活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用

【資料簡介】

活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用本文從功能要求、工作原理、使用效果三個方面論述了新型多功能水泵控制閥在礦井主排水中的應用，并指出了在實際應用中應注意的問題。 裝設在水泵出水管上的新型多功能水泵控制閥同時具有閘閥、逆止閥、水錘消除器三種功能。 本實用新型的目的可通過以下措施來達到一種活塞式多功能水泵控制閥，其特征在于包括閥體、閥座、導流板、密封墊、閥瓣、閥桿、導套、缸體、閥蓋、活塞、電磁換向閥，閥蓋裝于缸體的頂部，之間形成空腔，并與缸體一起固定于閥體的頂部，活塞固定在閥桿的一端，并位于閥蓋與缸體形成的空腔內(nèi)，閥桿的另一端穿過導套與閥瓣相連，導流板通過密封墊固定于閥瓣的底部，并可活動嵌裝在位于閥體內(nèi)部的閥座上。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到閥蓋與缸體通過雙頭螺栓連帽固定在閥體頂部的開口處。活塞通過鎖緊螺母固定于閥桿其中一端。在閥體進、出水法蘭上方分別配設有吊環(huán)螺釘。閥體設計為半直線與流線形結合的寬閥腔流道，采用直流式形狀。
本實用新型相比現(xiàn)技術具有如下優(yōu)點1、在啟、閉時可以設定時間和啟、閉速度，能可靠地滿足離心泵零流量啟動或軸流泵全開閥啟動的技術要求，以保證水泵小的啟動軸功率，而后緩慢開啟，確保機組運行安全，斷流時對離心泵可以先關閥后停泵，對軸流泵可以先停泵后關閥或關閥停泵同步執(zhí)行，緩啟、緩閉的速度可以調(diào)節(jié)，以減少甚至免除水錘的危害，保證供管網(wǎng)的安全。
　　
一、活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用功能要求

通常為了保證水泵的正常運行，在水泵的出水管上根據(jù)需要裝設有閘閥、逆止閥以及水錘消除器三種閥件，這三種閥件在水泵的運行過程中分別起著不同的作用。
閘閥平時是處于關閉狀態(tài)，水泵啟動時閘閥慢慢打開，水泵停機時，閘閥先慢慢關閉。水泵的閉閘啟動和閉閘停車，可以有效的防止開泵水錘和停泵水錘，同時，減少了水泵啟動時的電機負荷，水泵在零流量時的軸功率小，一般僅為設計軸功率的30%。閘閥的另一個功能是，當閘閥關閉時，可以為安裝在閘閥與水泵之間的逆止閥等閥件和水泵提供安全的檢修條件，防止排水管的水回流。
逆止閥能防止突然斷電時所造成的水流的流向改變，防止倒流；但是，逆止閥的突然關閉易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。在水泵的幾何揚水高度較大時，嚴重的水錘瞬間高壓會導致管道破裂，發(fā)生嚴重的生產(chǎn)事故。
防止水錘對輸水管道的破壞方法，往往是在水泵的壓水管上安裝水錘消除器。
隨著煤礦逐步實現(xiàn)水泵的自動化控制，人們用電動閥門和液壓電動閥門取代手動閥門。通過對單體閥門進行多項技術改進，出現(xiàn)了緩開緩閉逆止閥、緩動啟閉水力閥門、自動緩閉閘閥、雙速自閉閥等新型閥門。以上措施在應用實踐中取得了一定的效果，但仍不盡如人意，如使用壓力傳感和電氣傳動控制復雜故障較多，單一閥門的改進不能解決自動運行的主要問題。所以，人們一直致力于研制一種同時具有閘閥、逆止閥和水錘消除器三種閥件功能的閥門，在減少占地的同時滿足上述綜合要求。JD745X型多功能水泵控制閥是一種全過程自動操作的新型閥門，能夠全自動實現(xiàn)離心泵開泵時的緩開，停泵時的二階段快閉與緩閉，防止管道中介質的倒流，該閥可以同時替代水泵出口管路上的閘閥、逆止閥以及水錘消除器
該型多功能控制水泵閥的公稱壓力分1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0 MPa和6.4 MPa五種，動作壓力0.1MPa，介質溫度在0～80℃，緩閉時間可在3-120s內(nèi)調(diào)節(jié)，阻力損失比旋啟式止回閥減少31%，水錘峰值小于1.3倍的水泵出口額定壓力，公稱口徑DN50-DNl2000。
　　
二、活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用工作原理　　
多功能水泵控制閥在水泵的啟動、關閉時是自動工作的，以下分別闡述其工作過程原理。
1．停泵狀態(tài)，閥板在出口端及隔膜上腔靜壓作用下全部關閉。
2．水泵啟動時，水壓從旁通管傳入下腔，主閥板及緩閉閥板在進口端及下腔水壓作用下緩慢開啟。
3．在進水端壓力作用下，閥板上升到大開口狀態(tài)，開口高度由流量決定。
4．停泵瞬間，流量及壓力突然降低，主閥板在重力作用下開始向下滑蔣。
5．當流量接近于零時，主閥被關閉，主閥板上留有泄流孔以減弱水錘沖擊力；主閥板上、下形成壓力差，閥門出口水壓從旁通管進入上腔推動膜片壓板，使下腔水排人閥門進口，緩閉閥板開始緩閉。
6．緩閉閥板*關閉泄流孔，閥門回到停泵初始狀態(tài)。
　　
三、活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用使用效果
從該閥在島金礦中的使用顯示該閥運行狀態(tài)非常穩(wěn)定。 要將管網(wǎng)中流動的水斷流時，無論是停泵或不停泵，只要驅動電磁換向閥14換向工作，活塞13上側工作腔與回路斷開，控制閥出口處(不停泵時為進口處)的壓力水流入活塞工作腔的上側，同時活塞工作腔下側即與控制閥的壓力水斷開，而與回路相通并通向大氣，活塞13帶動閥瓣5按設定的速度下降，直到將控制閥關閉。
若是離心泵需要不停泵關閉控制閥，到設定時間時，泵自動關閉。
若是軸流泵先停泵后關閉控制閥，換向閥即換向工作，按設定速度緩閉關閥。
1．滿足水泵的閉閘啟動要求，能夠保證水泵電機輕載啟動，無需電氣和油壓，便可實現(xiàn)直接對水泵進行啟?？刂?。不僅*解決了因突然停電而造成管路介質對揚水系統(tǒng)所產(chǎn)生的水錘沖擊、介質的回流，而且還大大降低了工人的勞動強度。
2．消除水錘效果理想，停泵時關閥平穩(wěn)無聲響、振動、閥門關閉嚴密。這種控制閥*依靠水力自控，無需專人管理。
　　
四、活塞式多功能水泵控制閥在礦井供水應用有待改進的地方　　
多功能水泵控制閥在實際應用中有著良好的使用效果，但是在應用中也存在著幾個問題：
1．隨著現(xiàn)在礦井建設越來越深，很多礦井排水高度已經(jīng)超過了640m，但是該閥還沒有公稱壓力10.0MPa公稱壓力甚至更高的產(chǎn)品。
2．礦井井下水一般雜質較多，如果不經(jīng)過沉淀或者處理，就容易阻塞閥門的旁通管。
3．當多功能水泵控制閥的出口靜壓與進口靜壓小于0.05MPa時，需要設置高位補水箱或者采取其他增大閥門出口與進口間壓差的措施。
4．多功能水泵控制閥以前多用于建筑給排水，礦井應用還不太多，許多礦井對該閥的特點不了解。

一種活塞式多功能水泵控制閥，包括閥體、閥座、導流板、密封墊、閥瓣、閥桿、導套、缸體、閥蓋、雙頭螺栓連帽、鎖緊螺母、活塞、電磁換向閥、吊環(huán)螺釘?shù)?。本實用新型在啟、閉時可以設定時間和啟、閉速度，能可靠地滿足離心泵零流量啟動或軸流泵全開閥啟動的技術要求，以保證水泵小的啟動軸功率，而后緩慢開啟，確保機組運行安全，斷流時對離心泵可以先關閥后停泵，對軸流泵可以先停泵后關閥或關閥停泵同步執(zhí)行，緩啟、緩閉的速度可以調(diào)節(jié)，以減少甚至免除水錘的危害，保證供管網(wǎng)的安全。結構緊湊合理，可靠耐用，過流水頭損失少，滿足節(jié)能、消聲、防振、抗汽蝕之要求，并可保護水質不被污染。