液控缓闭蝶式止回阀智能型研究.pdf

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1、、GM城建／水I堑通用机械IG、lincl“Construction&Ilaterindustn’液控缓闭蝶式止回阀智能型研究阀安格水处理(太仓)有限公司(江苏215400)朱永辉【摘要】介绍了智能型阀门的工作原理、结构分析，在城市管网中的应用及主要技术数据的选取和计算。I关键词】液控缓闭智能蝶式止回阀研究城市管网i．前言阀门作为管道系统中的一个重要组成部分，能截断或调节管道系统中的介质能量，在工业生产和城镇建设中发挥着重要的作用。在现代控制系统中，传感器和计算机网络的智能化水平已有显著提高，止回阀作为流体输送系统中

2、的重要控制部件之一，智能化水平还相对落后，实现止回阀的智能化，将液控装置与蝶阀有机的结合，组成液控缓闭蝶式止回阀(以下简称智能型阀门，图1)，来控制或调节流量、压力，压差、流速或液位，已经变得十分迫切，而且重要。图1液控缓闭蝶式止回阀：．市场背景分析阀门行业中的止回阀大致分成两种：一种是硬密封，即金属与金属组成密封副，另一种是软密封，即金属与非金属组成密封副，前者有些结构由于受增加阀瓣重量、重锤质量或弹簧力作用的约束，往往在减速中关闭太快，产生水锤，当水锤波及的水压超过系统设定的工作压力时，有可能会危及系统安全。根据

3、文献【7J和【8】，过快的关闭，阀后液流会产生液柱分离，其结果会产生更强烈的断流弥合水击，危害更大。此外，普通硬密封止回阀，由于主、副密封件都是金属材料，一旦磨损或损坏，现场很难修复；普通型软密封止回阀，虽关闭时，能减少回击声，减少水锤，但结构复杂，需设置阀杆和弹簧，利用弹簧的作用，使阀门动作，从而开启与关闭阀门，这种阀门在实际运行中，常出现脏物卡阻弹簧和密封不佳等现象，拆卸维修、保养都比较困难。三，性能分析液控缓闭智能型阀门(如图2所示)，集蝶阀与止回阀一体，阀门关闭分为两个阶段，第一阶段快速关闭，行程约为总行程的

4、90％一92％(1—60s)，第二阶段慢关行程约为总行程的8％一10％(5—1500s)，阀门是蝶阀软密封结构，勿需利用弹簧作用来启闭运行，不存在运行中的卡阻，其次，管网在运行中即使失去电源，阀门利用手动泵的作用，照样可打开阀门，还有，重锤在上升位置，利用其储存的重力位能，在紧急状态时能自动关闭。这种智能型阀门与一般液控阀门完全不同，油路系统完全模块化设计，没有外露承压油管，不存在油管爆裂漏油问题。性能上，用油泵加大油缸内的油压达到20MPa，靠油压支撑重锤举起，使阀门开启，而不是靠管网内流体的压力来推动阀体的开启。

5、关闭时，油液通过控制阀节城毽／水工业通用祝耱GMlG．Itinci“Construction＆ltaterI．dustoI的流量以及在任何一个封闭回路内由某一节点沿两个方向至另一个节点的水头损失应相等的原理，就能断定哪段管道发生爆管。如节点l流入水量不等于流出水量，l肯定是在流量仪Q。，Q：、Q，范围内爆管。再如，在环路内顺时针水流方向管段和逆时针水流方向管段的水头损失之和基本等于零，表明管道完好。反之，肯定在该回路有爆管事件发生。计算机发出信号，关闭智能型阀门。四，工作原理流的作用，控制油缸活塞杆速度，达到真正消除

6、水锤对管道的影响。这一特性，可大大减少管道在常年运行中的水头损失和油泵的工作电耗，另外它还可以在管道中再减少一个检修蝶阀，消除上游水流经检修蝶阀时的能量损失，同时对减轻管道负荷也有一定的积极意义。智能型阀门在城市管网中检测爆管优势比较明显。在城市庞大的管网中，其形状基本可分为树枝状和环状(如图3所示)。图中V表示阀门，Q表示流量仪，p表示压力仪。＼．厶／树状管网环状管网图3树状和环状管网假设在树枝状管网中的每个支路上安装这样一个智能型阀门，一台流量仪和一个测压点。不论每小时用水量千变万化，只要根据流进的水量等于流出水

7、量的原理，就能断定哪条支路发生了爆管。例如在图3中，当计算机检测到流量仪Q，的流量大于Q：的流量，压力计P．、P2显示异常，再参照该地区用水量和时变参数，计算机经过运算后发出爆管指令，同时切断I’阀门和2’阀门离合器直流电源，1’Nf]和2。阀门自动关闭，爆管段：迅速止水。同样，假设在环状管网中的每个节点的延伸处也安装这样一个智能型阀门、一台流量仪和一个测压点。根据在各个点上流入节点的流量应等于由此节点流出如图4所示，阀门打开前，在电磁牙嵌离合器线圈中接入24V直流电源，使离合器与蜗杆传动装置紧紧偶合。偶合后，同普通

8、阀门一样，靠电动或手动机构可自如地打开或关闭阀门。由于蜗轮蜗杆的自锁作用，阀门可在任何一个位置定位。紧急关闭时，只要切断离合器直流电源，离合器就会自动解开蜗轮蜗杆的自锁。而重锤会根据液压缓冲器的特性而下降。重锤的位能通过活塞杆作用于活塞上，从而使液压油通过单向节流阀的缝隙大小，来调节关阀速度。图4液控缓闭蝶式止回阀工作原理1．重锤2．电动或手动