美國(guó)SUN液壓平衡閥的性能用途

性能用途

1、手動(dòng)平衡閥

手動(dòng)平衡閥具有造價(jià)低，元件使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)支路不多的小型管網(wǎng)也可方便進(jìn)行水力工況平衡。對(duì)于熱源主動(dòng)變量管網(wǎng)只能采用手動(dòng)平衡閥，因?yàn)橹挥惺謩?dòng)平衡閥才能保證流量的一致等比變化，而一切自力式平衡閥都不能保證熱源主動(dòng)流量運(yùn)行。如前述大型直聯(lián)管網(wǎng)手動(dòng)平衡閥可用于壓力工況的調(diào)整。 [2] 

1.1手動(dòng)平衡閥的特性曲線

1）截止閥特性曲線

2）線性特性閥實(shí)際工作曲線（閥權(quán)度0.2）

3）線性特性

4）等百分比特性曲線

閥門特性曲線決定了閥門的調(diào)節(jié)性能，如截止閥的流量曲線，如果認(rèn)為95%—100%之間的流量變化是沒有意義的，那么開度從0—5%即實(shí)現(xiàn)了流量的全程變化，這樣的閥門是不能作為水力工況平衡調(diào)節(jié)使用的。

由于閥門理論特性曲線是在定壓差下測(cè)試，而實(shí)際工況只要閥權(quán)度不為1則閥門在小開度下閥前后壓差大，大開度時(shí)閥前后壓差小，導(dǎo)至閥dG/dC值在小開度變大，在大開度時(shí)變小，使閥門實(shí)際工作曲線向快開方向偏移，閥權(quán)越小其偏移越大，對(duì)于直線特性的閥門由于實(shí)際性能的偏移會(huì)導(dǎo)致閥門的有效調(diào)節(jié)的開度空間變小，因此閥門的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比（對(duì)數(shù)）特性曲線閥門，在閥權(quán)度0.3—0.5時(shí)實(shí)際工作曲線可能接近直線特性。

1.2閥門的汽蝕振動(dòng)

通常閥門在小開度情況下閥口的流速過高，在閥后會(huì)形成旺盛紊流的蝸旋區(qū)，蝸旋區(qū)核心壓力很低，該處壓力低于水溫對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)水蒸汽的閃發(fā)會(huì)導(dǎo)致氣水擊現(xiàn)象：嚴(yán)重的噪章，閥門及管道的振動(dòng)，閥門、管道、管支架的破壞。

防止這種事故的發(fā)生應(yīng)首先在閥門流道設(shè)計(jì)上考慮閥塞和閥座在小開度時(shí)形成狹長(zhǎng)的節(jié)流流道，約束旺盛紊流蝸旋的形成；其次選用閥門時(shí)盡量加大閥權(quán)度，以避免閥門在小開度下運(yùn)行。另外，在不牽涉壓力工況問題時(shí)盡量將平衡閥安裝在水溫較低的回水上。

2、自力式流量控制閥

2.1自力式控制閥工作原理

（1）孔板流量計(jì)——導(dǎo)閥——主閥原理。主閥前設(shè)置一個(gè)流量孔板，導(dǎo)閥感測(cè)、比較孔板前后壓力差，如壓力差大于設(shè)定壓差，意味著流量超過設(shè)定流量，導(dǎo)閥控制主閥做關(guān)閥動(dòng)作。如感測(cè)壓差小于設(shè)定壓差，則意味著流量小于設(shè)定流量，導(dǎo)閥控制主閥開閥動(dòng)作。導(dǎo)閥上的設(shè)定壓差可調(diào)，調(diào)大調(diào)小設(shè)定壓差，可以調(diào)大調(diào)小設(shè)定流量。

由于孔板流量計(jì)的流量壓差對(duì)應(yīng)關(guān)系受到前流態(tài)影響極重，如果要求流量精度達(dá)到10%，則必須閥前有10d以上的直管段，而這一點(diǎn)工程實(shí)際中極難保障。另外這種閥出廠后的流量可調(diào)范圍很小，在保持流量精度的前提下，流量可調(diào)比不會(huì)超過2：1。

（2）“Kv·=常數(shù)”原理，自由彈簧和感壓膜構(gòu)成閥門開關(guān)動(dòng)力系統(tǒng)△P/S=εL

S—感膜工作面積，ε—彈簧的胡克系數(shù)，L—閥行程

由此可知閥門的每一個(gè)行程位置決定△P值的大小，如果閥行程位的Kv與 成反比，則G=Kv· 是恒定值。這一原理的閥初做成流量不可調(diào)的流量限制器，生產(chǎn)的流量可調(diào)式一種是做成多管通道，通過堵管調(diào)整設(shè)定流量；另一種是用一手動(dòng)閥改變自力閥Kv與行程的關(guān)系，但這種辦法很難保證Kv與 在每一調(diào)整位置的反比關(guān)系，造成調(diào)整位的流量控制精度不高。另外有的產(chǎn)品用波紋管制作感壓膜和自由彈簧的一體化產(chǎn)品，由于不銹鋼波紋管處在流動(dòng)死區(qū)，在水中氯離子含量較高時(shí)，極易產(chǎn)生腐蝕。

（3）自力式壓差控制閥與手動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥組原理。這種原理是國(guó)產(chǎn)流量控制閥廣泛采用的。手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的每一個(gè)開度位置對(duì)應(yīng)一個(gè)Kv值，由自力式壓差控制閥控制手動(dòng)調(diào)節(jié)閥前的壓差不變，則G=Kv· 不變，改變流量時(shí)只需調(diào)整手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的Kv值。

這種閥的流量控制精度決定于壓差控制閥精度，壓差

△P=N/S

N——彈簧力

S——感壓膜工作面積

彈簧力在自力閥的行程內(nèi)會(huì)有變化，但使

H/△L=1/10

H——自力閥大位移行程

△L——彈簧的預(yù)壓縮量

則△P的變化僅為±5%，流量精度可達(dá)3%。

這咱自力式流量控制閥的缺點(diǎn)在于閥門有小工作壓差的要求，一般產(chǎn)品要求小工作壓差20KPa，如果安裝在不利回路上，勢(shì)必要求循環(huán)泵多增加2米水柱的工作揚(yáng)程，所以應(yīng)采取近端安裝，遠(yuǎn)端不安的辦法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的80%時(shí)就不宜安裝這種自力式流量控制閥。

（4）用自力式壓差控制閥直接控制流量

戶內(nèi)阻力系數(shù)S，在平均供熱的前提下是不變值，戶內(nèi)設(shè)計(jì)流量G，△P=SG2,通過控制戶內(nèi)供回水壓差，一樣可以控制循環(huán)流量，調(diào)節(jié)控制壓差就可調(diào)節(jié)循環(huán)流量。用這種辦法調(diào)控流量，只是必須借助便攜式流量測(cè)試儀器如超聲波流量計(jì)。這種方式對(duì)于遠(yuǎn)端用戶，閥門不會(huì)增加消耗壓頭。

2.2自力式流量控制閥的適用性

自力式流量控制閥在大型管網(wǎng)上應(yīng)用可以使流量分配工作變得簡(jiǎn)單便捷。尤其多熱源管網(wǎng)，熱源切換運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)用戶流量產(chǎn)生影響。

但對(duì)于變流量運(yùn)行的管網(wǎng)不可采用自力式流量控制閥。在熱源主動(dòng)變流量的情況下，近端回路維持流量不變，而遠(yuǎn)端回路流量會(huì)嚴(yán)重不足。在熱用戶主動(dòng)變流量的情況下，用戶主動(dòng)調(diào)小流量時(shí)，自力式流量控制閥會(huì)開大閥門，盡量維護(hù)原流量，直到全開失效為止。用戶主動(dòng)調(diào)大流量時(shí)，自力式流量控制閥會(huì)關(guān)小閥門，直到全閉失效為止。亦即只有自力式流量控制閥失效，用戶主動(dòng)的流量要求才能實(shí)現(xiàn)。

3、自力式壓差控制閥

3.1自力式壓差控制閥的應(yīng)用意義

（1）自力式壓差控制閥消耗系統(tǒng)的富裕壓頭。

（2）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶間流量變化互相干擾作用。

這兩項(xiàng)功能有的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為散熱器上的溫控閥可以起作用，實(shí)際上如果讓溫控制閥產(chǎn)生這樣的作用必然導(dǎo)致溫控閥在小開度下工作，甚至于在振動(dòng)工況下工作。這對(duì)溫控閥是十分不利的，溫控閥初希望的作用于利用自由熱量，我們很多業(yè)內(nèi)人士對(duì)其寄予的希望過大了。

（3）自力式壓差控制閥起到隔絕用戶流量變化互相干擾作用。

1、原工作點(diǎn)

2、用戶主動(dòng)調(diào)整流量后形成的工作點(diǎn)

3、循環(huán)水泵變速——壓差閥動(dòng)作形成工作點(diǎn)

4、循環(huán)水泵變速無(wú)壓差閥作用的工作點(diǎn)

（4）對(duì)于電動(dòng)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，隔絕各并聯(lián)支路間調(diào)節(jié)的干擾，避免自控系統(tǒng)的多余動(dòng)作提高自控系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。

（5）起到特殊工況的限流作用。在起動(dòng)供熱和特殊嚴(yán)寒工況下用戶的供熱需求會(huì)超出熱源的供熱能力，自力式壓差控制閥會(huì)有效的限制近端流量使遠(yuǎn)端用戶達(dá)到預(yù)定的采暖效果。

3.2自力式壓差控制閥選用參數(shù)。

（1）壓差可調(diào)性

一般情況下設(shè)計(jì)上很難準(zhǔn)確計(jì)算戶內(nèi)阻力，而戶內(nèi)阻力（在設(shè)計(jì)流量下）可能在0.01—0.03MPa間變化，因此自力式壓差可調(diào)比至少應(yīng)為1：3以上。

（2）流量系數(shù)Kv的大值和小值

大流量系數(shù)是閥門全開的流量系數(shù)；小流量系數(shù)為閥門全關(guān)位的漏過流量系數(shù)。這兩閥門參數(shù)對(duì)閥門的應(yīng)用選型是至關(guān)重要的，閥門供應(yīng)商必須實(shí)測(cè)并公開這兩個(gè)參數(shù)。

大流量系數(shù)應(yīng)能保證小富裕壓頭下達(dá)到設(shè)計(jì)流量；小流量系數(shù)應(yīng)能保證大富裕壓頭下達(dá)到調(diào)節(jié)工況可能的小流量值。

（3）壓差控制精度，應(yīng)達(dá)到10%以保證流量精度達(dá)到5%。

3.3在分戶控制未安裝熱量表的情況下，自力式壓差控制閥同樣會(huì)起到定流量分配作用。其調(diào)節(jié)方法只需調(diào)節(jié)控制壓差流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量。與自力式流量控制閥一樣各分支流量調(diào)整互不干擾使流量調(diào)節(jié)可一次完成。

因此，在大多數(shù)實(shí)施分戶控制的準(zhǔn)備計(jì)量收費(fèi)的工程中，也應(yīng)采用自力式壓差控制閥。在未計(jì)量收費(fèi)前壓差閥同樣可以平衡分配流量，避免在計(jì)量表安裝時(shí)，重新?lián)Q閥門