新型给排水用控制阀技术分析

新型给排水用控制阀技术分析

李菊明

佛山南方建筑设计院有限公司 广东佛山 528000

摘要：现在的球阀容易受管道长短的限制，不易更换拆卸和安装，使得更换阀门的工作变得极其困难的情况，针对该情况发明创造了新型给排水用控制阀，并对该控制阀进行了技术分析，解决现有给排水用阀门不易拆卸和安装的问题。

关键词：阀门；拆卸和安装；给排水用控制阀；滑动；固定；密封

一、引言

阀门在工程中应用广泛，可以用在供水管网、水力发电、火力发电、核工业、油罐、炼化装置、高炉炼铁等，阀门种类包括有截止阀、球阀、蝶阀、止回阀、浮球阀液压控制阀、水位控制阀、倒流防止器、减压阀等等，选择阀门时首先要明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工作条件、适用介质、工作压力、工作温度等；与阀门连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接等；选择阀门的种类；确定阀门的型式；确定阀门的参数；确定所选阀门的几何参数，如结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等；确定操作阀门的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电液联动等；根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料：铸钢、碳素钢、不锈钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。

在选择阀门时，有时不仅要根据以上的几条进行选择，而且还要遵循选择阀门的依据，一般在选择阀门时要明确所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式，阀门规格及类别，工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒，介质是否有毒，是否是易燃、易爆介质，介质的黏度等；应符合管道设计的要求，工作压力要大于或等于管道的工作压力；对阀门流体特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等级等；安装尺寸和外形尺寸要求：公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。

阀门的基本参数、阀门的设计与计算、阀门的结构设计、阀门的驱动装置、阀门的测绘设计要点、阀门的零部件以及阀门的技术，是影响阀门质量的重要因素，随着信息技术飞速发展的今天，信息化智能化正不断改变着人们社会生活的面貌。阀门作为控制管道中流体运动的终端执行机构，如果能够将现代的计算技术、传感技术、网络及遥控技术以及智能技术植入阀门产品中去，将会赋予阀门以全新的概念，从而产生完全不同于原有产品的全新的结构和工作机理，才能实现阀门产品真正的升级换代。一阀多控，多种功能合体，可以减少阀门的使用数量，减少管道的拼接，减少泄漏等问题，相信新产品会随着科技的不断进步而趋于更完美。

二、阀门概况

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数的管路附件，是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等，建筑用给排水系统管道四通八达，这时需要用控制阀来对给排水系统进行控制和调节，给排水系统中的控制阀在工作中由于气候环境和人为因数的影响，使用寿命缩减，有时候需要对其进行更换方可继续进行控制和调节工作。

本发明创造源于佛山市盈峰置业有限公司建设的国际创智园一区，广东星城房地产开发有限公司和广东星之海房地产投资有限公司建设的星星广场项目，广州市增城区富沁房地产开发有限公司建设的恒大紫荆府，佛山市三水区熙冉房地产开发有限公司开发的佛山市三水区西南街道锦江路南侧地块一项目等，这些项目在更换控制阀的过程中，需要将其两边的法兰盘精确对准管道，拧紧螺栓，由于现在的球阀容易受管道长短的限制，不易更换拆卸和安装，使得更换阀门的工作变得极其困难。

三、控制阀技术分析

针对上述现有技术中存在的问题，设计构思了一种新型给排水用控制阀，旨在解决现有给排水用控制阀不易拆卸和安装的问题。

1.控制阀的结构构造

控制阀的结构包括：：1、阀座；2、手轮；3、球阀；4、外管；5、密封圈；6、软管套；7、软管；8、活动管；9、滑块；10、滑槽；11、法兰盘；12、过滤桶；13、固定座；14、弹簧；15、固定块；16、固定头；17、环形槽；18、卡槽；19、垫圈。结构如下图所示。

图 1

图 2 图 3

图 4 图5

2.控制阀的结构原理

给排水用控制阀，包括阀座1，手轮2，连通在阀座两侧的外管4，还包括软管7和活动管8，其中手轮2贯彻阀座1顶部并与1转动连接，底部设有球阀3，3与阀座1的内壁滑动连接；软管7内端与外管4密封连通，外端与活动管8内端连接；活动管8的外端设有法兰盘11。现有的控制阀结构中，一般阀座各连通一个外管，而本控制阀还设置了软管7和活动管8，使用时可以通过移动活动管8，使得软管7被压缩或拉伸，从而使得该控制阀具备伸展性和可调节性，便于安装或拆卸。

实际应用中，软管7与外管4的密封连通方式有多种。外管4的内壁上设有密封圈5，软管7的内端设有软管套6，6与密封圈5密封连通。

密封圈5的内端连通有垫圈19，19固定于外管4的内壁上，本结构中，垫圈19焊接在外管4的内壁上。密封圈5与垫圈19相互配合使用，通过它们的配合使用，增加了该控制阀的密封性，同时也方便对密封圈5进行固定和限位。

活动管8的外壁设有滑块9，外管4的内壁对应位置处开设有滑槽10，滑块9配合滑动连接在滑槽10内部。通过滑块9和滑槽10的相互配合滑动，使得活动管8能够在外管4的内壁平稳顺畅滑行，同时也对活动管8进行限位。滑块9焊接在活动管8的外臂上，滑块9与滑槽10的数量均为四个，且它们均绕活动管8的外周呈阵列分布。

滑块9靠近软管7的一端安装有弹簧14，14一端与滑块9连接，另一端安装有固定块15，15固定在外管4内壁上。固定块15焊接在外管4的内壁上，通过弹簧14的设置，便于活动管8在软管7被压缩后进行复位，同时也避免活动管8压缩位置较深导致软管7损坏。请参阅图1所示，弹簧14为压缩弹簧，且其弹性范围大于滑块9在滑槽10内部的滑行距离，对弹簧14弹性的限定，可以使滑块9在滑槽10内滑动时，一直受到弹簧14给予的弹力。

在给排水系统中，管道内部通常都有小型颗粒物，会对球阀进行磨损，缩短阀门的使用寿命，为了解决这一问题，在活动管8内部安装有过滤桶12。水流经过过滤桶12过滤后再进入阀座1内部，大大减少与球阀3接触的水中的小型颗粒物，降低对球阀3的磨损，延长控制阀的使用寿命。

结构中法兰盘11的外端端面开设有环形槽17，过滤桶12的外端连通有固定座13，13为环形结构，配合安装在环形槽17中。通过这种方式将过滤桶12安装在活动管8的外端端部，便于更换或拆卸过滤桶12。

结构中的环形槽17的槽底开设有卡槽18，固定座13内端面对应位置处设置有固定头16，16配合卡在所述卡槽18内。通过固定头16和卡槽8的配合，可以对过滤桶12进行固定和限位，同时也方便其拆卸。

3.控制阀的安装方法

本控制阀的的安装方法：首先将固定座13表面的固定头16对准卡槽18，拿住固定座13将其放入环形槽17中，过滤桶12便被放入活动管8的内部，随后固定住阀座1并推动法兰盘11，其带动活动管8向外管4内部滑动，将软管7和弹簧14压缩，当活动管8收缩到适合的位置时，将法兰盘11与给排水系统的管道对准，松开活动管8，此时由于弹簧14的反作用力，活动管8和软管7被复位，接着将法兰盘11与给排水系统的管道栓接，随后将另一侧的法兰盘11进行栓接固定，当两侧的法兰盘11均被固定时，便可转动手轮2进行调节和控制给排水系统工作。

给排水用控制阀,包括阀座、手轮、连通在阀座两侧的外管，还包括软管和活动管，其中，手轮贯穿阀座顶部并与阀座转动连接，底部设有球阀，球阀与阀座的内壁滑动连接；软管内端与外管密封连通，外端与活动管内端连接；活动管的外端设有法兰盘。使用时，可以通过移动活动管，使得软管被压缩或拉伸，从而使得该控制阀具备伸展性和可调节性，便于安装或拆卸。解决了受管道长短的限制，控制阀更换工作极其困难的问题，提高了控制阀的方便性和实用性。

3. 结束语

由于阀门应用广泛和使用的要求，会在使用过程中出现拆卸和安装的情况，正所谓好马配好鞍，技术再先进再完善的阀门，如果在安装使用的的时候特别烦琐，则会影响用户使用的欲望。本控制阀的创造发明就是解决了阀门不易拆卸和安装的问题，使得更换阀门的工作变得简单容易。本创造发明获得国家知识产权局颁发的实用新型专利证书，希望对阀门在使用上有更好的帮助。

参考文献

1 中国建筑设计研究院有限公司主编 ，《建筑给水排水设计手册》2018年11月第三版，中国建筑工业出版社，北京；

2 中华人民共和国住房和城乡建设部、国家市场监督管理总局联合发布，《建筑给水排水设计规范》GB50015-2019，2019年11月第1版，中国计划出版社；

3 中国阀门信息网（沈阳阀门研究所）组织编写，《阀门手册:选型》2017年9月15日第1版， 化学工业出版社；

4 张展主编，《阀门的设计与应用》 2020年4月26日第1版，机械工业出版社。