安康鐵路水廠多功能水泵控制閥在給水泵站中，為使離心泵輕載啟動(dòng)，通常要求先封閉泵的出口閥門(mén)，再啟動(dòng)水泵機(jī)組，當(dāng)其轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速以后，再逐漸打開(kāi)出口閥門(mén)；為了防止系統(tǒng)中介質(zhì)倒流，還必需在泵的出口安裝止回閥；因?yàn)槠胀ㄐ龁⑹街够亻y的瞬時(shí)封閉常產(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。 為了解決水廠設(shè)計(jì)中水泵常見(jiàn)的水錘問(wèn)題,克服傳統(tǒng)的手動(dòng)閘閥和止回閥諸多不利的缺點(diǎn),減少故障幾率,提高水廠的安全生產(chǎn)可靠性,在沾化水廠二級(jí)泵房管道上安裝了JD745X型多功能水泵控制閥替換止回閥,原手動(dòng)控制閥保留并作為檢修閥使用.經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行及數(shù)據(jù)分析,認(rèn)為此水泵控制閥是一種兼水泵控制、止回、消除水錘三種功能于一體的控制閥門(mén),在解決各種故障問(wèn)題上,具有良好的運(yùn)行效果,是水泵壓水管閥門(mén)的更新?lián)Q代產(chǎn)品,值得推廣應(yīng)用,具有較廣的應(yīng)用前景.目前較多采用的是電動(dòng)蝶(閘)閥配套微阻緩閉止回閥來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，但在現(xiàn)場(chǎng)使用中電動(dòng)蝶（閘）閥常泛起封閉不嚴(yán)，電機(jī)燒壞和齒輪減速傳念頭構(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)針閥易梗阻，導(dǎo)致阻尼器不能動(dòng)作等故障，影響正常安全供水。 
一、安康鐵路水廠多功能水泵控制閥多功能水泵控制閥簡(jiǎn)介
多功能水泵控制閥是一種新型水力控制閥，一閥可替換電動(dòng)蝶閥、閘閥、止回閥和水錘消除器三種裝置。它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)泵時(shí)的緩開(kāi)，停泵時(shí)的速閉與緩閉，無(wú)需任何電氣控制與其它動(dòng)力和人力，也無(wú)需油壓裝置。
多功能水泵控制閥的主要長(zhǎng)處有：
（1） 無(wú)需操縱控制。利用水泵啟停時(shí)閥門(mén)前后的水壓差作為控制動(dòng)力，具有隨水泵的啟閉而自動(dòng)啟閉的功能。
（2） 閥門(mén)啟閉動(dòng)作過(guò)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(chǎng)使用情況調(diào)查和實(shí)測(cè)，停泵水錘壓力峰值均在工作壓力的1．3倍以內(nèi)。
（3） 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，合用工況范圍廣。
（4） 基本無(wú)需維修。因?yàn)橐婚y替換三閥，維護(hù)維修工作量大大減少。
（5） 阻力損失小。采用流線型、寬閥體設(shè)計(jì)，阻力損失比國(guó)外同類(lèi)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(shí)，多功能水泵控制閥損失為0．7m,而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品為1．5m。
二、安康鐵路水廠多功能水泵控制閥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(jiàn)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(guò)濾器、排空閥、微阻止回閥。其中微阻止回閥是特制配件，在其止回方向設(shè)有限流孔。安裝形式參見(jiàn)圖2。
2.2 工作原理
水泵啟動(dòng)前，閥門(mén)出口端壓力作用在主閥板上，閥門(mén)處于封閉位置，同時(shí)膜片控制器的上腔連通壓力水，下腔則與閥門(mén)入口真?zhèn)€低壓相通。
水泵啟動(dòng)后，閥門(mén)入口壓力逐漸升高，同時(shí)壓力水通過(guò)閥門(mén)入口真?zhèn)€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(kāi)啟，開(kāi)啟速度可通過(guò)控制閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
水泵停機(jī)，閥門(mén)入口的壓力降低，當(dāng)接近零流量時(shí)，主閥板在自身重力作用下迅速封閉。因閥門(mén)入口端壓力降低，閥門(mén)出口真?zhèn)€壓力水通過(guò)連接管進(jìn)入膜片控制器上腔，下腔水通過(guò)閥門(mén)入口真?zhèn)€連接管壓回至閥門(mén)入口端，緩閉閥板緩慢封閉，慢關(guān)時(shí)間可通過(guò)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封閉規(guī)律，能有效地消除水錘。
三、幾個(gè)技術(shù)題目
3.1 連接管的部件設(shè)計(jì)
微型止回閥的作用是保證閥門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間大于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，使電機(jī)輕載啟動(dòng)；同時(shí)避免因開(kāi)閥速渡過(guò)快而導(dǎo)致啟泵水錘。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間可由控制閥根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間；封閉時(shí)可檢驗(yàn)?zāi)て刂破?；在水泵正常運(yùn)行時(shí)也可手動(dòng)操縱該閥來(lái)啟閉閥門(mén)。
過(guò)濾器是保證膜片控制器上下腔中水的清潔度。因?yàn)殚y門(mén)在一個(gè)開(kāi)啟過(guò)程水流是往復(fù)進(jìn)出的，本身具有反沖刷的作用，因此也可用于介質(zhì)較差的工況。
3．2閥門(mén)的消除水錘特性
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(gè)因素：(1)在剛被堵截前的水流速度v盡可能小(接近于零)時(shí)封閉主閥板；(2)使閉閥歷時(shí)t是水錘相u=2L／α(α--壓力波傳遞速度，m／s；L--管長(zhǎng)，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。
多功能水泵控制閥主閥板的開(kāi)啟度是由管道中的水流沖擊力大小決定的，流速高時(shí)主閥板開(kāi)啟度大：流速減小時(shí)閥板開(kāi)啟度小：流速接近于零時(shí)，主閥板封閉。整個(gè)過(guò)程與消除水錘的速閉原理相吻合，因此消除水錘效果很好。
多功能水泵控制閥緩閉閥板的封閉，必需在膜片式控制器上下腔形成壓力差后方能實(shí)現(xiàn)，即主閥板封閉后， 緩閉閥板方能封閉，因此不可能產(chǎn)生緩閉與速閉同步的現(xiàn)象。
3．3閥門(mén)的阻力特性
為了減少水流阻力，設(shè)計(jì)中減輕了主閥板的重量，同時(shí)采用了流線型寬敞的閥體設(shè)計(jì)。經(jīng)湖南省水力機(jī)械質(zhì)監(jiān)授權(quán)站檢測(cè)，DN200多功能水泵控制閥阻力系數(shù)約為3．8，而同規(guī)格管道的旋啟式止回閥阻力系數(shù)值為5．5。
3．4膜片的設(shè)計(jì)
膜片的質(zhì)量是直接影響閥門(mén)使用效果和使用壽命的樞紐部件，經(jīng)由多種篩選，選用了氯丁橡膠為原材料，中間用尼龍纖維網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)；經(jīng)湖南省橡膠質(zhì)監(jiān)授權(quán)站檢測(cè)，疲憊彎曲65萬(wàn)次無(wú)破裂，可使用10年以上。
3．5維修
無(wú)其它外加液壓或電動(dòng)元件，基本無(wú)需維修，且采用寬型閥蓋，可將閥內(nèi)部件全部掏出，維修利便。
四、實(shí)例
安康鐵路水廠工況為：揚(yáng)程80m；高差68．4m；流量850 ／h；出水管口徑DN400；管長(zhǎng)為6km。使用 JD745X--10 DN400多功能水泵控制閥，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，緩閉時(shí)間為30s，停泵壓力峰值為0．95MPa（原配置為 電動(dòng)蝶閥和微阻緩閉蝶閥，停泵壓力峰值為1．2～1．4MPa）。停泵后水泵zui大反轉(zhuǎn)速度為600r／min，與原 配置相同。本文介紹了一種可替代電動(dòng)蝶(閘)閥、止回閥和水錘消除器三種裝置的多功能水泵控制閥，該控制閥具有安裝簡(jiǎn)單、適用式?jīng)r范圍廣、功能可靠安全的特點(diǎn).并給工程實(shí)例介紹了該控制閥的優(yōu)點(diǎn).
|
