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閥門(mén)在供水管網(wǎng)中的功能

  • 發(fā)布日期:2012-12-16      瀏覽次數(shù):1976
    • 供水管網(wǎng)中閥門(mén)問(wèn)題的研討

      摘要 針對(duì)供水管網(wǎng)中閥門(mén)問(wèn)題,通過(guò)調(diào)研與實(shí)地考察,對(duì)一些具體問(wèn)題進(jìn)行了研討,提出了相關(guān)性建議。

      關(guān)鍵詞 閥門(mén) 管網(wǎng)閥

      1閥門(mén)在供水管網(wǎng)中的功能

        供水的管網(wǎng)將把水廠送出的自來(lái)水輸配至千家萬(wàn)戶(hù),因此供水管網(wǎng)分布于城市的每個(gè)角落,供水管網(wǎng)的管道長(zhǎng)度少至數(shù)百公里,多至數(shù)千公里。

        水的不可替代性和人們生存的必需性,決定了供水管網(wǎng)安全運(yùn)行的重要性。但是由于主客觀多方面的原因,管道往往要出現(xiàn)一些故障,管網(wǎng)總是要不斷更新改造,用水戶(hù)經(jīng)常要有增減因此局部管段的停水現(xiàn)象就是難以避免。為了縮小停水范圍,在管網(wǎng)內(nèi)適當(dāng)?shù)匕惭b控制閥門(mén)乃是十分必要。因此在一座城市的供水管網(wǎng)中,閥門(mén)數(shù)量成千上萬(wàn),且無(wú)規(guī)則地分布于城市街道的下面。 

        閥門(mén)是一種“養(yǎng)兵千日,用于一時(shí)”的控制設(shè)備,平時(shí)要求閥門(mén)開(kāi)啟要到位,減少管段的水損失。一旦需要,閥門(mén)應(yīng)能關(guān)閉迅速,切流可靠。

        閥門(mén)的完好率,關(guān)系到閥門(mén)的選型、閥門(mén)的制造、管路的設(shè)計(jì)、閥門(mén)的組裝、閥門(mén)的啟閉作業(yè)及閥門(mén)的管理,當(dāng)然主要的原因還是閥門(mén)的質(zhì)量。

      2問(wèn)題研討

        通過(guò)20家自來(lái)水公司管網(wǎng)閥門(mén)使用情況的調(diào)研,通過(guò)對(duì)十家閥門(mén)制造廠的考察,體會(huì)到閥門(mén)在供水管網(wǎng)中作用大、數(shù)量多、分布廣,問(wèn)題不少。供水管網(wǎng)中的閥門(mén)操作并不頻繁,待命,一旦召喚,難以奏效。因此,在閥門(mén)選型、閥門(mén)制造、閥門(mén)檢驗(yàn)、閥門(mén)組裝、閥門(mén)管理上均有許多內(nèi)容值得商討。

      2.1 閥門(mén)的選型 

      (1)閘閥與蝶閥

        在供水管網(wǎng)中為了降低管道覆土深度,一般口徑較大管道選配蝶閥,對(duì)覆土深度影響不大的,力求選配閘閥,致于口徑的分界線(xiàn)應(yīng)各地按具體情況考慮。從近十年使用情況而言,蝶閥出現(xiàn)的故障比閘閥高,因此在條件許可的情況下,擴(kuò)大閘閥的使用范圍是值得關(guān)注的。(2)閘閥

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)不少閥門(mén)制造廠家,研制、仿制軟密封閘閥,這種閘閥比傳統(tǒng)的楔式或平行雙閘板式閘閥有如下特點(diǎn):

      a.軟密封閘閥的閥體、閥蓋采用精密鑄造法鑄造,一次成型,基本不機(jī)械加工,不使用密封銅環(huán),節(jié)約有色金屬。

      b.軟密封閘閥底部無(wú)凹坑,不積存渣物,閘閥啟閉的故障率低。

      c.軟密封襯膠閥板尺寸統(tǒng)一,互換性強(qiáng)。

        因此軟密封閘閥將是供水行業(yè)樂(lè)意采用的一種形式。目前國(guó)內(nèi)制造的軟密封閘閥口徑達(dá)1500mm,但多數(shù)廠家制造的口徑在80-300mm間,國(guó)內(nèi)制造工藝上尚有諸多問(wèn)題,從此次考察的情況而言,上海某閥門(mén)制造公司的閥體是委托國(guó)內(nèi)鑄造廠用樹(shù)脂砂造型翻鑄的,軟密封閥板是從國(guó)外某公司進(jìn)口的。該公司認(rèn)為軟密封閘閥的關(guān)鍵部件是襯膠閥板,而襯膠閥板的技術(shù)要求較高,國(guó)外也不是所有廠家都能達(dá)到的,往往是從質(zhì)量可靠的廠方購(gòu)進(jìn)組裝。

        國(guó)內(nèi)軟密封閘閥的銅螺母塊是嵌掛在襯膠閥板上方的,類(lèi)似閘閥的結(jié)構(gòu),由于螺母塊的活動(dòng)摩擦容易使閥板的襯膠剝離。國(guó)外某公司的軟密封閘閥,銅螺母塊是鑲嵌在襯膠閘板內(nèi),形成整體,克服了上述缺點(diǎn),但閥蓋與閥體組合的同心度要求較高。

        啟閉軟密封閘閥時(shí),千萬(wàn)不應(yīng)關(guān)閉過(guò)死,只要達(dá)到止水效果即可,否則不易開(kāi)啟或襯膠剝離。山東某閥門(mén)制造公司,在閥門(mén)試壓檢驗(yàn)時(shí),使用扭力板手來(lái)控制關(guān)閉的程度,作為自來(lái)水公司的閥門(mén)操作人員也應(yīng)較仿此種啟閉方法。

      (3)蝶閥

        當(dāng)前蝶閥選型中關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題:

      a.中線(xiàn)蝶閥

        中線(xiàn)蝶閥在我國(guó)小口徑蝶閥中使用量很大,效果也比較好。在制造方式上有兩大差別:一種閥體襯膠層后有支承架以塘沽產(chǎn)品為代表;一種閥體襯膠層后沒(méi)有支承架以鄭州產(chǎn)品為代表。前者襯膠量較少,后者過(guò)流面積較大。有人懷疑后者閥門(mén)使用壽命較短,但據(jù)調(diào)查并非如此。

      b.立式與臥式蝶閥的比較

        在中、大型蝶閥中,閥軸存在立式與臥式的區(qū)別,通常立式蝶閥的覆土較深,水中雜物容易纏繞軸端,影響啟閉;臥式蝶閥的變速傳動(dòng)箱在側(cè)旁,閥井在道路上占的平面位置較寬,影響安排其它管線(xiàn)。因此在中型中徑蝶閥用立式為多,大口徑蝶閥在平面位置許可的條件下力求臥式。無(wú)論立式或臥式,閥門(mén)啟閉指標(biāo)均應(yīng)采取措施,以便從地面上觀察到。 

      c.偏心蝶閥

        中線(xiàn)蝶閥的關(guān)閉密封,實(shí)質(zhì)上一種橡膠襯層的擠壓密封,特別是閥軸附近受擠較大,這樣閥門(mén)的使用壽命受到影響,閥門(mén)的啟閉力矩偏大。為了減輕這方面的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)出一維、二維及三維偏心的蝶閥,其中研制的三維偏心蝶閥,理論的密封狀態(tài)是一種接觸密封狀態(tài),不少?gòu)S家進(jìn)行了這方面的研制,其中天津某廠的產(chǎn)品采用電腦控制的機(jī)床加工的,產(chǎn)品接近這方面的技術(shù)要求。 

        偏心蝶閥在承載水壓上是有方向性的,特別是三維偏蝶閥反向承壓能力較弱。由于管網(wǎng)是環(huán)狀的,要求閥門(mén)兩向承受壓力的要求是相同的,因此訂貨時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)此項(xiàng)要求。

      d.軟密封與金屬密封

        供水行業(yè)使用的蝶閥多數(shù)是軟密封蝶閥,這種密封方式在使用中出現(xiàn)了以下問(wèn)題:

      ①橡膠質(zhì)量不佳,容易老化、受壓變形、擠壓開(kāi)裂;

      ②閥門(mén)在制造過(guò)程中,難以保證蝶板在閥體腔中的同心度,往往以過(guò)度擠壓的方式解決密封問(wèn)題,從而影響了閥門(mén)的使用壽命; 

      ③立式蝶閥閥軸與軸套的加工精度及止推方式失調(diào),導(dǎo)致蝶板晃動(dòng)與下垂,形成了滲漏;

      ④蝶閥在安裝施工過(guò)程中膠圈受損,影響了密封性。

        一些廠家針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了以下的改進(jìn):

      ①膠圈定點(diǎn)外協(xié)生產(chǎn),加強(qiáng)質(zhì)量把關(guān),通常用于供水行業(yè)的閥門(mén),選用三元乙丙橡膠和丁睛橡膠而天然橡膠用的不多,嚴(yán)禁摻和再生膠;②湖北某廠對(duì)蝶板上的密封膠圈的整塊壓板改成短塊燕尾拼裝連接,以調(diào)節(jié)各部位壓板的擠壓程度來(lái)平衡蝶閥使用壽命,但這種調(diào)節(jié)技巧也是很難掌握的;

      ③天津及上海個(gè)別廠推出的DB蝶閥及法蘭蝶閥,它們的密封膠圈鑲嵌在燕尾槽內(nèi),有一定的活動(dòng)余量,可以自行調(diào)節(jié)蝶閥關(guān)閉時(shí)膠圈的擠壓狀況;

      ④河南某公司推出一種“氟塑料”密封圈替代橡膠密封圈,提高密封圈的耐磨性及抗老化性;

      ⑤不少?gòu)S家推出金屬密封蝶閥替代膠圈密封蝶閥。

        金屬密封蝶閥由于密封件的彈性較小,一般采用偏心結(jié)構(gòu),特別是用三維偏心結(jié)構(gòu)較為理想。金屬密封蝶閥原用于高壓蒸汽管路上,價(jià)格較貴,它在運(yùn)行中密封面不易損傷,但它的制造精度要求較高,一旦滲漏難以修復(fù)。

      (4)球閥與旋塞閥

        蝶閥的主要缺點(diǎn)是蝶板占據(jù)一定的過(guò)水?dāng)嗝妫龃笠欢ǖ乃^損失;閘閥雖無(wú)此問(wèn)題,但大口徑立式閘閥的高度影響管道的覆土深度,大口徑臥式閘閥的長(zhǎng)度,增大管線(xiàn)占據(jù)橫向面積,影響其它管線(xiàn)的安排;球閥及旋塞閥則保持了閘閥的過(guò)水?dāng)嗝妫挚朔怂娜秉c(diǎn)。球閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流阻小、密封可靠、動(dòng)作靈活,維修及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。旋塞閥亦具有類(lèi)似優(yōu)點(diǎn),唯過(guò)水面積不是正園形。

        球閥及旋塞閥均比蝶閥重,鑄造及加工難度大,價(jià)格較貴,一般適用于中小口徑管道上。近十年由于鑄造技術(shù)的改進(jìn),采用消失模法或樹(shù)脂砂法鑄造,可避免或減少機(jī)械加工,從而降低了成本,因此球閥用于大口徑管道上的可行性值得探索。

        近年湖北某廠仿照美國(guó)產(chǎn)品,研制出扇形偏心旋塞閥,扇形閥板上襯有橡膠,密封性好,啟閉力矩小,過(guò)流面積大,并通過(guò)了機(jī)械部閥門(mén)檢測(cè)中心作過(guò)閥門(mén)啟閉耐久性檢驗(yàn)及流阻檢測(cè),從而*國(guó)內(nèi)此類(lèi)閥型的空白。目前的扇形偏心旋塞閥底部有一凹槽,容易積渣,容易引起啟閉故障,應(yīng)以改進(jìn)。

      2.2 閥門(mén)的材質(zhì)

      (1)供水管網(wǎng)中的閥門(mén),過(guò)去閥體、閥蓋、變速傳動(dòng)箱材質(zhì)多數(shù)是灰口鑄鐵,部分為球墨鑄鐵。鑒于管材、管件均推廣使用球墨鑄鐵,閥門(mén)的材質(zhì)亦應(yīng)如此。從而提高鑄件的質(zhì)量,且降低閥門(mén)的重量,特別是閥板首先應(yīng)使用球鐵件(QT405-10)。

        應(yīng)該指出,由于閥體各部位厚薄不一,鑄件球化的難度是較大的,應(yīng)有相應(yīng)的措施,確保鑄件質(zhì)量。目前閥體鑄造上尚存在一些問(wèn)題,譬如球墨鑄鐵的理化指標(biāo)除個(gè)別廠家外,多數(shù)控制不嚴(yán),并且用型砂翻鑄,大量以機(jī)械加工成型。建議各廠家建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,對(duì)于數(shù)量較大的中小口徑閥門(mén)采用消失模法造型,大口徑閥門(mén)采用樹(shù)脂砂造型,并且要求鑄件應(yīng)有有效消除內(nèi)應(yīng)力的措施,推廣拋丸清砂措施。鑄件的缺陷,不允許用焊補(bǔ)方式消除,否則應(yīng)采取措施消除焊補(bǔ)形成的內(nèi)應(yīng)力,進(jìn)行更嚴(yán)格的檢驗(yàn),并向用戶(hù)說(shuō)明情況。

        在考察中亦了解到不少閥門(mén)制造廠家鑄造件采用外協(xié)方式解決的,以?xún)?yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式,購(gòu)置外協(xié)部件組裝亦是一種經(jīng)營(yíng)方式,關(guān)鍵是對(duì)外協(xié)件的質(zhì)量控制要嚴(yán)格。當(dāng)然對(duì)于購(gòu)置低質(zhì)的部件,略加裝飾,扣上自身的廠牌,高價(jià)出售的作法是應(yīng)制止的。

      (2)閥桿 建議一律采用2CR13不銹鋼材。

      (3)閥桿螺母 建議采用鑄鋁黃銅或鑄鋁青銅,且螺母的硬度及強(qiáng)度大于閥桿。

      2.3 閥門(mén)的啟閉力矩

        為了人工或機(jī)具啟閉的輕便,閥門(mén)在工作壓力下的啟閉力矩≤240Nm,也就是一個(gè)人操作即可。

        希望閥門(mén)制造廠家首先優(yōu)化閥門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),提高部件組合的同心度、活動(dòng)部件接觸面的光潔度,減少啟閉阻力。倘若僅僅靠變速傳動(dòng)箱的變速比,增加啟閉轉(zhuǎn)數(shù)的方式來(lái)減少啟閉力矩是不理想的。為了這一目的,機(jī)械加工手段的更新是不容忽視的,如天津某閥門(mén)廠為了提高機(jī)械加工的質(zhì)量,大量配備電腦程控的機(jī)床及加工中心,是值得贊許的。 

      2.4 閥桿的密封填料

        閥門(mén)的滴漏往往出現(xiàn)在閥桿的密封填料上,特別是大口徑閥門(mén)因填料的維護(hù)而停水,代價(jià)是昂貴的。因此對(duì)于提高密封填料的耐久性是十分必要,一方面用料恰當(dāng),不易老化,二方面要求填料磨損很小,加之管網(wǎng)中閥門(mén)啟閉次數(shù)有限,應(yīng)力求數(shù)十年不更換為好。在考察中上海某公司對(duì)于DN100-2600mm的各類(lèi)閥門(mén)的閥軸盤(pán)根填料均采用三道細(xì)膠圈及一個(gè)膠質(zhì)防護(hù)罩,只要閥體、閥蓋組裝的同心度有保證,膠圈接觸面的光潔度好,據(jù)該公司介紹可保證十年啟閉不滴漏,這種閥軸密封方式比起人字形膠圈、彈性石墨填料等簡(jiǎn)單,并使啟閉力矩減少等優(yōu)點(diǎn),值得借鑒。

      2.5 閥門(mén)的變速傳動(dòng)箱

        大口徑閥門(mén)由于啟閉力矩的關(guān)系,配備了變速傳動(dòng)箱。對(duì)于這樣的部件希望制造中注意以下幾點(diǎn):

      (1)箱體上有啟閉限位的裝置,這種裝置的調(diào)節(jié)螺帽應(yīng)設(shè)在箱體內(nèi)。

      (2)箱體結(jié)構(gòu)盡量小巧并牢固,若啟閉操作過(guò)度,不致于箱體破裂。

      (3)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,啟閉時(shí)只能帶動(dòng)閥軸旋轉(zhuǎn),不使其上下竄動(dòng);傳動(dòng)部件咬合正常,不產(chǎn)生帶負(fù)荷啟閉時(shí)分離打滑。

      (4)變速傳動(dòng)箱在地下水位較高的地區(qū)往往容易被水浸泡,所以箱體  應(yīng)有密封措施。有些閥門(mén)制造廠家把閥軸填料處的外殼與變速傳動(dòng)箱連成整體,一旦填料處漏水,就很容易串入箱體內(nèi),這一點(diǎn)是值得改進(jìn)的。

      2.6 閥門(mén)的操作機(jī)構(gòu)

        供水管網(wǎng)中的管道通常暗埋,閥門(mén)設(shè)井保護(hù),明桿閥門(mén)是不適用的,閥門(mén)的啟閉力求從地面作業(yè),因此閥門(mén)啟閉端應(yīng)設(shè)方榫帽,而手輪是不適宜的。啟閉方向一律要求順時(shí)針旋轉(zhuǎn)關(guān)閥,訂貨時(shí)應(yīng)以明確。閥門(mén)的啟閉度應(yīng)有標(biāo)示盤(pán),這種標(biāo)示盤(pán)應(yīng)從地上觀察到,標(biāo)示盤(pán)的刻度應(yīng)鑄造在鑄件上,可刷上熒光粉,以便醒目。不應(yīng)使用鋁皮等材料,指針與啟閉限位的刻度應(yīng)安裝前調(diào)試好,并鎖定。 

      近來(lái)有些廠家對(duì)中小口徑閘閥,也設(shè)計(jì)了相應(yīng)啟閉標(biāo)示盤(pán),這值得贊許的事。

      2.7 閥門(mén)的性能與測(cè)試

        評(píng)價(jià)閥門(mén)的性能與性能檢測(cè)時(shí),要關(guān)注以下幾點(diǎn):

      (1)閥門(mén)在工作水壓下啟閉靈活、輕便,在工作水壓下用扭矩搬手檢測(cè)開(kāi)啟力矩。

      (2)閥門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密,在11倍工作水壓下,不滲漏或滴漏符合標(biāo)準(zhǔn)要求金屬密封的蝶閥,這要求閥門(mén)的兩側(cè)輪流承壓、分別檢測(cè),且多次啟閉達(dá)到同樣效果。要求各種口徑、不同類(lèi)型的閥門(mén),均應(yīng)在制造廠家及有檢測(cè)資格的單位,進(jìn)行帶負(fù)荷啟閉的壽命檢測(cè)。這種檢測(cè)也包括對(duì)閥軸密封效果的評(píng)價(jià)。 

      (3)閥門(mén)過(guò)流能力要強(qiáng)。特別是蝶閥,蝶板的過(guò)流阻力要小、過(guò)流有效面積要大。這要求各種口徑、不同類(lèi)型的閥門(mén)也應(yīng)在有檢測(cè)資格的單位,進(jìn)行流阻系數(shù)的測(cè)定。

      (4)閥體承內(nèi)水壓的能力應(yīng)與管道一致,也就是閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下,閥門(mén)能承受管道試驗(yàn)壓力的要求。

      (5)在考察的廠家中,個(gè)別閥門(mén)廠可進(jìn)行DN600mm閥門(mén)的壽命、流阻、扭矩等的測(cè)試,不少的閥門(mén)廠不具備這樣的手段。

      訂貨須知:

      一、①減壓閥產(chǎn)品名稱(chēng)與型號(hào)②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
      二、若已經(jīng)由設(shè)計(jì)單位選定公司的截止閥型號(hào),請(qǐng)球閥型號(hào)直接向我司銷(xiāo)售部訂購(gòu)。

      三、當(dāng)使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請(qǐng)您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù),由我們的閥門(mén)公司專(zhuān)家為您審核把關(guān)。如有疑問(wèn):請(qǐng):,,,,:,.  

         

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