活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用

活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用本文从功能要求、工作原理、使用效果三个方面论述了新型多功能水泵控制阀在矿井主排水中的应用，并指出了在实际应用中应注意的问题。 装设在水泵出水管上的新型多功能水泵控制阀同时具有闸阀、逆止阀、水锤消除器三种功能。 本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种活塞式多功能水泵控制阀，其特征在于包括阀体、阀座、导流板、密封垫、阀瓣、阀杆、导套、缸体、阀盖、活塞、电磁换向阀，阀盖装于缸体的顶部，之间形成空腔，并与缸体一起固定于阀体的顶部，活塞固定在阀杆的一端，并位于阀盖与缸体形成的空腔内，阀杆的另一端穿过导套与阀瓣相连，导流板通过密封垫固定于阀瓣的底部，并可活动嵌装在位于阀体内部的阀座上。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到阀盖与缸体通过双头螺栓连帽固定在阀体顶部的开口处。活塞通过锁紧螺母固定于阀杆其中一端。在阀体进、出水法兰上方分别配设有吊环螺钉。阀体设计为半直线与流线形结合的宽阀腔流道，采用直流式形状。
本实用新型相比现技术具有如下优点1、在启、闭时可以设定时间和启、闭速度，能可靠地满足离心泵零流量启动或轴流泵全开阀启动的技术要求，以保证水泵小的启动轴功率，而后缓慢开启，确保机组运行安全，断流时对离心泵可以先关阀后停泵，对轴流泵可以先停泵后关阀或关阀停泵同步执行，缓启、缓闭的速度可以调节，以减少甚至免除水锤的危害，保证供管网的安全。
　　
一、活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用功能要求

通常为了保证水泵的正常运行，在水泵的出水管上根据需要装设有闸阀、逆止阀以及水锤消除器三种阀件，这三种阀件在水泵的运行过程中分别起着不同的作用。
闸阀平时是处于关闭状态，水泵启动时闸阀慢慢打开，水泵停机时，闸阀先慢慢关闭。水泵的闭闸启动和闭闸停车，可以有效的防止开泵水锤和停泵水锤，同时，减少了水泵启动时的电机负荷，水泵在零流量时的轴功率小，一般仅为设计轴功率的30%。闸阀的另一个功能是，当闸阀关闭时，可以为安装在闸阀与水泵之间的逆止阀等阀件和水泵提供安全的检修条件，防止排水管的水回流。
逆止阀能防止突然断电时所造成的水流的流向改变，防止倒流；但是，逆止阀的突然关闭易产生水锤现象。在水泵的几何扬水高度较大时，严重的水锤瞬间高压会导致管道破裂，发生严重的生产事故。
防止水锤对输水管道的破坏方法，往往是在水泵的压水管上安装水锤消除器。
随着煤矿逐步实现水泵的自动化控制，人们用电动阀门和液压电动阀门取代手动阀门。通过对单体阀门进行多项技术改进，出现了缓开缓闭逆止阀、缓动启闭水力阀门、自动缓闭闸阀、双速自闭阀等新型阀门。以上措施在应用实践中取得了一定的效果，但仍不尽如人意，如使用压力传感和电气传动控制复杂故障较多，单一阀门的改进不能解决自动运行的主要问题。所以，人们一直致力于研制一种同时具有闸阀、逆止阀和水锤消除器三种阀件功能的阀门，在减少占地的同时满足上述综合要求。JD745X型多功能水泵控制阀是一种全过程自动操作的新型阀门，能够全自动实现离心泵开泵时的缓开，停泵时的二阶段快闭与缓闭，防止管道中介质的倒流，该阀可以同时替代水泵出口管路上的闸阀、逆止阀以及水锤消除器
该型多功能控制水泵阀的公称压力分1.0MPa、1.6MPa、2.5MPa、4.0 MPa和6.4 MPa五种，动作压力0.1MPa，介质温度在0～80℃，缓闭时间可在3-120s内调节，阻力损失比旋启式止回阀减少31%，水锤峰值小于1.3倍的水泵出口额定压力，公称口径DN50-DNl2000。
　　
二、活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用工作原理　　
多功能水泵控制阀在水泵的启动、关闭时是自动工作的，以下分别阐述其工作过程原理。
1．停泵状态，阀板在出口端及隔膜上腔静压作用下全部关闭。
2．水泵启动时，水压从旁通管传入下腔，主阀板及缓闭阀板在进口端及下腔水压作用下缓慢开启。
3．在进水端压力作用下，阀板上升到大开口状态，开口高度由流量决定。
4．停泵瞬间，流量及压力突然降低，主阀板在重力作用下开始向下滑蒋。
5．当流量接近于零时，主阀被关闭，主阀板上留有泄流孔以减弱水锤冲击力；主阀板上、下形成压力差，阀门出口水压从旁通管进入上腔推动膜片压板，使下腔水排人阀门进口，缓闭阀板开始缓闭。
6．缓闭阀板*关闭泄流孔，阀门回到停泵初始状态。
　　
三、活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用使用效果
从该阀在岛金矿中的使用显示该阀运行状态非常稳定。 要将管网中流动的水断流时，无论是停泵或不停泵，只要驱动电磁换向阀14换向工作，活塞13上侧工作腔与回路断开，控制阀出口处(不停泵时为进口处)的压力水流入活塞工作腔的上侧，同时活塞工作腔下侧即与控制阀的压力水断开，而与回路相通并通向大气，活塞13带动阀瓣5按设定的速度下降，直到将控制阀关闭。
若是离心泵需要不停泵关闭控制阀，到设定时间时，泵自动关闭。
若是轴流泵先停泵后关闭控制阀，换向阀即换向工作，按设定速度缓闭关阀。
1．满足水泵的闭闸启动要求，能够保证水泵电机轻载启动，无需电气和油压，便可实现直接对水泵进行启停控制。不仅*解决了因突然停电而造成管路介质对扬水系统所产生的水锤冲击、介质的回流，而且还大大降低了工人的劳动强度。
2．消除水锤效果理想，停泵时关阀平稳无声响、振动、阀门关闭严密。这种控制阀*依靠水力自控，无需专人管理。
　　
四、活塞式多功能水泵控制阀在矿井供水应用有待改进的地方　　
多功能水泵控制阀在实际应用中有着良好的使用效果，但是在应用中也存在着几个问题：
1．随着现在矿井建设越来越深，很多矿井排水高度已经超过了640m，但是该阀还没有公称压力10.0MPa公称压力甚至更高的产品。
2．矿井井下水一般杂质较多，如果不经过沉淀或者处理，就容易阻塞阀门的旁通管。
3．当多功能水泵控制阀的出口静压与进口静压小于0.05MPa时，需要设置高位补水箱或者采取其他增大阀门出口与进口间压差的措施。
4．多功能水泵控制阀以前多用于建筑给排水，矿井应用还不太多，许多矿井对该阀的特点不了解。

一种活塞式多功能水泵控制阀，包括阀体、阀座、导流板、密封垫、阀瓣、阀杆、导套、缸体、阀盖、双头螺栓连帽、锁紧螺母、活塞、电磁换向阀、吊环螺钉等。本实用新型在启、闭时可以设定时间和启、闭速度，能可靠地满足离心泵零流量启动或轴流泵全开阀启动的技术要求，以保证水泵小的启动轴功率，而后缓慢开启，确保机组运行安全，断流时对离心泵可以先关阀后停泵，对轴流泵可以先停泵后关阀或关阀停泵同步执行，缓启、缓闭的速度可以调节，以减少甚至免除水锤的危害，保证供管网的安全。结构紧凑合理，可靠耐用，过流水头损失少，满足节能、消声、防振、抗汽蚀之要求，并可保护水质不被污染。