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热烈祝贺:“第六届全国阀门与管道学术会议”隆重召开!,新型水力控制阀的研制与应用,长沙理工大学 能源与动力学工程学院王桂生 李志鹏 吴兴 冯宪2009-11-8 中国 温州,长沙理工大学是一所以工为主,工、理、管、经、文、法等多学科协调发展的多科性大学,学科专业具有鲜明的交通、电力、水利特色。学校设有17个教学院(部),54个本科专业,1个博士后流动站,1个一级学科博士学位授权点,6个二级学科博士学位授权点,4个一级学科硕士学位授权点,57个二级学科硕士学位授权点,具有工程硕士专业学位和MBA授予权以及授予同等学力硕士学位资格。,能源与动力工程学院成立于2003年,是由原长沙电力学院的动力工程系(始建于1958年)、湖南省轻工业高等专科学校的“供热、通风与空调工程”专业和湖南省水利电力学校的“水电站动力设备”专业合并组建而成;学院有教职工70人,其中教授9人,副教授12人,高级职称教师比例为45%;在教师队伍中,有:特聘教授、双聘院士(中国工程院院士)1人;湖南省优秀中青年专家1人;湖南省121人才工程第三层次人选1人;享受国务院特殊津贴专家1人;湖南省后备学科带头人2人。,1 引言,在给水泵站中,为保证水泵机组低载启动,以及停机时消除水锤,一般都在水泵出口安装多功能水力控制阀;目前的自力式多功能水力控制阀,一般都采用皮膜式或活塞式密封控制缸与大、小两块阀板来配合实现阀的快关、慢关,以实现消除停泵后的关阀水锤及止回功能.,隔膜式多功能水力控制阀,活塞式多功能水力控制阀,700X水泵控制阀,300X缓闭式逆止阀,这类阀的大阀板可以在阀杆上上下滑动,并悬浮在阀体内,这类阀存在以下方面的问题 : 一、悬浮的大阀板占据一定的流道空间产生阻力,并且大阀板的重量完全依靠流体压力托起形成阻力,再有悬浮的大阀板在流体冲击下产生快速旋转,造成阀门抖动并形成压力波动; 二、在这些水泵控制阀结构中,缸和活塞(膜片)必须密封,由密封摩擦产生的开闭阻力大;,三、皮膜式控制腔由于膜片反复折挠出现老化,较高的温度和压力更易使膜片老化撕裂,从而使控制机构失效,活塞及O型橡胶密封圈由于活塞与缸的间隙小,不洁净介质很容易出现“卡缸”现象,且O型橡胶密封圈反复运动易老化、磨损,导致控制机构失效;四、大、小阀板配合上复杂,密封层次多,可靠性差,且采用大、小阀板二次关阀,水锤峰值次数多 ,影响设施寿命。,2 新型水力控制阀的结构,1、旁通管路 2、阀杆 3、轴承 4、缸 5、阀盖 6、支架 7、调节杆 8、活塞 9、缸座 10、阀板 11、阀体,3 新型水力控制阀的原理,开阀:水泵启动后,压力水推动阀板带动活塞向上移动,活塞上腔液体通过旁通控制管路和闸阀1转移到活塞下腔,阀慢慢开启.关阀:停泵后,阀进口端失压,回水压力使阀板向下移动,阀活塞下腔液体通过控制管路和闸阀1转移到阀活塞上腔,阀慢慢关闭.,4 新型水力控制阀的主要功能,1、止回:该阀的基本功能是止回,防止管网压力水倒流; 2、轻载启泵:通过调整控制参数,可实现带压零流量缓开,以达到轻载启泵的目的; 3、消除停泵水锤:该阀设计能自动调节关闭时速,使水锤压力小于允许值,确保管网安全; 4、带压流量调节:通过手轮和调节丝杆在设备运行时可控制阀开启度,从而调节流量。,5 新型水力控制阀的特点,1、结构简单,维护方便; 2、具有调节、截止、止回、消除水锤多项功能; 3、阀开启和关闭时速自动调节; 4、阻力小,节能效果好; 5、具有流量控制装置; 6、该阀的进出口导管不易堵塞; 7、阀门与水泵自动连动,不需外接动力源。,6 安装形式,7 应用,某钢厂水站送高炉冷却水4000m3/h, 单泵为350S125B型水泵(Q=1080m3/h H=96m N=500KW 6KV)改造前为膜片式多功能水泵控制阀加闸阀,水泵出口压力0.90Mpa, 经过膜片式多功能水泵控制阀和闸阀后压力为0.77Mpa, 损失为0.13Mpa;改造后在水泵出口安装了两台0.16Mpa, DN400的水力控制阀;水泵出口压力0.90Mpa, 经过水力控制阀和一个旋切阀后压力为0.86Mpa, 损失0.04Mpa;通过调整开关时间后,有效控制了水泵启泵时的冲击负荷,水泵停泵后叶轮基本无反转,停泵瞬时压力值1.0 Mpa,也无冲击水锤,运行时基本无震动现象,压力损失与同类型产品比较明显较小.,7 结束语,本结构在传统水力控制阀的基础上进行了结构改进,实现了轻载启泵和防止水锤、自动控制等多功能应用,且具有结构简单,维护方便,稳定性好的特点。采用活塞缸内液体驱动单阀板动作,无需外来动力源.经实验测试和工程应用证明,该阀具有运行平稳、开关时间可调且流阻系数小、导管不易堵塞的特点,在工程中已成功应用,可以代替传统产品.,祝各位莅临大会的专家、领导、代表们身体健康!万事如意!,Thank you! Questions,
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