煤礦井下消防灑水比例減壓閥研制

1礦用比例減壓閥的研制 煤礦井下消防灑水比例減壓閥研制 煤礦井下比例減壓閥研制
之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹煤礦井下消防灑水管道的減壓方式一般有兩種:一種是采用降壓水池減壓,另一種是采用減壓閥減壓。但多年來由于國內(nèi)減壓閥產(chǎn)品的研制、開發(fā)大多數(shù)針對建筑工程,而通過行業(yè)鑒定、真正能使設(shè)計(jì)人員及用戶放心選用的國產(chǎn)礦用減壓閥幾乎是空白,如果采用國外同類產(chǎn)品從設(shè)計(jì)選型到用戶訂貨、施工安裝、維修服務(wù)等方面有諸多不便。因此,在煤礦井下消防灑水管道上普遍采用的仍是降壓水池的減壓方式。
煤礦井下消防灑水比例減壓閥研制近幾年來,我院在進(jìn)行煤礦井下消防灑水管道設(shè)計(jì)時(shí)遇到下列幾個(gè)問題:

(1)礦井瓦斯?jié)舛雀?井下所有電氣設(shè)施必須采用防爆型。如華晉焦煤公司呂梁公司沙曲礦井,晉城礦務(wù)局寺河礦井等高瓦斯礦井采用降壓水池其進(jìn)水電動(dòng)閥及水位控制裝置必須采用防爆型;

(2)巷道沿著煤層布置,有起伏變化,如寺河礦井在井筒采用降壓水池減壓后,井底車場至采區(qū)的巷道均處于上坡,減壓后的管道又需增壓才能滿足采區(qū)用水的要求。

(3)煤層開采深度大,需多處設(shè)置降壓水池,如新汶礦務(wù)局潘西礦井,井筒垂高900多米,在井筒設(shè)置了6處降壓水池進(jìn)行減壓;

(4)為了使降壓水池設(shè)置在合適的位置,增加了消防灑水管道的長度,如韓城礦務(wù)局象山礦井,其井下消防灑水管道從回風(fēng)立井進(jìn)入,為了滿足巷道及采區(qū)的用水壓力要求,降壓水池不能設(shè)置在井底附近,需設(shè)置在斜井,這樣增加了往返管路1000多米。上述遇到的幾種情況如采用減壓閥減壓,則簡單
方便,可根據(jù)不同的壓力要求隨意在干管上、支管上設(shè)置減壓閥,使整個(gè)消防灑水管路簡單、靈活、節(jié)水、節(jié)電,并可大大節(jié)省基建投資。鑒于這些情況,設(shè)計(jì)人員迫切希望能選到性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、能適應(yīng)國情的減壓閥來解決這些問題。
1996年4月,我院與有限公司經(jīng)過廣泛接觸,達(dá)成共識,決定聯(lián)合研制、開發(fā)礦用比例減壓閥產(chǎn)品,來滿足煤礦井下消防灑水管道的減壓需要。該項(xiàng)目被列入煤炭工業(yè)部5九七年度煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)科研項(xiàng)目計(jì)劃6,經(jīng)過課題小組的不懈努力,已經(jīng)完成了全部工作,并于1998年6月15日通過了煤炭部鑒定。



2煤礦井下消防灑水比例減壓閥研制礦用比例減壓閥

2.1工作原理及性能特點(diǎn)
礦用比例減壓閥利用液壓原理進(jìn)行減壓,當(dāng)閥后用水時(shí),減壓閥內(nèi)的活塞下移,閥門開啟,達(dá)到平衡位置時(shí)活塞停止下移;當(dāng)閥后不用水時(shí),減壓閥內(nèi)的活塞上移,閥門關(guān)閉。由于活塞進(jìn)水口端面積較出水口端面積按比例減小,故出口端壓力與進(jìn)口端壓力相比,可按定比例降低。
礦用比例減壓閥結(jié)構(gòu)簡單,減壓比例穩(wěn)定可靠,可減動(dòng)壓和靜壓,開關(guān)平穩(wěn),無噪聲及水錘沖擊。

比例式減壓閥主要是運(yùn)用液壓原理使閥后壓力與閥前壓力有一定比例關(guān)系,主要由閥體、活塞、密封圈等組成。減壓閥是一種自動(dòng)降低管路工作壓力的專門裝置，它可將閥前管路較高的水壓減少至閥后管路所需的水平。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過高的區(qū)域、礦井及其他場合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)姆?wù)水壓和流量。鑒于水的漏失率和浪費(fèi)程度幾乎同給水系統(tǒng)的水壓大小成正比，因此減壓閥具有改善系統(tǒng)運(yùn)行工況和潛在節(jié)水作用，據(jù)統(tǒng)計(jì)其節(jié)水效果約為30％。減壓閥的構(gòu)造類型很多，以往常見的有薄膜式、內(nèi)彈簧活塞式等。減壓閥的基本作用原理是靠閥內(nèi)流道對水流的局部阻力降低水壓，水壓降的范圍由連接閥瓣的薄膜或活塞兩側(cè)的進(jìn)出口水壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)。近年來又出現(xiàn)一些新型減壓閥，如定比式減壓閥，其構(gòu)造原理如圖14．2－2所示。定比減壓原理是利用閥體中浮動(dòng)活塞的水壓比控制，進(jìn)出口端減壓比與進(jìn)出口側(cè)活塞面積比成反比。這種減壓閥工作平穩(wěn)無振動(dòng)；閥體內(nèi)無彈簧，故無彈簧銹蝕、金屬疲勞失效之慮；密封性能良好不滲漏，因而既減動(dòng)壓（水流動(dòng)時(shí)）又減靜壓（流量為0時(shí)）；特別是在減壓的同時(shí)不影響水流量。本產(chǎn)品適用于建筑生活用水、消防用水系統(tǒng)中需減靜壓及動(dòng)壓的場合。
本產(chǎn)品可取代中間水箱，節(jié)約建造中間水箱的費(fèi)用并可擴(kuò)大建筑物的實(shí)際使用面積。
本產(chǎn)品常用減壓比為1.5：1、2：1、3：1、4：1、5：1，也可按用戶要求供應(yīng)其它比例閥門。
 
技術(shù)參數(shù)及外形尺寸表

使用壓力：0.2 MPa～1.6MPa
使用介質(zhì)：潔凈水
介質(zhì)溫度：≤60℃
出口壓力范圍：0.10～0.50 MPa

212常用技術(shù)規(guī)格
煤礦井下消防灑水管道采用減壓閥減壓時(shí),減壓閥工作壓力常在1.6MPa~5.0MPa,公稱直徑干管常在DN80~DN200,支管常在礦用比例減壓閥系列DN25~DN80,現(xiàn)歸納如下(見表1):此外,可根據(jù)用戶的需要,開發(fā)生產(chǎn)5.0MPa以上的礦用比例減壓閥。



2.3減壓裝置組成及安裝維護(hù)要求

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥采用減壓閥減壓時(shí),其整套減壓裝置由過濾器、閥門、減壓閥、壓力表及安全閥等組成,應(yīng)根據(jù)減壓裝置中減壓閥的閥前閥后壓力相應(yīng)選擇其配套過濾器、閥門、壓力表及安全閥的壓力等級。
礦用比例減壓閥可水平及垂直安裝,更適合于垂直安裝,因?yàn)榇怪卑惭b其密封圈磨損比較均勻,而水平安裝由于密封圈受其活塞自重的影響,易單面磨損,因此,對于工作壓力2.5MPa以上及公稱直徑DNE100mm以上的減壓閥應(yīng)垂直安裝。
為保證減壓裝置安全可靠供水,每處減壓裝置應(yīng)并聯(lián)安裝兩組減壓閥,兩組減壓閥能輪
換工作,當(dāng)一組工作不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)維修或更換,另一組投入使用,以保證系統(tǒng)仍能正常供水。為便于礦用比例減壓閥的正常維修及保養(yǎng),法蘭連接的減壓閥后應(yīng)設(shè)置伸縮器、伸縮蝶閥或橡膠軟接頭,螺紋連接的減壓閥則應(yīng)在減壓閥兩端安裝活接頭。

3礦用比例減壓閥的工業(yè)性試驗(yàn)
Y43X)40C礦用比例減壓閥承壓高、安全可靠性要求高,因此在總結(jié)高層比例減壓閥生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了改進(jìn),主要有(1)將導(dǎo)流蓋材質(zhì)由鑄銅改為不銹鋼,進(jìn)一步提高了靜壓密封作用;

(2)導(dǎo)流角改小,進(jìn)一步改善了進(jìn)水口條件,減小了水流阻力;

(3)活塞外壁及襯套內(nèi)腔噴涂一層四氟乙烯塑料薄膜,減少了活塞與襯套之間相對運(yùn)動(dòng)的摩擦力,提高了減壓閥性能;

(4)設(shè)計(jì)提高了加工精度及配合精度的要求以滿足減壓閥承壓較高對減壓閥高、低壓腔密封要求較高的需要。1996年12月至1997年4月,Y43X)40CDN1502B1和3B1兩種規(guī)格的礦用比例減壓閥試制成功,1997年6月在韓城礦務(wù)局象山礦井安裝并投入運(yùn)行,減壓裝置運(yùn)行至今工作正常,經(jīng)課題小組對其裝置的壓力、流量進(jìn)行測試,表明減壓閥的性能達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求,能減靜壓及動(dòng)壓,減壓比例基本準(zhǔn)確,并且解決了現(xiàn)場用水的急需,得到了用戶單位的好評。



4礦用比例減壓閥的應(yīng)用前景

礦用比例減壓閥研制成功后,可以使設(shè)計(jì)人員、使用單位放心地選用安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的減壓閥,來滿足煤礦井下消防灑水管道的減壓需要。通過對韓城礦務(wù)局象山礦井井下消防灑水管道由原來采用降壓水池減壓改為采用
Y43X)40C礦用比例減壓閥減壓所做的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表明,改用減壓閥減壓后節(jié)省基建投資31.44萬元,并且維護(hù)非常方便,節(jié)水、節(jié)電效果也明顯,使用非常靈活,根據(jù)其使用壓力的不同,既可在干管上安裝又可在支管上安裝,既可并聯(lián)安裝也可串聯(lián)安裝。該減壓閥新建礦井可以選用,生產(chǎn)礦井消防灑水管道改造及采區(qū)延伸需減壓時(shí),采用更具有*性。



安裝要求

1、比例式減壓閥安裝之前應(yīng)將管道內(nèi)雜物沖洗干凈；
2、安裝時(shí)其進(jìn)口端應(yīng)加裝過濾器，并應(yīng)經(jīng)常清洗；
以上二點(diǎn)必須做到，如閥門密封口有雜物，會(huì)產(chǎn)生減壓閥只減動(dòng)壓不減靜壓的現(xiàn)象。
3、該閥門適合水平安裝也可垂直安裝，垂直安裝時(shí)閥內(nèi)的密封圈工作比較均勻，使用壽命較長；
4、安裝時(shí)應(yīng)注意箭頭方向，不得裝反，如裝反則閥門不能供水；
5、安裝時(shí)請把閥體上的呼吸孔面向易觀察的方向且不可堵塞，如水平安裝時(shí)呼吸孔應(yīng)向下；
6、為保證在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)仍能正常供水，應(yīng)采用兩組減壓閥并聯(lián)安裝方式并且經(jīng)常輪換工作；
7、為便于維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)設(shè)置橡膠軟接頭或伸縮連接法蘭，螺紋接口的減壓閥應(yīng)在兩端安裝活接頭；
8、為觀察減壓閥的工作狀態(tài)是否正常，應(yīng)在減壓閥的進(jìn)出口兩端各裝置一個(gè)壓力表，低應(yīng)在出口端裝置一個(gè)壓力表；
9、比例式減壓閥的進(jìn)口端必須安裝閘閥或蝶閥，以安裝蝶閥為宜，出口端視具體情況而定，以閥后管網(wǎng)的水流不會(huì)倒流為準(zhǔn)；
10、為使減壓閥前水壓較為穩(wěn)定及減小閥后水壓波動(dòng)，閥前的供水管道應(yīng)適當(dāng)放大；
11、工作一段時(shí)間后如發(fā)現(xiàn)減壓閥工作不正常，應(yīng)清洗減壓閥和過濾器；
12、如安裝在消防系統(tǒng)中，該減壓閥出口端應(yīng)設(shè)置泄水閥定期泄水，防止減壓閥不工作產(chǎn)生水垢而失靈；



圖為法蘭連接比例式減壓閥的結(jié)構(gòu)簡圖。活塞作為比例式減壓閥的一個(gè)重要部件，在閥體內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，其后端（圖1）中活塞的下端，受水面積一般為其前端受水面積的整數(shù)倍。在高層建筑消防給水系統(tǒng)中，當(dāng)在閥后管網(wǎng)上無用水時(shí)，閥門關(guān)閉，閥前后壓力比是定值，p前?F前=p后?F后（p前、F前、p后、F后分別表示閥前、閥后的壓強(qiáng)和活塞的受力面積）；當(dāng)減壓閥后管網(wǎng)啟用消火栓或噴頭噴水時(shí)，閥前壓力大于閥后壓力，推動(dòng)活塞后移，減壓閥打開閥后管網(wǎng)壓力隨流量的增加而降低（符合流量-壓力特性曲線），直至達(dá)到平衡位置，活塞停止移動(dòng)。當(dāng)閥后管網(wǎng)停止用水時(shí)，由于活塞后端壓強(qiáng)升高，減壓閥活塞失去平衡狀態(tài)而前移，閥門關(guān)閉。



礦用比例減壓閥雖然是針對煤礦井下消防灑水管道減壓需要來研制的,同時(shí)也可以用于類似煤礦的一切金屬與非金屬礦井井下用水的減壓需要。礦用比例減壓閥的研制成功,為我國礦山建設(shè)提供了一套新裝置,不僅簡化了施工設(shè)計(jì),也為建設(shè)單位降低了投資,有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此,其應(yīng)用的前景是十分廣闊的。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)