何謂多功能水幫浦控制閥?水幫浦有什麼執行特性需要閥門來控制?水幫浦控制閥能否實現這些控制?以及它與傳統的閘閥、蝶閥、止回閥以及勻速、雙速緩閉 的水力控制止回閥在原理、功能等方面有什麼質的不同，筆者在本文中以活塞式多功能水幫浦控 制閥(下稱控制閥)為例，通過對其結構、主要功能、工作原理的剖析，提出對上述問題的看 法，供讀者參閱。+j yo_w&k
一、結構=?h ]plp
控制閥的結構見圖1(圖示為開啟狀態)。€vc(ku!l
控制閥結構的主要特點是取消了閥座中間的定位機構和閥 瓣上側的彈簧，而且在閥瓣的下側設計了導流板，最大限度減少了介質過流時的機械損失和閥 瓣下側穹腔內的旋渦損失。以缸體內的活塞作驅動元件，在介質自身壓力作用下帶動閥瓣作 上下運動，實現閥的開啟或關閉。活塞、啟閉件、連同缸體配置在閥體上，流線形、寬閥腔 的閥體，不但水頭損失可以比同類產品減少30％以上，而且具有良好的抗氣蝕效能。4zpo,|i@|
以電磁閥換向機構(下稱電磁閥)和壓力管路組成伺服系統， 取控制閥兩端的壓力水為驅動源，通過電訊號指令，任意一端的壓力水都能實現水幫浦控制閥 在設定的時刻和速度執行幫浦的開啟或關閉。cwvu)q,?3
二、幫浦的執行特性與控制閥的功能特點、工作原理k5y^z:r;b]
1.幫浦的啟動特性及其控制dc€t9s"3
a)離心幫浦的零流量啟動特性及其控制(即關閥啟動),#)kfnaa'
離心幫浦在零流量工況時軸功率最小，為額定軸功率的30％－ 90％，所以離心幫浦的啟動特性是零流量啟動（即關閥啟動)。待幫浦至額定轉速之後控制閥按 設定的速度緩慢開啟。^@
控制閥從全閉至全開之間，閥的開度可以無級調節，由開 度顯示器顯示開度，並予以記憶和穩定。 m ^;nx=;p
工作原理：xs:tm
壁材料的彈性係數和管壁厚度，近似取h=co vv} p
c=1000m／s；o_"74zcj*
g——重力加速度，9．81m/s;dc6eh pp?
vo——水錘發生前介質流速(m／s)；!jp d:!f
vt——水錘發生時介質流速(m／s)。hr f ,r+v
從式4－1可以看出發生水錘的必要條件是流體的速度變化， 水擊力的大小取決於變化梯度的大小。停幫浦時流速由v0降為零，首層液面由於流體的慣性， 水層被壓縮，壓力上公升(即水錘壓力)，接著因慣性力的作用依次一層、一層……滯止、壓力 公升高、被壓縮，出現微觀的高壓區和低壓區，它們的分介面稱為水錘波(此時為增壓波)，增壓 波直至輸水管的管端末層消失。接著又逆向一層、一層……傳播至水錘開始時的首層液面( 此時為復壓波)，這個往返過程所需時間t可用下式表示：qb|^db.qmc
式中l——輸水管長度（m）。]'=_c$qmhh
若閥門關閉時間為t關，則t關l/500s條件下的水錘為間接水錘 ，δh小於直接水錘。這是因為間接水錘時，閥門前正在發展的增壓過程，會受到復壓波的 干擾而被削弱。δh的大小與干擾程度和干擾次數有關。]y,yt^,2
從以上簡述中可知，控制閥不能避免意外突然停幫浦時水錘 的發生，但可以根據輸水管道長度，通過對閥門關閉時間的調節，將直接水錘轉化為間接水錘 使δh降為最小，保證輸水管道和幫浦機組的安全。v?p z jl
b）閥門關閉時間的調節?f@_7n€8}d'
目前水幫浦控制閥常用的關閉時間調節方法有兩種，要指出 的是本文所指的調節方法是水幫浦控制閥的功能之一，雖具有這種功能的各種型別的止回閥或其 它閥門不一定是水幫浦控制閥，別以此而誤導，詳見本文第三章「結論」部分。l j3lj$
c)兩階段關閥（即先快速關閥後慢速關閥）s*ovv2? bu=
這種關閥形式可以防止停幫浦水錘的發生，至於快速關閥的 時間，也應與管道的長度相匹配，兼顧水幫浦反轉速度和倒流水量大小，滿足消除停幫浦水錘的要 求。6!m|gi1
d)勻速關閥yns4u]`b4u!i
當dn≤250時 ξ=14．68×v1.1339(7－1) @&r cnubo
當dn>250時 ξ=10．97×v1.1339(7－2)$u[qyqn
式中ξ——阻力係數；c/?jj37?l
hf=0.56×v0.8661 (7－5)^n4=5jj$}1
式中hf——區域性水頭損失（m水柱）；rvk;w5a k
v——介質流速(m／s)；1zymv?12
g——重力加速度g=9．81(m／s2)。€ z5dot-en
經檢測，該種水幫浦控制閥的水頭損失比同型別的水力控制 閥能耗減少30％以上。wm.?mnx-(a
三、結論p.+i,cwsz
具有控制水幫浦執行特性功能的閥門才稱為水幫浦控制閥，這 是顯而易見的。.dqq "#fed
本文第二章第1節《幫浦的啟動特性及其控制》中的a)、b)、c) 條；第2節《停幫浦及其控制》中的a)，b)條；第3節《改變裝置特性》中的a)，b)條；第4節《 意外突然停幫浦水錘力的控制》中的b)條;這裡所敘述的八種功能屬於幫浦運轉特性所要求的技 術條件，也是幫浦本身運轉特性要求閥門來控制的內容，也是水幫浦控制閥的必要功能。這些必 要功能是水幫浦控制閥區別於各種型別止回閥或其它閥門質的界定。).zq+a0 zl
為什麼不具備上述必要功能不能稱為水幫浦控制閥呢?這可以 通過下面舉例予以說明：jek};@najd
若不具備第2節a)條中先關閥後停幫浦的功能，對離心幫浦來說 ，所有停幫浦都變為意外突然停幫浦，佔停幫浦總數99％以上的正常停幫浦，並可以避免水錘和幫浦逆轉 發生的安全性化為烏有，多麼危險。a;"`bc&}1%
若不具備第2節和第3節的功能，則只有幫浦的啟動才能實現閥 的開啟、幫浦的關閉才能實現閥的關閉，很明顯這是幫浦在控制閥門工作，失去了控制閥的「控 制」實質，更難理解為水幫浦控q lil
制閥了。-g$" ti) o
若不具備第3節無級調節流量的功能，一旦幫浦的執行工況中 因阻力偏小，流量過大時，不但使幫浦偏離最高效率區耗能，而且因軸功率劇增超載而損壞機組 。所以水幫浦控制閥應具有上述八種必要功能是必然的。
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