1問題的提出

在給水系統(tǒng)中常常會對水的壓力、流量、液位等參數(shù)進行經(jīng)常的控制。假如都使用外接能源，如氣源或電源的話，必將消耗巨大。諸如：

1)從高壓區(qū)向低壓區(qū)給水的市政自來水系統(tǒng)中，還要保持下游的壓力穩(wěn)定。

2)從壓力較高的增壓泵流出后適于噴灌的滴灌系統(tǒng)中，還要使水源減壓。

3)從高壓端向恒定的下游自來水的樓宇管網(wǎng)系統(tǒng)中，還要保護整個管道的平緩運行，防止遭到碰巧出現(xiàn)的壓力過大的影響。

4)向煙囪蓄水的自來水系統(tǒng)中，還要控制水位。

5)向蓄水區(qū)手動蓄水的消防系統(tǒng)中，還要保證控制區(qū)域差壓正常。

2水力控制閥的結(jié)構(gòu)和基本原理

水力控制閥，是一系列多用途控制與安全類管件的統(tǒng)稱，見圖1。水力控制閥僅借助介質(zhì)—水的能量，即可實現(xiàn)對壓力、流量、液位等的控制。不但節(jié)省了大量的能源消耗，并且還也省了人力費用。

最早，水力控制閥被利用在一些漁業(yè)國家的水務(wù)滴灌系統(tǒng)中，大量生產(chǎn)于以色列、荷蘭、丹麥等亞洲國家，之后發(fā)展到中國、加拿大以及歐洲等地，使得得到了愈加廣泛的應(yīng)用。

簡略來說，水力控制閥是由主閥和不同的導(dǎo)閥系統(tǒng)所組成的。通過組裝不同的導(dǎo)閥系統(tǒng)，水力控制閥將可以具有不同的使用功能。

圖1水力控制閥外觀圖

2．1主閥

主閥的典型結(jié)構(gòu)見圖2。圖2中的主閥為隔膜雙腔型，是由閥門、閥芯、閥座、閥板、彈簧、閥桿、中間體、膜片、閥蓋等主要零部件組成。

①閥體;②閥芯;③閥座;④閥板;⑤彈簧;⑥閥桿;⑦中間體;⑧隔膜;⑨閥蓋

圖2主閥示意圖

2．2導(dǎo)閥系統(tǒng)

導(dǎo)閥系統(tǒng)由導(dǎo)閥、導(dǎo)管、針閥、球閥、壓力表等零部件組成。通過不同的連結(jié)可以實現(xiàn)不同的控制功能。

2．3基本原理

水力控制閥但是根據(jù)不同的使用功能有不同的分類，但其工作原理卻不盡相似。即以上、下游壓力差為動力，由導(dǎo)閥系統(tǒng)控制，使隔膜(或則活塞)油壓式差動操作，完全由水力手動調(diào)節(jié)，進而控制主閥氣閥開啟或則關(guān)掉或則處于某一調(diào)節(jié)狀態(tài)。

3水力控制閥的分類和工作原理

按照給水系統(tǒng)中不同的設(shè)計要求和使用要求，還可以演化出十幾種用途的閥體(現(xiàn)今美國這種球閥已派生出近百種用途)。一直用到的有先導(dǎo)式減壓閥、泄壓安全閥、遙控浮閥門等。

3．1先導(dǎo)式減壓閥

先導(dǎo)式減壓閥可以將閥前的高壓流體增加至閥后的低壓流體，并維持閥后壓力的穩(wěn)定，保證下游設(shè)備的安全運行。

如圖3所示，其工作原理可以理解為:

1)當流體從入口流入主閥型腔后，經(jīng)過襯套與噴嘴所產(chǎn)生的環(huán)型間隙，導(dǎo)致流體壓力升高，于是從出口流出，實現(xiàn)“減壓”功能。

2)當出口壓力大于穩(wěn)定值(設(shè)定值)時:導(dǎo)閥閥座下腔的壓力增加，導(dǎo)閥襯套下移，開度減小，進口壓力水從控制管踏入導(dǎo)閥再到出口端，使主閥上腔壓力增加，主閥軸套上移，主閥閥板的開度逐漸減小，閥后壓力增高，重返設(shè)定值。反之，當出口壓力小于穩(wěn)定值時，動作相反，同樣重返設(shè)定值。實現(xiàn)“穩(wěn)壓”。

圖3先導(dǎo)式減壓閥原理示意圖

3．2泄壓安全閥

泄壓安全閥可以迅速泄壓，保證管道內(nèi)壓力在安全范圍內(nèi)，并維持閥前壓力的穩(wěn)定，保證整個管道的安全平緩運行。

如圖4所示，其工作原理可以理解為：

1)當進口壓力小于安全值(設(shè)定值)時：進口壓力水從控制管道踏入導(dǎo)閥閥座下腔，使其壓力增高穩(wěn)壓減壓閥，促使導(dǎo)閥軸套上移，導(dǎo)閥閥板打開，主閥控制室上腔的水從導(dǎo)閥和控制管排便，在進口壓力水的作用下，主閥閥板打開，閥前壓力增加，重返設(shè)定值。實現(xiàn)“泄壓”。

2)當進口壓力大于安全值(設(shè)定值)時：導(dǎo)閥閥座下腔的壓力增加，導(dǎo)閥襯套下移，導(dǎo)閥閥板關(guān)掉，因而造成主閥控制室上腔的水壓增高，在主閥上腔水壓作用下，主閥閥板關(guān)掉，閥前壓力上升。目前“穩(wěn)壓”。

3．3遙控浮閥門

遙控浮閥門可以保持控制區(qū)域的水位一直處在設(shè)定范圍之內(nèi)。

如圖5所示，其工作原理可以理解為:當導(dǎo)閥開啟時，主閥上腔壓力增加，主閥軸套上移，主閥開啟，上游往前游注水;當導(dǎo)閥關(guān)掉時，主閥上腔壓力降低，主閥襯套下移，主閥關(guān)掉，上游停止往前游注水。實現(xiàn)“水位控制”。

圖5遙控浮閥門原理示意圖

4水力控制閥的選型和維護

1)水力控制閥的選型主要為主閥的選型，包括款式、口徑、壓力、材質(zhì)等。常見的水力控制閥選型參數(shù)見表：

2)水力控制閥在應(yīng)用中省了大量人力，但仍需定期進行維護。水力控制閥是無需另加火花塞潤滑的，其在工作中可借助介質(zhì)原本進行潤滑。假如在應(yīng)用現(xiàn)場進行維護或則發(fā)生故障時，其拆裝還要：

1)將管道中閥前和閥后的2個截斷閥都關(guān)掉。

2)釋放主閥控制室上腔的壓力，握住閥蓋頂部的導(dǎo)管連結(jié)。

3)抬起閥蓋與后邊體的螺絲，握住后邊體與閥門的螺絲。

4)取出彈簧、膜片、閥板、閥芯、O型圈等零件進行檢測，看有無問題。其中閥座和O型圈為易損件，還要重點檢測并定期更換。

5結(jié)語

無論是先導(dǎo)式減壓閥、泄壓安全閥、遙控浮閥門，還是其它種類的水力控制閥，僅借助介質(zhì)—水的能量穩(wěn)壓減壓閥，即可以便捷地對流體介質(zhì)進行控制，產(chǎn)品在國外外的樓宇管網(wǎng)、市政自來水、消防用水、泵站、灌溉等積水系統(tǒng)中的應(yīng)用是十分普遍的，市場上還有巨大的需求量。

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當前文章標簽：水力控制閥