多功能水泵控制閥結(jié)構(gòu)及工作原理

機(jī)組，當(dāng)其轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速以后，再逐漸打開出口閥門；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蝶（閘）閥配套微阻緩閉止回閥來實(shí)現(xiàn)上述目的，但在現(xiàn)場使用中電動蝶（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)致阻尼器不能動作等故障，影響正常安全供水。

　　一、多功能水泵控制閥簡介

　　多功能水泵控制閥是一種新型水力控制閥門，一閥可替代電動蝶（閘）閥、止回閥和水錘消除器三種裝置。它能自動實(shí)現(xiàn)開泵時的緩開，停泵時的速閉與緩閉，無需任何電氣控制與其它動力和人力，也無需油壓裝置。

　　多功能水泵控制閥的主要優(yōu)點(diǎn)有：

　　（1）無需操作控制。利用水泵啟停時閥門前后的水壓差作為控制動力，具有隨水泵的啟閉而自動啟閉的功能。

　　（2）閥門啟閉動作過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)場使用情況調(diào)查和實(shí)測，停泵水錘壓力峰值均在工作壓力的1．3倍以內(nèi)。

　?。?span lang="EN-US">3）無需現(xiàn)場調(diào)試，適用工況范圍廣。

　?。?span lang="EN-US">4）基本無需維修。由于一閥替代三閥，維護(hù)維修工作量大大減少。

　?。?span lang="EN-US">5）阻力損失小。采用流線型、寬閥體設(shè)計(jì)，阻力損失比國外同類產(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，多功能水泵控制閥損失為0．7m,而國外同類產(chǎn)品為1．5m。

　　二、多功能水泵控制閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　2．1結(jié)構(gòu)

　　多功能水泵控制閥結(jié)構(gòu)參見圖1，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。安裝形式參見圖2。

　　2.2工作原理

　　水泵啟動前，閥門出口端壓力作用在主閥板上，閥門處于關(guān)閉位置，同時膜片控制器的上腔連通壓力水，下腔則與閥門進(jìn)口端的低壓相通。

　　水泵啟動后，閥門進(jìn)口壓力逐漸升高，同時壓力水通過閥門進(jìn)口端的連接管緩慢進(jìn)入膜片控制器下腔，實(shí)現(xiàn)主閥板的緩慢開啟，開啟速度可通過控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　水泵停機(jī)，閥門進(jìn)口的壓力降低，當(dāng)接近零流量時，主閥板在自身重力作用下迅速關(guān)閉。因閥門進(jìn)口端壓力降低，閥門出口端的壓力水通過連接管進(jìn)入膜片控制器上腔，下腔水通過閥門進(jìn)口端的連接管壓回至閥門進(jìn)口端，緩閉閥板緩慢關(guān)閉，慢關(guān)時間可通過控制閥進(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、幾個技術(shù)問題

　　3.1連接管的部件設(shè)計(jì)

　　微止回閥的作用是保證閥門開啟的時間大于電機(jī)啟動時間，使電機(jī)輕載啟動；同時避免因開閥速度過快而導(dǎo)致啟泵水錘。閥門開啟時間可由控制閥根據(jù)現(xiàn)場工況壓力設(shè)定。

　　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)緩閉時間；關(guān)閉時可檢修膜片控制器；在水泵正常運(yùn)行時也可手動操作該閥來啟閉閥門。

　　過濾器是保證膜片控制器上下腔中水的清潔度。由于閥門在一個開啟過程水流是往復(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。

　　3．2閥門的消除水錘特性（三精水力閥）

　　從產(chǎn)生破壞性水錘的原理可知，減小水錘升壓主要有2個因素：（1）在剛被切斷前的水流速度v盡可能小（接近于零）時關(guān)閉主閥板；（2）使閉閥歷時t是水錘相u=2L／α（α--壓力波傳遞速度，m／s；L--管長，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。