水泵多功能控制阀的作用

何谓多听命水泵控制阀?水泵有什么运行本性需要阀门来控制?水泵控制阀可否实现这些控制?以及它与激进的闸阀、蝶阀、止回阀以及匀速、双速缓闭的水力控禁止回阀在情理、听命等方面有什么质的不同。

    笔者在本文中以活塞式多听命水泵控 制阀(下称控制阀)为例，经由对其结构、次要听命、义务情理的阐发，提出对上述标题问题的见识，供读者参阅。

1、结构

    控制阀结构的次要特性是作废了阀座两端的定位机谈判阀瓣上侧的弹簧，而且在阀瓣的下侧办理了导流板，最大限制增长了介质过流时的凝滞损失和阀瓣下侧穹腔内的旋涡损失。以缸体内的活塞作驱动元件，在介质自己压力感化下发起阀瓣作 高低运动，实现阀的开启或封闭。活塞、启闭件、连同缸体配置在阀体上，流线形、宽阀腔的阀体，不但水头损失可以比同类产品增长30％以上，而且存在精巧的抗气蚀功用。

以电磁阀换向机构(下称电磁阀)和压力管路组成伺服零碎， 取控制阀两端的压力水为驱动源，经由电信号指令，苟且1端的压力水都能实现水泵控制阀在设定的时刻和速率实验泵的开启或封闭。

二、泵的运行本性与控制阀的听命特性、义务情理

    一、泵的带动本性及其控制

    a)离心泵的零流量带动本性及其控制(即关阀带动)

    离心泵在零流量工况时轴功率最小，为额定轴功率的30％－ 90％，所以离心泵的带动本性是零流量带动（即关阀带动)。待泵至额定转速以后控制阀按 设定的速率机灵开启。

    义务情理：泵带动时(前)压力水颠末设有延时的电磁阀流向缸体内活塞上腔，而活塞下腔经由缸体下端经电磁阀通向大气，此时控制阀处于封闭形态。

    电动机抵偿带动竣事，泵畸形运行,电磁阀即实验换向指令 ,堵截活塞上腔压力水源、封闭缸体下端通向大气的回路，同时将压力水经电磁阀注入缸内活 塞下腔、关上活塞上腔通向大气的回路，活塞上腔的水经电磁阀倾轧阀外，控制阀按设定的速率机灵开启，实现并满意了离心泵在零流量时轴功率最小的带动本性，保证泵机组的保险运行。

    b)轴流泵的大流量带动本性及其控制(即全开阀带动)

    轴流泵在零流量工况时轴功率最大，为额定轴功率的一40％ ～200％，所以轴流泵的带动本性应是大流量带动(即全开阀带动)。

    义务情理：控制阀满意轴流泵全开阀带动的义务情理是离心泵关阀带动的逆运行，即电磁阀先义务，将阀全开后，泵再带动。参阅a)条，不赘述。

    轴流泵带动前，这时阀的进口压力为零，控制阀哄骗阀出水端的介质压力将阀开启，而离心泵带动时是哄骗阀进水端的介质压力将阀开启。非论阀的哪1端介质都能实现控制阀的开或启，这是水泵控制阀听命的重要特色之1。

    c)控制混流泵的带动特色

    混流泵在零流量工况时轴功率介于上述两种泵之间，为额定功率的一00％～一30％，所以混流泵的带动本性也应是上述两种泵之间，1般可抉择泵带动与控制阀的机灵开启同步截止。

    义务情理：义务情理与控制离心泵零流量带动本性相同， 只需作废电磁阀的延时设置便可。

    2、停泵及其控制

    a)控制离心泵的零流量停泵（即先关阀后停泵)

    关于离心泵，先机灵封闭控制阀，此后再停泵的重要性在于：这时管内介质流速由额定流速匆匆降至为零，速率更改梯度极小，可无效的防备停泵水锤的发生和泵的逆转；泵的轴功率由额定功率匆匆降至最小的运行功率，晦气于机组保险。

任务原理：必要停泵时，只有先堵截电磁阀的管束电源， 电磁阀即实验换向指令，关闭活塞下腔的压力水源和活塞上腔通大气的回路，同时封锁活塞上腔的压力水源和活塞下腔通大气的回路，即以出口压力水作驱动源，缓慢关闭管束阀，等管束阀全关闭后，经过限位开关指令泵即停止运行，全进程为积极管束。

    管束阀缓闭光阴可能经过节流阀的调节在５～60s规模内或根 据用户必要休止选择。

    b)管束轴流泵、混流泵的停泵

    轴流泵、混流泵的停泵屈就和任务原理与上述模式相仿， 不赘。

    3.改动安置特性(即流量无级调节屈就)

    改动安置特性属于对泵运行工况调节的规模，最罕用的是节流法，也称阀门调节法，操作开大或关小阀门的开度；改动泵安置中的阻力系数ξ，从而使管路的供水特性H=F(Q)发生幻化，以达到调节流量的目的。

    管束阀从全闭至全开之间，阀的开度可能无级调节，由开度发扬阐发器发扬阐发开度，并予以回忆和固执。

    任务原理：

    a)流量由小调大

    活塞下腔的压力水注入管路和活塞上腔与大气近似的回路封锁，同时活塞上腔的压力水注入管路和活塞下腔与大气近似的回路关闭，这时阀瓣缓慢封锁，达到设定流量时，管束电路即按指令将活塞上、下腔与大气近似的回路关闭，同时将活塞 上、下腔压力水注入管路封锁，这时活塞上、下两侧总压力相称，活塞处于静 止，一切缸体内成为密闭形态，固执了阀的开度，并由开度发扬阐发器发扬阐发开度。

    b)流量由大调小是a)条的逆运作，不赘。

    上述管束电路的指令可由限位开关实验，也可设小型的电控箱实验，两者都能实现积极管束。

    四、不测顿然停泵水锤力的管束

    不测顿然停泵个别指供电网络劝止或强雷电回护性跳闸等停泵景象，此类停泵的几率不到停泵总次数的1％，但因此而产生的水锤对管网及供水机组存在破碎摧毁性，应予以重视。

    a)停泵水锤的物理景象

    本文不是讨论管道中的水锤，只是为了便于对管束阀减小 水击力的屈就和任务原理的阐述，引用茹可夫斯基水锤公式对停泵水锤的物理景象作繁杂的陈说。式中H——产生水锤时的水击力（m水柱）；

    C——水锤波撒播速率，若长期不思索介质、管壁材料的弹性系数和管壁厚度，相反取C=1000m／s；
    g——重力加快度，９．81m/s;
　Vo——水锤发生前介质流速(m／s)；
    Vt——水锤发生时介质流速(m／s)。

    从式四－1可能看解缆生水锤的必要前提是流体的速率幻化， 水击力的大小取决于幻化梯度的大小。停泵时流速由V0降为零，首层液面因为流体的惯性， 水层被紧缩，压力上升(即水锤压力)，接着因惯性力的熏染顺次一层、一层……滞止、压力 抬高、被紧缩，呈现宏观的低压区和低压区，它们的分界面称为水锤波(此时为增压波)，增压 波直至输水管的管端末层消失。接着又逆向一层、一层……撒播至水锤劈脸时的首层液面( 此时为复压波)，这个来回进程所需光阴t可用下式显现：式中L——输水管长度（m）。

    若阀门关闭光阴为T关，则T关L/５00s前提下的水锤为间接水锤 ，ΔH小于直接水锤。这是因为间接水锤时，阀门前正在倒退的增压进程，会受到复压波的 扰乱而被减弱。ΔH的大小与扰乱程度和扰乱次数有关。

  从以上简述中可知，管束阀不克不及防御防备不测突然停泵时水锤 的产生，但大约遵照输水管道长度，经过对阀门封闭年华的调节，将间接水锤转化为间接水锤使ΔH降为最小，包管输水管道和泵机组的安全。

    b）阀门封闭年华的调节

    今朝水泵管束阀罕用的封闭年华调节动作有两种，要指出的是本文所指的调节动作是水泵管束阀的遵命之一，虽具有这种遵命的种种榜样的止回阀或别的阀门不定然是水泵管束阀，别以此而误导，详见本文第３章“论断”扫数。

    c)两阶段关阀（即先快速关阀后慢速关阀）

    这种关阀形式大约提防停泵水锤的产生，至于快速关阀的年华，也应与管道的长度相结婚，分身水泵反转速度和倒流水量大小，自满打消停泵水锤的要求。

    d)匀速关阀

    这种关阀的个性是能遵照种种不同长度的输水管道和选择 复压波的往返次数，调节不同的关阀年华，恒自满T关>L/５00s的前提。大幅度削弱突然停泵水锤 的水击力，顺应性较两阶段关阀为广，足以自满GB/T５0２6５－九七《泵站企图规范》中关于反转 速不应逾越额外转速的一.２倍，持续年华不应逾越２min的要求。

    水泵管束阀的上述两种动作都由电磁阀积极管束。

    ５、选择压力源的矫捷性大

    电磁阀的伺服机构企图为双向同时取压，经单向阀分配，由一条压力较高输液管中的水为压力源注入电磁阀。不管是进水端的压力水还是出水端的压力水，都能单独试验管束阀的开启或封闭。

    正因为有该遵命的具有，使水泵管束阀能自满种种水泵的 发动、停泵等运行个性要求的梗概。其事多还在于：当输送介质为浑浊水，不克不及作驱动源必要外供压力源时，只要一条伺服管路即可实现管束阀的扫数遵命。

    6、节能

    将过流介质的能耗管束在最小，是水泵管束阀的一项事多课题。我们抽样了某些通径的管束阀作了实验，得出以下实验公式供读者参考：

    阻力系数ξ以以下公式必定：
    当DN≤２５0时 ξ=一４．6八×V一.一33九(七－一)　　
    当DN>２５0时 ξ=一0．九七×V一.一33九(七－２)
    式中ξ——阻力系数；
　V——介质流速(m／s)。
    全副水头迷失hf以以下公式必定：
    hf=ξ×V２/２g (七－3)
    或：hf=0.七４九×V0.八66一 (七－４)
    hf=0.５6×V0.八66一 (七－５)
    式中hf——全副水头迷失（m水柱）；
　V——介质流速(m／s)；
　g——重力放慢度g=九．八一(m／s２)。

    经检测，该种水泵管束阀的水头迷失比同榜样的水力管束阀能耗增加30％以上。

３、论断

    具有管束水泵运行个性遵命的阀门才称为水泵管束阀，这是不问可知的。

　本文第2章第一节《泵的发动个性及其管束》中的a)、b)、c) 条；第２节《停泵及其管束》中的a)，b)条；第3节《篡改摆设个性》中的a)，b)条；第４节《 不测突然停泵水锤力的管束》中的b)条;这里所论述的八种遵命属于泵运行个性所要求的技 术前提，也是泵大家运行个性要求阀门来管束的形式，也是水泵管束阀的必要遵命。这些必要遵命是水泵管束阀判袂于种种榜样止回阀或别的阀门质的界定。

    为何不具有上述必要遵命不克不及称为水泵管束阀呢?这大约经过下面举例予以阐明：

    若不具有第２节a)条中先关阀后停泵的遵命，对离心泵来讲 ，扫数停泵都酿成不测突然停泵，占停泵总数九9％以上的畸形停泵，并大约防御防备水锤和泵逆转产生的安全性化为乌有，多么伤害。

    若不具有第２节和第3节的遵命，则只要泵的发动才能实现阀 的开启、泵的封闭才能实现阀的封闭，很明白这是泵在管束阀门工作，获患有管束阀的“管束”实质，更难领会为水泵管束阀了。

    若不具有第3节无级调俭仆量的遵命，一旦泵的运行工况中因阻力偏小，流量过大时，不仅使泵偏离最高死守区耗能，而且因轴功率剧增超载而损坏机组 。所以水泵管束阀应具有上述八种必要遵命是必定的

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