，则沿水流方向，比例式在前，可调式在后。
(3)比例式宜垂直安装。可调式宜水平安装，以尽量减少重力作用对调节精度的影响。
(4)为延长给水减压阀的使用年限，防止小流量时的水压波动，其公称直径宜比所在管段的管径小二至三号。这样，也可以节约投资。
(5)给水减压阀前、后均设置切断阀门， 用于并联交替工作的切换或检修；需拆卸阀体才可检修的给水减压阀，设置管道伸缩器。
(6)给水减压阀前应设置管道过滤器，滤网采用14 - 18目/cm2的不锈钢丝网或铜丝网。
(7)给水减压阀节点处的前、后管段均设置压力表，用于观察其工作状况和滤网的堵塞程度。
5给水减压阀的安装及维护
(1)安装时必须使阀体水流方向与管段水流方向一致，不得反装。
(2)安装位置应考虑观察、调试、维护和检修的方便。暗装在阀门井或管道井中，应在其相应位置设置检修口。
(3)比例式必须使平衡孔暴露在大气中， 不致堵塞。若暗装，需为其提供必要的保护条件。
(4)给水减压阀会因杂质堵塞而导致动作失灵，出现水流不畅、超压、卡芯现象。因此，在安装施工时应加强施工质量管理，要求冲洗管段直至满足清洁标准后方可进行给水
减压阀和管道过滤器的安装。
(5)每年宜进行3-4次的检查及清洗。
通过给水减压阀节点处的前、后管段的压力表读数以了解其工作状况，分析有无堵塞，及时清洗管道过滤器滤网上的杂质。有些可调式给水减压阀，其主阀和先导阀自身配置了过滤器，同样需要定期检查及清洗。
(6)在使用一定年限后，需及时调整或更换易损件，如比例式的O型密封圈，可调式的弹簧和隔膜。对于比例式，当平衡孔出现漏水时，很可能是O型密封圈磨损。
6结束语
了解给水减压阀的分类及原理，根据给水系统的要求，结合供水工况，正确地选用给水减压阀，配管设计合理，并妥善地进行安装和维护，则不仅能够保证应用给水减压阀的给水系统安全可靠地工作，延长给水减压阀的使用年限，而且节约投资，降低能耗。