活塞式多功能水泵控制阀

DS101/201活塞式多功能水泵控制阀主要用于安装在大口径给水管网系统的水泵出口处、防止介质倒流、水锤及水击现象的智能型阀门。该水力控制阀兼具电动阀、逆止阀和水锤消除器三种功能，可有效地提高供水系统的安全可靠性，双腔室、双阀瓣结构可使阀门在停泵后迅速关闭90%（防止回流介质导致水泵反转），再缓慢关闭其余10%（消除破坏性水锤）活塞式阀门性能可靠、强度高、动作平稳，防止开泵水锤和停泵水锤的场合。上海沪工开发生产的DS101/201活塞式多功能水泵控制阀只需操作水泵电机启闭按钮，阀门即可按照水泵操作规程自动实现启闭，流量大、压力损失小。

何谓多功能水泵控制阀?水泵有什么运行特性需要阀门来控制?水泵控制阀能否实现这些控制?以及它与传统的闸阀、蝶阀、止回阀以及匀速、双速缓闭的水力控制止回阀在原理、功能等方面有什么质的不同。

本文中以活塞式多功能水泵控制阀(下称控制阀)为例，通过对其结构、主要功能、工作原理的剖析，提出对上述问题的看法。

一、结构

水泵控制阀结构的主要特点是取消了阀座中间的定位机构和阀瓣上侧的弹簧，而且在阀瓣的下侧设计了导流板，最大限度减少了介质过流时的机械损失和阀瓣下侧穹腔内的旋涡损失。以缸体内的活塞作驱动元件，在介质自身压力作用下带动阀瓣作上下运动，实现阀的开启或关闭。活塞、启闭件、连同缸体配置在阀体上，流线形、宽阀腔的阀体，不但水头损失可以比同类产品减少30%以上，而且具有良好的抗气蚀性能。

以电磁阀换向机构(下称电磁阀)和压力管路组成伺服系统，取控制阀两端的压力水为驱动源，通过电信号指令，任意一端的压力水都能实现水泵控制阀在设定的时刻和速度执行水泵的开启或关闭。

二、水泵的运行特性与控制阀的功能特点、工作原理

1、水泵的启动特性及其控制

a)离心泵的零流量启动特性及其控制(即关阀启动)

离心泵在零流量工况时轴功率最小，为额定轴功率的30%-90%，所以离心泵的启动特性是零流量启动(即关阀启动)。待泵至额定转速之后控制阀按设定的速度缓慢开启。

工作原理：水泵启动时(前)压力水经过设有延时的电磁阀流向缸体内活塞上腔，而活塞下腔通过缸体下端经电磁阀通向大气，此时控制阀处于关闭状态。

电动机补偿启动结束，水泵正常运转,电磁阀即执行换向指令,切断活塞上腔压力水源、关闭缸体下端通向大气的回路，同时将压力水经电磁阀注入缸内活塞下腔、打开活塞上腔通向大气的回路，活塞上腔的水经电磁阀排出阀外，控制阀按设定的速度缓慢开启，完成并满足了离心泵在零流量时轴功率最小的启动特性，保证水泵机组的安全运转。

b)轴流泵的大流量启动特性及其控制(即全开阀启动)

轴流泵在零流量工况时轴功率最大，为额定轴功率的140%～200%，所以轴流泵的启动特性应是大流量启动(即全开阀启动)。

工作原理：控制阀满足轴流泵全开阀启动的工作原理是离心泵关阀启动的逆运行，即电磁阀先工作，将阀全开后，水泵再启动。参阅a)条，不赘述。

轴流泵启动前，这时阀的进口压力为零，控制阀利用阀出水端的介质压力将阀开启，而离心泵启动时是利用阀进水端的介质压力将阀开启。无论阀的哪一端介质都能实现控制阀的开或启，这是水泵控制阀功能的重要特征之一。

c)控制混流泵的启动特征

混流泵在零流量工况时轴功率介于上述两种水泵之间，为额定功率的100%～130%，所以混流泵的启动特性也应是上述两种水泵之间，一般可选择水泵启动与控制阀的缓慢开启同步进行。

工作原理：工作原理与控制离心泵零流量启动特性相同，只要取消电磁阀的延时设置即可。

2、停泵及其控制

a)控制离心泵的零流量停泵(即先关阀后停泵)

对于离心泵，先缓慢关闭控制阀，然后再停水泵的重要性在于：这时管内介质流速由额定流速逐渐降至为零，速度变化梯度极小，可有效的避免停泵水锤的发生和泵的逆转；水泵的轴功率由额定功率逐渐降至最小的运行功率，有利于机组安全。