大型輸水工程中的蝶閥計算選型

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現在介紹大型輸水工程中的蝶閥計算選型大口徑蝶閥蝶板密封面測量工具寧波閥門廠詹明我廠生產的蝶閥（７００～１６００ｍｍ）蝶板（圖１）的斜對于大型輸水工程中的蝶閥來說，其主要特點在于口徑大、流量大。為降低輸水過程中的能量損耗，提高輸水效率，必須設法降低蝶閥的壓力損失，提高流量系數。

　　　　1大型輸水工程中的蝶閥計算選型 計算模型
　　　　1.1 幾何建模
　　　　首先采用Solidworks軟件對蝶板進行了三維造型（見圖1）。蝶板底部直徑為3.4m。蝶板上部設計為拱形結構，拱形內部設計有若干格柵以提高水的過流面積。拱形兩側各有一個凸臺用于安裝蝶板的轉軸。圖1 原型蝶板的三維造型初步分析認為，拱形兩側的凸臺可能會引起流動的紊亂，因此將其改造成流線型，其三維造型見圖2。圖2 改進型蝶板的三維造型
　　　　1.2　大型輸水工程中的蝶閥計算選型計算建模
　　　　計算模型采用三維N-S方程及標準k-ε湍流模型。其主控制方程為：
　　　　式（1）中，Q為守恒變矢量；f，g，h分別為3個坐標方向的通量，分別表示為式（2）~式（5）：面以上端尺寸ΦＤ為設計基準，但車斜面與上Ｒ后，產品用常規(guī)測量工具無法測量?，F用大游標卡尺配一副測量卡板組成測量工具（圖２），可以解決這一問題。

向偏心的*設計使密封面之間無摩擦傳動，延長了閥門使用壽命。
由扭矩產生彈性密封。
巧妙的楔形設計使閥門有越關越緊的自動密封功能，密封面之間具有補償性、零泄漏。
體積小、重量輕、操作輕巧、便于安裝。
可根據用戶要求配置氣動、電動裝置，滿足遙控和程控的需要。    圖3 閥門開啟過程流態(tài)變化
　　　　上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,計算也給出了改進前后兩種蝶板在水平（即全開）狀態(tài)下的繞流流線圖和壓力云圖（見圖4、圖5，第3頁圖6、圖7）。從流線圖可以看出，原型閥門蝶板附近的流動比較紊亂，而改進后的流動則較為光順。反映到壓力上，從壓力云圖可以看出，改進前后的壓力梯度具有明顯不同。原型蝶板在兩側凸臺和外側筋板上有明顯的壓力集中，容易造成結構損壞，而改進后蝶板的壓力分布則較為均勻。
　
一、大型輸水工程中的蝶閥計算選型用途
1、當水輪機組事故飛逸時，緊急動水關閉進水閥，保護機組的安全；
2、一管多機的水電站中，當一臺機組故障須檢修時，關閉該機組前的進水閥即可進行檢修工作，而不會影響其它機組的
正常工作；
3、當機組長時間停機時關閉進水閥，可減少機組蠕動和減少開機時間。
二、特點
1、閥體和活門采用鑄焊成型。閥體的外部采用T形加強結構，活門采用雙平板框架結構或流線型結構，強度高，剛性好。
   入水和出水的部 位采用導流或流線型設計，水力特性好，通過進水閥的流阻系數小于0.2；
2、橡膠軟密封采用雙偏心結構，金屬硬密封采用三維偏心結構，充分利用進水閥的水力自關閉特性，保證任意工況時的
   關閥可靠性；
3、蓄能器的流體能或者重錘勢能驅動進水閥的直缸搖擺接力器開啟或關閉進水閥，液壓系統(tǒng)的保壓性能好，按照預先設
   定的程序開 閥或 關閥，開閥或關閥的全過程可控（液壓系統(tǒng)可設計多種壓力級別供用戶選擇）；
4、采用PLC控制，線路簡單，可靠性高，通訊接口齊全，具有較完善的人機通訊功能和故障自我診斷功能；通過電氣控
   制柜可以就地操作 也可以遠距離操作，簡便的實現水輪機組與進水閥的聯鎖程序控制及微機集中控制；
5、關閥位置設置液壓鎖定和機械鎖定。機械鎖定用于防止檢修水輪機時因誤操作進水閥發(fā)生意外事故。開閥位置可按用
   戶要求確定是否設 置液壓鎖定。
6、液壓站和電氣控制柜與進水閥分離就近安裝；液壓站通過經酸洗的無縫鋼管和軟管與進水閥的接力器和鎖定油缸連接。
三、大型輸水工程中的蝶閥計算選型工作原理
1、開閥時，啟動油泵電機組，油泵將壓力油輸入蓄能罐至額定壓力后停止（重錘式開閥時油泵電機組直接向接力器供油
    ）。打開旁通閥，管線介質通過旁通管路進入水輪機蝸殼漸變段，空氣閥自動排氣，待進水閥前后壓力差值達到設
   定值時，液壓鎖定油缸電 磁閥動作，解 除液壓鎖定裝置。進水閥直缸搖擺接力器電磁閥動作，壓力油進入直缸搖擺
   接力器無桿腔，帶動進水閥的曲柄、閥軸轉動，閥門開啟。 全開到位后，關閉旁通閥。
2、關閥時，進水閥直缸搖擺接力器電磁閥換向，壓力油進入直缸搖擺接力器有桿腔，閥門關閉，關閉到位后，液壓鎖定
   油缸電磁閥換向， 液壓鎖定裝置投入。
3、進水閥開閥或關閥的全行程時間可調節(jié)液壓回路上的調速閥實現。
　　　　從計算結果看，改進后的蝶板具有“大流量系數、小壓力損失”的明顯優(yōu)點。
　　　　更具有工程實際意義的數據是流量系數和壓力損失系數，本文的計算也分別給出了改進前后的相關結果（見表1）。表1 蝶板改進前后的壓力系數和流量系數從表1的計算結果可以看出，改進后蝶板的阻力降低約30%，壓差降低9%，壓力損失系數降低約9%，而流量系數則增加了5%。

　　　　3 大型輸水工程中的蝶閥計算選型經濟性分析
　　　　該蝶閥閥板采用鑄造工藝成型。改進后材料費增加約5%，加工工藝沒有太大的變化，總的制造成本略有增加。但改進后的閥門因具有流線形的兩側凸臺，其結合部位的應力集中情況得到很大改善，在大載荷工況下不易發(fā)生破壞，使得閥門故障率明顯降低，壽命則明顯延長；而且降低了輸水過程中的能量損耗，提高了工作效率。相比較而言，制造成本的增加*可以忽略不計。與本產品相關論文禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護