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多功能水泵控制閥的工作原理


2019-8-19 15:52:45

何謂多功能水泵控制閥?水泵有什么運行特性需要閥門來控制?水泵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、功能等方面有什么質的不同?


本文中以活塞式多功能水泵控制閥(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。


一、多功能水泵控制閥結構

水泵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性能。


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,通過電信號指令,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執行水泵的開啟或關閉。


二、水泵的運行特性與控制閥的功能特點、工作原理

1、水泵的啟動特性及其控制

 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小,為額定軸功率的30%-90%,所以離心泵的啟動特性是零流量啟動(即關閥啟動)。待泵至額定轉速之后控制閥按設定的速度緩慢開啟。


多功能水泵控制閥工作原理:

水泵啟動時(前)壓力水經過設有延時的電磁閥流向缸體內活塞上腔,而活塞下腔通過缸體下端經電磁閥通向大氣,此時控制閥處于關閉狀態。


電動機補償啟動結束,水泵正常運轉,電磁閥即執行換向指令,切斷活塞上腔壓力水源、關閉缸體下端通向大氣的回路,同時將壓力水經電磁閥注入缸內活塞下腔、打開活塞上腔通向大氣的回路,活塞上腔的水經電磁閥排出閥外,控制閥按設定的速度緩慢開啟,完成并滿足了離心泵在零流量時軸功率最小的啟動特性,保證水泵機組的安全運轉。


b)軸流泵的大流量啟動特性及其控制(即全開閥啟動)

軸流泵在零流量工況時軸功率最大,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)。


多功能水泵控制閥工作原理:

控制閥滿足軸流泵全開閥啟動的工作原理是離心泵關閥啟動的逆運行,即電磁閥先工作,將閥全開后,水泵再啟動。參閱a)條,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啟,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水泵之間,為額定功率的100%~130%,所以混流泵的啟動特性也應是上述兩種水泵之間,一般可選擇水泵啟動與控制閥的緩慢開啟同步進行。


控制混流泵工作原理:

工作原理與控制離心泵零流量啟動特性相同,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泵(即先關閥后停泵)

對于離心泵,先緩慢關閉控制閥,然后再停水泵的重要性在于:這時管內介質流速由額定流速逐漸降至為零,速度變化梯度極小,可有效的避免停泵水錘的發生和泵的逆轉;水泵的軸功率由額定功率逐漸降至最小的運行功率,有利于機組安全。



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