多功能水泵控制阀结构及工作原理

在给水泵站中，为使离心泵轻载启动，通常要求先关闭泵的出口阀门，再启动水泵机组，当其转速达额定转速以后，再逐渐打开出口阀门；为了防止系统中介质倒流，还必须在泵的出口安装止回阀；由于普通旋启式止回阀的瞬时关闭常产生危及水泵系统的水锤事故，所以还要设置有效的水锤消除装置。

　　目前较多采用的是电动蝶（闸）阀配套微阻缓闭止回阀来实现上述目的，但在现场使用中电动蝶（闸）阀常出现关闭不严，电机烧坏和齿轮减速传动机构损坏等故障：微阻缓闭止回阀适应范围窄，不能适应流量、压力的较大变化，且其调节针阀易阻塞，导致阻尼器不能动作等故障，影响正常安全供水。

　　一、多功能水泵控制阀简介

　　多功能水泵控制阀是一种新型水力控制阀门，一阀可替代电动蝶（闸）阀、止回阀和水锤消除器三种装置。它能自动实现开泵时的缓开，停泵时的速闭与缓闭，无需任何电气控制与其它动力和人力，也无需油压装置。

　　多功能水泵控制阀的主要优点有：

　　（1）无需操作控制。利用水泵启停时阀门前后的水压差作为控制动力，具有随水泵的启闭而自动启闭的功能。

　　（2）阀门启闭动作过程能有效地因防止水锤压力波升高而产生的事故。据现场使用情况调查和实测，停泵水锤压力峰值均在工作压力的1．3倍以内。

　　（3）无需现场调试，适用工况范围广。

　　（4）基本无需维修。由于一阀替代三阀，维护维修工作量大大减少。

　　（5）阻力损失小。采用流线型、宽阀体设计，阻力损失比国外同类产品降低50％以上，如DN200产品在v=2m／s的经济流速工况时，多功能水泵控制阀损失为0．7m,而国外同类产品为1．5m。

　　二、多功能水泵控制阀的结构及工作原理

　　2．1结构

　　多功能水泵控制阀结构参见图1，由主阀及外装附件组成。主阀包括阀体、主阀板、缓闭阀板、阀杆、阀座以及膜片控制器（含阀盖、膜片座、膜片、膜片压板）：外装附件有控制阀、过滤器、排空阀、微止回阀。其中微止回阀是特制配件，在其止回方向设有限流孔。安装形式参见图2。

　　2.2工作原理

　　水泵启动前，阀门出口端压力作用在主阀板上，阀门处于关闭位置，同时膜片控制器的上腔连通压力水，下腔则与阀门进口端的低压相通。

　　水泵启动后，阀门进口压力逐渐升高，同时压力水通过阀门进口端的连接管缓慢进入膜片控制器下腔，实现主阀板的缓慢开启，开启速度可通过控制阀进行调节。

　　水泵停机，阀门进口的压力降低，当接近零流量时，主阀板在自身重力作用下迅速关闭。因阀门进口端压力降低，阀门出口端的压力水通过连接管进入膜片控制器上腔，下腔水通过阀门进口端的连接管压回至阀门进口端，缓闭阀板缓慢关闭，慢关时间可通过控制阀进行调节。主阀板的速闭和缓闭阀板的缓闭符合两阶段关闭规律，能有效地消除水锤。

　　三、几个技术问题

　　3.1连接管的部件设计

　　微止回阀的作用是保证阀门开启的时间大于电机启动时间，使电机轻载启动；同时避免因开阀速度过快而导致启泵水锤。阀门开启时间可由控制阀根据现场工况压力设定。

　　控制阀可调节进出膜片控制器上下腔的水流速度，从而调节缓闭时间；关闭时可检修膜片控制器；在水泵正常运行时也可手动操作该阀来启闭阀门。

　　过滤器是保证膜片控制器上下腔中水的清洁度。由于阀门在一个开启过程水流是往复进出的，本身具有反冲洗的作用，因此也可用于介质较差的工况。

　　3．2阀门的消除水锤特性（三精水力阀）

　　从产生破坏性水锤的原理可知，减小水锤升压主要有2个因素：（1）在刚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）使闭阀历时t是水锤相u=2L／α（α--压力波传递速度，m／s；L--管长，m）的5-10倍，就可以把实际水锤压力h限定在安全范围内，从而消除破坏性的水锤危害。