呼吸器用减压阀的计算

第一篇：呼吸器用减压阀的计算

氧气呼吸器减压阀 设计计算 目录

一、减压器的设计计算：......................................1 二、高压通道最小断面直径计算...............................2 三、膛压管路最小断面直径计算...............................3 四、定量孔直径计算...........................................4 五、安全阀计算...............................................4 1、计算密封力............................................4 2、计算弹簧的预压缩量...................................5 3、计算弹簧预压缩力P 弹

..................................6

4、计算安全阀开启时的输出流量..........................6 一、减压器的设计计算：

主要参考《飞机氧气设备附件设计》北京航空工业学院编。 （一）活门参数的计算

1、设定条件：(1)最大输入压力：P(2)最小输入压力：P(3)最大输出压力：P(4)最小输出压力：P(5)最大输出流量：Q

入max

＝20MPa ＝3MPa =0.48Mpa =0.40Mpa =100L/min(P 入min 入min 出max 出min 出max ≥3Mpa时)

2、活门入口与出口压力比ε： ε＝P出max/P入min

=0.48/3=0.16 因ε＜0.528，故：流经活门的氧气流束为超临界流。其最大流通面积为：

f流max=G设*T0 / U4*B* P 入min

式中：G设—最大设计供氧流量；

设=GQh*rO2H/60(公斤/秒)rO2H=1.331x10-3(温度为200C)则G

设

＝1.3311031001=2.22x10-3 kg/s 60T0—输入气流温度（按标准状态计）

T入＝273+20=293 K U4—流量系数 U4＝0.8

B—超临界流动计算常数 B＝0.416 P入min

k/s(在临界B*=0.416) =3Mpa

=2.22x10-3x293/0.8x0.416x30=3.81x10-3cm-3 f 流max3.计算活门尺寸d 活

根据平板式活门，其流通面积f由上式可得d 活 流max =πd 活 *l 活max =πd2活/s 活

=

f流max.活

根据活门具体工作情况，选用活=4（活门灵敏度系数）则d=活3..81x103x4活=0.5

=0.05cm=0.5mm 故取d此时能流过的极限流量为 G极流=u4.f极流.B*.PT0=2.24x10-3(kg/s)将它换成体积流量为： Q极流=2.24x10-3x60/1.331x10-3=101(升/分)> Q

出max

=100(L/min)满足设计要求

4.计算活门最大开启量 对于平板式活门，fl活max 流ma =pi*d 活 *l 活max =f流ma/(pi* d

活)=3.74x10-3/(3.14x0.07)=0.017cm=0.17mm

二、高压通道最小断面直径计算 根据P出0.40﹤0.528，可判断其超临界流。所以其最大流通面0020P入20积为： f流最大=G设T4BP入min设

（5）60式中：G=100×1.331×10-3× =2.22×10-3㎏/S 2.22103293 f流最大= 0.80.41630=3.806×10-3㎝2 由于是平板活门，其最大流通面积f 流最大

计算公式为： f流最大=d活 d活2L活最大= （6）

活由（6）式可得： d活=f流最大活

根据活门的具体工作情况，选活=4 则 3.8061034d活= 3.1

4=0.0696㎝ =0.7㎜

即是：高压通道的最小断面直径达到0.7mm,就能满足设计流量为100L/min的要求。

三、膛压管路最小断面直径计算 膛压管路最小流通面积f由（5）式得： 2.22103293f=

0.80.4164.0 =0.286mm2 换算成单孔直径为： d = =4f 40.0286

3.14=0.191 =1.91mm 也就是说，膛压管路的孔径只要达到1.91,就能满足100L/min的流量输出,设计时考虑到压力损失,所有的膛压管路通径均取d=2.5㎜,应该能满足设计要求。

四、定量孔直径计算

已知：输出流量Q=1.55L/min、p1=（0.40~0.48）MPa、取p1=0.40MPa T=293 换算成重量流量q=0.12364Kg/h 而流量q=113sp

1273 T则定径孔直径d=0.19mm 五、安全阀计算 1、计算密封力

根据MT 867-2000《隔绝式正压氧气呼吸器》设定条件： ①选用光面丁腈橡胶板作为密封材料 ②0.64Mpa及以下压力时应气密

③1Mpa时开启泄压，且泄压时的输出流量不小于100L/min； 则P密=f

(1)式中：σ—保证密封时单位接触面上所需的压力 σ=1.7P+52

------选用光面丁腈橡胶板作为密封材料

=1.7×6.4+52 =62.88㎏·f/㎝ 2f—密封表面积

d2bd 4 =0.520.020.5 4f=2222 =0.0314㎝2

(其中:d—活门直径,取d=5㎜;b—阀台宽度,取b=0.2㎜)将上述数据代入(1)式中得

P密=62.88×0.0314 =1.97㎏·f

由于此安全阀设计结构如图，通过受力分析 只需 F弹-F弹出≥P出密

在0.64MPa压力下即可密封 密 整理 F＝F＋P

＝π2d平p入p出＋p密 （2）4 其中，d平＝d1d活2 （0.50.22）0.5=

2=0.51cm 把具体数值带入（2）式 F弹＝3.140.5126.40＋1.97 4＝3.28kg·f

结构示意图

当1MPa时开启，受力分析，只需 FF弹弹-F出≤P 密，则

＝π2d平p入p出＋p密 4＝3.140.512100＋1.97 4＝4.01 kg·f 综上所述，F弹∈（3.28，4.01），即可满足标准要求。

2、计算弹簧的预压缩量

根据设定条件,安全阀在1Mpa时应开启泄压,因此有：

P开=KL4≤10 d2L=4d210/1.1 =2.16㎜ 式中：K—弹簧刚度,取K=1.6㎏·f/㎜

3、计算弹簧预压缩力P

P弹 弹

2=K×L=1.6×2.16=3.45㎏·f 弹由于PF弹∈（3.28，4.01）,符合设计要求。

4、计算安全阀开启时的输出流量 G=μ已知 μf4*f流*B＊* P入

（3）T入4＝0.8 流π2d活 43.140.52 ＝4＝

＝0.20cm2 B=0.416 T入＝293K/S2 293代入（3）式 G=0.8×0.416×0.20×＝2.272×10-3㎏·f/S 换算为体积流量： 2.27210360Q==102.4L/min 1.331103以上102.4 L/min流量大于100 L/min的设计要求值,故满足要求。 第二篇：减压阀说明

关于青岛海润自来水集团有限公司减压阀说明

管路中水流的流量等于流速与管道流通面积的乘积(管道内的流量与管道内部的光滑度,及流阻系数是有关的,跟出口压力关系最大)，查流量系数表知道管道内为4公斤压差时，其主管道内的流速是1.5-3.5米每秒，支管道内的流速是1.0-1.5米每秒，从而就可以计算出其流量。

根据其计算方法，流量等于流速乘以流通面积，主管道在减压后，因为流通面积没有改变，从50到50，只是压力减少一半，其流量也就是原来的一半，平均流速按规定2.5计算，其流量是每小时17.66立方米，到支路后其流速平均是1.25，那其流量就是8.8立方米，如果再平均到30户，那每户一个小时的流量只有0.29立方米，这还是没有考虑旧管路内流阻的增加和楼房压差的，楼层越高压力就会越低，如果考虑到高层30米高，那管路中的压力就会降到1公斤左右。压力控制流速，流速又决定了流量，所以到30米高时流量就会更小。以上只是大致的计算，确切的流量计算非常的专业，需要一个相当复杂的过程。

如果按DN100口径的去计算，流速还按上边查表的平均流速，得知，其主管路流量为70.65吨每小时，支路是35.32吨每小时，平均每户1吨多，就会满足客户用水量的需求。所以主要的原因是50口径减压阀，因为其流通面积较小，在用户用水用量加大管道内压力减小时，减压阀阀办就会自动升高来增大压力，但由于其流道面积决定其加压的范围和快慢是有限的，换言之是达不到现有用户的用水量。当然稍大一点口径的减压阀就能在短时间调节成需要的压力，来满足客户的用水量。

青岛沪航阀门有限公司 2014年3月28日 第三篇：自来水减压阀的概述

自来水减压阀的概述：

自来水减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，自来水减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。

自来水减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。自来水减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此自来水减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30%。

自来水减压阀的结构分为：活塞式和膜片式两 自来水减压阀的安装

自来水减压阀的安装应符合下列要求：

（1）自来水减压阀的安装应在供水管网试压、冲洗合格后进行。 检查数量：全数检查。检查方法：检查管道试压及冲洗记录。 （2）自来水减压阀安装前应检查：其规格型号应与设计相符；阀

外控制管路及导向阀各连接件不应有松动；外观应无机械损伤，并应清除阀内异物。

检查数量：全数检查。检查方法：对照图纸，观察检查和手 扳检查

（3）自来水减压阀水流方向应与供水管网水流一致。 检查数量：全数检查。检查方法：观察检查。

（4）应在进水侧安装过滤器，并宜在其前后安装控制阀。 检查数量：全数检查。检查方法：观察检查。（5）可调式自来水减压阀宜水平安装，阀盖应向上。

检查数量：全数检查。检查方法：观察检查。

（6）比例式自来水减压阀宜垂直安装；当水平安装时，单呼吸孔自来水减压阀其孔口应向下，双呼吸孔自来水减压阀其孔口应呈水平位置。

检查数量：全数检查。检查方法：观察检查。

（7）安装自身不带压力表的自来水减压阀时，应在其前后相邻部位安装压力表。检查数量：全数检查。检查方法：观察检查。 第四篇：高压减压阀工作原理介绍

高压减压阀工作原理介绍

减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。高压减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具。

高压减压阀——该阀门的减压比必须在一定程度上高于系统值； 即使在最大或者最小流量时它也应该能够对正作用或者反作用控制信

号做出响应。这些阀门应该针对有用控制范围选择，即最大流量的20%到80%。正常为等比型或者具有等比特性。这些类型的阀门本身具有比例控制所要求的最佳流量特性及流量范围。

高压减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。

高压减压阀的工作由阀后压力进行控制。当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小；当检测到减压阀后压力减小，减压阀阀门开度增大，以满足控制要求。

按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可人为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。

上海沃中阀门生产的减压阀，蒸汽减压阀，活塞式减压阀，先导式减压阀，高压减压阀，减压比例多种，可适应各种工况，减压力度强，特别是对于高压减压，通过多年的努力和技术创新，目前在减压阀技术方面，我公司已具备成熟的生产技术，生产的减压阀质量优秀，减压能力高，性能稳定，外形美观，是各种管道工程设备采购阀门的首选产品和推荐品牌，选阀门请选沃中阀门！ 第五篇：活塞式减压阀的结构特点

活塞式减压阀的结构特点

活塞式减压阀,蒸汽减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。

按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式;按阀座数目可人为单座式和双座式;按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式活塞式减压阀的工作由阀后压力进行控制。当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小;当检测到减压阀后压力减小，减压阀阀门开度增大，以满足控制要求。

活塞式减压阀——该阀门的减压比必须在一定程度上高于系统值;即使在最大或者最小流量时它也应该能够对正作用或者反作用控制信

号做出响应。这些阀门应该针对有用控制范围选择，即最大流量的20%到80%。正常为等比型或者具有等比特性。这些类型的阀门本身具有比例控制所要求的最佳流量特性及流量范围。

弹簧活塞式减压阀主要由调节弹簧、膜片、活塞、阀座、阀瓣等零件组成，是弹簧薄膜式减压的换代产品。利用活塞直接传感下游压力驱动阀瓣，控制阀瓣开度完成减压稳压功能。本产品在城市建筑、高层建筑的冷热供水系统中，可取代常规分区水管，节省设备。也可在通常的冷热水管网中，起减压稳压作用。弹簧活塞式减压阀主要由调节弹簧、膜片、活塞、阀座、阀瓣等零件组成，是弹簧薄膜式减压的换代产品。利用活塞直接传感下游压力驱动阀瓣，控制阀瓣开度完成减压稳压功能。本产品在城市建筑、高层建筑的冷热供水系统中，可取代常规分区水管，节省设备。也可在通常的冷热水管网中，起减压稳压作用。弹簧活塞式减压阀是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。弹簧活塞式减压阀的结构特点：

按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式;按阀座数目可人为单座式和双座式;按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。弹簧活塞式减压阀的工作原理：

弹簧活塞式减压阀的工作由阀后压力进行控制。当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小;当检测到减压阀后压力减小，减压阀阀门开度增大，以满足控制要求。

弹簧活塞式减压阀的减压比必须在一定程度上高于系统值；即使在最大或者最小流量时它也应该能够对正作用或者反作用控制信号做出响应。这些阀门应该针对有用控制范围选择，即最大流量的20%到80%。正常为等比型或者具有等比特性。这些类型的阀门本身具有比例控制所要求的最佳流量特性及流量范围。