一、多功能水泵控制阀介绍
多功能水泵控制阀是一种新型的液压控制阀。一个阀门可以代替电动蝶阀、止回阀和水锤消除器。它可以自动实现泵启动时的慢开,泵停止时的快关和慢关,无需任何电控、其他动力和人力,也无需油压装置。
多功能水泵控制阀的主要优点是:
(1)不需要操作控制。以泵启停时阀门前后的水压差作为控制动力,具有随泵启闭自动启闭的功能。
(2)阀门启闭过程可有效防止喘振压力波上升引起的事故。根据现场调查和实测,停泵喘振压力峰值在工作压力的1.3倍以内。
(3)无需现场调试,适用工况广。
(4)基本不需要维护。由于一个阀门代替三个以上的阀门,维护工作量大大减少。
(5)阻力损失小。流线型宽阀体设计,阻力损失比国外同类产品降低50%以上。比如DN200产品在V=2m/s的经济流量时,多功能水泵控制阀的损耗为0.7m,而国外同类产品的损耗为1.5m
二、多功能水泵控制阀的结构和工作原理
2.1结构
多功能水泵控制阀的结构见图1,由主阀和外部附件组成。主阀包括阀体、主阀板、缓闭阀板、阀杆、阀座和隔膜控制器(包括阀盖、隔膜座、隔膜和隔膜压板);外部附件包括控制阀、过滤器、排空阀和微型止回阀。其中,微型止回阀是一种特殊的配件,在其止回方向上设有限流孔。安装形式见图2。
2.2工作原理
泵启动前,阀门出口的压力作用在主阀板上,阀门处于关闭位置。同时,隔膜控制器的上腔与压力水相连,下腔与阀门入口处的低压相连。
水泵启动后,阀门入口压力逐渐增大,同时压力水通过阀门入口端的连接管缓慢进入隔膜控制器下腔,实现主阀板的缓慢开启,开启速度可由控制阀调节。
水泵停止时,阀门入口压力下降,当流量接近零时,主阀板在自身重力作用下迅速关闭。随着阀门进口端压力的降低,阀门出口端的压力水通过连接管进入隔膜控制器的上腔,下腔的水通过阀门进口端的连接管压回到阀门进口端,缓闭阀板缓慢关闭,缓闭时间可通过控制阀调节。主阀板的快关和慢关阀板的慢关符合两级关闭规律,可有效消除水锤。
三、几个技术问题
3.1连接管的部件设计
微型止回阀的作用是保证阀门开启时间长于电机启动时间,使电机在轻载下即可启动;同时,避免因阀门开启速度过快而启动泵水锤。阀门开启时间可由控制阀根据现场工作压力设定。控制阀可以调节进出隔膜控制器上下腔的水流速度,从而调节缓闭时间;当隔膜控制器关闭时,可以修复;在水泵正常运行期间,也可以手动操作阀门来打开和关闭阀门。
过滤器确保隔膜控制器上下腔内水的清洁度。由于阀门的水流在开启过程中是往复进出的,本身就具有反冲洗的功能,所以也可以在介质较差的工况下使用。
3.2阀门的水锤消除特性
根据破坏性水锤原理,降低水锤压力上升的主要因素有两个:(1)在即将被切断前的水流速度V尽可能小(接近于零)时,关闭主阀板;(2)阀门关闭时间t为水锤相u=2l/(-压力波传播速度,m/s;l-管道长度,m)的5-10倍,实际喘振压力H可限制在安全范围内,从而消除破坏性水锤危害。