介紹了水力(lì)控制閥産品(pǐn)在給水系統中的典型應用。水力控制閥(fá)僅依靠介質(水)本身(shēn)的能量便可以(yǐ)實現自動控制,其在國内外的樓宇(yǔ)管網、市政供水(shuǐ)、消防用水、泵站、灌(guàn)溉等給(gěi)水系統中均有廣泛的應用。
1 問題的提出
在給水系統中(zhōng)經常會對水的壓力、流量、液位等參數進行頻繁的控制。如果都使用外接能源,如氣源或電源的話,将會消耗很大。例(lì)如:
1)從高壓區向低壓(yā)區(qū)給水的市政供水系統中,需要保持下遊的(de)壓力(lì)穩定。
2)從(cóng)壓力較高的增壓泵流(liú)出後(hòu)用于灌溉的灌溉系統中,需要使水(shuǐ)源減壓。
3)從高壓端向(xiàng)恒定的下遊供水的樓(lóu)宇管網系統中,需要保護整個管路的(de)平穩運(yùn)行,避免受到偶然(rán)出現(xiàn)的壓力過(guò)大的影響。
4)向水塔蓄(xù)水的供水系統中,需(xū)要控制水位。
5)向蓄水區自動蓄水的消防系統中,需要保證控制區域(yù)液(yè)位正常。
2 水(shuǐ)力控(kòng)制閥的結構和基本原理
水力控制閥,是一系(xì)列多用途(tú)控制與安全類(lèi)閥門的總稱,見圖1。水(shuǐ)力控制閥僅依靠介質———水的能量(liàng),即可實現對(duì)壓力(lì)、流量、液位等的控制。不但節約了大(dà)量的能源消耗,而且還也省了人力成本。
圖1 水力控制閥外(wài)形圖
***早,水力(lì)控制閥被運用在一些農業國家的水利(lì)灌溉系統中(zhōng),大量生産于以色列、荷蘭、丹麥等歐(ōu)洲國家,後來發展(zhǎn)到美國、加拿大以及亞洲等地,并且得到了更加廣泛的應用。
簡單來說,水力控(kòng)制閥是由主閥和不同(tóng)的導閥系統所組成(chéng)的。通過裝配不同的導閥系統,水力控制閥将可以具備(bèi)不同的使用功能。
2.1 主閥
主閥的典型結構見圖2。圖2中的主閥為(wéi)隔膜雙腔(qiāng)型,是(shì)由閥體、閥芯、閥座、閥闆、彈簧、閥杆、中間體、膜片(piàn)、閥(fá)蓋等(děng)主要零部件組成。
①閥體;②閥芯;③閥座;④閥闆;⑤彈簧;
⑥閥杆;⑦中間(jiān)體;⑧隔膜;⑨閥蓋
圖(tú)2 主閥示意圖
2.2 導閥系統
導閥系統由導閥、導管(guǎn)、針閥、球閥、壓力表等(děng)零部件組成。通過不同的(de)連接可以實現不同的(de)控制功(gōng)能。
2.3基本原(yuán)理
水(shuǐ)力控制閥雖然按照(zhào)不同的(de)使用功能有不同的分類,但其工作原理卻不(bú)盡相同。即以上、下遊壓力差(chà)為(wéi)動力,由導閥系統控制(zhì),使隔膜(或(huò)者活塞)液壓式差動操作,完全由水力自動調節,從而控制主閥閥芯開啟或者(zhě)關閉或者處于某一調節狀(zhuàng)态。
3水力(lì)控制閥的分類和(hé)工作原理
根據給水系統中不同的設計要求和使用要求,還可以演變(biàn)出十幾種用途的閥門(目前國外此類閥門已派生出(chū)近百種用途)。經常用到的有先導式減壓閥、洩壓安全閥、遙控浮球閥等。
3.1 先導式減壓閥
先導式減壓閥可以将閥前的高壓流體降(jiàng)低至閥後的低壓流體,并(bìng)維持(chí)閥(fá)後壓力的穩定,保證下遊設備的(de)安全運行。
如圖3所示,其工作原理可以理解為:
圖3 先導式減壓閥原理示(shì)意(yì)圖
1)當流體從入口流入主閥内腔後,經過閥芯(xīn)與閥座所(suǒ)形成的環形(xíng)間隙,造成流體壓(yā)力(lì)下降,然後從出口流出,實現“減壓”功能。
2)當出口壓力(lì)小于穩定值(設定(dìng)值(zhí))時:導閥(fá)膜片下腔的壓(yā)力降低(dī),導閥閥杆下移,開度(dù)增大,進口壓力水從控制管進入導閥再(zài)到出口端,使主閥上腔壓力降(jiàng)低,主閥閥杆上移(yí),主閥閥闆的(de)開度随之增大,閥後壓力增高,重回設定值(zhí)。反之,當出口壓力大于穩定值時,動(dòng)作(zuò)相反,同樣重回設定值。實現“穩(wěn)壓”。
3.2 洩壓安全閥
洩壓(yā)安全閥可以快速洩壓,保證管路内壓力在安全範圍内,并維持閥前壓力的穩定,保證整個(gè)管路的安全平穩運(yùn)行。
圖4 洩壓安全閥原理示意圖
如圖4所示,其工作原理可以理解為:
1)當進口壓力大于安全值(設定(dìng)值)時:進口壓力水從(cóng)控制管路進(jìn)入導閥膜片下腔,使其壓力增高,推動(dòng)導閥閥(fá)杆上移,導閥閥闆打開(kāi),主閥控制室上腔的水從導閥和控制管排洩(xiè),在進口壓力水的作用下,主閥閥闆打開,閥前壓力(lì)降低,重回設定值。實現“洩壓”。
2)當進口壓力小于安全值(設定值)時:導閥膜(mó)片下腔的壓力降低,導閥閥杆下移,導(dǎo)閥閥闆關閉,從而(ér)導緻主閥控制(zhì)室上腔的水(shuǐ)壓增高,在主閥上(shàng)腔水(shuǐ)壓作(zuò)用下,主閥閥闆關閉,閥前壓力(lì)上升。現在“穩壓”。
3.3遙控浮球(qiú)閥
遙控浮(fú)球閥(fá)可以保持控制區域的水位始終處在設定範圍(wéi)之内。
如圖5所示,其工作原理(lǐ)可以理解為:當(dāng)導閥開啟(qǐ)時,主閥上腔壓力(lì)降低,主閥(fá)閥杆上移,主(zhǔ)閥開啟,上遊往下遊注水;當導閥關(guān)閉時,主閥上腔壓力增加,主閥(fá)閥杆(gǎn)下移,主閥關(guān)閉,上遊停止往下(xià)遊注水。實現“水位控(kòng)制”。
圖5 遙控浮球閥原理示(shì)意圖
4水力控制(zhì)閥的選型和維護
1)水力控(kòng)制(zhì)閥的選型主(zhǔ)要為(wéi)主閥的(de)選型,包括樣式、口徑、壓力、材質等。常見的水力(lì)控制閥選型參數見表1。對于主要零部件材質的選型見表2。
表1 選型參(cān)數(shù)表
表2 常見零部件(jiàn)材質表
2)水力控制(zhì)閥在應用中省了(le)大量人力,但仍需定(dìng)期進行維(wéi)護。水(shuǐ)力控制閥是無需另加(jiā)機油潤滑的,其在工作中可利用介質本身進行(háng)潤滑。
如果在應用現(xiàn)場進行維護或者發生故障時,其(qí)拆卸需要:
1)将管路中閥前和閥後的2個切斷閥都關閉。
2)釋放主閥控制室上腔的壓力,松開(kāi)閥蓋上方的導(dǎo)管(guǎn)連接。
3)松開閥蓋與中(zhōng)間體的螺栓,松開(kāi)中間體與閥體的螺栓。
4)取出彈簧、膜片、閥闆、閥芯、O型圈等零件進行檢查,看有無問題。其(qí)中膜片和O型圈為易損件,需要重點檢查并定期更換。
5 結(jié)語
無論是先導(dǎo)式減壓閥、洩壓安全閥、遙(yáo)控(kòng)浮球閥,還是其它種類的水力控制閥,僅依靠介(jiè)質———水的(de)能量,即可以方便地對(duì)流體介質進行控制,産品在國内(nèi)外(wài)的樓宇管網、市政供水、消(xiāo)防用水、泵站、灌溉等積水系統中的應用是非常普遍的,市場(chǎng)上也有很大的需求(qiú)量。