多功能水泵控制閥同時(shí)具有閘閥、逆止閥、水錘消除器三種功能。

　 何謂多功能水泵控制閥?水泵有什么運(yùn)行特性需要閥門來控制?水泵控制閥能否實(shí)現(xiàn)這些控制?以及它與傳統(tǒng)的閘閥、蝶閥、止回閥以及勻速、雙速緩閉的水力控制止回閥在原理、功能等方面有什么質(zhì)的不同。

　　筆者在本文中以活塞式多功能水泵控 制閥(下稱控制閥)為例，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)、主要功能、工作原理的剖析，提出對(duì)上述問題的看法，供讀者參閱。

一、結(jié)構(gòu)

　　控制閥結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是取消了閥座中間的定位機(jī)構(gòu)和閥瓣上側(cè)的彈簧，而且在閥瓣的下側(cè)設(shè)計(jì)了導(dǎo)流板，*大限度減少了介質(zhì)過流時(shí)的機(jī)械損失和閥瓣下側(cè)穹腔內(nèi)的旋渦損失。以缸體內(nèi)的活塞作驅(qū)動(dòng)元件，在介質(zhì)自身壓力作用下帶動(dòng)閥瓣作 上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥的開啟或關(guān)閉。活塞、啟閉件、連同缸體配置在閥體上，流線形、寬閥腔的閥體，不但水頭損失可以比同類產(chǎn)品減少30％以上，而且具有良好的抗氣蝕性能。

以電磁閥換向機(jī)構(gòu)(下稱電磁閥)和壓力管路組成伺服系統(tǒng)， 取控制閥兩端的壓力水為驅(qū)動(dòng)源，通過電信號(hào)指令，任意一端的壓力水都能實(shí)現(xiàn)水泵控制閥在設(shè)定的時(shí)刻和速度執(zhí)行泵的開啟或關(guān)閉。

二、泵的運(yùn)行特性與控制閥的功能特點(diǎn)、工作原理

　　1、泵的啟動(dòng)特性及其控制

　　a)離心泵的零流量啟動(dòng)特性及其控制(即關(guān)閥啟動(dòng))

　　離心泵在零流量工況時(shí)軸功率*小，為額定軸功率的30％－ 90％，所以離心泵的啟動(dòng)特性是零流量啟動(dòng)（即關(guān)閥啟動(dòng))。待泵*額定轉(zhuǎn)速之后控制閥按 設(shè)定的速度緩慢開啟。

　　工作原理：泵啟動(dòng)時(shí)(前)壓力水經(jīng)過設(shè)有延時(shí)的電磁閥流向缸體內(nèi)活塞上腔，而活塞下腔通過缸體下端經(jīng)電磁閥通向大氣，此時(shí)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償啟動(dòng)結(jié)束，泵正常運(yùn)轉(zhuǎn),電磁閥即執(zhí)行換向指令 ,切斷活塞上腔壓力水源、關(guān)閉缸體下端通向大氣的回路，同時(shí)將壓力水經(jīng)電磁閥注入缸內(nèi)活 塞下腔、打開活塞上腔通向大氣的回路，活塞上腔的水經(jīng)電磁閥排出閥外，控制閥按設(shè)定的速度緩慢開啟，完成并滿足了離心泵在零流量時(shí)軸功率*小的啟動(dòng)特性，保證泵機(jī)組的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　b)軸流泵的大流量啟動(dòng)特性及其控制(即全開閥啟動(dòng))

　　軸流泵在零流量工況時(shí)軸功率*大，為額定軸功率的140％ ～200％，所以軸流泵的啟動(dòng)特性應(yīng)是大流量啟動(dòng)(即全開閥啟動(dòng))。

　　工作原理：控制閥滿足軸流泵全開閥啟動(dòng)的工作原理是離心泵關(guān)閥啟動(dòng)的逆運(yùn)行，即電磁閥先工作，將閥全開后，泵再啟動(dòng)。參閱a)條，不贅述。

　　軸流泵啟動(dòng)前，這時(shí)閥的進(jìn)口壓力為零，控制閥利用閥出水端的介質(zhì)壓力將閥開啟，而離心泵啟動(dòng)時(shí)是利用閥進(jìn)水端的介質(zhì)壓力將閥開啟。無論閥的哪一端介質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)控制閥的開或啟，這是水泵控制閥功能的重要特征之*。

　　c)控制混流泵的啟動(dòng)特征

　　混流泵在零流量工況時(shí)軸功率介于上述兩種泵之間，為額定功率的100％～130％，所以混流泵的啟動(dòng)特性也應(yīng)是上述兩種泵之間，一般可選擇泵啟動(dòng)與控制閥的緩慢開啟同步進(jìn)行。

　　工作原理：工作原理與控制離心泵零流量啟動(dòng)特性相同， 只要取消電磁閥的延時(shí)設(shè)置即可。

　　2、停泵及其控制

　　a)控制離心泵的零流量停泵（即先關(guān)閥后停泵)

　　對(duì)于離心泵，先緩慢關(guān)閉控制閥，然后再停泵的重要性在于：這時(shí)管內(nèi)介質(zhì)流速由額定流速逐漸降*為零，速度變化梯度極小，可有效的避免停泵水錘的發(fā)生和泵的逆轉(zhuǎn)；泵的軸功率由額定功率逐漸降**小的運(yùn)行功率，有利于機(jī)組安全。

　　工作原理：需要停泵時(shí)，只要先切斷電磁閥的控制電源， 電磁閥即執(zhí)行換向指令，關(guān)閉活塞下腔的壓力水源和活塞上腔通大氣的回路，同時(shí)開啟活塞上腔的壓力水源和活塞下腔通大氣的回路，即以進(jìn)口壓力水作驅(qū)動(dòng)源，緩慢關(guān)閉控制閥，等控制閥全關(guān)閉后，通過限位開關(guān)指令泵即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，全過程為自動(dòng)控制。

　　控制閥緩閉時(shí)間可以通過節(jié)流閥的調(diào)節(jié)在5～60s范圍內(nèi)或根 據(jù)用戶需要進(jìn)行選擇。

　　b)控制軸流泵、混流泵的停泵

　　軸流泵、混流泵的停泵功能和工作原理與上述內(nèi)容相仿， 不贅。

　　3.改變裝置特性(即流量無級(jí)調(diào)節(jié)功能)

　　改變裝置特性屬于對(duì)泵運(yùn)行工況調(diào)節(jié)的范疇，*常用的是節(jié)流法，也稱閥門調(diào)節(jié)法，利用開大或關(guān)小閥門的開度；改變泵裝置中的阻力系數(shù)ξ，從而使管路的供水特性H=F(Q)發(fā)生變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。

　　控制閥從全閉*全開之間，閥的開度可以無級(jí)調(diào)節(jié)，由開度顯示器顯示開度，并予以記憶和穩(wěn)定。

　　工作原理：

　a)流量由小調(diào)大

　　活塞下腔的壓力水注入管路和活塞上腔與大氣相通的回路開啟，同時(shí)活塞上腔的壓力水注入管路和活塞下腔與大氣相通的回路關(guān)閉，這時(shí)閥瓣緩慢開啟，達(dá)到設(shè)定流量時(shí)，控制電路即按指令將活塞上、下腔與大氣相通的回路關(guān)閉，同時(shí)將活塞 上、下腔壓力水注入管路開啟，這時(shí)活塞上、下兩側(cè)總壓力相等，活塞處于靜 止，整個(gè)缸體內(nèi)成為密閉狀態(tài)，穩(wěn)定了閥的開度，并由開度顯示器顯示開度。

　　b)流量由大調(diào)小是a)條的逆運(yùn)作，不贅。

　　上述控制電路的指令可由限位開關(guān)執(zhí)行，也可設(shè)小型的電控