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(lái)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、止回閥以及勻速更高效、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)的不同適應性強，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的特性，通過(guò)
對(duì)其結(jié)構(gòu)、主要功能能力建設、工作原理的剖析高效，提出對(duì)上述問(wèn)題的看 法，供讀者參閱基礎。
　　一領域、結(jié)構(gòu)
　　控制閥的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1圖示為開(kāi)啟狀態(tài)。
　　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，zui大限度減少了介質(zhì)過(guò)流時(shí)的機(jī)械損失和閥 瓣下側(cè)穹腔內(nèi)的旋渦損失溝通機製。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)體系，實(shí)現(xiàn)閥的開(kāi)啟或關(guān)
閉宣講活動。活塞註入新的動力、啟閉件快速融入、連同缸體配置在閥體上，流線形工藝技術、寬閥腔 的閥體合作，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前景。
　　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(guò)電信號(hào)指令調解製度，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(kāi)啟或關(guān)閉深入。
　　二、泵的運(yùn)行特性與控制閥的功能特點(diǎn)覆蓋範圍、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zui小一站式服務，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)前沿技術。待泵至額定轉(zhuǎn)速之后控制閥按 設(shè)定的速度緩慢開(kāi)啟支撐作用。
　　工作原理：泵啟動(dòng)時(shí)前壓力水經(jīng)過(guò)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(guò)缸體下端經(jīng)電磁閥通向大氣深入交流，此時(shí)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)解決。
　　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動力、關(guān)閉
缸體下端通向大氣的回路不斷豐富，同時(shí)將壓力水經(jīng)電磁閥注入缸內(nèi)活 塞下腔、打開(kāi)活塞上腔通向大
氣的回路多種方式，活塞上腔的水經(jīng)電磁閥排出閥外同時，控制閥按設(shè)定的 速度緩慢開(kāi)啟，完成并滿足了
離心泵在零流量時(shí)軸功率zui小的啟動(dòng)特性臺上與臺下，保證泵機(jī)組的安全 運(yùn)轉(zhuǎn)幅度。
　　b軸流泵的大流量啟動(dòng)特性及其控制即全開(kāi)閥啟動(dòng)
　　軸流泵在零流量工況時(shí)軸功率zui大，為額定軸功率的140％ ～200％效高性，所以軸流泵的啟動(dòng)特
性應(yīng)是大流量啟動(dòng)即全開(kāi)閥啟動(dòng)各有優勢。
　　工作原理：控制閥滿足軸流泵全開(kāi)閥啟動(dòng)的工作原理是離 心泵關(guān)閥啟動(dòng)的逆運(yùn)行技術發展，即電磁
閥先工作，將閥全開(kāi)后資料，泵再啟動(dòng)適應性。參閱a條，不贅述深入開展。
　　軸流泵啟動(dòng)前，這時(shí)閥的進(jìn)口壓力為零需求，控制閥利用閥出 水端的介質(zhì)壓力將閥開(kāi)啟質生產力，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(kāi)啟。無(wú)論閥的哪 一端介質(zhì)都能實(shí)現(xiàn)控制閥的開(kāi)
或啟非常激烈，這是水泵控制閥功能的重要特征之一提升行動。
　　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％技術交流，所以混
流泵的啟動(dòng)特性也應(yīng)是上述兩種泵之間交流，一般可選擇泵啟動(dòng)與 控制閥的緩慢開(kāi)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)特性相同關註， 只要取消電磁閥的延時(shí)設(shè)置即可
溝通協調。
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)閉控制閥提供堅實支撐，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
速逐漸降至為零活動，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)創造更多；泵的軸功
率由額定功率逐漸降至zui小的運(yùn)行功率還不大，有利于機(jī)組安全。
　　工作原理：需要停泵時(shí)連日來，只要先切斷電磁閥的控制電源保障性， 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信息化技術，同時(shí)開(kāi)啟活塞上 腔的壓力水源和活塞下腔通大
氣的回路領先水平，即以進(jìn)口壓力水作驅(qū)動(dòng)源，緩慢關(guān)閉控制閥責任製，等控 制閥全關(guān)閉后確定性，通過(guò)限位開(kāi)關(guān)
指令泵即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，全過(guò)程為自動(dòng)控制去完善。
　　控制閥緩閉時(shí)間可以通過(guò)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)行選擇意料之外。
　　b控制軸流泵、混流泵的停泵
　　軸流泵設備、混流泵的停泵功能和工作原理與上述內(nèi)容相仿橋梁作用， 不贅文化價值。
　　3.改變裝置特性即流量無(wú)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，zui常用的是 節(jié)流法講故事，也稱閥門調(diào)節(jié)法單產提升，利用
開(kāi)大或關(guān)小閥門的開(kāi)度；改變泵裝置中的阻力系數(shù)ξ基礎，從而使 管路的供水特性H=FQ發(fā)生變
化日漸深入，以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。
　　控制閥從全閉至全開(kāi)之間引領作用，閥的開(kāi)度可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)預期，由開(kāi) 度顯示器顯示開(kāi)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(kāi)啟加強宣傳，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(kāi)啟 對外開放，達(dá)到設(shè)定流量時(shí)互動式宣講，控制電路
即按指令將活塞上、下腔與大氣相通的回路關(guān)閉用的舒心，同時(shí)將活塞 上結構、下腔壓力水
注入管路開(kāi)啟，這時(shí)活塞上模式、下兩側(cè)總壓力相等發揮，活塞處于靜 止，整個(gè)缸體內(nèi)成為密閉狀態(tài)
適應能力，穩(wěn)定了閥的開(kāi)度設施，并由開(kāi)度顯示器顯示開(kāi)度。
　　b流量由大調(diào)小
　　是a條的逆運(yùn)作快速增長，不贅要求。
　　上述控制電路的指令可由限位開(kāi)關(guān)執(zhí)行，也可設(shè)小型的電 控箱執(zhí)行通過活化，兩者都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控
制開放以來。
　　4.意外突然停泵水錘力的控制
　　意外突然停泵一般指供電網(wǎng)絡(luò)故障或強(qiáng)雷電保護(hù)性跳閘等 停泵現(xiàn)象，此類停泵的概率不到
停泵總次數(shù)的1％防控，但因此而產(chǎn)生的水錘對(duì)管網(wǎng)及供水機(jī)組具 有破壞性組合運用，應(yīng)予以重視。
　　a停泵水錘的物理現(xiàn)象
　　本文不是討論管道中的水錘高質量，只是為了便于對(duì)控制閥減小 水擊力的功能和工作原理的敘述
研究與應用，引用茹可夫斯基水錘公式對(duì)停泵水錘的物理現(xiàn)象作簡(jiǎn)單的述 說(shuō)。
　　
式中H——產(chǎn)生水錘時(shí)的水擊力（m水柱）迎難而上；
　　C——水錘波傳播速度有效保障，若暫時(shí)不考慮介質(zhì)、管
壁材料的彈性系數(shù)和管壁厚度，近似取
C=1000m／s無障礙；
　　g——重力加速度體系，9．81m/s;
　　Vo——水錘發(fā)生前介質(zhì)流速m／s；
　　Vt——水錘發(fā)生時(shí)介質(zhì)流速m／s高產。
　　從式4－1可以看出發(fā)生水錘的必要條件是流體的速度變化註入新的動力， 水擊力的大小取決于變化梯度
的大小。停泵時(shí)流速由V0降為零帶動產業發展，首層液面由于流體的慣性工藝技術， 水層被壓縮，壓力上升即水錘
壓力新產品，接著因慣性力的作用依次一層、一層……滯止持續發展、壓力 升高更加廣闊、被壓縮，出現(xiàn)微觀的高壓
區(qū)和低壓區(qū)合作，它們的分界面稱為水錘波此時(shí)為增壓波，增壓 波直至輸水管的管端末層消失
。接著又逆向一層勇探新路、一層……傳播至水錘開(kāi)始時(shí)的首層液面 此時(shí)為復(fù)壓波長遠所需，這個(gè)往返過(guò)程
所需時(shí)間t可用下式表示：
　　
式中L——輸水管長(zhǎng)度（m）。
　　若閥門關(guān)閉時(shí)間為T關(guān)擴大，則T關(guān)L/500s條件下的水錘為間接水錘 非常完善，ΔH小于直接水錘。這是因
為間接水錘時(shí)讓人糾結，閥門前正在發(fā)展的增壓過(guò)程不斷完善，會(huì)受到復(fù)壓波的 干擾而被削弱。ΔH的大小與干
擾程度和干擾次數(shù)有關(guān)全面革新。
　　從以上簡(jiǎn)述中可知勞動精神，控制閥不能避免意外突然停泵時(shí)水錘 的發(fā)生，但可以根據(jù)輸水管道長(zhǎng)
度方便，通過(guò)對(duì)閥門關(guān)閉時(shí)間的調(diào)節(jié)明顯，將直接水錘轉(zhuǎn)化為間接水錘 使ΔH降為zui小，保證輸水管道
和泵機(jī)組的安全基石之一。
　　b）閥門關(guān)閉時(shí)間的調(diào)節(jié)
　　目前水泵控制閥常用的關(guān)閉時(shí)間調(diào)節(jié)方法有兩種技術創新，要指出 的是本文所指的調(diào)節(jié)方法是水泵
控制閥的功能之一，雖具有這種功能的各種類型的止回閥或其 它閥門不一定是水泵控制閥各有優勢，
別以此而誤導(dǎo)設計能力，詳見(jiàn)本文第三章“結(jié)論”部分更合理。
　　c兩階段關(guān)閥（即先快速關(guān)閥后慢速關(guān)閥）
　　這種關(guān)閥形式可以防止停泵水錘的發(fā)生，至于快速關(guān)閥的 時(shí)間適應性，也應(yīng)與管道的長(zhǎng)度相匹配
顯著，兼顧水泵反轉(zhuǎn)速度和倒流水量大小，滿足消除停泵水錘的要 求更優美。
　　d勻速關(guān)閥
　　這種關(guān)閥的特點(diǎn)是能根據(jù)各種不同長(zhǎng)度的輸水管道和選擇 復(fù)壓波的往返次數(shù)需求，調(diào)節(jié)不同的
關(guān)閥時(shí)間，恒滿足T關(guān)>L/500s的條件更為一致。大幅度削弱突然停泵水錘 的水擊力各方面，適應(yīng)性較兩階段
關(guān)閥為廣，足以滿足GB/T50265－97《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于反轉(zhuǎn) 速不應(yīng)超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的
1.2倍落地生根，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2min的要求占。
　　水泵控制閥的上述兩種方法都由電磁閥自動(dòng)控制。
　　5.選擇壓力源的機(jī)動(dòng)性大
　　電磁閥的伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙向同時(shí)取壓成效與經驗，經(jīng)單向閥分配更讓我明白了， 由一條壓力較高輸液管中的水為
壓力源注入電磁閥。無(wú)論是進(jìn)水端的壓力水還是出水端的壓力 水提供了有力支撐，都能單獨(dú)執(zhí)行控制閥的開(kāi)
啟或關(guān)閉飛躍。
　　正因?yàn)橛性摴δ?/a>的存在，使水泵控制閥能滿足各種水泵的 啟動(dòng)積極、停泵等運(yùn)行特性要求的可
能大數據。其重要還在于：當(dāng)輸送介質(zhì)為渾濁水，不能作驅(qū)動(dòng)源需要 外供壓力源時(shí)經驗，只要一條伺服
管路即可實(shí)現(xiàn)控制閥的所有功能。
　　6.節(jié)能
　　將過(guò)流介質(zhì)的能耗控制在zui小，是水泵控制閥的一項(xiàng)重要 課題進一步意見。我們抽樣了某些通徑的控
制閥作了實(shí)驗(yàn)組成部分，得出下列實(shí)驗(yàn)公式供讀者參考：
　　阻力系數(shù)ξ以下列公式確定：
當(dāng)DN≤250時(shí)   ξ=14．68×V1.13397－1　　
當(dāng)DN>250時(shí)   ξ=10．97×V1.13397－2
式中ξ——阻力系數(shù)；
　　V——介質(zhì)流速m／s集聚。
局部水頭損失hf以下列公式確定：
hf=ξ×V2/2g   7－3
或：hf=0.749×V0.8661   7－4
hf=0.56×V0.8661   7－5
式中hf——局部水頭損失（m水柱）高效化；
　　V——介質(zhì)流速m／s；
　　g——重力加速度g=9．81m／s2明確了方向。
　　經(jīng)檢測(cè)去完善，該種水泵控制閥的水頭損失比同類型的水力控制 閥能耗減少30％以上。
　　三必然趨勢、結(jié)論
　　具有控制水泵運(yùn)行特性功能的閥門才稱為水泵控制閥設備，這 是顯而易見(jiàn)的。
　　本文第二章第1節(jié)《泵的啟動(dòng)特性及其控制》中的a文化價值、b促進善治、c 條講故事；第2節(jié)《停泵及其控制》
中的a，b條求索；第3節(jié)《改變裝置特性》中的a置之不顧，b條；第4節(jié)《 意外突然停泵水錘力的控制
》中的b條;這里所敘述的八種功能屬于泵運(yùn)轉(zhuǎn)特性所要求的技 術(shù)條件性能穩定，也是泵本身運(yùn)轉(zhuǎn)特性
要求閥門來(lái)控制的內(nèi)容試驗，也是水泵控制閥的必要功能。這些必 要功能是水泵控制閥區(qū)別于各
種類型止回閥或其它閥門質(zhì)的界定數字化。
　　為什么不具備上述必要功能不能稱為水泵控制閥呢?這可以 通過(guò)下面舉例予以說(shuō)明：
　　若不具備第2節(jié)a條中先關(guān)閥后停泵的功能新格局，對(duì)離心泵來(lái)說(shuō) ，所有停泵都變?yōu)橐馔馔蝗煌１?br />開展攻關合作，占停泵總數(shù)99％以上的正常停泵特點，并可以避免水錘和泵逆轉(zhuǎn) 發(fā)生的安全性化為烏有，多么
危險(xiǎn)情況正常。
　　若不具備第2節(jié)和第3節(jié)的功能製度保障，則只有泵的啟動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)閥 的開(kāi)啟、泵的關(guān)閉才能實(shí)現(xiàn)閥
的關(guān)閉改革創新，很明顯這是泵在控制閥門工作最新，失去了控制閥的“控 制”實(shí)質(zhì)發揮重要作用，更難理解為水泵控
制閥了自行開發。
　　若不具備第3節(jié)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)流量的功能，一旦泵的運(yùn)行工況中 因阻力偏小取得顯著成效，流量過(guò)大時(shí)處理方法，不但
使泵偏離zui率區(qū)耗能，而且因軸功率劇增超載而損壞機(jī)組 責任。所以水泵控制閥應(yīng)具有上述
八種必要功能是必然的服務。