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之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹水利控制閥設(shè)計(jì)選型水力控制閥屬于自力式控制閥，是不需要流體介質(zhì)額外能源驅(qū)動(dòng)的控制閥。它是把計(jì)量、控制和執(zhí)行功能合為一體的閥門(mén)，利用被控對(duì)象本身能量帶動(dòng)其動(dòng)作的控制閥?？煞譃橹苯幼饔煤蛶?dǎo)閥作用式 兩類(lèi)。直接作用的自力式控制閥是利用閥進(jìn)、出口水介質(zhì)壓力差為動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)控制閥動(dòng)作，也可用電磁閥來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，然后驅(qū)動(dòng)控制閥動(dòng)作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，但會(huì)引起壓降，造成出口壓力的非線(xiàn)性。通常，穩(wěn)定精度在10%?20%。

帶導(dǎo)閥作用的自力式控制閥，可適用于小壓降和大流量的自力式控制場(chǎng)合，出口壓力變化范圍與流量變化范圍，可小于設(shè)定壓力與流量的10%。水力控制閥在流速小于2m/s時(shí)，除減壓閥類(lèi)的水頭損失均應(yīng)小于2m，流速不能過(guò)大，過(guò)大會(huì)造成很大的水頭損失，同時(shí)，流速不能過(guò)低，否則效率低，影響正常工作需求，通常的流速保持：主管在1.5?3.5m/s，支管在 1 ?2m/s。

(1)水利控制閥設(shè)計(jì)選型主要零部件材料使用要求

①根據(jù)用戶(hù)需求與介質(zhì)性能，水力控制閥主體材質(zhì)（閥體、閥蓋、閥瓣）等通常為鑄鐵（灰口鑄鐵、球墨鑄鐵），鑄鋼，不銹鋼三種材質(zhì)，其他的內(nèi)部件的材質(zhì)耐蝕性能至少等同主體材質(zhì)。

②在中低壓情況下，主張采用球墨鑄鐵材質(zhì)， 球墨鑄鐵耐腐蝕性，鑄造性能，鑄件質(zhì)量還有外觀(guān)性，在使用中自潤(rùn)滑性，加工工藝與經(jīng)濟(jì)性能都優(yōu)于鑄鋼，力學(xué)性能接近于中碳鋼，屈服點(diǎn)比高于中碳鋼約一倍，重量則輕于鑄鋼10%以上。但焊接性能差， 容易開(kāi)裂。

③灰口鑄鐵只能在低壓，中小口徑使用，其鑄造性能高于其他材質(zhì)，吸振性較好。但力學(xué)性能差于其他材質(zhì)，故此壁厚較厚，顯得笨重，易脆。

④不銹鋼鑄造閥門(mén)耐腐蝕性能好，壓力、溫度適用范圍廣，可焊性較好，但鑄造性能、加工工藝上都有一定的缺陷，經(jīng)濟(jì)上也限制了其廣泛應(yīng)用。

(2)    分類(lèi)

水力控制閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可以分為，直通式水力控制閥、直流式水力控制閥還有簡(jiǎn)易式水力控制閥三大類(lèi)。

①直通式水力控制閥也就是代水力控制閥， 其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)控制腔，體型呈直通式，介質(zhì)通過(guò)時(shí)，流動(dòng)方式發(fā)生了明顯的變化，因此它的流阻系數(shù)比較高，動(dòng)源消耗相對(duì)較高。

②直流式水力控制閥，通常又稱(chēng)為多功能水泵控制閥，其特點(diǎn)是：有單腔也有雙腔，體型呈直流型也就是Y形，其流阻系數(shù)小，流量系數(shù)大，具有截?cái)?、止回、自?dòng)、減小或消除水錘的功能，同時(shí)還具有緩開(kāi)、緩閉調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而保護(hù)水泵與設(shè)備的作用。

③簡(jiǎn)易式水力控制閥是水控閥“家族”中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的一種，它只有閥體、閥蓋、彈簧、橡膠閥瓣四個(gè)零件。

(3)水利控制閥設(shè)計(jì)選型特點(diǎn)

水制閥都是由一個(gè)主閥及其附設(shè)的導(dǎo)管、導(dǎo)閥、針閥、球閥和壓力表等組成。根據(jù)使用目的、功 能及場(chǎng)所的不同可演變成遙控浮球閥、減壓閥、快閉止回閥、流量控制閥、泄壓持壓閥、水力電動(dòng)控制 閥、水泵控制止回閥等。水力控制閥前要安裝過(guò)濾器，并應(yīng)便于排污的要求。本類(lèi)閥門(mén)在管道中一般水平安裝的性能高于垂直安裝。其綜合特點(diǎn)如下：

①水力控制閥無(wú)須外界驅(qū)動(dòng)力（電動(dòng)裝置、液壓站、蝸輪裝置等），靠系統(tǒng)介質(zhì)自身壓力來(lái)控制；

②水力控制閥的啟閉依靠閥前閥后存在的一定壓力差，因此相對(duì)于一般閥門(mén)，水力控制閥有相對(duì)較大的水頭損失；

③由于結(jié)構(gòu)的原因，水力控制閥需要更大的預(yù) 留操作空間，這對(duì)管道安裝時(shí)提出了要求；

④水力控制閥的介質(zhì)溫度一般不宜過(guò)高和過(guò)低， 建議在0?90°C范圍內(nèi)，因?yàn)闇囟炔町愡^(guò)大會(huì)引起熱脹冷縮，造成配管破裂泄漏等問(wèn)題，如果溫度低于 0°C,需要考慮對(duì)閥門(mén)進(jìn)行保溫。

(4)    壓力

水力控制閥幵啟小壓力：雙腔系列為 0. 02MPa；單腔系列為 0. 05 MPa。

(5)    鑄造

鑄造工藝決定了閥門(mén)鑄件的質(zhì)量好壞。所以選擇合適的鑄造工藝對(duì)閥門(mén)來(lái)說(shuō)尤為重要，目前閥門(mén)行業(yè)上常用的鑄造方法是砂型鑄造。砂型鑄造又可以分為普通的木模鑄造，熔模鑄造也稱(chēng)精鑄模鑄造，還有消失模鑄造等。

①木模鑄造適用范圍廣，可鑄造各種復(fù)雜形狀，特別是內(nèi)腔復(fù)雜的鑄件，可批量生產(chǎn)，鑄件成本低廉，更適合于大型鑄件的鑄造。但鑄件質(zhì)量較差， 外觀(guān)粗糙，不平整，力學(xué)性能不穩(wěn)定，模具容易損 壞。目前市場(chǎng)上通常是在木模表面上覆蓋一層樹(shù)脂， 這樣使木模表面上光滑、平整，硬度、強(qiáng)度得到提高，模具不容易變形。鑄造出來(lái)的鑄件質(zhì)量、外觀(guān)得到很大的改善，鑄件的綜合力學(xué)性也有所增強(qiáng)。減少了粘砂、掉砂等缺陷。

②溶模鑄造也稱(chēng)蠟?zāi)ｈT造，大致的制作過(guò)程是：用蠟先制作一個(gè)與鑄件相同的模樣，外涂涂料與石英砂，浸入硬化液經(jīng)過(guò)硬化，再把蠟融化出來(lái)，得到空殼，再經(jīng)過(guò)烘干，除水分，再將金屬液澆人空殼，冷卻凝固后，再擊破外殼，取出鑄件。熔模鑄造特點(diǎn)是：整體模樣制作，無(wú)分型面，無(wú)須制芯，下芯的過(guò)程，鑄件無(wú)錯(cuò)箱，質(zhì)量精度與表面質(zhì)量高，鑄造的壁厚可以到達(dá)4mm，能實(shí)現(xiàn)少切削，無(wú)切削加工， 但周期長(zhǎng)?？蛇m用于各種鑄造合金以及形狀復(fù)雜，加 工困難，尺寸精度高的中小型精件。

③消失模鑄造消失模鑄造也稱(chēng)負(fù)壓鑄造，區(qū)別于其他的鑄造方法主要特征是，它是一種干砂負(fù)壓鑄造。大致的制作過(guò)程是：先用塑料泡沫制作一個(gè)與鑄件相同的模樣，再在烘干室里烘干，烘干后埋入干砂中，在干砂表面上覆蓋一層薄膜，再抽氣進(jìn)行真空處理，再澆人金屬融液，融液把泡沫融化進(jìn)入空腔， 待鑄件冷卻凝固后再?gòu)纳跋涞钩鰜?lái)。

水利控制閥設(shè)計(jì)選型消失模鑄造的主要特點(diǎn)如下

a.    鑄件尺寸形狀，表面光潔度高，幾乎無(wú)加工，具有精密鑄造的特點(diǎn)；可減輕鑄件重量，減少了加工裕量，降低了機(jī)加工成本。

b.    取消了砂芯和制芯制造，沒(méi)有分型面，*了下芯、起芯、合箱引起的鑄造缺陷和廢品。

c.    無(wú)黏結(jié)劑、無(wú)水分、無(wú)任何添加物的干砂造型，*了由于水分、添加物和黏結(jié)劑引起的各種氣孔、粘砂等鑄造缺陷和廢品；型砂可全部重復(fù)使用， 落砂極其容易，大大降低了清砂的工作量，同時(shí)減少了粉塵、煙塵和噪聲污染，大大改善了鑄造工人的勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

d.    鑄件無(wú)飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少 50%以上。

e.    可在理想位置設(shè)置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統(tǒng)因素的制約，減少了鑄件的內(nèi)部缺陷。

f.    負(fù)壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補(bǔ)縮， 提高了鑄件的組織致密度，可以鑄造出來(lái)比較薄的壁厚，鑄件力學(xué)性能得到提高。

g.    組合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)效率；可以取消拔模斜度；金屬模具壽命可達(dá)5萬(wàn)次以上，這樣降低了模具的維護(hù)費(fèi)用。

h.模具費(fèi)用比較高，要求的技術(shù)含量比普通模具高，由于塑料泡沫強(qiáng)度低，脫模時(shí)易損壞，不適合做大鑄件，由于負(fù)壓的作用，鑄件工藝如果處理不當(dāng)，容易滲漏。

我國(guó)的水力控制閥是自20世紀(jì)90年代末從以色列、歐美國(guó)家以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)來(lái)的，經(jīng)過(guò)吸收、消化，改良成為符合中國(guó)國(guó)情自成一體的水力控制閥， 并于2005年11月11日建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布的《水力控制閥》（CJ/T 219—2005)城建部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2006年1月1日起實(shí)施。

(1) 水利控制閥設(shè)計(jì)選型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①直通單腔水力控制閥性能是水力控制閥的經(jīng)濟(jì)性選擇。

②液壓式自動(dòng)控制閥門(mén)。

③的控制閥門(mén)設(shè)計(jì)。

④簡(jiǎn)單而可靠，運(yùn)行，用途廣泛。

⑤低壓下使用較多，廣泛應(yīng)用于建筑及農(nóng)業(yè)。

(2)    隔膜特點(diǎn)

①簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)適應(yīng)于各種工況：開(kāi)關(guān)或壓力調(diào)節(jié)。

②運(yùn)行穩(wěn)定，不會(huì)引起水流波動(dòng)。

③低水壓時(shí)開(kāi)啟同樣靈活。

④隔膜受到良好的平衡支撐，不會(huì)出現(xiàn)受壓偏移。

(3)    閥體特點(diǎn)

①閥體內(nèi)外表面光滑，*。

②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便。

③可選配件：限流手柄，閥位指示器。

23.1.2水力控制閥工作原理

(1)水力控制閥基本定義與應(yīng)用

上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥水力控制閥是在給排水中利用閥進(jìn)、出口水介質(zhì)壓力差為動(dòng)力進(jìn)行控制的閥門(mén)。在管路上可以起到止回、節(jié)流、截?cái)?、減壓等作用。通常是在常溫， 中低壓力工況中應(yīng)用。廣泛應(yīng)用于市政、水利、石油化工、污水處理、電力等行業(yè)中。

①壓力垂直作用在物體表面上的力稱(chēng)為壓力。 壓力單位：MPa、kPa、bar、psi。

②流量單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)河、渠或管道某處斷面的流體的量。流量的單位：m3/s、m3/h、L/s, US gal/min0

水利控制閥設(shè)計(jì)選型流量理論上計(jì)算方式可應(yīng)用于伯努利方程：

溫度為5?40°C的水，在105Pa壓降下，每小時(shí)通過(guò)閥門(mén)的體積流量數(shù)，m3/h；

Cv——英制單位的流量系數(shù)，即溫度為60T (15. 6°C)的水，在lpsi壓降下，每分鐘通過(guò)閥門(mén)的（美）加侖數(shù)，US

gal/min；

Q    流量，m3/h;

Ap~一閥兩端測(cè)出的靜壓損失，Pa;

^Pkv    靜壓損失，10° Pa;

fr~"流體密度，kg/m3;

水的密度，kg/m3。

④流量特性是指介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)與相對(duì)開(kāi)度的關(guān)系。

⑤水錘介質(zhì)對(duì)管路元件的沖擊作用。

由于水泵的突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)或閥門(mén)快速關(guān)閉會(huì)引起很大破壞作用的水錘。其壓力升高值為

Ap=avp/B

式中LP——相對(duì)于壓力升高值，MPa;

a    壓力波傳遞速度，m/s;

v    流體速度，m/s;

p    液體密度，kg/m3。

⑥壓力換算

lbar= 100000Pa= l00kPa lMPa=10bar=1000KPa=140Psi lPa= lN/m2 [>(Pa) =F(N) /A(m2)] latm= 101325N/m2 = 101325Pa, 一般作為表壓?jiǎn)挝唬籰kgf/cm2 = 98. 067kPa = 0. 9806bar, lbar 二 1. 02 kg/cm2 o1US gal=3. 785X10—3m3。

英制（IP): psi、psf、inHg、inH20；米制： kgf/m2、kgf/cm2、mHzO；單位制（ISO): Pa、bar、N/m20

(2)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范

GB/T 152. 4—88    《緊固件六角頭螺栓和六角螺母用沉孔》

GB/T 1047—2005    《管道元件DN (公稱(chēng)尺寸）的定義和選用》

 GB/T 1048—2005 《管道元件PiV (公稱(chēng)壓力）的定義和選用》

GB/T 1184-1996    《形狀和位置公差未注公差值》

GB/T 12220—89    《通用閥門(mén)標(biāo)志》

GB/T 12223—2005《部分回轉(zhuǎn)閥門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置的連接》

GB/T 1724. 1—1998《鑄鐵管法蘭技術(shù)條件》GB/T 13927—2008《工業(yè)閥門(mén)壓力試驗(yàn)》GB/T 308—2004    《閥門(mén)型號(hào)編制方法》

JB/T 7748—1995    《閥門(mén)清潔度和測(cè)定方法》

JB/T 7928—1999    《通用閥門(mén)供貨要求》

GB/T 9113—2010    《整體鋼制管法蘭》

GB/T 9124—2010    《鋼制管法蘭技術(shù)條件》

GB/T 1724. 16—2008《整體鑄鐵法蘭》

GB/T 1220—2007    《不銹鋼棒》

GB/T 4208—2008    《外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼)》

GB/T 12227—2005《通用閥門(mén)球鐵鑄件技術(shù)條件》

GB/T 12225—2005《通用閥門(mén)銅合金鑄件技術(shù)條件》

GB/T 21873—2008    《橡膠密封件給、排水管及污水管道用接口密封圈材料規(guī)范》

GB/T 12229—2005《通用閥門(mén)碳素鋼鑄件技術(shù)條件》

CJ/T 167-2002    《多功能水泵控制閥》

CJ/T 219—2005    《水力控制閥》

JB/T 10674—2006    《水力控制閥》

水利控制閥設(shè)計(jì)選型以上標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范若由新標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范替代時(shí)，則執(zhí)行有效的新標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥