楼宇管网系统水力控制阀的结构和基本原理分析

1问题的提出

在给水系统中常常会对水的压力、流量、液位等参数进行经常的控制。假如都使用外接能源，如气源或电源的话，必将消耗巨大。诸如：

1)从高压区向低压区给水的市政自来水系统中，还要保持下游的压力稳定。

2)从压力较高的增压泵流出后适于喷灌的滴灌系统中，还要使水源减压。

3)从高压端向恒定的下游自来水的楼宇管网系统中，还要保护整个管道的平缓运行，防止遭到碰巧出现的压力过大的影响。

4)向烟囱蓄水的自来水系统中，还要控制水位。

5)向蓄水区手动蓄水的消防系统中，还要保证控制区域差压正常。

2水力控制阀的结构和基本原理

水力控制阀，是一系列多用途控制与安全类管件的统称，见图1。水力控制阀仅借助介质—水的能量，即可实现对压力、流量、液位等的控制。不但节省了大量的能源消耗，并且还也省了人力费用。

最早，水力控制阀被利用在一些渔业国家的水务滴灌系统中，大量生产于以色列、荷兰、丹麦等亚洲国家，之后发展到中国、加拿大以及欧洲等地，使得得到了愈加广泛的应用。

简略来说，水力控制阀是由主阀和不同的导阀系统所组成的。通过组装不同的导阀系统，水力控制阀将可以具有不同的使用功能。

图1水力控制阀外观图

2．1主阀

主阀的典型结构见图2。图2中的主阀为隔膜双腔型，是由阀门、阀芯、阀座、阀板、弹簧、阀杆、中间体、膜片、阀盖等主要零部件组成。

①阀体;②阀芯;③阀座;④阀板;⑤弹簧;⑥阀杆;⑦中间体;⑧隔膜;⑨阀盖

图2主阀示意图

2．2导阀系统

导阀系统由导阀、导管、针阀、球阀、压力表等零部件组成。通过不同的连结可以实现不同的控制功能。

2．3基本原理

水力控制阀但是根据不同的使用功能有不同的分类，但其工作原理却不尽相似。即以上、下游压力差为动力，由导阀系统控制，使隔膜(或则活塞)油压式差动操作，完全由水力手动调节，进而控制主阀气阀开启或则关掉或则处于某一调节状态。

3水力控制阀的分类和工作原理

按照给水系统中不同的设计要求和使用要求，还可以演化出十几种用途的阀体(现今美国这种球阀已派生出近百种用途)。一直用到的有先导式减压阀、泄压安全阀、遥控浮阀门等。

3．1先导式减压阀

先导式减压阀可以将阀前的高压流体增加至阀后的低压流体，并维持阀后压力的稳定，保证下游设备的安全运行。

如图3所示，其工作原理可以理解为:

1)当流体从入口流入主阀型腔后，经过衬套与喷嘴所产生的环型间隙，导致流体压力升高，于是从出口流出，实现“减压”功能。

2)当出口压力大于稳定值(设定值)时:导阀阀座下腔的压力增加，导阀衬套下移，开度减小，进口压力水从控制管踏入导阀再到出口端，使主阀上腔压力增加，主阀轴套上移，主阀阀板的开度逐渐减小，阀后压力增高，重返设定值。反之，当出口压力小于稳定值时，动作相反，同样重返设定值。实现“稳压”。

图3先导式减压阀原理示意图

3．2泄压安全阀

泄压安全阀可以迅速泄压，保证管道内压力在安全范围内，并维持阀前压力的稳定，保证整个管道的安全平缓运行。

如图4所示，其工作原理可以理解为：

1)当进口压力小于安全值(设定值)时：进口压力水从控制管道踏入导阀阀座下腔，使其压力增高稳压减压阀，促使导阀轴套上移，导阀阀板打开，主阀控制室上腔的水从导阀和控制管排便，在进口压力水的作用下，主阀阀板打开，阀前压力增加，重返设定值。实现“泄压”。

2)当进口压力大于安全值(设定值)时：导阀阀座下腔的压力增加，导阀衬套下移，导阀阀板关掉，因而造成主阀控制室上腔的水压增高，在主阀上腔水压作用下，主阀阀板关掉，阀前压力上升。目前“稳压”。

3．3遥控浮阀门

遥控浮阀门可以保持控制区域的水位一直处在设定范围之内。

如图5所示，其工作原理可以理解为:当导阀开启时，主阀上腔压力增加，主阀轴套上移，主阀开启，上游往前游注水;当导阀关掉时，主阀上腔压力降低，主阀衬套下移，主阀关掉，上游停止往前游注水。实现“水位控制”。

图5遥控浮阀门原理示意图

4水力控制阀的选型和维护

1)水力控制阀的选型主要为主阀的选型，包括款式、口径、压力、材质等。常见的水力控制阀选型参数见表：

2)水力控制阀在应用中省了大量人力，但仍需定期进行维护。水力控制阀是无需另加火花塞润滑的，其在工作中可借助介质原本进行润滑。假如在应用现场进行维护或则发生故障时，其拆装还要：

1)将管道中阀前和阀后的2个截断阀都关掉。

2)释放主阀控制室上腔的压力，握住阀盖顶部的导管连结。

3)抬起阀盖与后边体的螺丝，握住后边体与阀门的螺丝。

4)取出弹簧、膜片、阀板、阀芯、O型圈等零件进行检测，看有无问题。其中阀座和O型圈为易损件，还要重点检测并定期更换。

5结语

无论是先导式减压阀、泄压安全阀、遥控浮阀门，还是其它种类的水力控制阀，仅借助介质—水的能量稳压减压阀，即可以便捷地对流体介质进行控制，产品在国外外的楼宇管网、市政自来水、消防用水、泵站、灌溉等积水系统中的应用是十分普遍的，市场上还有巨大的需求量。

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