先導[Dao]式減壓閥、洩壓安(An)全閥、遙[Yao]控浮球閥在給水系統中的[De]應用

　　一、問(Wen)題的提出

　　在[Zai]給水系統中經常會對[Dui]水的壓力、流量(Liang)、液位等參數進行頻(Pin)繁的控制。如果都(Dou)使用外接能[Neng]源，如氣源或(Huo)電(Dian)源的話，将會消耗很大。例如：1) 從高壓區向低壓(Ya)區給水的市政[Zheng]供水(Shui)系統中，需要[Yao]保持下遊的壓力穩定。2) 從壓力較高的增壓泵流出後用于灌溉的灌[Guan]溉系(Xi)統中，需要使水[Shui]源減壓。3) 從高壓端向[Xiang]恒定的下遊供水的樓宇(Yu)管網系統中，需要保護整個管路的平穩運行(Hang)，避免受到[Dao]偶然出現的壓力過大的影響。4) 向水塔蓄水的供水[Shui]系統中，需要控制水(Shui)位。5) 向[Xiang]蓄水[Shui]區自動蓄水的消防系統中，需要保證控[Kong]制區域液位正常。

　　二、 水力[Li]控制閥的結(Jie)構和基本原理

水力控制閥，是一系列多[Duo]用途控制與安全類閥[Fa]門的總稱(Cheng)，見(Jian)圖1。水力控制(Zhi)閥僅[Jin]依靠介質[Zhi]—水的能量，即可(Ke)實現對壓力、流量、液位等的控(Kong)制[Zhi]。不但節約了(Le)大量的能源消耗，而且還也省了人力成本。***早[Zao]，水力控(Kong)制閥被[Bei]運[Yun]用在一(Yi)些農業國[Guo]家的水(Shui)利灌溉系統中，大[Da]量生産于以色[Se]列、荷蘭、丹麥等[Deng]歐洲國家，後來發展到美國、加拿大以及[Ji]亞洲[Zhou]等地，并[Bing]且得到了更加廣泛的(De)應用。簡單來說[Shuo]，水力控制閥是由主閥和(He)不同的導閥系統所組成的。通過裝[Zhuang]配不同的導閥系統，水力控[Kong]制閥将可以具備不[Bu]同的使用功(Gong)能。

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

　　①閥[Fa]體; ②閥芯; ③閥座; ④閥闆; ⑤彈[Dan]簧; ⑥閥杆[Gan]; ⑦中間體[Ti]; ⑧隔膜; ⑨閥蓋

　　圖2 主閥[Fa]示意圖

　　2.2 導閥系統導閥系統[Tong]由導閥、導管、針[Zhen]閥(Fa)、球閥、壓力表等零部件[Jian]組成。通過不同的連[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[Zhi]閥雖然按照不同的使用功能[Neng]有不同的分類，但(Dan)其[Qi]工作(Zuo)原理卻不(Bu)盡相(Xiang)同。即以上、下遊壓力差為動力，由導閥系統(Tong)控[Kong]制，使隔膜[Mo]( 或者活塞(Sai)) 液[Ye]壓式差[Cha]動操作，完全由(You)水力自動(Dong)調節(Jie)，從而控制主閥閥芯開啟或者關閉或者處于某一調節[Jie]狀态。03 水力控制閥的[De]分類和工作原理根據給水系[Xi]統中不同的設計要求和使用(Yong)要(Yao)求，還可以演變出(Chu)十幾種(Zhong)用途的閥門(目前[Qian]國外此[Ci]類閥門已派生出近百種用途) 。

　　水力控制閥按用途可(Ke)分為如下類型。

　　1) 水位控制閥。主要控(Kong)制水池、水[Shui]塔(Ta)中的[De]水[Shui]位。

　　2) 減[Jian]壓閥。将較[Jiao]高進口壓力減小(Xiao)到某一[Yi]需要的出(Chu)口壓力，并依靠介(Jie)質自身的能(Neng)量，使出口壓力[Li]自動保持[Chi]穩定的閥門(Men)。

　　3) 水用安[An]全閥(洩壓/持[Chi]壓閥)。當給水管路系統[Tong]中的壓力超[Chao]過設定[Ding]壓力時，閥門自動開啟洩壓，保護管線安全。

　　4) 止回閥(Fa)。安裝在給水系統的水泵出口[Kou]，防止介質倒流，并消[Xiao]除水擊。

　　5) 電動(Dong)開關閥。以電磁閥作為先[Xian]導閥，根據電信号，遙控開啟和關閉給水管路系[Xi]統，可取代用來[Lai]開啟和關閉(Bi)的[De]閘閥和蝶閥的[De]大型電[Dian]動裝置，并可實現遠程控(Kong)制。

　　6) 流量控制(Zhi)閥。将過大的流量限制在一個預定值，并将上(Shang)遊的[De]高壓減為所需要[Yao]的下遊低壓。

　　7) 壓差(Cha)旁[Pang]通平衡閥。用于(Yu)空[Kong]調系統供水管(Guan)、回水(Shui)管或集水[Shui]器[Qi]、分水器之間(Jian)，控制供水管、回水管或集水器、分水器之間的壓差[Cha]為設定值。

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

3.1 先導式減壓閥先導式(Shi)減壓閥可以将閥前的高壓流體降低至閥後的低壓(Ya)流體，并維[Wei]持閥後[Hou]壓力的穩定，保證[Zheng]下遊[You]設備的安全運行。如圖3 所示，其(Qi)工(Gong)作原理可以理解為:1) 當流體從入口流入主閥内(Nei)腔後，經過閥芯(Xin)與閥座所形[Xing]成的環形間[Jian]隙，造成流體(Ti)壓(Ya)力下(Xia)降，然後從(Cong)出口流(Liu)出，實現[Xian]“減壓[Ya]”功能。2) 當出口壓力小于穩[Wen]定值( 設定值) 時: 導閥膜片[Pian]下腔的壓力(Li)降低，導[Dao]閥閥杆下移，開度增大，進口壓(Ya)力水(Shui)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[Gan]上移[Yi]，主閥閥闆的開度随之增大，閥(Fa)後壓[Ya]力增高，重回設定值。反之[Zhi]，當(Dang)出口壓力大(Da)于穩定值時，動作相反，同樣重[Zhong]回設定[Ding]值[Zhi]。實現“穩壓”。

圖3 先導式減壓閥原(Yuan)理示[Shi]意圖3.2 洩壓安全閥洩(Xie)壓安全閥可以快速洩壓，保證管(Guan)路[Lu]内壓力在安全[Quan]範圍内，并維持閥(Fa)前壓力的穩定，保證整個管路的安(An)全平穩運(Yun)行。

　　圖4

　　如圖4 所示，其工(Gong)作原理可以(Yi)理解為：

1) 當進口壓力(Li)大于安全值( 設定[Ding]值) 時：進口壓力水從控制[Zhi]管路進入導(Dao)閥膜片下腔，使其壓力增[Zeng]高，推動[Dong]導閥閥杆上[Shang]移，導閥閥闆打開[Kai]，主閥控制室[Shi]上腔的水從(Cong)導閥和控制[Zhi]管排洩，在進口壓力(Li)水的作用下，主閥閥闆打開，閥前壓力降低[Di]，重回設定值[Zhi]。實現“洩壓”。2) 當進[Jin]口壓力小于安全值( 設定值) 時：導閥[Fa]膜片下腔[Qiang]的[De]壓力降低，導[Dao]閥閥杆下移，導(Dao)閥閥闆關閉(Bi)，從而導緻主閥控(Kong)制室上腔的水壓[Ya]增高，在主閥上腔[Qiang]水壓作(Zuo)用下，主閥閥闆關閉，閥前壓[Ya]力上升。現在“穩壓”。3.3 遙控浮球閥遙控[Kong]浮球(Qiu)閥可以保持控制區域的水位始(Shi)終處在[Zai]設定範[Fan]圍之内。如圖5 所示，其工(Gong)作原理可以理解為: 當導閥開(Kai)啟時，主閥上腔壓[Ya]力降低，主閥閥[Fa]杆上移，主閥開啟，上遊往下[Xia]遊注水; 當導閥關閉時[Shi]，主閥上腔壓力增加，主閥閥杆下移，主閥關閉，上遊停止往[Wang]下遊(You)注水。實現“水位控制”。

圖[Tu]5 遙(Yao)控浮球閥原理示意(Yi)圖04 水力控制[Zhi]閥的選型和(He)維護1) 水力控制[Zhi]閥的選[Xuan]型主要[Yao]為主閥的選型[Xing]，包括(Kuo)樣式[Shi]、口徑、壓力、材質等。常[Chang]見的水力控[Kong]制閥(Fa)選型參數見表：

2) 水力控制閥[Fa]在應用中省了大量人力(Li)，但仍需定期進行維護。水力(Li)控制閥是無需另加機油潤滑的，其[Qi]在工作中可利用介質本身進行潤滑[Hua]。如果在應用(Yong)現[Xian]場進行維護或[Huo]者(Zhe)發生故障時，其拆[Chai]卸需要：① 将[Jiang]管路中(Zhong)閥前和閥後的2 個切斷閥都關閉[Bi]。② 釋放主閥控[Kong]制室上[Shang]腔的壓力，松開閥蓋上方的導(Dao)管連(Lian)接。③ 松開(Kai)閥[Fa]蓋與中(Zhong)間體的(De)螺栓，松開中間(Jian)體與閥體的螺[Luo]栓。④ 取出彈(Dan)簧、膜片、閥闆、閥芯(Xin)、O 型圈等零件進行檢查(Cha)，看有無問題。其中膜(Mo)片和O 型圈為易損件(Jian)，需要重點檢[Jian]查[Cha]并定期更(Geng)換。05 結[Jie]語

　　無論(Lun)是(Shi)先導[Dao]式[Shi]減[Jian]壓閥、洩壓安全閥、遙控浮[Fu]球閥，還[Hai]是其它種類的水(Shui)力控(Kong)制閥，僅依靠[Kao]介(Jie)質—水的能量，即可以方便地對流體介質進行控制，産品在國内外的(De)樓宇管網、市政供水、消防[Fang]用水、泵站、灌[Guan]溉等積水系統中的應用是非常普遍的，市場上也有很大的需求量。