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公司:浙江信茂閥門有限公司
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700X多功能水泵控制閥 |
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�(diǎn)擊次�(shù)�1769 來源�(wǎng)站:永嘉信茂閥門有限公司 �(fā)布時間:2012-12-10 |
何謂多功能水泵控制閥?水泵有什么運(yùn)行特性需�閥門來控 �?水泵控制�能否�(shí)�(xiàn)這些�
�?以及它與傳統(tǒng)�閘閥�蝶閥�止回�以及勻�、雙速緩� 的水力控制止回閥在原�、功�
等方面有什么質(zhì)的不�,筆者在本文中以活塞式多功能水泵� 制閥下稱控制閥為�,通過
對其�(jié)�(gòu)、主要功�、工作原理的剖析,提出對上述問題的看 �,供讀者參��
一、結(jié)�(gòu)
控制閥的�(jié)�(gòu)見圖1圖示為開啟狀�(tài)�
控制閥結(jié)�(gòu)的主要特�(diǎn)是取消了閥座中間的定位機(jī)�(gòu)和閥 瓣上�(cè)的彈�,而且在閥瓣的�
�(cè)�(shè)�(jì)了導(dǎo)流板,最大限度減少了介質(zhì)過流時的�(jī)械損失和� 瓣下�(cè)穹腔�(nèi)的旋渦損�。以
缸體�(nèi)的活塞作�(qū)動元�,在介質(zhì)自身壓力作用下帶動閥瓣作 上下�(yùn)�,實(shí)�(xiàn)閥的開啟或關(guān)
�。活�、啟閉件、連同缸體配置在閥體上,流線形、寬閥腔 的閥�,不但水頭損失可以比
同類�(chǎn)品減�30%以�,而且具有良好的抗氣蝕性能�
�電磁�換向�(jī)�(gòu)下稱電磁�和壓力管路組成伺服系�(tǒng)� 取控制閥兩端的壓力水為驅(qū)�
�,通過電信號指�,任意一端的壓力水都能實(shí)�(xiàn)水泵控制� 在設(shè)定的時刻和速度�(zhí)行泵�
開啟或關(guān)閉�
�、泵的運(yùn)行特性與控制閥的功能特點(diǎn)、工作原�
1.泵的啟動特性及其控�
a離心泵的零流量啟動特性及其控制即�(guān)閥啟�
離心泵在零流量工況時軸功率最小,為額定軸功率�30%- 90�,所以離心泵的啟動特�
是零流量啟動(即關(guān)閥啟動。待泵至額定�(zhuǎn)速之后控制閥� �(shè)定的速度緩慢開啟�
工作原理:泵啟動時前壓力水經(jīng)過設(shè)有延時的電磁閥流� 缸體�(nèi)活塞上腔,而活塞下�
通過缸體下端�(jīng)電磁閥通向大氣,此時控制閥處于�(guān)閉狀�(tài)�
電動�(jī)�(bǔ)償啟動結(jié)�,泵正常�(yùn)�(zhuǎn),電磁閥即�(zhí)行換向指� ,切斷活塞上腔壓力水源、關(guān)�
缸體下端通向大氣的回�,同時將壓力水經(jīng)電磁閥注入缸�(nèi)� 塞下�、打開活塞上腔通向�
氣的回路,活塞上腔的水經(jīng)電磁閥排出閥�,控制閥按設(shè)定的 速度緩慢開啟,完成并滿足�
離心泵在零流量時軸功率最小的啟動特�,保證泵�(jī)組的安全 �(yùn)�(zhuǎn)�
b軸流泵的大流量啟動特性及其控制即全開閥啟�
軸流泵在零流量工況時軸功率最大,為額定軸功率�140� �200�,所以軸流泵的啟動特
性應(yīng)是大流量啟動即全開閥啟動�
工作原理:控制閥滿足軸流泵全開閥啟動的工作原理是� 心泵�(guān)閥啟動的逆運(yùn)�,即電磁
閥先工作,將閥全開后,泵再啟�。參閱a條,不贅��
軸流泵啟動前,這時閥的�(jìn)口壓力為�,控制閥利用閥出 水端的介�(zhì)壓力將閥開啟,而離
心泵啟動時是利用閥�(jìn)水端的介�(zhì)壓力將閥開啟。無論閥的哪 一端介�(zhì)都能�(shí)�(xiàn)控制閥的�
或啟,這是水泵控制閥功能的重要特征之一�
c控制混流泵的啟動特征
混流泵在零流量工況時軸功率介于上述兩種泵之間,為� 定功率的100%~130�,所以混
流泵的啟動特性也�(yīng)是上述兩種泵之間,一般可選擇泵啟動與 控制閥的緩慢開啟同步�(jìn)��
工作原理:工作原理與控制離心泵零流量啟動特性相�� 只要取消電磁閥的延時�(shè)置即�
�
2.停泵及其控制
a控制離心泵的零流量停�(即先�(guān)閥后停泵
對于離心�,先緩慢�(guān)閉控制閥,然后再停泵的重要性在 于:這時管內(nèi)介質(zhì)流速由額定�
速逐漸降至為零,速度變化梯度極小,可有效的避免停泵水� 的發(fā)生和泵的逆轉(zhuǎn);泵的軸�
率由額定功率逐漸降至最小的�(yùn)行功�,有利于�(jī)組安��
工作原理:需要停泵時,只要先切斷電磁閥的控制電源� 電磁閥即�(zhí)行換向指�,關(guān)閉活
塞下腔的壓力水源和活塞上腔通大氣的回路,同時開啟活塞上 腔的壓力水源和活塞下腔通大
氣的回路,即以�(jìn)口壓力水作驅(qū)動源,緩慢關(guān)閉控制閥,等� 制閥全關(guān)閉后,通過限位開關(guān)
指令泵即停止�(yùn)�(zhuǎn),全過程為自動控��
控制閥緩閉時間可以通過節(jié)流閥的調(diào)節(jié)�5�60s范圍�(nèi)或根 �(jù)用戶需要�(jìn)行選擇�
b控制軸流�、混流泵的停�
軸流泵、混流泵的停泵功能和工作原理與上述內(nèi)容相�� 不贅�
3.改變裝置特性即流量無級�(diào)節(jié)功能
改變裝置特性屬于對泵運(yùn)行工況調(diào)節(jié)的范�,最常用的是 節(jié)流法,也稱閥門�(diào)節(jié)�,利�
開大或關(guān)小閥門的開度;改變泵裝置中的阻力系�(shù)ξ,從而使 管路的供水特性H=FQ�(fā)生變
�,以�(dá)到調(diào)節(jié)流量的目��
控制閥從全閉至全開之�,閥的開度可以無級調(diào)節(jié),由� 度顯示器顯示開度,并予以記憶
和穩(wěn)定�
工作原理�
a流量由小�(diào)�
活塞下腔的壓力水注入管路和活塞上腔與大氣相通的回路 開啟,同時活塞上腔的壓力水注
入管路和活塞下腔與大氣相通的回路�(guān)�,這時閥瓣緩慢開啟 ,達(dá)到設(shè)定流量時,控制電�
即按指令將活塞上、下腔與大氣相通的回路�(guān)�,同時將活塞 �、下腔壓力水
注入管路開啟,這時活塞�、下兩側(cè)總壓力相�,活塞處于靜 止,整個缸體內(nèi)成為密閉狀�(tài)
,穩(wěn)定了閥的開度,并由開度顯示器顯示開度�
b流量由大�(diào)�
是a條的逆運(yùn)�,不��
上述控制電路的指令可由限位開�(guān)�(zhí)行,也可�(shè)小型的電 控箱�(zhí)行,兩者都能實(shí)�(xiàn)自動�
��
4.意外突然停泵水錘力的控制
意外突然停泵一般指供電�(wǎng)�(luò)故障或強(qiáng)雷電保護(hù)性跳閘等 停泵�(xiàn)�,此類停泵的概率不到
停泵總次�(shù)�1�,但因此而產(chǎn)生的水錘對管�(wǎng)及供水機(jī)組具 有破壞�,應(yīng)予以重視�
a停泵水錘的物理現(xiàn)�
本文不是討論管道中的水錘,只是為了便于對控制閥減� 水擊力的功能和工作原理的敘述
,引用茹可夫斯基水錘公式對停泵水錘的物理�(xiàn)象作簡單的述 ��
式中H——�(chǎn)生水錘時的水擊力(m水柱)�
C——水錘波傳播速度,若暫時不考慮介質(zhì)、管
壁材料的彈性系�(shù)和管壁厚�,近似取
C=1000m/s�
g——重力加速度�9�81m/s;
Vo——水錘�(fā)生前介質(zhì)流速m/s�
Vt——水錘�(fā)生時介質(zhì)流速m/s�
從式4�1可以看出�(fā)生水錘的必要條件是流體的速度變化� 水擊力的大小取決于變化梯�
的大�。停泵時流速由V0降為�,首層液面由于流體的慣�� 水層被壓�,壓力上升即水錘
壓力,接著因慣性力的作用依次一�、一�……滯止、壓� 升高、被壓縮,出�(xiàn)微觀的高�
區(qū)和低壓區(qū),它們的分界面稱為水錘波此時為增壓波,增� 波直至輸水管的管端末層消�
。接著又逆向一層、一�……傳播至水錘開始時的首層液� 此時為復(fù)壓波,這個往返過�
所需時間t可用下式表示�
式中L——輸水管長�(m)�
若閥門�(guān)閉時間為T�(guān),則T�(guān)L/500s條件下的水錘為間接水� �ΔH小于直接水錘。這是�
為間接水錘時,閥門前正在發(fā)展的增壓過程,會受到�(fù)壓波� 干擾而被削弱�ΔH的大小與�
擾程度和干擾次數(shù)有關(guān)�
從以上簡述中可知,控制閥不能避免意外突然停泵時水� 的發(fā)生,但可以根�(jù)輸水管道�
�,通過對閥門�(guān)閉時間的�(diào)節(jié),將直接水錘�(zhuǎn)化為間接水錘 �ΔH降為最�,保證輸水管�
和泵�(jī)組的安全�
b)閥門�(guān)閉時間的�(diào)節(jié)
目前水泵控制閥常用的�(guān)閉時間調(diào)節(jié)方法有兩�,要指出 的是本文所指的�(diào)節(jié)方法是水�
控制閥的功能之一,雖具有這種功能的各種類型的止回閥或� 它閥門不一定是水泵控制��
別以此而誤�(dǎo),詳見本文第三章“�(jié)�”部分�
c兩階段關(guān)�(即先快速關(guān)閥后慢速關(guān)�)
這種�(guān)閥形式可以防止停泵水錘的�(fā)�,至于快速關(guān)閥的 時間,也�(yīng)與管道的長度相匹�
,兼顧水泵反�(zhuǎn)速度和倒流水量大小,滿足消除停泵水錘的� 求�
d勻速關(guān)�
這種�(guān)閥的特點(diǎn)是能根據(jù)各種不同長度的輸水管道和選擇 �(fù)壓波的往返次�(shù),調(diào)節(jié)不同�
�(guān)閥時�,恒滿足T�(guān)>L/500s的條�。大幅度削弱突然停泵水錘 的水擊力,適�(yīng)性較兩階�
�(guān)閥為廣,足以滿足GB/T50265�97《泵站設(shè)�(jì)�(guī)范》中�(guān)于反�(zhuǎn) 速不�(yīng)超過額定�(zhuǎn)速的
1.2�,持�(xù)時間不應(yīng)超過2min的要��
水泵控制閥的上述兩種方法都由電磁閥自動控��
5.選擇壓力源的�(jī)動性大
電磁閥的伺服�(jī)�(gòu)�(shè)�(jì)為雙向同時取�,經(jīng)單向閥分配, 由一條壓力較高輸液管中的水為
壓力源注入電磁閥。無論是�(jìn)水端的壓力水還是出水端的壓力 �,都能單�(dú)�(zhí)行控制閥的開
啟或�(guān)閉�
正因?yàn)橛性摴δ艿拇嬖冢顾每刂崎y能滿足各種水泵的 啟動、停泵等�(yùn)行特性要求的�
能。其重要還在于:�(dāng)輸送介�(zhì)為渾濁水,不能作�(qū)動源需� 外供壓力源時,只要一條伺�
管路即可�(shí)�(xiàn)控制閥的所有功��
6.節(jié)�
將過流介�(zhì)的能耗控制在最�,是水泵控制閥的一�(xiàng)重要 課題。我們抽樣了某些通徑的控
制閥作了�(shí)�(yàn),得出下列實(shí)�(yàn)公式供讀者參考:
阻力系數(shù)ξ以下列公式確定:
�(dāng)DN≤250� ξ=14�68×V1.13397�1
�(dāng)DN>250� ξ=10�97×V1.13397�
式中ξ——阻力系數(shù)�
V——介質(zhì)流速m/s�
局部水頭損失hf以下列公式確定:
hf=ξ×V2/2g 7�
或:hf=0.749×V0.8661 7�
hf=0.56×V0.8661 7�
式中hf——局部水頭損�(m水柱)�
V——介質(zhì)流速m/s�
g——重力加速度g=9�81m/s2�
�(jīng)檢測,該種水泵控制閥的水頭損失比同類型的水力控制 閥能耗減�30%以上�
�、結(jié)�
具有控制水泵�(yùn)行特性功能的閥門才稱為水泵控制閥,� 是顯而易見的�
本文第二章第1節(jié)《泵的啟動特性及其控制》中的a、b、c �;第2節(jié)《停泵及其控制�
中的a,b�;第3節(jié)《改變裝置特性》中的a,b�;第4節(jié)� 意外突然停泵水錘力的控制
》中的b�;這里所敘述的八種功能屬于泵�(yùn)�(zhuǎn)特性所要求的技 �(shù)條件,也是泵本身�(yùn)�(zhuǎn)特�
要求閥門來控制的�(nèi)容,也是水泵控制閥的必要功能。這些� 要功能是水泵控制�區(qū)別于�
種類�止回�或其它閥門�(zhì)的界��
為什么不具備上述必要功能不能稱為水泵控制��?這可� 通過下面舉例予以說明�
若不具備�2節(jié)a條中先關(guān)閥后停泵的功能,對離心泵來說 ,所有停泵都�?yōu)橐馔馔蝗煌1?br />
,占停泵總數(shù)99%以上的正常停泵,并可以避免水錘和泵逆轉(zhuǎn) �(fā)生的安全性化為烏有,多么
危險(xiǎn)�
若不具備�2節(jié)和第3節(jié)的功�,則只有泵的啟動才能�(shí)�(xiàn)� 的開�、泵的關(guān)閉才能實(shí)�(xiàn)�
的關(guān)閉,很明顯這是泵在控制閥門工作,失去了控制閥的“� �”�(shí)�(zhì),更難理解為水泵�
制閥了�
若不具備�3節(jié)無級�(diào)節(jié)流量的功�,一旦泵的運(yùn)行工況中 因阻力偏�,流量過大時,不�
使泵偏離最高效率區(qū)耗能,而且因軸功率劇增超載而損壞機(jī)� 。所以水泵控制閥�(yīng)具有上述
八種必要功能是必然的�
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