水(shuǐ)力控制閥的(de)分(fēn)類和(hé)工作原理(lǐ)

 01 、問題的(de)提出

在給水(shuǐ)系統中經常會對(duì)水(shuǐ)的(de)壓力、流量、液位等參數進行頻(pín)繁的(de)控制。如果都使用(yòng)外接能源，如氣源或電源的(de)話(huà)，将會消耗很大(dà)。例如：

1) 從高(gāo)壓區(qū)向低壓區(qū)給水(shuǐ)的(de)市政供水(shuǐ)系統中，需要保持下(xià)遊的(de)壓力穩定。

2) 從壓力較高(gāo)的(de)增壓泵流出後用(yòng)于灌溉的(de)灌溉系統中，需要使水(shuǐ)源減壓。

3) 從高(gāo)壓端向恒定的(de)下(xià)遊供水(shuǐ)的(de)樓宇管網系統中，需要保護整個(gè)管路的(de)平穩運行，避免受到偶然出現的(de)壓力過大(dà)的(de)影(yǐng)響。

4) 向水(shuǐ)塔蓄水(shuǐ)的(de)供水(shuǐ)系統中，需要控制水(shuǐ)位。

5) 向蓄水(shuǐ)區(qū)自動蓄水(shuǐ)的(de)消防系統中，需要保證控制區(qū)域液位正常。

02 、水(shuǐ)力控制閥的(de)結構和(hé)基本原理(lǐ)

水(shuǐ)力控制閥，是一系列多(duō)用(yòng)途控制與安全類閥門的(de)總稱，見圖1。水(shuǐ)力控制閥僅依靠介質—水(shuǐ)的(de)能量，即可(kě)實現對(duì)壓力、流量、液位等的(de)控制。不但節約了(le)大(dà)量的(de)能源消耗，而且還(hái)也(yě)省了(le)人(rén)力成本。

最早，水(shuǐ)力控制閥被運用(yòng)在一些農業國家的(de)水(shuǐ)利灌溉系統中，大(dà)量生産于以色列、荷蘭、丹麥等歐洲國家，後來(lái)發展到美(měi)國、加拿大(dà)以及亞洲等地，并且得(de)到了(le)更加廣泛的(de)應用(yòng)。

簡單來(lái)說，水(shuǐ)力控制閥是由主閥和(hé)不同的(de)導閥系統所組成的(de)。通(tōng)過裝配不同的(de)導閥系統，水(shuǐ)力控制閥将可(kě)以具備不同的(de)使用(yòng)功能。

2.1 主閥

主閥的(de)典型結構見圖2。圖2中的(de)主閥爲隔膜雙腔型，是由閥體、閥芯、閥座、閥闆、彈簧、閥杆、中間體、膜片、閥蓋等主要零部件組成。

2.2 導閥系統

導閥系統由導閥、導管、針閥、球閥、壓力表等零部件組成。通(tōng)過不同的(de)連接可(kě)以實現不同的(de)控制功能。

2.3 基本原理(lǐ)

水(shuǐ)力控制閥雖然按照(zhào)不同的(de)使用(yòng)功能有不同的(de)分(fēn)類，但其工作原理(lǐ)卻不盡相同。即以上、下(xià)遊壓力差爲動力，由導閥系統控制，使隔膜( 或者活塞) 液壓式差動操作，完全由水(shuǐ)力自動調節，從而控制主閥閥芯開啓或者關閉或者處于某一調節狀态。

03 、水(shuǐ)力控制閥的(de)分(fēn)類和(hé)工作原理(lǐ)

根據給水(shuǐ)系統中不同的(de)設計要求和(hé)使用(yòng)要求，還(hái)可(kě)以演變出十幾種用(yòng)途的(de)閥門(目前國外此類閥門已派生出近百種用(yòng)途) 。

水(shuǐ)力控制閥按用(yòng)途可(kě)分(fēn)爲如下(xià)類型。

1) 水(shuǐ)位控制閥。主要控制水(shuǐ)池、水(shuǐ)塔中的(de)水(shuǐ)位。

2) 減壓閥。将較高(gāo)進口壓力減小到某一需要的(de)出口壓力，并依靠介質自身的(de)能量，使出口壓力自動保持穩定的(de)閥門。

3) 水(shuǐ)用(yòng)安全閥（洩壓/持壓閥）。當給水(shuǐ)管路系統中的(de)壓力超過設定壓力時(shí)，閥門自動開啓洩壓，保護管線安全。

4) 止回閥。安裝在給水(shuǐ)系統的(de)水(shuǐ)泵出口，防止介質倒流，并消除水(shuǐ)擊。

5) 電動開關閥。以電磁閥作爲先導閥，根據電信号，遙控開啓和(hé)關閉給水(shuǐ)管路系統，可(kě)取代用(yòng)來(lái)開啓和(hé)關閉的(de)閘閥和(hé)蝶閥的(de)大(dà)型電動裝置，并可(kě)實現遠(yuǎn)程控制。

6) 流量控制閥。将過大(dà)的(de)流量限制在一個(gè)預定值，并将上遊的(de)高(gāo)壓減爲所需要的(de)下(xià)遊低壓。

7) 壓差旁通(tōng)平衡閥。用(yòng)于空調系統供水(shuǐ)管、回水(shuǐ)管或集水(shuǐ)器、分(fēn)水(shuǐ)器之間，控制供水(shuǐ)管、回水(shuǐ)管或集水(shuǐ)器、分(fēn)水(shuǐ)器之間的(de)壓差爲設定值。

8) 緊急關閉閥。用(yòng)于消防用(yòng)水(shuǐ)與生活用(yòng)水(shuǐ)并聯的(de)供水(shuǐ)系統中，自動調配供水(shuǐ)方向。

3.1 先導式減壓閥

先導式減壓閥可(kě)以将閥前的(de)高(gāo)壓流體降低至閥後的(de)低壓流體，并維持閥後壓力的(de)穩定，保證下(xià)遊設備的(de)安全運行。

如圖3 所示，其工作原理(lǐ)可(kě)以理(lǐ)解爲:

1) 當流體從入口流入主閥内腔後，經過閥芯與閥座所形成的(de)環形間隙，造成流體壓力下(xià)降，然後從出口流出，實現“減壓”功能。

2) 當出口壓力小于穩定值( 設定值) 時(shí): 導閥膜片下(xià)腔的(de)壓力降低，導閥閥杆下(xià)移，開度增大(dà)，進口壓力水(shuǐ)從控制管進入導閥再到出口端，使主閥上腔壓力降低，主閥閥杆上移，主閥閥闆的(de)開度随之增大(dà)，閥後壓力增高(gāo)，重回設定值。反之，當出口壓力大(dà)于穩定值時(shí)，動作相反，同樣重回設定值。實現“穩壓”。

3.2 洩壓安全閥

洩壓安全閥可(kě)以快(kuài)速洩壓，保證管路内壓力在安全範圍内，并維持閥前壓力的(de)穩定，保證整個(gè)管路的(de)安全平穩運行。

如圖4 所示，其工作原理(lǐ)可(kě)以理(lǐ)解爲：

1) 當進口壓力大(dà)于安全值( 設定值) 時(shí)：進口壓力水(shuǐ)從控制管路進入導閥膜片下(xià)腔，使其壓力增高(gāo)，推動導閥閥杆上移，導閥閥闆打開，主閥控制室上腔的(de)水(shuǐ)從導閥和(hé)控制管排洩，在進口壓力水(shuǐ)的(de)作用(yòng)下(xià)，主閥閥闆打開，閥前壓力降低，重回設定值。實現“洩壓”。

2) 當進口壓力小于安全值( 設定值) 時(shí)：導閥膜片下(xià)腔的(de)壓力降低，導閥閥杆下(xià)移，導閥閥闆關閉，從而導緻主閥控制室上腔的(de)水(shuǐ)壓增高(gāo)，在主閥上腔水(shuǐ)壓作用(yòng)下(xià)，主閥閥闆關閉，閥前壓力上升。現在“穩壓”。

3.3 遙控浮球閥

遙控浮球閥可(kě)以保持控制區(qū)域的(de)水(shuǐ)位始終處在設定範圍之内。

如圖5 所示，其工作原理(lǐ)可(kě)以理(lǐ)解爲: 當導閥開啓時(shí)，主閥上腔壓力降低，主閥閥杆上移，主閥開啓，上遊往下(xià)遊注水(shuǐ); 當導閥關閉時(shí)，主閥上腔壓力增加，主閥閥杆下(xià)移，主閥關閉，上遊停止往下(xià)遊注水(shuǐ)。實現“水(shuǐ)位控制”。

04 、水(shuǐ)力控制閥的(de)選型和(hé)維護

1) 水(shuǐ)力控制閥的(de)選型主要爲主閥的(de)選型，包括樣式、口徑、壓力、材質等。常見的(de)水(shuǐ)力控制閥選型參數見表：

2) 水(shuǐ)力控制閥在應用(yòng)中省了(le)大(dà)量人(rén)力，但仍需定期進行維護。水(shuǐ)力控制閥是無需另加機油潤滑的(de)，其在工作中可(kě)利用(yòng)介質本身進行潤滑。如果在應用(yòng)現場(chǎng)進行維護或者發生故障時(shí)，其拆卸需要：

① 将管路中閥前和(hé)閥後的(de)2 個(gè)切斷閥都關閉。

② 釋放主閥控制室上腔的(de)壓力，松開閥蓋上方的(de)導管連接。

③ 松開閥蓋與中間體的(de)螺栓，松開中間體與閥體的(de)螺栓。

④ 取出彈簧、膜片、閥闆、閥芯、O 型圈等零件進行檢查，看有無問題。其中膜片和(hé)O 型圈爲易損件，需要重點檢查并定期更換。

05、 結語

無論是先導式減壓閥、洩壓安全閥、遙控浮球閥，還(hái)是其它種類的(de)水(shuǐ)力控制閥，僅依靠介質—水(shuǐ)的(de)能量，即可(kě)以方便地對(duì)流體介質進行控制，産品在國内外的(de)樓宇管網、市政供水(shuǐ)、消防用(yòng)水(shuǐ)、泵站、灌溉等積水(shuǐ)系統中的(de)應用(yòng)是非常普遍的(de)，市場(chǎng)上也(yě)有很大(dà)的(de)需求量。