多功能水泵控制閥結構及工作原理

在給水泵站中，為使離心泵輕載啟動，通常要求先關閉泵的出口閥門，再啟動水泵機組，當其轉速達額定轉速以后，再逐漸打開出口閥門；為了防止系統中介質倒流，還必須在泵的出口安裝止回閥；由于普通旋啟式止回閥的瞬時關閉常產生危及水泵系統的水錘事故，所以還要設置有效的水錘消除裝置。

　　目前較多采用的是電動蝶（閘）閥配套微阻緩閉止回閥來實現上述目的，但在現場使用中電動蝶（閘）閥常出現關閉不嚴，電機燒壞和齒輪減速傳動機構損壞等故障：微阻緩閉止回閥適應范圍窄，不能適應流量、壓力的較大變化，且其調節針閥易阻塞，導致阻尼器不能動作等故障，影響正常安全供水。

　　一、多功能水泵控制閥簡介

　　多功能水泵控制閥是一種新型水力控制閥門，一閥可替代電動蝶（閘）閥、止回閥和水錘消除器三種裝置。它能自動實現開泵時的緩開，停泵時的速閉與緩閉，無需任何電氣控制與其它動力和人力，也無需油壓裝置。

　　多功能水泵控制閥的主要優點有：

　　（1）無需操作控制。利用水泵啟停時閥門前后的水壓差作為控制動力，具有隨水泵的啟閉而自動啟閉的功能。

　　（2）閥門啟閉動作過程能有效地因防止水錘壓力波升高而產生的事故。據現場使用情況調查和實測，停泵水錘壓力峰值均在工作壓力的1．3倍以內。

　　（3）無需現場調試，適用工況范圍廣。

　　（4）基本無需維修。由于一閥替代三閥，維護維修工作量大大減少。

　　（5）阻力損失小。采用流線型、寬閥體設計，阻力損失比國外同類產品降低50％以上，如DN200產品在v=2m／s的經濟流速工況時，多功能水泵控制閥損失為0．7m,而國外同類產品為1．5m。

　　二、多功能水泵控制閥的結構及工作原理

　　2．1結構

　　多功能水泵控制閥結構參見圖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、過濾器、排空閥、微止回閥。其中微止回閥是特制配件，在其止回方向設有限流孔。安裝形式參見圖2。

　　2.2工作原理

　　水泵啟動前，閥門出口端壓力作用在主閥板上，閥門處于關閉位置，同時膜片控制器的上腔連通壓力水，下腔則與閥門進口端的低壓相通。

　　水泵啟動后，閥門進口壓力逐漸升高，同時壓力水通過閥門進口端的連接管緩慢進入膜片控制器下腔，實現主閥板的緩慢開啟，開啟速度可通過控制閥進行調節。

　　水泵停機，閥門進口的壓力降低，當接近零流量時，主閥板在自身重力作用下迅速關閉。因閥門進口端壓力降低，閥門出口端的壓力水通過連接管進入膜片控制器上腔，下腔水通過閥門進口端的連接管壓回至閥門進口端，緩閉閥板緩慢關閉，慢關時間可通過控制閥進行調節。主閥板的速閉和緩閉閥板的緩閉符合兩階段關閉規律，能有效地消除水錘。

　　三、幾個技術問題

　　3.1連接管的部件設計

　　微止回閥的作用是保證閥門開啟的時間大于電機啟動時間，使電機輕載啟動；同時避免因開閥速度過快而導致啟泵水錘。閥門開啟時間可由控制閥根據現場工況壓力設定。

　　控制閥可調節進出膜片控制器上下腔的水流速度，從而調節緩閉時間；關閉時可檢修膜片控制器；在水泵正常運行時也可手動操作該閥來啟閉閥門。

　　過濾器是保證膜片控制器上下腔中水的清潔度。由于閥門在一個開啟過程水流是往復進出的，本身具有反沖洗的作用，因此也可用于介質較差的工況。

　　3．2閥門的消除水錘特性（三精水力閥）

　　從產生破壞性水錘的原理可知，減小水錘升壓主要有2個因素：（1）在剛被切斷前的水流速度v盡可能小（接近于零）時關閉主閥板；（2）使閉閥歷時t是水錘相u=2L／α（α--壓力波傳遞速度，m／s；L--管長，m）的5-10倍，就可以把實際水錘壓力h限定在安全范圍內，從而消除破壞性的水錘危害。