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700X多功能水泵控制閥 |
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點擊次數�1715 來源網站: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?水泵有什么運行特性需�閥門來控 �?水泵控制�能否實現這些�
�?以及它與傳統�閘閥�蝶閥�止回�以及勻�、雙速緩� 的水力控制止回閥在原�、功�
等方面有什么質的不同,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
對其結構、主要功能、工作原理的剖析,提出對上述問題的看 �,供讀者參��
一、結�
控制閥的結構見圖1圖示為開啟狀�(tài)�
控制閥結構的主要特點是取消了閥座中間的定位機構和� 瓣上側的彈簧,而且在閥瓣的�
側設計了導流�,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�,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�
�?;钊?、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
同類產品減少30%以�,而且具有良好的抗氣蝕性能�
�電磁�換向機構下稱電磁�和壓力管路組成伺服系統, 取控制閥兩端的壓力水為驅�
�,通過電信號指�,任意一端的壓力水都能實現水泵控制閥 在設定的時刻和速度�(zhí)行泵�
開啟或關閉�
二、泵的運行特性與控制閥的功能特點、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關閥啟動
離心泵在零流量工況時軸功率最�,為額定軸功率的30%- 90�,所以離心泵的啟動特�
是零流量啟動(即關閥啟�。待泵至額定轉速之后控制閥� 設定的速度緩慢開啟�
工作原理:泵啟動時前壓力水經過設有延時的電磁閥流� 缸體內活塞上腔,而活塞下�
通過缸體下端經電磁閥通向大氣,此時控制閥處于關閉狀�(tài)�
電動機補償啟動結�,泵正常運轉,電磁閥即�(zhí)行換向指� ,切斷活塞上腔壓力水源、關�
缸體下端通向大氣的回�,同時將壓力水經電磁閥注入缸內活 塞下�、打開活塞上腔通向�
氣的回路,活塞上腔的水經電磁閥排出閥外,控制閥按設定� 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�,保證泵機組的安� 運轉�
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�,為額定軸功率的140� �200�,所以軸流泵的啟動特
性應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� 心泵關閥啟動的逆運�,即電磁
閥先工作,將閥全開后,泵再啟�。參閱a�,不贅述�
軸流泵啟動前,這時閥的進口壓力為零,控制閥利用閥出 水端的介質壓力將閥開�,而離
心泵啟動時是利用閥進水端的介質壓力將閥開啟。無論閥的哪 一端介質都能實現控制閥的開
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
流泵的啟動特性也應是上述兩種泵之�,一般可選擇泵啟動與 控制閥的緩慢開啟同步進行�
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設置即可
�
2.停泵及其控制
a控制離心泵的零流量停�(即先關閥后停�
對于離心�,先緩慢關閉控制�,然后再停泵的重要性在 于:這時管內介質流速由額定�
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;泵的軸�
率由額定功率逐漸降至最小的運行功率,有利于機組安全�
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,即以進口壓力水作驅動�,緩慢關閉控制閥,等� 制閥全關閉后,通過限位開關
指令泵即停止運轉,全過程為自動控制�
控制閥緩閉時間可以通過節(jié)流閥的調節(jié)�5�60s范圍內或� 據用戶需要進行選擇�
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容相�� 不贅�
3.改變裝置特性即流量無級調節(jié)功能
改變裝置特性屬于對泵運行工況調節(jié)的范疇,最常用的是 節(jié)流法,也稱閥門調節(jié)�,利�
開大或關小閥門的開度;改變泵裝置中的阻力系�ξ,從而使 管路的供水特性H=FQ�(fā)生變
化,以達到調節(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流量由小調大
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關閉,這時閥瓣緩慢開啟 ,達到設定流量時,控制電�
即按指令將活塞上、下腔與大氣相通的回路關閉,同時將活塞 �、下腔壓力水
注入管路開啟,這時活塞�、下兩側總壓力相�,活塞處于靜 �,整個缸體內成為密閉狀�(tài)
,穩(wěn)定了閥的開度,并由開度顯示器顯示開度�
b流量由大調小
是a條的逆運�,不��
上述控制電路的指令可由限位開關執(zhí)�,也可設小型的電 控箱�(zhí)�,兩者都能實現自動控
制�
4.意外突然停泵水錘力的控制
意外突然停泵一般指供電網絡故障或強雷電保護性跳閘等 停泵現象,此類停泵的概率不到
停泵總次數的1�,但因此而產生的水錘對管網及供水機組� 有破壞�,應予以重視�
a停泵水錘的物理現�
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現象作簡單的� 說�
式中H——產生水錘時的水擊�(m水柱)�
C——水錘波傳播速度,若暫時不考慮介質、管
壁材料的彈性系數和管壁厚度,近似取
C=1000m/s�
g——重力加速度�9�81m/s;
Vo——水錘�(fā)生前介質流速m/s�
Vt——水錘�(fā)生時介質流速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,出現微觀的高�
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)�
若閥門關閉時間為T�,則T關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,會受到復壓波的 干擾而被削弱�ΔH的大小與�
擾程度和干擾次數有關�
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)�,但可以根據輸水管道�
�,通過對閥門關閉時間的調節(jié),將直接水錘轉化為間接水� �ΔH降為最小,保證輸水管道
和泵機組的安��
b)閥門關閉時間的調節(jié)
目前水泵控制閥常用的關閉時間調節(jié)方法有兩�,要指出 的是本文所指的調節(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��
別以此而誤導,詳見本文第三�“結論”部分�
c兩階段關�(即先快速關閥后慢速關�)
這種關閥形式可以防止停泵水錘的發(fā)�,至于快速關閥的 時間,也應與管道的長度相匹配
,兼顧水泵反轉速度和倒流水量大小,滿足消除停泵水錘的� ��
d勻速關�
這種關閥的特點是能根據各種不同長度的輸水管道和選� 復壓波的往返次�,調節(jié)不同�
關閥時間,恒滿足T�>L/500s的條�。大幅度削弱突然停泵水錘 的水擊力,適應性較兩階�
關閥為廣,足以滿足GB/T50265�97《泵站設計規(guī)范》中關于反轉 速不應超過額定轉速的
1.2�,持�(xù)時間不應超過2min的要求�
水泵控制閥的上述兩種方法都由電磁閥自動控��
5.選擇壓力源的機動性大
電磁閥的伺服機構設計為雙向同時取壓,經單向閥分配� 由一條壓力較高輸液管中的水為
壓力源注入電磁閥。無論是進水端的壓力水還是出水端的壓� �,都能單獨執(zhí)行控制閥的開
啟或關閉�
正因為有該功能的存在,使水泵控制閥能滿足各種水泵� 啟動、停泵等運行特性要求的�
�。其重要還在于:當輸送介質為渾濁�,不能作驅動源需� 外供壓力源時,只要一條伺�
管路即可實現控制閥的所有功能�
6.節(jié)�
將過流介質的能耗控制在最�,是水泵控制閥的一項重� 課題。我們抽樣了某些通徑的控
制閥作了實驗,得出下列實驗公式供讀者參考:
阻力系數ξ以下列公式確定:
當DN≤250� ξ=14�68×V1.13397�1
當DN>250� ξ=10�97×V1.13397�
式中ξ——阻力系數�
V——介質流速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——介質流速m/s�
g——重力加速度g=9�81m/s2�
經檢測,該種水泵控制閥的水頭損失比同類型的水力控� 閥能耗減�30%以��
�、結�
具有控制水泵運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條;�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運轉特性所要求的技 術條件,也是泵本身運轉特�
要求閥門來控制的內容,也是水泵控制閥的必要功�。這些� 要功能是水泵控制�區(qū)別于�
種類�止回�或其它閥門質的界定�
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99%以上的正常停泵,并可以避免水錘和泵逆轉 �(fā)生的安全性化為烏�,多�
危險�
若不具備�2節(jié)和第3節(jié)的功能,則只有泵的啟動才能實現閥 的開�、泵的關閉才能實現閥
的關�,很明顯這是泵在控制閥門工作,失去了控制閥的“� �”實質,更難理解為水泵�
制閥��
若不具備�3節(jié)無級調節(jié)流量的功能,一旦泵的運行工況中 因阻力偏小,流量過大時,不但
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� 。所以水泵控制閥應具有上�
八種必要功能是必然的�
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