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气动调节球阀新闻
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水力控制阀hydraulic control valve在给水系统中的应用

[来源:原创] [作者:无锡科莱恩流体控制设备有限公司] [日期:16-08-17] [点击:]

水力控制阀hydraulic control valve)产品在给水系统中的典型应用介绍。水力控制阀仅依靠介质(水)本身的能量便可以实现自动控制,其在国内外的楼宇管网、市政供水、消防用水、泵站、灌溉等给水系统中均有广泛的应用。


1 问题的提出

在给水系统中经常会对水的压力、流量、液位等参数进行频繁的控制。如果都使用外接能源,如气源或电源的话,将会消耗很大。例如:

1)从高压区向低压区给水的市政供水系统中,需要保持下游的压力稳定。

2)从压力较高的增压泵流出后用于灌溉的灌溉系统中,需要使水源减压。

3)从高压端向恒定的下游供水的楼宇管网系统中,需要保护整个管路的平稳运行,避免受到偶然出现的压力过大的影响。

4)向水塔蓄水的供水系统中,需要控制水位。

5)向蓄水区自动蓄水的消防系统中,需要保证控制区域液位正常。

 

2 水力控制阀的结构和基本原理

水力控制阀,是一系列多用途控制与安全类阀门的总称,见图1。水力控制阀仅依靠介质———水的能量,即可实现对压力、流量、液位等的控制。不但节约了大量的能源消耗,而且还也省了人力成本。


图1 水力控制阀外形图

最早,水力控制阀被运用在一些农业国家的水利灌溉系统中,大量生产于以色列、荷兰、丹麦等欧洲国家,后来发展到美国、加拿大以及亚洲等地,并且得到了更加广泛的应用。

简单来说,水力控制阀是由主阀和不同的导阀系统所组成的。通过装配不同的导阀系统,水力控制阀将可以具备不同的使用功能。

 

2.1 主阀

主阀的典型结构见图2。图2中的主阀为隔膜双腔型,是由阀体、阀芯、阀座、阀板、弹簧、阀杆、中间体、膜片、阀盖等主要零部件组成。

①阀体;②阀芯;③阀座;④阀板;⑤弹簧;

⑥阀杆;⑦中间体;⑧隔膜;⑨阀盖


图2 主阀示意图

 

2.2 导阀系统

导阀系统由导阀、导管、针阀、球阀、压力表等零部件组成。通过不同的连接可以实现不同的控制功能。

 

2.3基本原理

水力控制阀虽然按照不同的使用功能有不同的分类,但其工作原理却不尽相同。即以上、下游压力差为动力,由导阀系统控制,使隔膜(或者活塞)液压式差动操作,完全由水力自动调节,从而控制主阀阀芯开启或者关闭或者处于某一调节状态。

 

3水力控制阀(hydraulic control valve)的分类和工作原理

根据给水系统中不同的设计要求和使用要求,还可以演变出十几种用途的阀门(目前国外此类阀门已派生出近百种用途)。经常用到的有先导式减压阀、泄压安全阀、遥控浮球阀等。

 

3.1 先导式减压阀

先导式减压阀可以将阀前的高压流体降低至阀后的低压流体,并维持阀后压力的稳定,保证下游设备的安全运行。

如图3所示,其工作原理可以理解为:


图3 先导式减压阀原理示意图

1)当流体从入口流入主阀内腔后,经过阀芯与阀座所形成的环形间隙,造成流体压力下降,然后从出口流出,实现“减压”功能。

2)当出口压力小于稳定值(设定值)时:导阀膜片下腔的压力降低,导阀阀杆下移,开度增大,进口压力水从控制管进入导阀再到出口端,使主阀上腔压力降低,主阀阀杆上移,主阀阀板的开度随之增大,阀后压力增高,重回设定值。反之,当出口压力大于稳定值时,动作相反,同样重回设定值。实现“稳压”。

 

3.2 泄压安全阀

泄压安全阀可以快速泄压,保证管路内压力在安全范围内,并维持阀前压力的稳定,保证整个管路的安全平稳运行。


图4 泄压安全阀原理示意图

如图4所示,其工作原理可以理解为:

1)当进口压力大于安全值(设定值)时:进口压力水从控制管路进入导阀膜片下腔,使其压力增高,推动导阀阀杆上移,导阀阀板打开,主阀控制室上腔的水从导阀和控制管排泄,在进口压力水的作用下,主阀阀板打开,阀前压力降低,重回设定值。实现“泄压”。

2)当进口压力小于安全值(设定值)时:导阀膜片下腔的压力降低,导阀阀杆下移,导阀阀板关闭,从而导致主阀控制室上腔的水压增高,在主阀上腔水压作用下,主阀阀板关闭,阀前压力上升。现在“稳压”。

 

3.3遥控浮球阀

遥控浮球阀可以保持控制区域的水位始终处在设定范围之内。

如图5所示,其工作原理可以理解为:当导阀开启时,主阀上腔压力降低,主阀阀杆上移,主阀开启,上游往下游注水;当导阀关闭时,主阀上腔压力增加,主阀阀杆下移,主阀关闭,上游停止往下游注水。实现“水位控制”。


图5 遥控浮球阀原理示意图

 

4水力控制阀的选型和维护

1)水力控制阀的选型主要为主阀的选型,包括样式、口径、压力、材质等。常见的水力控制阀选型参数见表1。对于主要零部件材质的选型见表2。


表1 选型参数表


表2 常见零部件材质表

2)水力控制阀在应用中省了大量人力,但仍需定期进行维护。水力控制阀是无需另加机油润滑的,其在工作中可利用介质本身进行润滑。

如果在应用现场进行维护或者发生故障时,其拆卸需要:

1)将管路中阀前和阀后的2个切断阀都关闭。

2)释放主阀控制室上腔的压力,松开阀盖上方的导管连接。

3)松开阀盖与中间体的螺栓,松开中间体与阀体的螺栓。

4)取出弹簧、膜片、阀板、阀芯、O型圈等零件进行检查,看有无问题。其中膜片和O型圈为易损件,需要重点检查并定期更换。

 

5 结语

无论是先导式减压阀、泄压安全阀、遥控浮球阀,还是其它种类的水力控制阀,仅依靠介质———水的能量,即可以方便地对流体介质进行控制,产品在国内外的楼宇管网、市政供水、消防用水、泵站、灌溉等积水系统中的应用是非常普遍的,市场上也有很大的需求量。

文章链接:/hyxw/1561.htm

 

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