上海方工多功能水泵控制閥的工作原理及應(yīng)用|資料
在給水泵站中，為使離心泵輕載啟動(dòng)，通常要求先關(guān)閉泵的出口閥門(mén)，再啟動(dòng)水泵機(jī)組，當(dāng)其轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速以后，再逐漸打開(kāi)出口閥門(mén)；為了防止系統(tǒng)中介質(zhì)倒流，還必須在泵的出口安裝止回閥；由于普通旋啟式止回閥的瞬時(shí)關(guān)閉常產(chǎn)生危及水泵系統(tǒng)的水錘事故，所以還要設(shè)置有效的水錘消除裝置。
目前較多采用的是電動(dòng)蝶(閘)閥配套微阻緩閉止回閥來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，但在現(xiàn)場(chǎng)使用中電動(dòng)蝶（閘）閥常出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)，電機(jī)燒壞和齒輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞等故障：微阻緩閉止回閥適應(yīng)范圍窄，不能適應(yīng)流量、壓力的較大變化，且其調(diào)節(jié)針閥易阻塞，導(dǎo)致阻尼器不能動(dòng)作等故障，影響正常安全供水。
一、多功能水泵控制閥簡(jiǎn)介：
多功能水泵控制閥：是一種 水力控制閥門(mén)，一閥可替代電動(dòng)蝶(閘)閥、止回閥和水錘消除器三種裝置。它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)泵時(shí)的緩開(kāi)，停泵時(shí)的速閉與緩閉，無(wú)需任何電氣控制與其它動(dòng)力和人力，也無(wú)需油壓裝置。
多功能水泵控制閥的主要優(yōu)點(diǎn)：
（1） 無(wú)需操作控制。利用水泵啟停時(shí)閥門(mén)前后的水壓差作為控制動(dòng)力，具有隨水泵的啟閉而自動(dòng)啟閉的功能。
（2） 閥門(mén)啟閉動(dòng)作過(guò)程能有效地因防止水錘壓力波升高而產(chǎn)生的事故。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況調(diào)查和實(shí)測(cè)，停泵水錘壓力峰值均在工作壓力的1．3倍以?xún)?nèi)。
（3） 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，適用工況范圍廣。
（4） 基本無(wú)需維修。由于一閥替代三閥，維護(hù)維修工作量大大減少。
（5） 阻力損失小。采用流線型、寬閥體設(shè)計(jì)，阻力損失比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品降低50％以上，如DN200產(chǎn)品在v=2m／s的經(jīng)濟(jì)流速工況時(shí)，多功能水泵控制閥損失為0．7m,而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品為1．5m。
二、多功能水泵控制閥的結(jié)構(gòu)及工作原理
1、結(jié)構(gòu)：多功能水泵控制閥結(jié)構(gòu)由主閥及外裝附件組成。主閥包括閥體、主閥板、緩閉閥板、閥桿、閥座以及膜片控制器（含閥蓋、膜片座、膜片、膜片壓板）：外裝附件有控制閥、過(guò)濾器、排空閥、微止回閥。其中微止回閥是特制配件，在其止回方向設(shè)有限流孔。安裝形式參見(jiàn)圖2。
2 、工作原理：
1）、水泵啟動(dòng)前，閥門(mén)出口端壓力作用在主閥板上，閥門(mén)處于關(guān)閉位置，同時(shí)膜片控制器的上腔連通壓力水，下腔則與閥門(mén)進(jìn)口端的低壓相通。
2）、水泵啟動(dòng)后，閥門(mén)進(jìn)口壓力逐漸升高，同時(shí)壓力水通過(guò)閥門(mén)進(jìn)口端的連接管緩慢進(jìn)入膜片控制器下腔，實(shí)現(xiàn)主閥板的緩慢開(kāi)啟，開(kāi)啟速度可通過(guò)控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3）、水泵停機(jī)，閥門(mén)進(jìn)口的壓力降低，當(dāng)接近零流量時(shí)，主閥板在自身重力作用下迅速關(guān)閉。因閥門(mén)進(jìn)口端壓力降低，閥門(mén)出口端的壓力水通過(guò)連接管進(jìn)入膜片控制器上腔，下腔水通過(guò)閥門(mén)進(jìn)口端的連接管壓回至閥門(mén)進(jìn)口端，緩閉閥板緩慢關(guān)閉，慢關(guān)時(shí)間可通過(guò)控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。主閥板的速閉和緩閉閥板的緩閉符合兩階段關(guān)閉規(guī)律，能有效地消除水錘。
三、多功能水泵控制閥在安全供水中的應(yīng)用：（幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題）
1、連接管的部件設(shè)計(jì)：
1）、微止回閥的作用是保證閥門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間大于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，使電機(jī)輕載啟動(dòng)；同時(shí)避免因開(kāi)閥速度過(guò)快而導(dǎo)致啟泵水錘。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間可由控制閥根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況壓力設(shè)定。
2）、控制閥可調(diào)節(jié)進(jìn)出膜片控制器上下腔的水流速度，從而調(diào)節(jié)緩閉時(shí)間；關(guān)閉時(shí)可檢修膜片控制器；在水泵正常運(yùn)行時(shí)也可手動(dòng)操作該閥來(lái)啟閉閥門(mén)。
3）、過(guò)濾器是保證膜片控制器上下腔中水的清潔度。由于閥門(mén)在一個(gè)開(kāi)啟過(guò)程水流是往復(fù)進(jìn)出的，本身具有反沖洗的作用，因此也可用于介質(zhì)較差的工況。
2、閥門(mén)的消除水錘特性：
1）、從產(chǎn)生破壞性水錘的原理可知，減小水錘升壓主要有2個(gè)因素：(1)在剛被切斷前的水流速度v盡可能小(接近于零)時(shí)關(guān)閉主閥板；(2)使閉閥歷時(shí)t是水錘相u=2L／α(α--壓力波傳遞速度，m／s；L--管長(zhǎng)，m)的5-10倍，就可以把實(shí)際水錘壓力h限定在安全范圍內(nèi)，從而消除破壞性的水錘危害。
2）、多功能水泵控制閥主閥板的開(kāi)啟度是由管道中的水流沖擊力大小決定的，流速高時(shí)主閥板開(kāi)啟度大：流速減小時(shí)閥板開(kāi)啟度小：流速接近于零時(shí)，主閥板關(guān)閉。整個(gè)過(guò)程與消除水錘的速閉原理相吻合，因此消除水錘效果很好。
3）、多功能水泵控制閥緩閉閥板的關(guān)閉，必須在膜片式控制器上下腔形成壓力差后方能實(shí)現(xiàn)，即主閥板關(guān)閉后，緩閉閥板方能關(guān)閉，因此不可能產(chǎn)生緩閉與速閉同步的現(xiàn)象。
3、閥門(mén)的阻力特性：
為了減少水流阻力，設(shè)計(jì)中減輕了主閥板的重量，同時(shí)采用了流線型寬敞的閥體設(shè)計(jì)。經(jīng)湖南省水力機(jī)械質(zhì)監(jiān)授權(quán)站檢測(cè)，DN200多功能水泵控制閥阻力系數(shù)約為3．8，而同規(guī)格管道的旋啟式止回閥阻力系數(shù)值為5．5。
4、膜片的設(shè)計(jì)
膜片的質(zhì)量是直接影響閥門(mén)使用效果和使用壽命的關(guān)鍵部件，經(jīng)過(guò)多種篩選，選用了氯丁橡膠為原材料，中間用尼龍纖維網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)；經(jīng)湖南省橡膠質(zhì)監(jiān)授權(quán)站檢測(cè)，疲勞彎曲65萬(wàn)次無(wú)破裂，可使用10年以上。
5、維修
無(wú)其它外加液壓或電動(dòng)元件，基本無(wú)需維修，且采用寬型閥蓋，可將閥內(nèi)部件全部取出，維修方便。
三、結(jié)語(yǔ)：
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用證明，多功能水泵控制閥能有效地消除破壞性水錘，在提高供水系統(tǒng) 性上有顯著特點(diǎn)，并且便于調(diào)試及安裝，便于操作管理，維修量少，符合《2000年城市供水行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》中
對(duì)供水設(shè)備自動(dòng)化、機(jī)械化和現(xiàn)代化的要求，是泵站更新?lián)Q代的 閥門(mén)產(chǎn)品。
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