毕业设计（论文）一种可防止水锤的水力阀设计

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1、一种可防止水锤的水力阀设计第一章绪论1.1阀门的概述阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、防止逆流、稳压、分流或者溢流泄压等功能。阀门广泛应用于水利、煤炭、矿山、化工、电力、建材、土建、冶金、矿山等各行各业。阀门安装在各种管道系统中，用于控制流体的压力、流量和流向。由于流体的压力、流量、温度和物理化学性质的不同，对流体系统的控制要求和使用要求也不同，所以阀门的种类和品种规格非常多。如何正确选用和使用阀门，是实现阀门密封性能、强度性能、调节性能、动作性能和流通性能的关键。阀门的种类很多，且有多种分类的方法。依照阀门的用途和作用来分，可分为：截断阀类（主要

2、用于截断或接通介质流，包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等）；调节阀类（主要用于调节介质的流量、压力等，包括调节阀、节流阀、减压阀等）；水力控制阀类（其作用是防止管路中介质倒流，如水力控制阀和底阀）；分流阀类（其作用是用来分配、分离或混合管路中的介质，如分配阀、疏水阀等）；安全阀类（用于介质超压时的安全保护，包括各种类型的安全阀）。依驱动形式可分为：手动阀；动力驱动阀（如电动阀、气动阀）；自动类（此类不须外力驱动，而利用介质本身的能量来使阀门动作，如水力控制阀、安全阀、自力式减压阀和疏水阀等）。依公称压力分类可分为：真空阀门

3、（工作压力低于标准大气压的阀门）；低压阀门（公称压力PN小于1.6MPa的阀门）;中压阀门（公称压力为2.5MPa至6.4MPa的阀门）；高压阀门（公称压力为10MPa至80MPa的阀门）；超高压阀门（公称压力大于100MPa的阀门）。按温度等级分类可分为：超低温阀门（工作温度低于-100℃的阀门）；低温阀门（工作温度介于-100℃至-40℃的阀门）；常温阀门（工作温度高于-40℃，而低于或等于120℃的阀门）；中温阀门（工作温度高于120℃，而低于450℃的阀门）；高温阀门（工作温度高于450℃的阀门）。按阀体材料分类，可分为：非金属材料阀门（如陶瓷阀门、玻璃

4、钢阀门、塑料阀门）；金属材料阀门（如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钦合金阀门、蒙乃尔合金阀门铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门）；金属阀体衬里阀门（如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门）。1.1.1水力控制阀水力控制阀是人们日常生活中极为常见的阀门之一，与人们的生活息息相关。水力控制阀广泛地应用于楼宇管道、工业供水、消防设施、暖通空调和灌溉系统等各个方面，一般作为减压，持压，泄压，调节流量，控制水位和预防“水锤”等作用。水力控制阀是以管道介质压力为动力，进行启闭、调节的阀门。它由一个主阀和附设的导管、针阀、球阀和压力表等组成、根据使用的

5、目的、功能场所的不同，可演变成遥控浮球阀、减压阀、缓闭止回阀、流量控制器、泄压阀、水力电动控制阀、紧急关闭阀等。水力控制阀有隔膜型和活塞型两类，工作原理相同，都是以上下游压力差△P为动力，由导阀控制，使隔膜（活塞）液压式差动操作，完全由水力自动调节，从而使主阀阀盘完全开启或完全关闭或处于调节状态。当进入隔膜（活塞）上方控制室内的压力水被排到大气或下游低压区时，作用在阀盘底部和隔膜下方的压力值就大于上方的压力值，所以将主阀阀盘推到完全开启的位置；当进入隔膜（活塞）上方控制室内的压力水不能排到大气或下游低压区时，作用在隔膜（活塞）上方的压力值就大于下方的压力值，所以

6、就会把主阀阀盘压到完全关闭的位置；当隔膜（活塞）上方控制室内的压力值处于入口压力与出口压力中间时，主阀阀盘就处于调节状态，其调节位置取决于导管系统中的针阀和可调导阀的联合控制作用。可调导阀可以通过下游的出口压力并随它的变化而开大或关小其自身的小阀口，从而改变隔膜（活塞）上方控制室的压力值，控制方阀阀盘的调节位置。1.2水锤效应1.2.1定义英文名：“WaterHammerEffect”.压力管道中局部区域由于水流速度突然变化而产生的压力波沿管系迅速传播、交替升降的现象，亦称水击。1.2.2泵/阀管路系统水锤的产生一般情况下，在内壁光滑水管内部，水流动自如。当在水

7、泵供电系统突然停电以及阀门突然开启或者突然关闭时、水泵突然停车、骤然启闭导叶等，由于压力水流的惯性作用在管道内部产生水流冲击波，水流对阀门及管道的管壁（主要是阀门）会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，就像锤子敲打一样，即，也就是水利学当中的“水锤效应”，这种情况下产生的是正水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，可以破坏管道、水泵、阀门，并引起水泵反转，管网压力降低等。水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反

8、，关闭的阀门在突然打开后