先導式減壓閥、洩壓安(An)全閥、遙(Yao)控(Kong)浮球閥在給水系統中的應用

　　一、問[Wen]題的提出

　　在給水系統中經常會對(Dui)水的[De]壓力、流量、液位等參數進行頻繁的控制。如果[Guo]都使用外接能[Neng]源，如氣源或電源的[De]話，将會消耗很大[Da]。例如：1) 從高壓區向低(Di)壓區給水的市政(Zheng)供水系統中，需要保持下遊的壓力穩[Wen]定。2) 從壓力較[Jiao]高的增壓(Ya)泵流出後用于[Yu]灌溉的灌溉系統中，需要使水(Shui)源減壓。3) 從高壓端向恒定的下遊[You]供(Gong)水的樓宇(Yu)管網系[Xi]統中[Zhong]，需(Xu)要保護整[Zheng]個管路的平穩運[Yun]行(Hang)，避免受到偶然出(Chu)現的壓力過大的影響。4) 向水(Shui)塔蓄(Xu)水的供水系統中，需要控(Kong)制水位。5) 向蓄水區自動蓄水的消防系統中，需[Xu]要保證控制區域(Yu)液位正常。

　　二[Er]、 水力[Li]控制閥的(De)結構和基本原理

水力控(Kong)制閥[Fa]，是一系列多用途控制[Zhi]與安全類閥(Fa)門的總稱，見(Jian)圖1。水力控制(Zhi)閥僅(Jin)依靠介質(Zhi)—水的能[Neng]量，即可實現(Xian)對壓力、流[Liu]量、液位等的控制。不但節約了[Le]大量的能源(Yuan)消耗，而且還也省了人力成本。***早(Zao)，水力控制閥被(Bei)運用在一[Yi]些農業國家的水(Shui)利灌溉系統(Tong)中，大量生産于以色列、荷蘭、丹麥等歐[Ou]洲(Zhou)國家，後來發展到美國(Guo)、加(Jia)拿大以及亞洲[Zhou]等地，并且得到(Dao)了更(Geng)加廣泛的應(Ying)用。簡單(Dan)來說(Shuo)，水力控制閥(Fa)是由主閥和[He]不同[Tong]的導閥[Fa]系統所(Suo)組成的。通過裝配[Pei]不同的導閥(Fa)系統，水力控(Kong)制閥将可以[Yi]具備不[Bu]同的使[Shi]用功[Gong]能。

圖1 水力控制閥外(Wai)形圖(Tu)2.1 主閥主[Zhu]閥(Fa)的典型結構見(Jian)圖2。圖2中的主閥[Fa]為隔膜雙腔型[Xing]，是由閥[Fa]體、閥芯、閥座(Zuo)、閥闆、彈簧(Huang)、閥杆、中間體、膜片、閥蓋等主要零部[Bu]件組成。

　　①閥體; ②閥芯; ③閥座; ④閥闆; ⑤彈簧; ⑥閥杆; ⑦中間體; ⑧隔膜; ⑨閥蓋

　　圖2 主閥示意圖[Tu]

　　2.2 導閥系統導閥系(Xi)統(Tong)由導閥、導管、針閥、球[Qiu]閥、壓力表等零部件組成。通[Tong]過不同的連[Lian]接可以實[Shi]現不同的控制功能。2.3 基本原理水力[Li]控制閥雖然按照(Zhao)不同的使用[Yong]功能[Neng]有不同的分類，但其工作原理卻不盡相同。即以上、下遊壓力差為動力，由導閥系統控[Kong]制，使隔膜( 或者[Zhe]活塞) 液壓式差(Cha)動操作[Zuo]，完全由水力自動[Dong]調節，從而控制主閥(Fa)閥芯開啟或者[Zhe]關閉或者處于[Yu]某(Mou)一[Yi]調節[Jie]狀态。03 水力控制閥的(De)分類和[He]工作原[Yuan]理根據給(Gei)水系統中不[Bu]同的(De)設計要求和使用(Yong)要求，還可以演(Yan)變[Bian]出(Chu)十幾種用途的閥門(Men)(目前國外此[Ci]類閥門[Men]已派[Pai]生出近百(Bai)種用途) 。

　　水力控(Kong)制閥按用途(Tu)可分為如下類型。

　　1) 水位控(Kong)制閥。主要控制水池、水塔(Ta)中的[De]水位。

　　2) 減壓閥。将較高進[Jin]口壓力減[Jian]小[Xiao]到某一需要的出(Chu)口壓力，并[Bing]依靠[Kao]介質自身的能(Neng)量，使出口壓力自動保持(Chi)穩定(Ding)的閥門。

　　3) 水(Shui)用安全閥(Fa)(洩壓/持壓[Ya]閥)。當給水管路(Lu)系統中的壓力(Li)超過設定[Ding]壓力時，閥門自動開啟洩壓，保護管線安[An]全。

　　4) 止回閥[Fa]。安裝在給水(Shui)系(Xi)統的水泵出口[Kou]，防止介質倒流，并(Bing)消[Xiao]除水擊。

　　5) 電動開關閥。以電[Dian]磁閥作為先導閥，根據電信号，遙控[Kong]開啟和關閉給水管[Guan]路系統[Tong]，可取代用來[Lai]開啟和關閉的(De)閘閥(Fa)和蝶閥的大型電動裝置，并可實現(Xian)遠程控[Kong]制。

　　6) 流量控制[Zhi]閥。将[Jiang]過大的流量限制在一個預定值，并将上遊的(De)高壓減為所需[Xu]要[Yao]的下遊[You]低壓。

　　7) 壓差(Cha)旁通[Tong]平衡閥。用于空調系統(Tong)供水管、回水[Shui]管或集水器(Qi)、分水器[Qi]之間[Jian]，控制(Zhi)供水管、回水管或集水器[Qi]、分水[Shui]器[Qi]之[Zhi]間的壓差為設定值。

　　8) 緊急關閉閥。用[Yong]于消防用水[Shui]與生活用水并聯(Lian)的供[Gong]水系統中，自動調(Diao)配供水[Shui]方向。

3.1 先導式減(Jian)壓閥先導式[Shi]減壓閥可以(Yi)将閥前的高(Gao)壓流體降[Jiang]低至閥後的低壓(Ya)流體，并維[Wei]持閥後壓力的穩定，保證下遊[You]設備的[De]安全運[Yun]行。如圖3 所示，其工作原理可以(Yi)理解為:1) 當流體[Ti]從入口流入主閥内腔後，經過閥芯與閥(Fa)座所形(Xing)成的環形間[Jian]隙，造成流體壓力下降，然[Ran]後從出口流出[Chu]，實現“減壓(Ya)”功能。2) 當出口壓力[Li]小于穩定值( 設定值) 時: 導閥膜片(Pian)下[Xia]腔[Qiang]的壓力[Li]降低，導(Dao)閥閥杆下移，開(Kai)度(Du)增大，進口壓力水從控制管進入導閥再到(Dao)出口端，使主閥上腔壓力降低，主[Zhu]閥閥杆上移(Yi)，主閥閥闆的開度随之增大，閥後壓[Ya]力增高，重回設定值。反之，當[Dang]出口壓力大于穩定值時，動作相反，同樣重[Zhong]回設定值(Zhi)。實現“穩壓”。

圖3 先導式減壓閥原理示(Shi)意圖3.2 洩壓安全閥洩(Xie)壓安全閥可以(Yi)快速洩壓，保證管路内壓力在安全範圍内，并維持閥前壓力[Li]的穩定，保(Bao)證整個管[Guan]路的安[An]全平穩運[Yun]行[Hang]。

　　圖4

　　如圖4 所[Suo]示，其(Qi)工作原理可以(Yi)理解為：

1) 當進口壓力大于安全值( 設定值) 時：進口壓力水從控制管路進入導閥膜片下(Xia)腔，使其壓力增[Zeng]高，推動導閥閥[Fa]杆上[Shang]移，導閥閥闆打開，主閥控制室上腔的水[Shui]從導閥和控制管排洩，在進(Jin)口(Kou)壓力水的[De]作用下，主閥閥闆打(Da)開，閥前壓力降低，重回設定值(Zhi)。實現“洩壓”。2) 當進(Jin)口壓力小于安全值( 設[She]定值) 時：導閥膜片下腔的壓力降低，導[Dao]閥閥杆下移，導閥閥闆關閉，從(Cong)而導緻主閥控制室上腔的水壓增高，在主閥[Fa]上腔水壓作用下，主[Zhu]閥閥闆關閉，閥前[Qian]壓(Ya)力上升。現[Xian]在“穩壓”。3.3 遙控浮球閥遙控浮球閥可以保持控制區(Qu)域的水位始(Shi)終處在(Zai)設定範(Fan)圍之内。如圖[Tu]5 所示，其工作原理可以(Yi)理解為: 當導閥開啟時，主閥上腔壓力[Li]降低，主閥閥杆上移，主閥開啟，上(Shang)遊往[Wang]下遊注水; 當(Dang)導閥關閉時，主閥上腔壓(Ya)力增[Zeng]加，主(Zhu)閥閥杆下移，主閥關閉，上遊停止往(Wang)下遊[You]注水。實現“水[Shui]位[Wei]控制(Zhi)”。

圖5 遙控浮球閥原理示意圖04 水力控制閥的選型和維護1) 水力控[Kong]制(Zhi)閥的選型主要為主閥的選型[Xing]，包括(Kuo)樣式、口徑[Jing]、壓力、材質等。常(Chang)見的水力控制[Zhi]閥選型參數見(Jian)表：

2) 水力控制閥(Fa)在應用中省了大量(Liang)人力[Li]，但仍需定期(Qi)進行維護。水力控制閥是無需另加機(Ji)油潤[Run]滑的，其在工作中可利用介質(Zhi)本(Ben)身進行潤(Run)滑。如果在應用現場進行維(Wei)護或者發生(Sheng)故障時，其拆卸需要：① 将[Jiang]管路中(Zhong)閥前和[He]閥後(Hou)的2 個切斷閥都關閉。② 釋放(Fang)主閥控[Kong]制室上[Shang]腔的[De]壓力，松開(Kai)閥[Fa]蓋上方的導管連接。③ 松開[Kai]閥蓋與中(Zhong)間體的螺栓，松開中間體與閥體的螺栓。④ 取出彈簧、膜[Mo]片、閥闆、閥芯、O 型(Xing)圈等零件(Jian)進行檢查，看有無問題。其中膜片和O 型圈為易損件(Jian)，需要重點檢查并定[Ding]期更換。05 結[Jie]語

　　無論是先導(Dao)式減壓閥、洩壓安全(Quan)閥、遙控浮(Fu)球閥，還是其[Qi]它種類的水(Shui)力控[Kong]制閥，僅依靠介[Jie]質—水(Shui)的能量，即(Ji)可[Ke]以方便地對流體介質[Zhi]進行控制，産品在國内外的樓宇管網、市[Shi]政供(Gong)水、消防用水、泵站[Zhan]、灌[Guan]溉等積水系統(Tong)中的應用[Yong]是非[Fei]常普遍的，市場上也[Ye]有很大的需求量。