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01问题的命题

在供水系统中,水压、流量、液位等参数经常被频繁控制。如果全部使用外部能源,例如空气或电力,则会消耗很多。例如:

1)在市政供水系统中,从高压区向低压区供水,需要保持下游压力稳定。

2) 用于从高压增压泵灌溉的灌溉系统需要对水源进行减压。

3)在从高压端向恒流下游供水的楼宇管网系统中水力控制阀,需要保护整条管道的顺畅运行,避免偶发压力过大的影响。

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4)在向水塔蓄水的供水系统中,需要控制水位。

5)在自动将水存入储水区的消防系统中,需要保证控制区内的液位正常。

02 液压控制阀的结构及基本原理

液压控制阀是一系列多用途液压控制和安全阀的总称。

液力控制阀仅依靠介质——水的能量来控制压力、流量、液位等。不仅节省了大量的能源消耗,还节省了人工成本。

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最早,液压控制阀用于一些农业国家的水利灌溉系统。

简单来说,液压控制阀由主阀和不同的导阀系统组成。通过组装不同的先导阀系统中外合资阀门厂家,液压控制阀将具有不同的功能。

2.1个主阀

主阀的典型结构为隔膜双室式,由阀体、阀芯、阀座、阀板、弹簧、阀杆、中间体、隔膜、阀盖等主要部件组成。

「老吕讲灌溉」水力控制阀的分类和工作原理

2.2个先导阀系统

导阀系统由导阀、导管、针阀、球阀、压力表等部件组成。通过不同的连接可以实现不同的控制功能。

2.3 基本原则

虽然液压控制阀按功能不同分类,但其工作原理却不尽相同。即上面与下游的压差为驱动力,由先导阀系统控制,使膜片(或活塞)的液压差动操作完全由液压动力自动调节,从而达到控制主阀芯的开启或关闭或处于一定的调节状态。

2.4 头部丢失

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在计算管网时,需要确定管道的水头损失,包括沿线水头损失和局部水头损失。前者是克服管道摩擦阻力而损失的水头,随着管道长度的增加而增加,故又称长度损失。后者是水流经弯头、异径管、分流器、汇流器、阀门或其他附件时发生的水头损失。

液压控制阀的结构设计直接关系到阀门产生的水头损失。水头损失越少越好。

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03 液压控制阀的分类及工作原理

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根据供水系统中不同的设计要求和使用要求,还可演变出十余种阀门。

液压控制阀按用途可分为以下几种。

1) 水位控制阀。主要控制水池和水塔的水位。

2) 减压阀。将较高的进口压力降低到一定要求的出口压力,依靠介质本身的能量自动保持出口压力稳定的阀门。

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3) 水安全阀(泄压/保压阀)。当供水管道系统压力超过设定压力时,阀门自动开启泄压,保护管道安全。

4) 止回阀。安装在供水系统的泵出口处,防止介质倒流中外合资阀门厂家,消除水锤。

5) 切换电磁阀。采用电磁阀作为先导阀,根据电信号对供水管道系统进行远程启闭,可替代用于启闭闸阀蝶阀的大型电动装置,可实现远程控制。

6) 流量控制阀。将过量流量限制在预定值,并将上游的高压降低到下游所需的低压。

7) 差压旁通平衡阀。用于空调系统的给水管、回水管或集水器与布水器之间,将给水管、回水管或集水器与布水器之间的压差控制为设定值。

8) 紧急切断阀。用于消防用水与生活用水并联的供水系统,自动分配供水方向。

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3.1个先导式减压阀

先导式减压阀可将阀前的高压流体还原为阀后的低压流体,保持阀后压力的稳定,保证下游设备的安全运行。

工作原理可以理解为:

1) 当流体从进口流入主阀内腔时,通过阀芯与阀座形成的环形间隙,导致流体压力下降,然后流出出风口实现“减压”功能。

2)当出口压力小于稳定值(设定值)时:导阀膜片下腔压力降低,导阀杆下移,开度增大,进口压力水从控制管进入先导阀到出水端,主阀上腔压力下降,主阀杆向上移动,主阀阀板开度增大,阀后压力下降增加,回到设定值。反之,当出口压力大于稳定值时,动作相反,也恢复到设定值。实现“稳定”。

3.2 泄压阀

泄压阀能快速泄压,保证管道内压力在安全范围内,保持阀前压力稳定,保证整个管道安全顺畅运行。

工作原理可以理解为:

1) 进水压力大于安全值(设定值)时:进水压力水从控制管路进入导阀膜,下腔压力升高,将导阀杆向上推,导阀板打开,主阀控制室上腔的水从导阀和控制管中排出。在进水压力水的作用下,主阀板打开,阀前压力下降,回到设定值。实现“减压”。

2)当进口压力小于安全值(设定值)时:导阀膜片下腔压力降低,导阀杆下移,导阀阀瓣关闭关闭,导致主阀控制室上腔的水压升高。在主阀上腔水压的作用下,主阀阀板关闭,阀前压力上升。现在“稳定”了。

「老吕讲灌溉」水力控制阀的分类和工作原理

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3.3 遥控浮球阀

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远程浮球阀可以将控制区域内的水位始终保持在设定范围内。

工作原理可以理解为:当先导阀打开时,主阀上腔压力降低,主阀杆向上移动,主阀打开,水从上游注入到下游;当导阀关闭时水力控制阀,主阀上腔压力升高,主阀杆向下移动,主阀关闭,上游停止向下游注水。实现“水位控制”。

04 液压控制阀的选择与维护

1)液控阀的选型主要是主阀的选型,包括款式、口径、压力、材质等。

2) 液压控制阀在应用中节省了大量的人力,但仍需要定期维护。液压控制阀无需额外加油润滑,运行时可通过水介质自身润滑。如果应用现场发生维护或故障,其拆卸需要:

①关闭管路中阀门前后的2个截止阀

②释放主阀控制室上腔的压力,松开阀盖上方的导管连接。

③松开阀盖和中间体的螺栓,松开中间体和阀体的螺栓。

④ 取出弹簧、膜片、阀板、阀芯、O型圈等零件检查是否有问题。其中,隔膜和O型圈属于易损件,需要定期检查更换。

05 结论

无论是开关电磁阀、先导式减压阀、泄压安全阀、遥控浮球阀还是其他类型的液压控制阀,只取决于介质——水它可以很容易地控制流体介质。产品广泛应用于智能灌溉系统、数字化高标准农田、市政供水、农村安全饮水、楼宇管网、消防用水等系统。

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