本實用新型涉及一種減壓閥，具體是一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥，屬于輸水管道安全保護裝置及應用方法范疇。

背景技術：

減壓閥是采用控制閥體內(nèi)啟閉件開度來調(diào)節(jié)并降低介質(zhì)的壓力，同時借助閥后壓力作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，以實現(xiàn)在進口壓力不斷變化條件下，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)的閥門。在大規(guī)模灌溉工程或長距離輸水工程中，減壓閥是必不可少的安全保護裝置。

按照不同的工作原理，減壓閥分為直接作用式和先導式，先導式又包括：先到活塞式和先導隔膜式。目前比較常用的減壓閥為先導活塞式減壓穩(wěn)壓閥，該類減壓閥利用設定調(diào)壓導閥彈簧壓力和調(diào)節(jié)針形閥開度設定出口壓力，并通過接管系統(tǒng)和控制室的反饋作用穩(wěn)定出口壓力。在農(nóng)業(yè)大規(guī)模輸水灌溉工程中，由于系統(tǒng)壓力、流量都較大，并且水質(zhì)較差，伴有雜草、泥沙等雜質(zhì)，對于減壓閥的尺寸以及防堵塞能力要求較高。該減壓閥在應用過程中存在以下問題：針形閥尺寸較小，容易被雜草等雜質(zhì)纏繞、堵塞；將針形閥尺寸增大后，減壓的穩(wěn)定性降低，不能夠保證下游壓力穩(wěn)定。

因此，針對農(nóng)業(yè)大規(guī)模輸水灌溉的特點，減壓閥的性能好壞對保障規(guī)模化管網(wǎng)安全運行，提高農(nóng)業(yè)用水效率、推進高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展具有特別重要的意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥，根據(jù)下游壓力的變化，控制導閥活塞上下移動，改變上游流入導閥的流量，從而調(diào)節(jié)主閥上腔的壓力，最終調(diào)節(jié)主閥瓣的開度，保證下游壓力穩(wěn)定。本實用新型設計科學，原理、結構簡單，符合農(nóng)用灌溉特點，減壓效果好。

本實用新型的目的是公開一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥，包括主閥、導閥以及連接管，所述主閥包括閥瓣、主閥閥桿、接力器、接力器缸，主閥閥桿上部連接接力器，底部連接閥瓣，其頂端連接有主閥調(diào)節(jié)旋鈕，主閥閥桿上纏繞有主閥彈簧，接力器上部與接力器缸形成主閥上腔；

其特征是，所述導閥包括導閥閥室以及置于導閥閥室內(nèi)的導閥彈簧、活塞、導閥閥桿，活塞將導閥閥室內(nèi)腔分為導閥上腔、導閥下腔，導閥閥桿表面設有外螺紋，導閥閥室底部設有導閥閥桿安裝孔，安裝孔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，導閥閥桿底端設有導閥調(diào)節(jié)旋鈕，頂端旋入安裝孔，并伸入導閥下腔；所述導閥彈簧纏繞在導閥閥桿上，其一端與活塞底部連接，另一端連接有墊片，該墊片套在導閥閥桿的外螺紋上；

所述連接管包括上游連接管、下游連接管和主閥連接管，所述導閥下腔通過主閥連接管與主閥上腔相連，上游連接管一端與主閥上游相連，另一端連接于導閥閥室內(nèi)腔中部位置，下游連接管一端與主閥下游相連，另一端分別通過支管Ⅰ、支管Ⅱ與導閥上腔、導閥下腔相連。

進一步地，所述導閥頂部設有排氣閥，所述上游連接管、下游連接管上分別設有球閥。

進一步地，所述上游連接管在與導閥的連接處為擴散管結構，擴散管最大直徑處連接于導閥，且擴散管的最大直徑與活塞厚度相等。

進一步地，所述活塞的外徑小于導閥閥室的內(nèi)腔直徑。

進一步地，所述導閥閥室內(nèi)側頂部設有限位柱，限位柱底面與支管Ⅰ端口底部在同一水平面；所述支管Ⅱ端口頂部至導閥閥室底部的距離等于導閥閥桿的高度。

進一步地，所述主閥連接管與導閥下腔的連接處不高于支管Ⅱ的端口。

進一步地，所述上游連接管與導閥的連接處位于主閥連接管與導閥下腔的連接處上方。

進一步地，所述導閥閥室頂端為可拆卸式壓蓋結構。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

第一，與現(xiàn)有技術最本質(zhì)的區(qū)別在于導閥基于配壓原理設計，根據(jù)下游壓力的變化，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)導閥活塞上下移動，改變上游連接管流入導閥過流通道的大小(即活塞上下移動，改變了擴散管管口開度)，從而改變上游壓力分配到導閥的壓力，不需借助外力，依靠系統(tǒng)本身的壓力變化，保持下游壓力穩(wěn)定；減壓的效果可靠；出口壓力不受進口壓力及流量的影響，既減動壓，又減靜壓，能夠保持設定的出口壓力恒定。

第二，導閥閥瓣由活塞制成，尺寸增大時，不降低減壓效果的穩(wěn)定性，解決了原有針形閥容易堵塞的問題，特別適合于農(nóng)用規(guī)?；斔喔鹊奶攸c。

第三，調(diào)壓操作方便，只需調(diào)節(jié)導閥的調(diào)節(jié)螺栓，就能獲得精確穩(wěn)定的出口壓力；節(jié)能效果好，使用壽命長；閥體采用了全通道流線型直流式設計，壓力損失小，流量大，且體積小，重量輕。

附圖說明

圖1是本實用新型一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥結構示意圖；

圖2是本實用新型中導閥的結構示意圖；

圖中：1主閥、2導閥、3主閥彈簧、4主閥閥瓣、5主閥閥桿、6接力器、7接力器缸、8主閥調(diào)節(jié)旋鈕、9主閥上腔、10導閥閥室、11導閥彈簧、12活塞、13導閥閥桿、14導閥上腔、15導閥下腔、16導閥調(diào)節(jié)旋鈕、17墊片、18上游連接管、19下游連接管、20主閥連接管、21支管Ⅰ、22支管Ⅱ、23排氣閥、24球閥、25限位柱、26可拆卸式壓蓋、27主閥閥體、28主閥閥座。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥，包括主閥1、導閥2以及連接管。主閥包括閥體27、閥座28、閥瓣4、主閥彈簧3、主閥閥桿5、接力器6、接力器缸7。閥座28支撐閥瓣4，主閥彈簧3纏繞在閥桿5之上與閥瓣3焊接連接，接力器6上方為主閥上腔9。

導閥包括導閥閥室10(空心圓柱形結構)以及置于導閥閥室內(nèi)的導閥彈簧11、活塞12、導閥閥桿13，活塞將導閥閥室內(nèi)腔分為導閥上腔14、導閥下腔15，導閥閥桿表面設有外螺紋，導閥閥室底部設有導閥閥桿安裝孔，安裝孔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，導閥閥桿底端設有導閥調(diào)節(jié)旋鈕16，頂端旋入安裝孔，并伸入導閥下腔。導閥彈簧纏繞在導閥閥桿上，其一端與活塞底部連接，另一端連接有墊片17，該墊片套在導閥閥桿的外螺紋上。

連接管(有機玻璃管)包括上游連接管18、下游連接管19和主閥連接管20，導閥下腔通過主閥連接管與主閥上腔相連，上游連接管一端與主閥上游相連，另一端連接于導閥閥室內(nèi)腔中部位置，下游連接管一端與主閥下游相連，另一端分別通過支管Ⅰ(21)、支管Ⅱ(22)與導閥上腔、導閥下腔相連。

導閥頂部設有排氣閥23，導閥閥室頂端為可拆卸式壓蓋26結構，上游連接管、下游連接管上分別設有球閥24。

上游連接管在與導閥的連接處為擴散管結構，擴散管最大直徑處連接于導閥，且擴散管的最大直徑與活塞厚度相等?；钊耐鈴叫∮趯чy閥室的內(nèi)腔直徑，這樣即使活塞底部與擴散管管口底部齊平，也不妨礙上游水流進入導閥。

導閥閥室內(nèi)側頂部設有限位柱25，限位柱底面與支管Ⅰ端口底部在同一水平面，該結構可將活塞頂部限位在支管Ⅰ端口底部，使活塞位移不影響導閥上腔與下游連接管的連通。支管Ⅱ端口頂部至導閥閥室底部的距離等于導閥閥桿的高度，該結構可將活塞底部限位在支管Ⅱ端口頂部，使活塞位移不影響導閥下腔與下游連接管的連通。

主閥連接管與導閥下腔的連接處不高于支管Ⅱ的端口，上游連接管與導閥的連接處位于主閥連接管與導閥下腔的連接處上方，該結構可使主閥上腔與導閥下腔的連通不受活塞位移的影響。

一種導閥基于配壓原理的農(nóng)用灌溉大口徑減壓閥的應用方法，包括以下步驟：

(1)導閥排氣過程：減壓閥安裝后，首先要將導閥活塞上部氣體排出，打開上游連接管上的球閥，關閉下游連接管上的球閥，打開導閥上部的排氣閥；隨著上游連接管水流不斷流入導閥，導閥內(nèi)逐漸充滿水流，活塞上部的氣體在水流壓力的作用下逐漸通過排氣閥被排出導閥，當活塞上部被水流充滿時，此時活塞上部的氣體被完全排出，關閉排氣閥，打開兩球閥，減壓閥可以正常使用；

(2)初始狀態(tài)(即平衡狀態(tài))：通過調(diào)節(jié)主閥調(diào)節(jié)旋鈕，使主閥彈簧彈力與主閥上腔壓力和閥瓣自重平衡，主閥閥瓣上升，主閥開啟，水流從上游流入下游，調(diào)節(jié)導閥調(diào)節(jié)旋鈕，改變導閥彈簧彈力，使活塞底部處于擴散管中間位置時達到平衡狀態(tài)，測得下游壓力值作為參照值；

(3)當下游壓力高于參照值時：當下游壓力增大時，通過下游連接管的連通作用，導閥活塞上部的壓力隨之增大，打破原有的平衡狀態(tài)，活塞下移，減小了上游連接管流入導閥的過流通道，流量減小，根據(jù)公式：(式中：ΔP為水流全過程的壓力損失，S為損失系數(shù)，Q為流量)，上游流入導閥過程中的壓力損失減小，因此導閥下腔內(nèi)壓力升高；

通過主閥連接管的連通作用，主閥上腔內(nèi)的壓力隨之升高，打破了主閥閥瓣原有的平衡狀態(tài)，主閥閥瓣在向下的壓力作用下向下移動，開度減小，主閥上游流入下游的摩擦阻力增大，因此下游壓力降低；

下游壓力降低的過程中，同時通過反饋作用使主閥上腔的壓力隨之降低，從而改變主閥閥瓣的下降速度，直到下游壓力等于設定值時，系統(tǒng)重新進入平衡狀態(tài)(即下游壓力逐漸降低直到降至參照值，這一過程中，導閥上腔壓力隨之降低，活塞下移的速度變慢，導閥下腔壓力升高速度變慢，主閥上腔壓力隨之升高速度變慢，主閥閥瓣下降速度逐漸緩慢，主閥開度減小的速度也變慢，直到下游壓力等于設定值時，系統(tǒng)重新進入平衡狀態(tài))；

(4)當下游壓力低于參照值時：當下游壓力減小時，通過下游連接管的連通作用，導閥活塞上部的壓力隨之減小，打破原有的平衡狀態(tài)，活塞上移,增大了上游連接管流入導閥的過流通道，流量增大，根據(jù)公式：(式中：ΔP為水流全過程的壓力損失，S為損失系數(shù)，Q為流量)，上游流入導閥過程中的壓力損失增大，因此導閥下腔內(nèi)壓力降低；

通過主閥連接管的連通作用，主閥上腔內(nèi)的壓力隨之降低，打破了主閥閥瓣原有的平衡狀態(tài)，主閥閥瓣在主閥彈簧的壓力作用下向上移動，開度增大，主閥上游流入下游的摩擦阻力減小，因此下游壓力增大；

下游壓力增大的過程中，同時通過反饋作用使主閥上腔的壓力隨之升高，從而改變主閥閥瓣的上移速度，直到下游壓力等于設定值時，系統(tǒng)重新進入平衡狀態(tài)(即下游壓力逐漸升高直到升至參照值，這一過程中，導閥上腔壓力隨之升高，活塞上移的速度變慢，導閥下腔壓力下降速度變慢，主閥上腔壓力隨之下降速度也變慢，主閥閥瓣上移的速度逐漸緩慢，主閥開度增大的速度也變慢，直到下游壓力等于設定值時，系統(tǒng)重新進入平衡狀態(tài))。

本實用新型設計巧妙，原理和結構簡單，符合農(nóng)用輸水灌溉工程特點，防止雜質(zhì)堵塞效果好，減壓穩(wěn)壓效果好。