水擊操縱是給水管道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。水擊的產(chǎn)生與氣動閥門的快速關(guān)掉/打開相關(guān)，因?yàn)殚l閥關(guān)掉/打開時(shí)長Ts與水擊波的相長T的差別，主要表現(xiàn)為立即水擊和間接性水擊二種方式。
當(dāng)Ts﹤T時(shí)，在閘閥關(guān)掉情況下，反射面回家的水擊波并未抵達(dá)閘閥時(shí)，閥已關(guān)閉，水擊波所造成的壓力提高值無影響功效，這類水擊稱之為立即水擊，閘閥開情況與關(guān)掉情況正好相對，配有一般逆止閥的恒壓供水系統(tǒng)中經(jīng)常造成立即水擊。
當(dāng)Ts﹥T時(shí)，在閘閥關(guān)掉情況下，反射面回家的水擊波抵達(dá)閘閥時(shí)，閘閥并未徹底關(guān)掉，水擊波造成的氣體壓強(qiáng)升值受到了影響，水擊最高值被減少，這類水擊稱之為間接性水擊。在同一情況下，立即水擊比間接性水擊的危害要大很多，傷害最大的是掉線消弭水擊。株洲南方閥門制造有限責(zé)任公司制造的多用途水泵控制閥，便是根據(jù)控制閥門的關(guān)掉情況，導(dǎo)致間接性水擊的產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)來完成管道系統(tǒng)的水擊安全防護(hù)的。
1.水擊波增加值的理論計(jì)算
給水系統(tǒng)水擊波的工作壓力最高值P為離心水泵的額定值水泵揚(yáng)程P1和水擊工作壓力升值△P的迭加值即：
P=P1 △P（1）
（1）立即水擊工作壓力升值△P
按儒可洛夫斯基公式計(jì)算，能夠測算供水設(shè)備中產(chǎn)生立即水擊時(shí)的工作壓力升值△P
(2)
△P—立即水擊的工作壓力升值，Kpa；
V0—水擊造成前管路里的平均流速，m/s；
V—水擊造成后管路里的平均流速，m/s；
（3）
式中,K：水的彈性模具，N/m2;K=2.04×105N/cm2
E：壁厚原材料的彈性模具，N/m2，無縫鋼管或鋼筋混凝土管，EO=2.04×107N/cm2
D：供水管道的口徑，mm；δ：供水管道的壁厚存度，mm；
CO=K/ρ，在相對密度為ρ，彈性模具為K的無邊界液態(tài)物質(zhì)中響聲的傳播速率，針對水，CO=1425m/s。
從式（2）看得出，當(dāng)管道材料以及所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)明確之后，立即水擊的工作壓力升值△P，是管經(jīng)和水流量的函數(shù)公式，△P=f（V，1/D），立即水擊的工作壓力升值△P伴隨著流動速度的擴(kuò)大而增大，伴隨著管經(jīng)的提升而減少。因此在工程技術(shù)中能通過減少流動速度即擴(kuò)大管經(jīng)來減少水錘現(xiàn)象的傷害。
（2）間接性水擊工作壓力升值△P1的測算
間接性水擊的工作壓力升值測算比較復(fù)雜[2][3]，可按流體力學(xué)公式開展測算
△P,=T/Ts·△P(4)△P'—間接性水擊時(shí)的壓力升值，Kpa；
因?yàn)楫a(chǎn)生間接性水擊時(shí)，Ts﹥T，由式（4）得知，△P'﹤△P，即一樣情況下間接性水擊較立即水擊的水錘工作壓力最高值要小。
當(dāng)閥體的關(guān)掉（打開）時(shí)長Ts，水擊波的相長T明確以后，能夠按（4）式立即測算間接性水擊的工作壓力升值。在具體采用離心水泵多功能閥時(shí)，當(dāng)孔徑超過DN800時(shí)，一般以Ts=(1.3-1.5)T，Ts≯2.0T最合適。當(dāng)管道直徑較小、管路不長時(shí)間，Ts能夠適度增加，閉閥歷經(jīng)Ts必須是水擊相T=2L/C的2-10倍，把具體水擊工作壓力P限制在安全范圍內(nèi)?？筛鶕?jù)調(diào)節(jié)閥開閉姿勢時(shí)長（3～120s），使測算水擊工作壓力最高值低于1.5倍離心水泵壓力。這一點(diǎn)有別于液控緩閉閥，液控緩閉閥是通過快關(guān)、慢關(guān)兩階段完成的，在快關(guān)環(huán)節(jié)，關(guān)掉視角大，約為60-80%,而時(shí)間很短，為1-2s;在慢關(guān)環(huán)節(jié)，關(guān)掉視角小。關(guān)掉時(shí)間太長，非常容易造成
二類壓力容器里的水很多逆流，使離心水泵翻轉(zhuǎn)速率超出規(guī)定值，或是導(dǎo)致二類壓力容器里的水流被迅速扯斷，一部分管道發(fā)生真空泵，乃至造成掉線消弭水擊。
2、多用途水泵控制閥的水擊控制過程
多用途水泵控制閥是一種新式的水力控制閥門，一閥可與此同時(shí)取代現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)離心水泵壓自來水管里的電動式蝶（閘）閥、節(jié)流閥和水錘消除器，并能自行完成開泵時(shí)的緩開（準(zhǔn)軟起動），停泵時(shí)的速閉/緩閉，大部分能夠完成現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)液控緩閉閥的功用，即兩階段關(guān)閥全過程，合理地避免水擊安全事故的造成，但它無任何電氣控制系統(tǒng)驅(qū)動力或外力作用汽壓系統(tǒng)軟件。在油路板設(shè)計(jì)方案上還使用了寬油路板流線形設(shè)計(jì)方案，合理地降低了流水摩擦阻力。
多用途水泵控制閥的水擊安全防護(hù)全過程：水泵啟動前，閘閥出入口端工作壓力功效在分配閥板上，分配閥板處在關(guān)掉部位，與此同時(shí)脈沖阻尼器控制板的胸腹腔連接工作壓力水，下腔則與閘閥進(jìn)口的端低電壓互通。水泵啟動后，閘閥進(jìn)口的工作壓力慢慢上升，與此同時(shí)工作壓力水根據(jù)閘閥進(jìn)口的端軟管遲緩進(jìn)到脈沖阻尼器控制板下腔，完成分配閥板的遲緩打開，打開速率可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。離心水泵關(guān)機(jī)時(shí)，閘閥進(jìn)口的的工作壓力減少，當(dāng)貼近零流量時(shí)，分配閥板在本身重力作用下快速關(guān)掉。因閘閥進(jìn)口的端工作壓力減少，閘閥出入口端工作壓力水根據(jù)軟管進(jìn)到脈沖阻尼器控制板胸腹腔，下腔水根據(jù)閘閥進(jìn)口的端軟管壓回至閘閥進(jìn)口的端，緩閉閥板遲緩關(guān)掉，慢關(guān)時(shí)長可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。分配閥板的速閉和緩閉閥板的緩閉合乎給水系統(tǒng)的兩階段關(guān)掉規(guī)律性，所以能合理地減少水擊工作壓力最高值。
軟管的配件設(shè)計(jì)方案：微逆止閥的作用是確保閘閥打開的時(shí)長超過電機(jī)啟動時(shí)長，使電動機(jī)空載運(yùn)行；閘閥打開時(shí)長可依據(jù)當(dāng)場工作狀況工作壓力設(shè)置。調(diào)壓閥可調(diào)節(jié)出入脈沖阻尼器控制板左右腔的水流速度，進(jìn)而調(diào)整緩閉時(shí)長；在離心水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可手動控制該閥來啟閉閥門。過濾裝置是確保脈沖阻尼器控制板左右腔中水的潔凈度。因?yàn)殚y體在打開情況下流水是往復(fù)式出入的，自身具備反沖洗的功效，因而也適合于物質(zhì)較弱的狀況。
多用途水泵控制閥分配閥板的打開是通過管路里的流水撞擊力尺寸確定的，流動速度高時(shí)分配閥板打開度大，流動速度減少時(shí)閥板打開度小；流動速度接近于零時(shí)，分配閥板關(guān)掉。全過程與清除水擊的兩階段關(guān)掉基本原理相符合，因而清除水擊效果很好。
多用途水泵控制閥緩閉閥板的關(guān)掉，要在脈沖阻尼器式控制板左右腔產(chǎn)生壓差后才能完成，即分配閥板關(guān)掉后，緩閉閥板方可關(guān)掉，所以不可能發(fā)生緩閉與速同步的狀況。
3應(yīng)用實(shí)例
安康鐵路自來水廠改建工程：
設(shè)計(jì)方案揚(yáng)程80m，地貌落差68.4m，設(shè)計(jì)流量850m3/h，管規(guī)格DN400，長度為6.0km,設(shè)計(jì)方案流動速度0.50—1.20m/s,C=980.4m/s,水擊波相長T為12.2s,Ts=2.25T=30s時(shí)，科學(xué)上，造成間接性水擊的最高值為1.34Mpa,組裝多用途水泵控制閥后，造成的停泵水擊工作壓力最高值為0.98Mpa；組裝一般逆止閥停泵水擊工作壓力最高值則為1.88MPa。據(jù)現(xiàn)場測試，組裝JD745X—10DN400多用途水泵控制閥，緩閉時(shí)長為30s時(shí)，停泵工作壓力最高值為0.95MPa，低于1.20Mpa，而原配備為電動球閥和微阻緩閉碟閥，停泵工作壓力最高值為1.2～1.4MPa。停泵后離心水泵較大翻轉(zhuǎn)速率為600r/min，與原配備同樣。經(jīng)好幾處實(shí)踐活動使用證明，多用途水泵控制閥具備優(yōu)良的水擊安全防護(hù)功效。
當(dāng)Ts﹤T時(shí)，在閘閥關(guān)掉情況下，反射面回家的水擊波并未抵達(dá)閘閥時(shí)，閥已關(guān)閉，水擊波所造成的壓力提高值無影響功效，這類水擊稱之為立即水擊，閘閥開情況與關(guān)掉情況正好相對，配有一般逆止閥的恒壓供水系統(tǒng)中經(jīng)常造成立即水擊。
當(dāng)Ts﹥T時(shí)，在閘閥關(guān)掉情況下，反射面回家的水擊波抵達(dá)閘閥時(shí)，閘閥并未徹底關(guān)掉，水擊波造成的氣體壓強(qiáng)升值受到了影響，水擊最高值被減少，這類水擊稱之為間接性水擊。在同一情況下，立即水擊比間接性水擊的危害要大很多，傷害最大的是掉線消弭水擊。株洲南方閥門制造有限責(zé)任公司制造的多用途水泵控制閥，便是根據(jù)控制閥門的關(guān)掉情況，導(dǎo)致間接性水擊的產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)來完成管道系統(tǒng)的水擊安全防護(hù)的。
1.水擊波增加值的理論計(jì)算
給水系統(tǒng)水擊波的工作壓力最高值P為離心水泵的額定值水泵揚(yáng)程P1和水擊工作壓力升值△P的迭加值即：
P=P1 △P（1）
（1）立即水擊工作壓力升值△P
按儒可洛夫斯基公式計(jì)算，能夠測算供水設(shè)備中產(chǎn)生立即水擊時(shí)的工作壓力升值△P
(2)
△P—立即水擊的工作壓力升值，Kpa；
V0—水擊造成前管路里的平均流速，m/s；
V—水擊造成后管路里的平均流速，m/s；
（3）
式中,K：水的彈性模具，N/m2;K=2.04×105N/cm2
E：壁厚原材料的彈性模具，N/m2，無縫鋼管或鋼筋混凝土管，EO=2.04×107N/cm2
D：供水管道的口徑，mm；δ：供水管道的壁厚存度，mm；
CO=K/ρ，在相對密度為ρ，彈性模具為K的無邊界液態(tài)物質(zhì)中響聲的傳播速率，針對水，CO=1425m/s。
從式（2）看得出，當(dāng)管道材料以及所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)明確之后，立即水擊的工作壓力升值△P，是管經(jīng)和水流量的函數(shù)公式，△P=f（V，1/D），立即水擊的工作壓力升值△P伴隨著流動速度的擴(kuò)大而增大，伴隨著管經(jīng)的提升而減少。因此在工程技術(shù)中能通過減少流動速度即擴(kuò)大管經(jīng)來減少水錘現(xiàn)象的傷害。
（2）間接性水擊工作壓力升值△P1的測算
間接性水擊的工作壓力升值測算比較復(fù)雜[2][3]，可按流體力學(xué)公式開展測算
△P,=T/Ts·△P(4)△P'—間接性水擊時(shí)的壓力升值，Kpa；
因?yàn)楫a(chǎn)生間接性水擊時(shí)，Ts﹥T，由式（4）得知，△P'﹤△P，即一樣情況下間接性水擊較立即水擊的水錘工作壓力最高值要小。
當(dāng)閥體的關(guān)掉（打開）時(shí)長Ts，水擊波的相長T明確以后，能夠按（4）式立即測算間接性水擊的工作壓力升值。在具體采用離心水泵多功能閥時(shí)，當(dāng)孔徑超過DN800時(shí)，一般以Ts=(1.3-1.5)T，Ts≯2.0T最合適。當(dāng)管道直徑較小、管路不長時(shí)間，Ts能夠適度增加，閉閥歷經(jīng)Ts必須是水擊相T=2L/C的2-10倍，把具體水擊工作壓力P限制在安全范圍內(nèi)?？筛鶕?jù)調(diào)節(jié)閥開閉姿勢時(shí)長（3～120s），使測算水擊工作壓力最高值低于1.5倍離心水泵壓力。這一點(diǎn)有別于液控緩閉閥，液控緩閉閥是通過快關(guān)、慢關(guān)兩階段完成的，在快關(guān)環(huán)節(jié)，關(guān)掉視角大，約為60-80%,而時(shí)間很短，為1-2s;在慢關(guān)環(huán)節(jié)，關(guān)掉視角小。關(guān)掉時(shí)間太長，非常容易造成
二類壓力容器里的水很多逆流，使離心水泵翻轉(zhuǎn)速率超出規(guī)定值，或是導(dǎo)致二類壓力容器里的水流被迅速扯斷，一部分管道發(fā)生真空泵，乃至造成掉線消弭水擊。
2、多用途水泵控制閥的水擊控制過程
多用途水泵控制閥是一種新式的水力控制閥門，一閥可與此同時(shí)取代現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)離心水泵壓自來水管里的電動式蝶（閘）閥、節(jié)流閥和水錘消除器，并能自行完成開泵時(shí)的緩開（準(zhǔn)軟起動），停泵時(shí)的速閉/緩閉，大部分能夠完成現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)液控緩閉閥的功用，即兩階段關(guān)閥全過程，合理地避免水擊安全事故的造成，但它無任何電氣控制系統(tǒng)驅(qū)動力或外力作用汽壓系統(tǒng)軟件。在油路板設(shè)計(jì)方案上還使用了寬油路板流線形設(shè)計(jì)方案，合理地降低了流水摩擦阻力。
多用途水泵控制閥的水擊安全防護(hù)全過程：水泵啟動前，閘閥出入口端工作壓力功效在分配閥板上，分配閥板處在關(guān)掉部位，與此同時(shí)脈沖阻尼器控制板的胸腹腔連接工作壓力水，下腔則與閘閥進(jìn)口的端低電壓互通。水泵啟動后，閘閥進(jìn)口的工作壓力慢慢上升，與此同時(shí)工作壓力水根據(jù)閘閥進(jìn)口的端軟管遲緩進(jìn)到脈沖阻尼器控制板下腔，完成分配閥板的遲緩打開，打開速率可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。離心水泵關(guān)機(jī)時(shí)，閘閥進(jìn)口的的工作壓力減少，當(dāng)貼近零流量時(shí)，分配閥板在本身重力作用下快速關(guān)掉。因閘閥進(jìn)口的端工作壓力減少，閘閥出入口端工作壓力水根據(jù)軟管進(jìn)到脈沖阻尼器控制板胸腹腔，下腔水根據(jù)閘閥進(jìn)口的端軟管壓回至閘閥進(jìn)口的端，緩閉閥板遲緩關(guān)掉，慢關(guān)時(shí)長可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。分配閥板的速閉和緩閉閥板的緩閉合乎給水系統(tǒng)的兩階段關(guān)掉規(guī)律性，所以能合理地減少水擊工作壓力最高值。
軟管的配件設(shè)計(jì)方案：微逆止閥的作用是確保閘閥打開的時(shí)長超過電機(jī)啟動時(shí)長，使電動機(jī)空載運(yùn)行；閘閥打開時(shí)長可依據(jù)當(dāng)場工作狀況工作壓力設(shè)置。調(diào)壓閥可調(diào)節(jié)出入脈沖阻尼器控制板左右腔的水流速度，進(jìn)而調(diào)整緩閉時(shí)長；在離心水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可手動控制該閥來啟閉閥門。過濾裝置是確保脈沖阻尼器控制板左右腔中水的潔凈度。因?yàn)殚y體在打開情況下流水是往復(fù)式出入的，自身具備反沖洗的功效，因而也適合于物質(zhì)較弱的狀況。
多用途水泵控制閥分配閥板的打開是通過管路里的流水撞擊力尺寸確定的，流動速度高時(shí)分配閥板打開度大，流動速度減少時(shí)閥板打開度小；流動速度接近于零時(shí)，分配閥板關(guān)掉。全過程與清除水擊的兩階段關(guān)掉基本原理相符合，因而清除水擊效果很好。
多用途水泵控制閥緩閉閥板的關(guān)掉，要在脈沖阻尼器式控制板左右腔產(chǎn)生壓差后才能完成，即分配閥板關(guān)掉后，緩閉閥板方可關(guān)掉，所以不可能發(fā)生緩閉與速同步的狀況。
3應(yīng)用實(shí)例
安康鐵路自來水廠改建工程：
設(shè)計(jì)方案揚(yáng)程80m，地貌落差68.4m，設(shè)計(jì)流量850m3/h，管規(guī)格DN400，長度為6.0km,設(shè)計(jì)方案流動速度0.50—1.20m/s,C=980.4m/s,水擊波相長T為12.2s,Ts=2.25T=30s時(shí)，科學(xué)上，造成間接性水擊的最高值為1.34Mpa,組裝多用途水泵控制閥后，造成的停泵水擊工作壓力最高值為0.98Mpa；組裝一般逆止閥停泵水擊工作壓力最高值則為1.88MPa。據(jù)現(xiàn)場測試，組裝JD745X—10DN400多用途水泵控制閥，緩閉時(shí)長為30s時(shí)，停泵工作壓力最高值為0.95MPa，低于1.20Mpa，而原配備為電動球閥和微阻緩閉碟閥，停泵工作壓力最高值為1.2～1.4MPa。停泵后離心水泵較大翻轉(zhuǎn)速率為600r/min，與原配備同樣。經(jīng)好幾處實(shí)踐活動使用證明，多用途水泵控制閥具備優(yōu)良的水擊安全防護(hù)功效。
咨詢需求
