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(guó)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(lái)由于國(guó)內(nèi)減壓閥產(chǎn)品的研制、開(kāi)發(fā)大多數(shù)針對(duì)建筑工程,而通過(guò)行業(yè)鑒定、真正能使設(shè)計(jì)人員及用戶(hù)放心選用的國(guó)產(chǎn)礦用減壓閥幾乎是空白,如果采用國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)選型到用戶(hù)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(lái),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(wèn)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(chē)場(chǎng)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(kāi)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(zhǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)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(guó)情的減壓閥來(lái)解決這些問(wèn)題。
1996年4月,我院與有限公司經(jīng)過(guò)廣泛接觸,達(dá)成共識(shí),決定聯(lián)合研制、開(kāi)發(fā)礦用比例減壓閥產(chǎn)品,來(lái)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(guò)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(guò)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(mén)開(kāi)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(mén)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(jiǎn)單,減壓比例穩(wěn)定可靠,可減動(dòng)壓和靜壓,開(kāi)關(guān)平穩(wěn),無(wú)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(zhuān)門(mén)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(guò)高的區(qū)域、礦井及其他場(chǎng)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(lèi)型很多，以往常見(jiàn)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(duì)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(lái)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(wú)振動(dòng)；閥體內(nèi)無(wú)彈簧，故無(wú)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(chǎng)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(hù)要求供應(yīng)其它比例閥門(mén)。
 
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(chēng)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(jiàn)表1):此外,可根據(jù)用戶(hù)的需要,開(kāi)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(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)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(guò)濾器、閥門(mén)、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(guò)濾器、閥門(mén)、壓力表及安全閥的壓力等級(jí)。
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(duì)于工作壓力2.5MPa以上及公稱(chēng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)其裝置的壓力、流量進(jìn)行測(cè)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(chǎng)用水的急需,得到了用戶(hù)單位的好評(píng)。



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(lái)滿足煤礦井下消防灑水管道的減壓需要。通過(guò)對(duì)韓城礦務(wù)局象山礦井井下消防灑水管道由原來(lái)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(wàn)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(guò)濾器，并應(yīng)經(jīng)常清洗；
以上二點(diǎn)必須做到，如閥門(mén)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(mén)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(zhǎng)；
4、安裝時(shí)應(yīng)注意箭頭方向，不得裝反，如裝反則閥門(mén)不能供水；
5、安裝時(shí)請(qǐng)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(guò)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(jiǎn)圖?；钊鳛楸壤綔p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(wú)用水時(shí)，閥門(mén)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(kāi)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(mén)關(guān)閉。



礦用比例減壓閥雖然是針對(duì)煤礦井下消防灑水管道減壓需要來(lái)研制的,同時(shí)也可以用于類(lèi)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(guó)礦山建設(shè)提供了一套新裝置,不僅簡(jiǎn)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)