安裝在浮囊上的減壓閥即要有好的密封性能還要有靈敏的排氣功能，這樣減壓閥中彈簧力的選擇一定要合理，參照某產(chǎn)品減壓閥的結(jié)構(gòu)形式及使用情況，結(jié)合本產(chǎn)品的實(shí)際及上浮過程中的排氣通徑，估算出保證減壓閥密封性能的彈簧預(yù)緊壓力。根據(jù)減壓閥的指標(biāo)要求，在進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)時(shí)，要求彈簧預(yù)緊力可調(diào)。

一、彈簧式減壓閥減壓排氣計(jì)算

試驗(yàn)彈在上浮的過程中，回收浮囊的背壓不斷減小，需要開啟減壓閥泄掉多余的氣體，以平衡內(nèi)外壓差，保持浮囊穩(wěn)定工作，減壓閥打開時(shí)的氣體流量q：

式中，S：有效截面積；P₁：上游絕對(duì)壓力；△P：壓差；T：上游熱力學(xué)溫度。

減壓閥開口截面積：S₀=md²/4，有效截面積S=aS₀，查表可知：a=0.676，則當(dāng)上浮到水面位置，浮囊內(nèi)的絕對(duì)壓力值P₁最小，此時(shí)流量q最小。

假設(shè)回收浮囊內(nèi)氣體的初始狀態(tài)為：P₁.T₁.V₁；上浮后減壓閥會(huì)排出部分氣體，此時(shí)浮囊內(nèi)氣體的狀態(tài)為：P₂.T₂.V₂；排出的氣體狀態(tài)為：P₂.T₂.△V，則有：

顯然V₁=V₂，在上浮過程中由于水介質(zhì)的作用，回收浮囊內(nèi)的氣體會(huì)降溫，T₂會(huì)減小，在此為簡化計(jì)算，假設(shè)溫度不下降，T₁=T₂，此時(shí)排出的氣體△V最大，所以：

試驗(yàn)彈勻速上浮時(shí)，速度達(dá)到最大值，環(huán)境壓力也變化最快，此時(shí)的△P最大，當(dāng)上浮到水面時(shí)環(huán)境背壓最小，即P₂最小，則此時(shí)需要排出的氣體△V最大。

有以上分析可知：在設(shè)計(jì)必須保證減壓閥的流量大于回收浮囊需要排出的氣體量，即：q≥△V時(shí)，才能可靠保證浮囊安全工作。

二、彈簧式減壓閥彈簧計(jì)算

彈簧作為減壓閥的壓力調(diào)節(jié)重要零件，用來平衡減壓閥內(nèi)外壓差并使其密封。在該減壓閥彈簧力計(jì)算中，進(jìn)行以下簡化：

1、閥芯與閥體的接觸面之間涂敷潤滑脂，不考慮其摩擦力影響；

2、閥芯質(zhì)量較小，不考慮閥芯的重量影響。

根據(jù)上述簡化計(jì)算條件并結(jié)合減壓閥的各項(xiàng)指標(biāo)要求并根據(jù)其排氣通徑尺寸，進(jìn)行彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（四）》，并結(jié)合《普通圓柱螺旋壓縮彈簧尺寸及參數(shù)》（GB/T 2089-2009）對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，使之符合相關(guān)規(guī)范。