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在工業(yè)生產(chǎn)冷卻循環(huán)供水設備中，過(guò)去普遍采用的是止回閥、截止閥、水錘消除器等組成的多閥系統來(lái)滿(mǎn)足水泵的啟動(dòng)及關(guān)閉的特定要求，以達到輕載啟動(dòng)及消除水錘的目的。但存在使用壽命短、阻力大、能耗高、占用空間大，尤其是勞動(dòng)強度大等問(wèn)題。后來(lái)隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐步出現了液壓系統控制的水泵控制閥、多功能水泵控制閥、液控半球蝶閥、液力自動(dòng)閥、管力閥等各種水泵控制閥。這些閥的出現在一定程度上推動(dòng)了水泵控制技術(shù)的發(fā)展，但隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)工藝的應用，這些水泵控制閥的缺陷也逐步顯示出來(lái)。如有的閥需要外接能源、結構復雜、維修困難；對維護人員的技術(shù)素質(zhì)要求很高；有的流阻系數大，有的體積龐大，不利于大口徑閥門(mén)制造，最主要的問(wèn)題是自動(dòng)控制部分直接用管道內輸送的介質(zhì)來(lái)推動(dòng)，很容易使控制部分堵塞、腐蝕造成控制失靈、維修困難，使用范圍窄。

鑒于現今閥門(mén)市場(chǎng)的混亂，市場(chǎng)上閥門(mén)產(chǎn)品可以說(shuō)是五花八門(mén)的，良莠不齊。以下就蝶形結構的閥門(mén)在作為水泵出口閥使用時(shí)必須要考慮，也應該要注意的地方，從以下四個(gè)方面做個(gè)簡(jiǎn)單介紹與探討：

1、 閥門(mén)的密封形式

一臺閥門(mén)如果密封不嚴，沒(méi)有了密封，那其實(shí)這臺閥門(mén)就是管網(wǎng)系統中的一小段管道而已，沒(méi)有了作為閥門(mén)必須具有的切斷功能的價(jià)值。尤其是水泵出口起止回功能的控制閥，其密封的好壞是直接與水泵機組是否能正常運行聯(lián)系在一起的。

圖1 圖2

圖3 圖4

圖1，圖2，圖3，圖4是現今市場(chǎng)上大多數廠(chǎng)家所采用的密封形式，這也就是一些生產(chǎn)廠(chǎng)家所說(shuō)的所謂的金屬密封。從圖片上一看就可知這是典型的普通偏心蝶閥常用的層積式（多層次閥板）密封形式，這種形式的密封加工成本低，制造簡(jiǎn)單，但在作為水泵出口控制閥使用時(shí)，是很難保證密封效果的，使用壽命也很短，使用一段時(shí)間后夾在中間的柔性石墨就會(huì )一層層的脫落掉，跑冒滴漏現象在車(chē)間里每時(shí)每刻都在發(fā)生著(zhù)，多浪費呀！嚴重的還會(huì )造成水泵電機高速反轉，給昂貴的電機帶來(lái)不必要的安全隱患，多麻煩呀！作為水泵出口起止回作用的閥門(mén)選用這種密封形式是值得商榷的?。?！在強大的回水沖擊下，能保證密封嗎？

圖5 圖6

圖5，圖6是我公司產(chǎn)品全自動(dòng)雙控半球閥（GPQDS848H-PC）所采用的密封形式，從圖片上一看便知閥體密封面為閥門(mén)本體加工而成的圓錐形密封面，閥板密封面為閥板本體上堆焊不銹鋼經(jīng)研磨加工而成的半球形密封面，為真正的零靠零、硬碰硬的線(xiàn)性金屬硬密封。此種形式的密封重合面積小，在回水作用下密封能量大，因而密封比壓大，抗水流沖擊，閥板能切斷、碾碎、排開(kāi)各種絲狀、顆粒狀懸浮及半懸浮雜質(zhì)，并可有效地碾碎、切除結垢。加之本產(chǎn)品采用三偏心結構，球面閥板能自動(dòng)對正中心，自動(dòng)補償各種密封面的磨損，故此閥的使用壽命遠長(cháng)于同類(lèi)產(chǎn)品。

至于閥板整體包膠的軟密封方式，作為水泵出口閥使用更應不是考慮之列。因其存在不耐磨、不抗壓、使用壽命短；包膠容易脫落，一旦脫落在管網(wǎng)中將危害水泵機組，危害管網(wǎng)系統的安全等等缺陷。

2、 閥板與閥軸的連接方式

一臺閥門(mén)有了好的密封那是先決條件，但還必須具備使用的安全性。安不安全涉及的范圍很廣，主要有閥門(mén)材料的選用、閥門(mén)的結構和加工缺陷以及閥門(mén)所實(shí)現的功能引起的使用安全問(wèn)題。但作為水泵出口閥使用，首先應保證閥門(mén)閥體不開(kāi)裂，在回流水（水錘）作用下閥體不應爆裂。閥體只要是鑄鋼的，嚴格按照國家標準鑄造、生產(chǎn)加工，應該都是有保證的。那么，在水泵出口止回系統使用的閥門(mén)其閥軸與閥板的強度跟連接方式就很突出了，因在巨大的回水及水錘的沖擊下如果閥軸彎曲、斷裂，閥板破碎，肯定會(huì )威脅到水泵葉輪和水泵電機機組的安全的。工業(yè)水泵房可以說(shuō)就象人的心臟一樣，是整個(gè)工程生產(chǎn)的動(dòng)力源泉，它是否能安全有效的運行，直接關(guān)系到整個(gè)工程是否能正常有效運行，關(guān)系到整個(gè)工程運行的經(jīng)濟效益。

圖7 （閥板與軸連接處斷裂） 圖8（閥板脫落并錯位）

圖9 （閥軸變形導致閥板錯位） 圖10（閥軸彎曲變形）

圖7，圖8，圖9，圖10可以說(shuō)是95%以上的廠(chǎng)家所采用的閥板與閥軸的連接和固定方式；當用于止回系統時(shí)，這種連接和固定方式是有安全隱患的。因水泵出口控制閥必須要具有二次緩關(guān)功能，當水泵電機停車(chē)后，大量回水作用在閥板上，而最終受力的是閥軸，然而當閥軸的剛度不夠時(shí)，很容易造成閥軸彎曲變形，使閥板錯位，閥門(mén)無(wú)法關(guān)閉或閥板卡死。閥軸彎曲變形后遇上水錘時(shí)，馬上就會(huì )將閥板與閥軸的固定處擊裂（也叫閥板加強筋），造成閥板脫落，嚴重危害水泵葉輪和整個(gè)管網(wǎng)系統。

圖11 圖12

圖11，圖12是我公司產(chǎn)品全自動(dòng)雙控半球閥（GPQDS848H-PC）所采用的閥板與閥軸的連接和固定方式：首先我們加粗了閥軸的尺寸，所有閥軸都選用不銹鋼材質(zhì)。我們采用將閥軸與閥板超過(guò)三分之二以上都包裹起來(lái)的連接方式，將回水和水錘的作用力分散開(kāi)來(lái)，讓閥板和閥軸都受力。閥板與閥軸采用錐銷(xiāo)固定。閥板加工成流線(xiàn)龜背狀，從結構上最大限度地加強了閥板與閥軸的耐壓強度和抗沖擊能力。

以上幾種連接和固定方式在作為水泵出口閥使用時(shí)孰優(yōu)孰劣，我想大家是應該一眼就能分別出來(lái)的。

3、 閥門(mén)的控制器的選用

一臺閥門(mén)只有在解決了上述問(wèn)題以后才能談實(shí)現其它的功能。如果是做為普通手動(dòng)閥門(mén)使用，那么只需在上述基礎上加上蝸輪蝸桿控制就可以使用了，但如果使用在水泵出口起控制閥作用，就必需要安裝能實(shí)現自動(dòng)緩開(kāi)、自動(dòng)速閉、自動(dòng)緩閉消除破壞性水錘的控制器了。

圖13 圖14

圖13，圖14是現在絕大多數生產(chǎn)廠(chǎng)家使用的控制器，它的動(dòng)作原理：將管道里的介質(zhì)水通過(guò)旁通管路引入安裝在旁邊的小活塞缸中，通過(guò)控制活塞的動(dòng)作實(shí)現控制閥門(mén)。起泵時(shí)，閥門(mén)進(jìn)口端的介質(zhì)水進(jìn)入活塞缸的下腔，推動(dòng)活塞向上運動(dòng)，通過(guò)控制活塞缸上腔水的排出，控制閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間；停泵時(shí)，管道回水進(jìn)入活塞缸上腔，推動(dòng)活塞向下運動(dòng)，通過(guò)控制下腔水的排出控制閥門(mén)的關(guān)閉時(shí)間。這種控制器因無(wú)法保證進(jìn)入活塞缸內的介質(zhì)水的清潔（工業(yè)循環(huán)水及源水幾乎都含各種雜質(zhì)異物和泥沙、易結垢），所以這種控制器使用壽命短，活塞易卡死 ，旁通管易堵塞，容易造成閥門(mén)不動(dòng)作，具有很大的安全隱患。這種直接利用管網(wǎng)介質(zhì)作為驅動(dòng)介質(zhì)的控制器它唯一的優(yōu)點(diǎn)就是結構簡(jiǎn)單，制造成本低。

圖15（控制閥更換現場(chǎng)） 圖16（已經(jīng)更換下來(lái)的控制閥）

然而，我們走訪(fǎng)了大量客戶(hù)，發(fā)現工廠(chǎng)里一旦安裝了上面這種控制閥門(mén)后，幾乎都是在使用一段時(shí)間后出現上述種種問(wèn)題，這種控制器的閥門(mén)幾乎起不到任何作用，想更換掉吧又甚為不方便（牽涉到維修資金、安裝尺寸、無(wú)法停車(chē)檢修等等問(wèn)題），只好讓閥門(mén)帶病運行。當碰到事故停電和需要倒泵檢修時(shí)，因控制閥起不到自動(dòng)二次緩關(guān)的作用，操作工人每每都是需要以最快的速度跑到泵房里，手動(dòng)快速關(guān)閉控制閥前面的閥門(mén)，來(lái)實(shí)現截斷管道中快速流回來(lái)的介質(zhì)。如果控制閥前面的閥門(mén)開(kāi)關(guān)不靈活，就只能眼睜睜的看著(zhù)回水沖擊水泵葉輪，造成水泵電機高速反轉，損壞昂貴的電機組件。我們在工廠(chǎng)車(chē)間里跟工人師傅們作技術(shù)交流時(shí)，沒(méi)有一個(gè)工人師傅的眼中不流露出對好產(chǎn)品的向往，都希望水泵出口的控制閥能使用壽命長(cháng)，能自動(dòng)實(shí)現緩開(kāi)、速閉、緩關(guān)消除破壞性水錘，以降低勞動(dòng)強度。說(shuō)句真心話(huà)，又有誰(shuí)愿意天天工作在一個(gè)提心吊膽的工作環(huán)境中呢；又有哪個(gè)領(lǐng)導不希望自己的員工在一個(gè)更好的工作環(huán)境里工作呢，讓辛辛苦苦建設好的工程即安全又高效地運行呢！

圖17（旋轉調速液壓油缸控制器正面）圖18（旋轉調速液壓油缸控制器側面）

圖19（晉煤天溪煤制油使用現場(chǎng)） 圖20（中鋁山西分公司使用現場(chǎng)）

圖17，圖18，圖19，圖20為我公司生產(chǎn)的安裝了旋轉調速液壓油缸控制器的全自動(dòng)雙控半球閥（GPQDS848H-PC），它的工作原理：閥板由錐銷(xiāo)固定于閥桿上,由管道內的介質(zhì)推動(dòng)在閥體內做旋轉擺動(dòng)；閥桿的另一頭由健連接于控制器內的轉軸上，轉軸在控制器內轉動(dòng)；當水泵啟動(dòng)時(shí)，閥板在水泵泵出的有壓水的作用下開(kāi)始轉動(dòng)，由于控制器的調節作用，閥板只能緩慢的打開(kāi)（一般緩開(kāi)時(shí)間在60秒以下進(jìn)行調整），實(shí)現閉閥啟動(dòng)，防止開(kāi)泵水錘的產(chǎn)生，以防啟泵電流過(guò)大而燒毀電機及電氣設備，泵啟動(dòng)過(guò)程完成后，閥板快速打開(kāi)至正常工作位置。停泵時(shí)(直接啟動(dòng)水泵電機停止按鈕)：停泵瞬間，閥門(mén)進(jìn)口端流量與壓力突然降低，閥板在重力作用以及管網(wǎng)回水作用下，迅速關(guān)閉到一定角度（90%左右），截斷大部分水流，起到快速止回的作用。當閥板關(guān)閉到一定角度時(shí)（90%左右），在旋轉調速液壓油缸的阻尼作用下，閥板緩慢關(guān)閉，直到完全關(guān)閉。通過(guò)調節旋轉調速液壓油缸作用力的大小，就可以實(shí)現調節閥門(mén)緩閉時(shí)間的長(cháng)短（緩閉時(shí)間1~60秒可調），防止停泵破壞性水錘的產(chǎn)生。當下一次啟泵時(shí)，閥板與旋轉調速液壓油缸自動(dòng)復位到初始狀態(tài)。其動(dòng)作規律完全符合控制閥對自動(dòng)緩開(kāi)、自動(dòng)速閉、自動(dòng)緩閉功能的要求；旋轉調速液壓油缸內的工作介質(zhì)為機械油N46，機械油在出廠(chǎng)時(shí)一次加注完成，閥門(mén)動(dòng)作時(shí)機械油在旋轉調速液壓油缸里做內循環(huán)起阻尼作用，沒(méi)有任何外接旁通管路，旋轉調速液壓油缸里的機械油與管道內的介質(zhì)沒(méi)有任何接觸，無(wú)需考慮管道內的介質(zhì)是否清潔或腐蝕，在以后的使用中也無(wú)需維護。

4、閥門(mén)的運行經(jīng)濟性

解決了上述問(wèn)題以后，那么就得考慮一臺閥門(mén)在以后長(cháng)期使用中的經(jīng)濟性了，它應包含兩方面：閥門(mén)本身的節能性和長(cháng)期使用的維護。全自動(dòng)雙控半球閥（GPQDS848H-PC）為國內最新水泵控制閥，流通面積大，閥板橫斷截面積小，阻力系數為0.2-0.5，其它同類(lèi)型的多功能水泵控制閥（膜片式、活塞式）阻力系數為1.5-1.8，高于全自動(dòng)雙控半球閥。阻力系數的大小反應出閥門(mén)在節能方面的經(jīng)濟性，其數學(xué)表達式是：

式一：△H=KV²/2g

△N=9.8Q△H

式中：△H—水頭損失 m；

K—阻力系數；

V—流速  m/s     V=4Q/3.14*D²*3600

△N—能量耗損W/h

g—重力加速度9.8m /S²

Q—流量m³/s

D--管徑 m

即：水頭損失與阻力系數成正比,能量損耗與水頭損失成正比。阻力系數越大其水頭損失就越大，水頭損失越大能量損耗就越高，也就是運行成本越高。

當供水管網(wǎng)流量較大時(shí)，阻力系數不同的閥門(mén)在運行成本方面是有明顯差異的，只是企業(yè)沒(méi)有去計算它罷了！

便于計算下面以某企業(yè)泵房供水系統中水泵出口水管管徑D=1000mm，流量Q=8000 m³/h，揚程為12米為例，通過(guò)與膜片式、活塞式多功能水泵控制閥的比較來(lái)分析全自動(dòng)雙控半球閥的節能性：

表一

從“表一”中可以得知膜片式、活塞式多功能水泵控制比全自動(dòng)雙控半球閥一年要多13.8499萬(wàn)元的運行費用，運行一年節約的費用足夠購買(mǎi)一臺設備了，不管是多大口徑的閥門(mén)，其節能效果都是顯而易見(jiàn)的。

在做為水泵出口閥使用中, 全自動(dòng)雙控半球閥與微阻緩閉止回閥和電動(dòng)蝶閥（閘閥）的組合在運行經(jīng)濟性上更具有無(wú)法比的優(yōu)勢，不光流阻系數低得多，而且全自動(dòng)雙控半球閥無(wú)需消耗電能，所以運行成本更低。

在使用維護方面，全自動(dòng)雙控半球閥(GPQDS848H-PC)無(wú)論是密封、閥板與閥軸的連接以及結構形式、控制器等都是免維護的，閥門(mén)安裝調試好以后幾乎無(wú)需維護。

從以上幾點(diǎn)我們可以看出全自動(dòng)雙控半球閥(GPQDS848H-PC)在節能運行、保護水泵機組、削減水錘、降低工人的勞動(dòng)強度等方面遠優(yōu)于其它同類(lèi)型產(chǎn)品。就現階段而言，作為水泵出口閥使用，全自動(dòng)雙控半球閥(GPQDS848H-PC)無(wú)論是閥門(mén)的密封、閥板與閥軸的連接方式，還是控制器方面都是最優(yōu)秀的、最可靠的、最先進(jìn)的，是工業(yè)生產(chǎn)冷卻循環(huán)供水設備中水泵出口控制閥的最佳選擇。

全自動(dòng)雙控半球閥專(zhuān)利號ZL201220123874.2,其控制結構為世界首創(chuàng )。