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供水阀门

探究供水管网阀门的选择

2012-01-0515:

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摘　要：

\"阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的流通、改变介质的流通、改变介质的流动方向、调节介质的压力和流量、保护管路和设备的正常运行。

本文重点介绍几种给水管路的常用阀门选型及注意事项。

并对供水阀门的主要问题进行了分析和探讨。

\"

关键词：

供水管网；阀门选择

1　引言

　　供水管网是由管道和阀门等各种管道附件、配件所组成的。

根据各种不同的需要（管网的水量，水压的调度和调配，维修抢修的停水需要，新老管线的连接，管道的冲洗等），每天都要进行阀门的开启和关闭。

阀门的使用寿命和质量决定着管网的正常运行，在管网中起着举足轻重的作用，必须给予高度重视。

　　阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的流通,改变介质的流通,改变介质的流动方向,调节介质的压力和流量,保护管路和设备的正常运行。

　　对于给水管路,经常使用的阀门有闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等,而每一种阀门根据其结构形式又可分为更多的类别。

2阀门的特性

　　阀门的特性可分为两种:

使用特性和结构特性。

　　2.1使用特性。

　　阀门的使用特性确定了阀门的主要使用性能和使用范围。

属于阀门使用特性的有：

　　①产品类型:

闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等；

　　②阀门主要零件:

阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面的材料等；

　　③阀门传动方式。

　　2.2结构特性。

　　阀门的结构特性确定了阀门的安装、维修、保养等方法的特性。

属于结构特性的有:

　　①阀门的结构长度和总体高度；

　　②与管道的连接形式:

法兰连接、焊接连接、内螺纹连接、外螺纹连接等；

　　③密封面的形式:

镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊等；

　　④阀杆结构形式:

旋转杆、升降杆等。

3阀门的选型

　　阀门是一种“养兵千日,用于一时”的控制装置。

平时要求阀门开启要到位,减少管段的水损失;一旦需要,阀门应能迅速的关闭、可靠的断流。

　　给水系统中的阀门选型的原则是:

选择优质、可靠、适用性强的阀门;对于长期以来不能满足要求的类型,应考虑采用新型的、更为先进的阀门。

　　接下来,就以几种常用阀门在给水系统中的应用为例进行阐述。

　　3.1截止阀选型说明。

　　截止阀是管网中用量最大的一种阀门,用于DN≤50mm供水管网中。

长期以来,管网系统使用的截止阀存在着“外漏、关不严、寿命不长”的普遍现象。

对此,截止阀选型时应从以下几个技术方面进行衡量,进而予以确定：

　　①过水断面的最小尺寸；

　　②阀腔通流型式。

根据需要,选用直通式或角式截止阀；

　　③阀杆的尺寸、阀体壁厚以及阀门各部分材质；

　　④上密封的形式。

尽可能选用“O”型密封圈以及优质填料的截止阀；

　　⑤防腐性能。

阀门内外不生锈、腐蚀,特别是接触水的部位清洁、卫生。

　　根据以上要求选定产品、控制截止阀质量与性能。

　　3.2闸阀的选型说明。

　　在100mm≤DN≤600mm给水管网中,经常使用的是传统硬密封闸阀,该类闸阀存在“关不严、外漏、启闭不灵”等缺陷,维修特频繁。

而时下市场上大量出现的一种软密封闸阀（亦称“弹性座封闸阀”）基本上能避免这些问题。

　　这种软密封闸阀有如下特点:

底部无槽,因而不会引起关不严的故障;其阀板整体包覆橡胶,利用橡胶的弹性提高了阀门密封性能,可保证零泄漏;上密封结构更合理,制造精度高,采用多道“O”型橡胶圈密封,从根本上解决了传统闸阀上压盖易外泄的现象,对水质也有根本的保证。

　　3.3蝶阀的选型说明。

　　蝶阀在管网的使用中存在“关闭不严、工作不可靠、维修频繁”等现象;且其使用寿命短,有的使用3～5年就需整体更换。

但蝶阀比同规格的闸阀便宜。

　　3.4止回阀的选型说明。

　　止回阀在给水系统中起着使介质单向流动的作用。

其选型时,首先要考虑的是阀体的通流面积、密封面形式以及阀体材料;其次,要考虑是止回阀的结构形式,在这一方面,大家的选型工作容易出现问题。

在此,特意说明。

　　3.4.1旋启式止回阀在水平和垂直管道上均可应用。

　　3.4.2升降式止回阀只能用于水平管道上。

4阀门选型规定

　　接下来,通过对比,介绍给水系统常见阀门的选型。

　　4.1闸阀与蝶阀。

　　蝶阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水断面,增大一定的水头损失;闸阀虽无此问题,但大口径立式闸阀的高度影响管道的覆土深度,大口径卧式闸阀的长度,增大管线占据横向面积,影响其它管线的安排。

　　在给水管网中为了降低管道覆土深度,一般口径较大管道选配蝶阀;对覆土深度影响不大的,力求选配闸阀。

　　从使用情况而言,蝶阀出现的故障比闸阀高。

因此在条件许可的情况下,给水管网当中,尽可能的选用闸阀。

　　4.2球阀、旋塞阀与蝶阀。

　　球阀具有结构简单、流阻小、密封可靠、动作灵活,维修及操作方便等优点。

旋塞阀亦具有类似优点,唯过水面积不是正圆形。

球阀及旋塞阀均比蝶阀重,铸造及加工难度大,价格较贵,一般适用于中小口径管道上。

近些年由于铸造技术的改进,从而降低了球阀的生产成本。

因此,球阀用于大口径管道上的可行性值得探索。

　　4.3室内给水的阀门选型。

　　4.3.1截止阀。

　　城市建设中的室内供水工程上,公称通径较小的管路,可选用截止阀,如公称通径小于50mm的管路上。

　　4.3.2铜制阀门。

　　由于铜合金的力学性能好,具有不易生锈、耐蚀性强的优点,因此铜制阀门已渐渐取代了铁制阀门。

　　4.3.3三角阀。

　　三角阀表面基本都采用电镀,它的作用不仅是控制管道介质的流量,也能起到装饰作用。

三角阀一般连接管道和进水软管用于水嘴、坐便器供水用;也有连接管道和进水软管用于热水器供水的。

　　4.3.4闸阀。

　　闸阀基本用于管道和水表的连接。

　　4.3.5球阀:

①球阀用于管道和热水器的连接;②由于球阀启闭比闸阀方便,目前管道和水表的连接也大部分采用球阀。

5下面再谈供水管网的阀门选择，提出几点意见。

　　5.1　供水的安全性

　　不影响水质是阀门选择的一个重要指标。

阀门直接与水接触的部分主要是阀体内侧，密封部分，阀板等，目前许多厂家生产的阀门的密封部分采用橡胶材料。

常用的橡胶材料是丁腈橡胶（NBR），氯丁橡胶（CR）或乙丙橡胶（EPDM）。

这些橡胶都是合成橡胶。

在合成过程中，要在天然胶内加入十多种原料和防老化剂等添加剂。

最终合成的橡胶能否用于供水阀门的密封，必须看这种橡胶是否无毒，是否符合饮用水卫生标准。

至于阀门内侧及阀板等部位，许多厂家过去采用涂漆的方法，只考虑防锈问题，而不考虑是否有毒。

在实践中我们发现：

供水管网中，管道的内衬防腐问题解决了，而管网阀门没有内衬，由于水的沉淀现象和水中的铁细菌对阀内腔和阀板的侵蚀与沉积，造成一些阀体内壁出现丘陵状的堆积现象。

不仅影响了供水水质，同时也是一些阀门关不严的主要原因之一。

因此，我们要求，这些与水直接接触的部位，都应喷涂无毒涂料，最好是采用静电喷涂的方法喷涂无毒环氧粉末。

我们在选择阀门时，首先应检查是否具有橡胶和涂料的无毒证明和检验合格证，只有具备上述条件的阀门，才能保证水质不受污染，保证供水的安全性。

　　5.2　技术的先进性

　　阀门的生产技术不断发展，从老式的闸板阀到软密封闸阀，从最初的蝶阀到对夹式蝶阀、单偏心、双偏心法兰蝶阀、硬密封蝶阀，从传统的单头排气阀到高速双孔口排气阀等。

因此选择阀门时也要考虑到所选阀门的先进性。

但是，在新技术的应用中，我们反对不加区分，不了解用户实际，一哄而上的做法，而应该将新技术、新工艺与用户的需求结合起来。

好的阀门是要在生产实际应用中，从用户的直接需求中得来的。

例如：

树脂挤压密封的方法，尽管从设计思路和工厂试验中证明其确实有优点。

但是在实际使用中，由于树脂材料、挤压树脂工具等，没有解决好用户如何用的问题。

用户在使用这种阀门时，就体会不出这种阀门的先进性、特点和优势，而当成普通蝶阀使用。

因此，阀门生产既要关注其先进性，更要关注其实用性。

并注意解决实际应用中的问题，如：

排气阀的浮球材料、浮球形状（球形或圆柱形）对排气效果及使用寿命如何的研究。

如何防止蜗轮蜗杆蝶阀的操作控制（关闭过位）问题，变速箱的箱体顶碎问题，开关指示的标示问题等等。

所以，选择阀门一定要注意其技术的先进性和实用性。

　　5.3　水流的密封性

　　阀门是否起到密封作用是对阀门的基本要求。

在实际应用中，密封有多种型式，如软密封、硬密封、阀板密封、阀体密封、面密封、线密封等等。

不管采用什么样的密封形式，均不能影响到密封效果。

过去，我们曾经使用过一部分阀板密封的蝶阀，从理论上讲，这种蝶阀的最大优点是一旦密封胶圈失效，不用拆装阀门，可在线更换。

但是，在供水企业实际应用中，这种蝶阀的优点很难体现出来。

因此，如果在线更换胶圈不仅也需要把阀门两端的管道拆开，将管道的水排空。

同时，更换后的胶圈也无法进行密封试验，无法确定更换效果。

故在选择阀门时，一定要注意阀门的密封形式，并结合各自的实际应用情况，检查阀门的密封效果。

　　5.4　检验的真实性

　　一定要求阀门的生产企业提供真实、准确的检验报告。

这些检验报告包括：

①原材料的检验--原铁中C，Si，Mn，P，S等的成分含量以及焦炭的质量等；②铸件的检验--金相试验，延伸率试验，强度试验等；③密封试验--双面泵压试验及多次开关试验等；④橡胶的卫生检疫报告和涂料的卫生检疫报告等方面。

提供不真实检验报告的企业生产出来的产品是不能用的。

　　5.5　质量的可靠性

　　阀门质量的好环，体现在阀门制造的全过程。

①原铁选配；②砂模的制造；③铸件的铁水铸造；④机加工的精度等。

要有一套较完整的质量保证体系。

阀门开关次数多少的指标的意义不大，不一定非要满足开关五千次以上的试验。

因为管网中的阀门并不是经常开关的。

有时，有的阀门十年八年才开关一次。

我们在实际工作中就发现蝶阀上的定位螺丝在安装时就是松动的，有的根本就没有螺栓丝扣。

　　5.6　操作的灵活性

　　阀门操作是否灵活是很重要的。

操作灵活，不仅体现在选择哪一种传动方式，还体现在与传动机构相关的部件的加工精度上。

例如，在蝶阀的传动方式上。

一般有两种传动方式：

丝杠螺母型和蜗轮蜗杆型。

一般丝杠螺母型的特点是在开关时两头慢，中间快，比较好操作，但由于丝杠动力矩较小，操作者在操作时不易掌握阀板的启闭程度，易发生阀门已关闭而仍在操作使丝杠扭曲、断裂。

而蜗轮蜗杆型一般容易关闭过位。

同时，对闸阀阀杆的密封问题，蝶阀传动部位的转速与转动力矩的匹配问题都是阀门操作的老大难问题。

因此，选择哪种传动方式，应根据各供水企业的情况，在听取操作者的意见后，与厂家密切配合，使选择的阀门既能操作灵活，又能满足使用和工作的需要。

　　6结束语

　　管道的最终控制是阀门来实现的,因此阀门的选型情况如何,直接关系到项目的投资和对管线介质的有效控制。

辩证的处理上述两者的关系,从中找到平衡点,那将是本文论述的最终目的。

参考文献：

[1]《管道施工实用手册》.中国安装协会组织编写.中国建筑工业出版社,1998.

[2]《动力管道手册》.施振球.机械工业出版社,1995.

[3]《管材和管径选择与供水管网》罗海玲;付婉霞;张哲《节能与环保》2010年01期.