上海申弘閥門有限公司
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水利控制閥設(shè)計選型 |
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| 詳細介紹 | ||||||||||||||||
之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹水利控制閥設(shè)計選型水力控制閥屬于自力式控制閥，是不需要流體介質(zhì)額外能源驅(qū)動的控制閥。它是把計量、控制和執(zhí)行功能合為一體的閥門，利用被控對象本身能量帶動其動作的控制閥?？煞譃橹苯幼饔煤蛶чy作用式 兩類。直接作用的自力式控制閥是利用閥進、出口水介質(zhì)壓力差為動力來驅(qū)動控制閥動作，也可用電磁閥來進行遠程控制，然后驅(qū)動控制閥動作。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但會引起壓降，造成出口壓力的非線性。通常，穩(wěn)定精度在10%?20%。 帶導閥作用的自力式控制閥，可適用于小壓降和大流量的自力式控制場合，出口壓力變化范圍與流量變化范圍，可小于設(shè)定壓力與流量的10%。水力控制閥在流速小于2m/s時，除減壓閥類的水頭損失均應小于2m，流速不能過大，過大會造成很大的水頭損失，同時，流速不能過低，否則效率低，影響正常工作需求，通常的流速保持：主管在1.5?3.5m/s，支管在 1 ?2m/s。 (1)水利控制閥設(shè)計選型主要零部件材料使用要求 ①根據(jù)用戶需求與介質(zhì)性能，水力控制閥主體材質(zhì)（閥體、閥蓋、閥瓣）等通常為鑄鐵（灰口鑄鐵、球墨鑄鐵），鑄鋼，不銹鋼三種材質(zhì)，其他的內(nèi)部件的材質(zhì)耐蝕性能至少等同主體材質(zhì)。 ②在中低壓情況下，主張采用球墨鑄鐵材質(zhì)， 球墨鑄鐵耐腐蝕性，鑄造性能，鑄件質(zhì)量還有外觀性，在使用中自潤滑性，加工工藝與經(jīng)濟性能都優(yōu)于鑄鋼，力學性能接近于中碳鋼，屈服點比高于中碳鋼約一倍，重量則輕于鑄鋼10%以上。但焊接性能差， 容易開裂。 ③灰口鑄鐵只能在低壓，中小口徑使用，其鑄造性能高于其他材質(zhì)，吸振性較好。但力學性能差于其他材質(zhì)，故此壁厚較厚，顯得笨重，易脆。 ④不銹鋼鑄造閥門耐腐蝕性能好，壓力、溫度適用范圍廣，可焊性較好，但鑄造性能、加工工藝上都有一定的缺陷，經(jīng)濟上也限制了其廣泛應用。 (2) 分類 水力控制閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可以分為，直通式水力控制閥、直流式水力控制閥還有簡易式水力控制閥三大類。 ①直通式水力控制閥也就是代水力控制閥， 其特點是：結(jié)構(gòu)簡單，只有一個控制腔，體型呈直通式，介質(zhì)通過時，流動方式發(fā)生了明顯的變化，因此它的流阻系數(shù)比較高，動源消耗相對較高。 ②直流式水力控制閥，通常又稱為多功能水泵控制閥，其特點是：有單腔也有雙腔，體型呈直流型也就是Y形，其流阻系數(shù)小，流量系數(shù)大，具有截斷、止回、自動、減小或消除水錘的功能，同時還具有緩開、緩閉調(diào)節(jié)功能，進而保護水泵與設(shè)備的作用。 ③簡易式水力控制閥是水控閥“家族”中結(jié)構(gòu)簡單的一種，它只有閥體、閥蓋、彈簧、橡膠閥瓣四個零件。 (3)水利控制閥設(shè)計選型特點 水制閥都是由一個主閥及其附設(shè)的導管、導閥、針閥、球閥和壓力表等組成。根據(jù)使用目的、功 能及場所的不同可演變成遙控浮球閥、減壓閥、快閉止回閥、流量控制閥、泄壓持壓閥、水力電動控制 閥、水泵控制止回閥等。水力控制閥前要安裝過濾器，并應便于排污的要求。本類閥門在管道中一般水平安裝的性能高于垂直安裝。其綜合特點如下： ①水力控制閥無須外界驅(qū)動力（電動裝置、液壓站、蝸輪裝置等），靠系統(tǒng)介質(zhì)自身壓力來控制； ②水力控制閥的啟閉依靠閥前閥后存在的一定壓力差，因此相對于一般閥門，水力控制閥有相對較大的水頭損失； ③由于結(jié)構(gòu)的原因，水力控制閥需要更大的預 留操作空間，這對管道安裝時提出了要求； ④水力控制閥的介質(zhì)溫度一般不宜過高和過低， 建議在0?90°C范圍內(nèi)，因為溫度差異過大會引起熱脹冷縮，造成配管破裂泄漏等問題，如果溫度低于 0°C,需要考慮對閥門進行保溫。 (4) 壓力 水力控制閥幵啟小壓力：雙腔系列為 0. 02MPa；單腔系列為 0. 05 MPa。 (5) 鑄造 鑄造工藝決定了閥門鑄件的質(zhì)量好壞。所以選擇合適的鑄造工藝對閥門來說尤為重要，目前閥門行業(yè)上常用的鑄造方法是砂型鑄造。砂型鑄造又可以分為普通的木模鑄造，熔模鑄造也稱精鑄模鑄造，還有消失模鑄造等。 ①木模鑄造適用范圍廣，可鑄造各種復雜形狀，特別是內(nèi)腔復雜的鑄件，可批量生產(chǎn)，鑄件成本低廉，更適合于大型鑄件的鑄造。但鑄件質(zhì)量較差， 外觀粗糙，不平整，力學性能不穩(wěn)定，模具容易損 壞。目前市場上通常是在木模表面上覆蓋一層樹脂， 這樣使木模表面上光滑、平整，硬度、強度得到提高，模具不容易變形。鑄造出來的鑄件質(zhì)量、外觀得到很大的改善，鑄件的綜合力學性也有所增強。減少了粘砂、掉砂等缺陷。 ②溶模鑄造也稱蠟模鑄造，大致的制作過程是：用蠟先制作一個與鑄件相同的模樣，外涂涂料與石英砂，浸入硬化液經(jīng)過硬化，再把蠟融化出來，得到空殼，再經(jīng)過烘干，除水分，再將金屬液澆人空殼，冷卻凝固后，再擊破外殼，取出鑄件。熔模鑄造特點是：整體模樣制作，無分型面，無須制芯，下芯的過程，鑄件無錯箱，質(zhì)量精度與表面質(zhì)量高，鑄造的壁厚可以到達4mm，能實現(xiàn)少切削，無切削加工， 但周期長?？蛇m用于各種鑄造合金以及形狀復雜，加 工困難，尺寸精度高的中小型精件。 ③消失模鑄造消失模鑄造也稱負壓鑄造，區(qū)別于其他的鑄造方法主要特征是，它是一種干砂負壓鑄造。大致的制作過程是：先用塑料泡沫制作一個與鑄件相同的模樣，再在烘干室里烘干，烘干后埋入干砂中，在干砂表面上覆蓋一層薄膜，再抽氣進行真空處理，再澆人金屬融液，融液把泡沫融化進入空腔， 待鑄件冷卻凝固后再從砂箱倒出來。
水利控制閥設(shè)計選型消失模鑄造的主要特點如下 a. 鑄件尺寸形狀，表面光潔度高，幾乎無加工，具有精密鑄造的特點；可減輕鑄件重量，減少了加工裕量，降低了機加工成本。 b. 取消了砂芯和制芯制造，沒有分型面，*了下芯、起芯、合箱引起的鑄造缺陷和廢品。 c. 無黏結(jié)劑、無水分、無任何添加物的干砂造型，*了由于水分、添加物和黏結(jié)劑引起的各種氣孔、粘砂等鑄造缺陷和廢品；型砂可全部重復使用， 落砂極其容易，大大降低了清砂的工作量，同時減少了粉塵、煙塵和噪聲污染，大大改善了鑄造工人的勞動環(huán)境，降低了勞動強度。 d. 鑄件無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少 50%以上。 e. 可在理想位置設(shè)置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統(tǒng)因素的制約，減少了鑄件的內(nèi)部缺陷。 f. 負壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補縮， 提高了鑄件的組織致密度，可以鑄造出來比較薄的壁厚，鑄件力學性能得到提高。 g. 組合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)效率；可以取消拔模斜度；金屬模具壽命可達5萬次以上，這樣降低了模具的維護費用。 h.模具費用比較高，要求的技術(shù)含量比普通模具高，由于塑料泡沫強度低，脫模時易損壞，不適合做大鑄件，由于負壓的作用，鑄件工藝如果處理不當，容易滲漏。 我國的水力控制閥是自20世紀90年代末從以色列、歐美國家以及中國臺灣地區(qū)引進來的，經(jīng)過吸收、消化，改良成為符合中國國情自成一體的水力控制閥， 并于2005年11月11日建設(shè)部批準發(fā)布的《水力控制閥》（CJ/T 219—2005)城建部行業(yè)標準，2006年1月1日起實施。
(1) 水利控制閥設(shè)計選型結(jié)構(gòu)特點 ①直通單腔水力控制閥性能是水力控制閥的經(jīng)濟性選擇。 ②液壓式自動控制閥門。 ③的控制閥門設(shè)計。 ④簡單而可靠，運行，用途廣泛。 ⑤低壓下使用較多，廣泛應用于建筑及農(nóng)業(yè)。 (2) 隔膜特點 ①簡單設(shè)計適應于各種工況：開關(guān)或壓力調(diào)節(jié)。 ②運行穩(wěn)定，不會引起水流波動。 ③低水壓時開啟同樣靈活。 ④隔膜受到良好的平衡支撐，不會出現(xiàn)受壓偏移。 (3) 閥體特點 ①閥體內(nèi)外表面光滑，*。 ②結(jié)構(gòu)簡單，維護十分方便。 ③可選配件：限流手柄，閥位指示器。 23.1.2水力控制閥工作原理 (1)水力控制閥基本定義與應用 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥水力控制閥是在給排水中利用閥進、出口水介質(zhì)壓力差為動力進行控制的閥門。在管路上可以起到止回、節(jié)流、截斷、減壓等作用。通常是在常溫， 中低壓力工況中應用。廣泛應用于市政、水利、石油化工、污水處理、電力等行業(yè)中。 ①壓力垂直作用在物體表面上的力稱為壓力。 壓力單位：MPa、kPa、bar、psi。 ②流量單位時間內(nèi)，通過河、渠或管道某處斷面的流體的量。流量的單位：m3/s、m3/h、L/s, US gal/min0 水利控制閥設(shè)計選型流量理論上計算方式可應用于伯努利方程：
溫度為5?40°C的水，在105Pa壓降下，每小時通過閥門的體積流量數(shù)，m3/h； Cv——英制單位的流量系數(shù)，即溫度為60T (15. 6°C)的水，在lpsi壓降下，每分鐘通過閥門的（美）加侖數(shù)，US gal/min； Q 流量，m3/h; Ap~一閥兩端測出的靜壓損失，Pa; ^Pkv 靜壓損失，10° Pa; fr~"流體密度，kg/m3; 水的密度，kg/m3。 ④流量特性是指介質(zhì)流過閥門的相對與相對開度的關(guān)系。 ⑤水錘介質(zhì)對管路元件的沖擊作用。 由于水泵的突然停止運轉(zhuǎn)或閥門快速關(guān)閉會引起很大破壞作用的水錘。其壓力升高值為 Ap=avp/B 式中LP——相對于壓力升高值，MPa; a 壓力波傳遞速度，m/s; v 流體速度，m/s; p 液體密度，kg/m3。 ⑥壓力換算 lbar= 100000Pa= l00kPa lMPa=10bar=1000KPa=140Psi lPa= lN/m2 [>(Pa) =F(N) /A(m2)] latm= 101325N/m2 = 101325Pa, 一般作為表壓單位；lkgf/cm2 = 98. 067kPa = 0. 9806bar, lbar 二 1. 02 kg/cm2 o1US gal=3. 785X10—3m3。 英制（IP): psi、psf、inHg、inH20；米制： kgf/m2、kgf/cm2、mHzO；單位制（ISO): Pa、bar、N/m20 (2)執(zhí)行國家標準、行業(yè)規(guī)范 GB/T 152. 4—88 《緊固件六角頭螺栓和六角螺母用沉孔》 GB/T 1047—2005 《管道元件DN (公稱尺寸）的定義和選用》 GB/T 1048—2005 《管道元件PiV (公稱壓力）的定義和選用》 GB/T 1184-1996 《形狀和位置公差未注公差值》 GB/T 12220—89 《通用閥門標志》 GB/T 12223—2005《部分回轉(zhuǎn)閥門驅(qū)動裝置的連接》 GB/T 1724. 1—1998《鑄鐵管法蘭技術(shù)條件》GB/T 13927—2008《工業(yè)閥門壓力試驗》GB/T 308—2004 《閥門型號編制方法》 JB/T 7748—1995 《閥門清潔度和測定方法》 JB/T 7928—1999 《通用閥門供貨要求》 GB/T 9113—2010 《整體鋼制管法蘭》 GB/T 9124—2010 《鋼制管法蘭技術(shù)條件》 GB/T 1724. 16—2008《整體鑄鐵法蘭》 GB/T 1220—2007 《不銹鋼棒》 GB/T 4208—2008 《外殼防護等級（IP代碼)》 GB/T 12227—2005《通用閥門球鐵鑄件技術(shù)條件》 GB/T 12225—2005《通用閥門銅合金鑄件技術(shù)條件》 GB/T 21873—2008 《橡膠密封件給、排水管及污水管道用接口密封圈材料規(guī)范》 GB/T 12229—2005《通用閥門碳素鋼鑄件技術(shù)條件》 CJ/T 167-2002 《多功能水泵控制閥》 CJ/T 219—2005 《水力控制閥》 JB/T 10674—2006 《水力控制閥》 水利控制閥設(shè)計選型以上標準或規(guī)范若由新標準或規(guī)范替代時，則執(zhí)行有效的新標準或規(guī)范。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥 |
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