(1)自力式压差控制阀的作用
当阀内供暖系统介质流量在阀门限定的最大流量范围内任意变化时,无需外界动力仅靠被控介质自身能量,通过改变自力式压差控制阀的流通截面,自动保持阀内供回水管压差等于阀门的设定值。
(2)自力式压差控制阀的工作原理
压差控制阀一般安装在用户入口回水管上,阀下导压管与入口处供水管相接,P1为供水压力,P2为阀内回水压力,P3为阀外回水压力。
设阀内系统压差△Pi(△Pi=P1-P2)为阀门压差设定值时,阀门下膜室压力P1与P2加上弹簧被压缩变形产生的推力相平衡,从而确定了流体流过阀门的流通截面积A和流量系数。当流量改变时,上述力的平衡使阀门的流通截面积和流量系数发生变化,但△P1保持不变。
当流体性质、管径、当量阻力系数确定后,单管阻力计算公式可近似写为:
△P=Kqm2
式中:△P—— 管路总阻力;
K —— 管路阻抗;
qm—— 流量。
由上式可知管路阻力与质量流量的二次方管路阻抗成正比。当流量变化时使上膜室压力P2变化导致阀芯上下移动,使A及相应的流量系数均改变来调整阀内系统总阻力的变化,使△P1基本保持不变。
(3)自力式压差控制阀的工作特性曲线
阀门理论上的工作特性曲线是一条水平线,但由于阀门制作精度及流体流动特性所限,阀门实际上的工作特性是一条曲线(图1)。使用不同的弹簧及不同的加工精度,不同的阀门口径,不同的阀门压差设定值及不同的阀外管网压差△Pe,其曲线的变化趋势是相同的,但阀门的工作特性曲线都是略有不同的。
图1为一个口径DN50mm的压差控制阀在设定值△Pi.a为0.02MPa,阀外管网压差△Pe分别为0.05,0.10,0.15MPa的工作特性曲线,
图2为同一个口径的压差控制阀在阀外管网压差值△Pe为0.10MPa时,阀门设定压差值△Pi.a分别为0.01,0.02,0.03MPa的工作特性曲线,图2中的压差△Pi等于阀内(户内)管路系统的总阻力。
(4)自力式压差控制阀的实际工作特性
1)压差控制阀设定的压差只是推荐最佳工作点(区域),阀门的实际压差是随阀内管路系统的流量变化而沿其工作特性曲线变化的。
2)压差控制阀的流量在阀门口径、阀门设定的压差、阀外管网压差一定的条件下仅与阀内(户内)管路系统的阻力有关,在上述条件限定的范围内。随阀内(户内)管路系统的阻力的变化而变化。压差控制阀在一定范围内只控制压差,不控制流量。
3)压差控制阀运行工况是随阀外管网压差的变化而变化的。