在工业生产冷却循环供水设备中，过去普遍采用的是止回阀、截止阀、水锤消除器等组成的多阀系统来满足水泵的启动及关闭的特定要求，以达到轻载启动及消除水锤的目的。但存在使用寿命短、阻力大、能耗高、占用空间大，尤其是劳动强度大等问题。后来随着科学技术的发展，逐步出现了液压系统控制的水泵控制阀、多功能水泵控制阀、液控半球蝶阀、液力自动阀、管力阀等各种水泵控制阀。这些阀的出现在一定程度上推动了水泵控制技术的发展，但随着现代工业的发展，先进工艺的应用，这些水泵控制阀的缺陷也逐步显示出来。如有的阀需要外接能源、结构复杂、维修困难；对维护人员的技术素质要求很高；有的流阻系数大，有的体积庞大，不利于大口径阀门制造，最主要的问题是自动控制部分直接用管道内输送的介质来推动，很容易使控制部分堵塞、腐蚀造成控制失灵、维修困难，使用范围窄。

鉴于现今阀门市场的混乱，市场上阀门产品可以说是五花八门的，良莠不齐。以下就蝶形结构的阀门在作为水泵出口阀使用时必须要考虑，也应该要注意的地方，从以下四个方面做个简单介绍与探讨：

1、 阀门的密封形式

一台阀门如果密封不严，没有了密封，那其实这台阀门就是管网系统中的一小段管道而已，没有了作为阀门必须具有的切断功能的价值。尤其是水泵出口起止回功能的控制阀，其密封的好坏是直接与水泵机组是否能正常运行联系在一起的。

图1 图2

图3 图4

图1，图2，图3，图4是现今市场上大多数厂家所采用的密封形式，这也就是一些生产厂家所说的所谓的金属密封。从图片上一看就可知这是典型的普通偏心蝶阀常用的层积式（多层次阀板）密封形式，这种形式的密封加工成本低，制造简单，但在作为水泵出口控制阀使用时，是很难保证密封效果的，使用寿命也很短，使用一段时间后夹在中间的柔性石墨就会一层层的脱落掉，跑冒滴漏现象在车间里每时每刻都在发生着，多浪费呀！严重的还会造成水泵电机高速反转，给昂贵的电机带来不必要的安全隐患，多麻烦呀！作为水泵出口起止回作用的阀门选用这种密封形式是值得商榷的！！！在强大的回水冲击下，能保证密封吗？

图5 图6

图5，图6是我公司产品全自动双控半球阀（GPQDS848H-PC）所采用的密封形式，从图片上一看便知阀体密封面为阀门本体加工而成的圆锥形密封面，阀板密封面为阀板本体上堆焊不锈钢经研磨加工而成的半球形密封面，为真正的零靠零、硬碰硬的线性金属硬密封。此种形式的密封重合面积小，在回水作用下密封能量大，因而密封比压大，抗水流冲击，阀板能切断、碾碎、排开各种丝状、颗粒状悬浮及半悬浮杂质，并可有效地碾碎、切除结垢。加之本产品采用三偏心结构，球面阀板能自动对正中心，自动补偿各种密封面的磨损，故此阀的使用寿命远长于同类产品。

至于阀板整体包胶的软密封方式，作为水泵出口阀使用更应不是考虑之列。因其存在不耐磨、不抗压、使用寿命短；包胶容易脱落，一旦脱落在管网中将危害水泵机组，危害管网系统的安全等等缺陷。

2、 阀板与阀轴的连接方式

一台阀门有了好的密封那是先决条件，但还必须具备使用的安全性。安不安全涉及的范围很广，主要有阀门材料的选用、阀门的结构和加工缺陷以及阀门所实现的功能引起的使用安全问题。但作为水泵出口阀使用，首先应保证阀门阀体不开裂，在回流水（水锤）作用下阀体不应爆裂。阀体只要是铸钢的，严格按照国家标准铸造、生产加工，应该都是有保证的。那么，在水泵出口止回系统使用的阀门其阀轴与阀板的强度跟连接方式就很突出了，因在巨大的回水及水锤的冲击下如果阀轴弯曲、断裂，阀板破碎，肯定会威胁到水泵叶轮和水泵电机机组的安全的。工业水泵房可以说就象人的心脏一样，是整个工程生产的动力源泉，它是否能安全有效的运行，直接关系到整个工程是否能正常有效运行，关系到整个工程运行的经济效益。

图7 （阀板与轴连接处断裂） 图8（阀板脱落并错位）

图9 （阀轴变形导致阀板错位） 图10（阀轴弯曲变形）

图7，图8，图9，图10可以说是95%以上的厂家所采用的阀板与阀轴的连接和固定方式；当用于止回系统时，这种连接和固定方式是有安全隐患的。因水泵出口控制阀必须要具有二次缓关功能，当水泵电机停车后，大量回水作用在阀板上，而最终受力的是阀轴，然而当阀轴的刚度不够时，很容易造成阀轴弯曲变形，使阀板错位，阀门无法关闭或阀板卡死。阀轴弯曲变形后遇上水锤时，马上就会将阀板与阀轴的固定处击裂（也叫阀板加强筋），造成阀板脱落，严重危害水泵叶轮和整个管网系统。

图11 图12

图11，图12是我公司产品全自动双控半球阀（GPQDS848H-PC）所采用的阀板与阀轴的连接和固定方式：首先我们加粗了阀轴的尺寸，所有阀轴都选用不锈钢材质。我们采用将阀轴与阀板超过三分之二以上都包裹起来的连接方式，将回水和水锤的作用力分散开来，让阀板和阀轴都受力。阀板与阀轴采用锥销固定。阀板加工成流线龟背状，从结构上最大限度地加强了阀板与阀轴的耐压强度和抗冲击能力。

以上几种连接和固定方式在作为水泵出口阀使用时孰优孰劣，我想大家是应该一眼就能分别出来的。

3、 阀门的控制器的选用

一台阀门只有在解决了上述问题以后才能谈实现其它的功能。如果是做为普通手动阀门使用，那么只需在上述基础上加上蜗轮蜗杆控制就可以使用了，但如果使用在水泵出口起控制阀作用，就必需要安装能实现自动缓开、自动速闭、自动缓闭消除破坏性水锤的控制器了。

图13 图14

图13，图14是现在绝大多数生产厂家使用的控制器，它的动作原理：将管道里的介质水通过旁通管路引入安装在旁边的小活塞缸中，通过控制活塞的动作实现控制阀门。起泵时，阀门进口端的介质水进入活塞缸的下腔，推动活塞向上运动，通过控制活塞缸上腔水的排出，控制阀门开启时间；停泵时，管道回水进入活塞缸上腔，推动活塞向下运动，通过控制下腔水的排出控制阀门的关闭时间。这种控制器因无法保证进入活塞缸内的介质水的清洁（工业循环水及源水几乎都含各种杂质异物和泥沙、易结垢），所以这种控制器使用寿命短，活塞易卡死 ，旁通管易堵塞，容易造成阀门不动作，具有很大的安全隐患。这种直接利用管网介质作为驱动介质的控制器它唯一的优点就是结构简单，制造成本低。

图15（控制阀更换现场） 图16（已经更换下来的控制阀）

然而，我们走访了大量客户，发现工厂里一旦安装了上面这种控制阀门后，几乎都是在使用一段时间后出现上述种种问题，这种控制器的阀门几乎起不到任何作用，想更换掉吧又甚为不方便（牵涉到维修资金、安装尺寸、无法停车检修等等问题），只好让阀门带病运行。当碰到事故停电和需要倒泵检修时，因控制阀起不到自动二次缓关的作用，操作工人每每都是需要以最快的速度跑到泵房里，手动快速关闭控制阀前面的阀门，来实现截断管道中快速流回来的介质。如果控制阀前面的阀门开关不灵活，就只能眼睁睁的看着回水冲击水泵叶轮，造成水泵电机高速反转，损坏昂贵的电机组件。我们在工厂车间里跟工人师傅们作技术交流时，没有一个工人师傅的眼中不流露出对好产品的向往，都希望水泵出口的控制阀能使用寿命长，能自动实现缓开、速闭、缓关消除破坏性水锤，以降低劳动强度。说句真心话，又有谁愿意天天工作在一个提心吊胆的工作环境中呢；又有哪个领导不希望自己的员工在一个更好的工作环境里工作呢，让辛辛苦苦建设好的工程即安全又高效地运行呢！

图17（旋转调速液压油缸控制器正面）图18（旋转调速液压油缸控制器侧面）

图19（晋煤天溪煤制油使用现场） 图20（中铝山西分公司使用现场）

图17，图18，图19，图20为我公司生产的安装了旋转调速液压油缸控制器的全自动双控半球阀（GPQDS848H-PC），它的工作原理：阀板由锥销固定于阀杆上,由管道内的介质推动在阀体内做旋转摆动；阀杆的另一头由健连接于控制器内的转轴上，转轴在控制器内转动；当水泵启动时，阀板在水泵泵出的有压水的作用下开始转动，由于控制器的调节作用，阀板只能缓慢的打开（一般缓开时间在60秒以下进行调整），实现闭阀启动，防止开泵水锤的产生，以防启泵电流过大而烧毁电机及电气设备，泵启动过程完成后，阀板快速打开至正常工作位置。停泵时(直接启动水泵电机停止按钮)：停泵瞬间，阀门进口端流量与压力突然降低，阀板在重力作用以及管网回水作用下，迅速关闭到一定角度（90%左右），截断大部分水流，起到快速止回的作用。当阀板关闭到一定角度时（90%左右），在旋转调速液压油缸的阻尼作用下，阀板缓慢关闭，直到完全关闭。通过调节旋转调速液压油缸作用力的大小，就可以实现调节阀门缓闭时间的长短（缓闭时间1~60秒可调），防止停泵破坏性水锤的产生。当下一次启泵时，阀板与旋转调速液压油缸自动复位到初始状态。其动作规律完全符合控制阀对自动缓开、自动速闭、自动缓闭功能的要求；旋转调速液压油缸内的工作介质为机械油N46，机械油在出厂时一次加注完成，阀门动作时机械油在旋转调速液压油缸里做内循环起阻尼作用，没有任何外接旁通管路，旋转调速液压油缸里的机械油与管道内的介质没有任何接触，无需考虑管道内的介质是否清洁或腐蚀，在以后的使用中也无需维护。

4、阀门的运行经济性

解决了上述问题以后，那么就得考虑一台阀门在以后长期使用中的经济性了，它应包含两方面：阀门本身的节能性和长期使用的维护。全自动双控半球阀（GPQDS848H-PC）为国内最新水泵控制阀，流通面积大，阀板横断截面积小，阻力系数为0.2-0.5，其它同类型的多功能水泵控制阀（膜片式、活塞式）阻力系数为1.5-1.8，高于全自动双控半球阀。阻力系数的大小反应出阀门在节能方面的经济性，其数学表达式是：

式一：△H=KV²/2g

△N=9.8Q△H

式中：△H—水头损失 m；

K—阻力系数；

V—流速  m/s     V=4Q/3.14*D²*3600

△N—能量耗损W/h

g—重力加速度9.8m /S²

Q—流量m³/s

D--管径 m

即：水头损失与阻力系数成正比,能量损耗与水头损失成正比。阻力系数越大其水头损失就越大，水头损失越大能量损耗就越高，也就是运行成本越高。

当供水管网流量较大时，阻力系数不同的阀门在运行成本方面是有明显差异的，只是企业没有去计算它罢了！

便于计算下面以某企业泵房供水系统中水泵出口水管管径D=1000mm，流量Q=8000 m³/h，扬程为12米为例，通过与膜片式、活塞式多功能水泵控制阀的比较来分析全自动双控半球阀的节能性：

表一

从“表一”中可以得知膜片式、活塞式多功能水泵控制比全自动双控半球阀一年要多13.8499万元的运行费用，运行一年节约的费用足够购买一台设备了，不管是多大口径的阀门，其节能效果都是显而易见的。

在做为水泵出口阀使用中, 全自动双控半球阀与微阻缓闭止回阀和电动蝶阀（闸阀）的组合在运行经济性上更具有无法比的优势，不光流阻系数低得多，而且全自动双控半球阀无需消耗电能，所以运行成本更低。

在使用维护方面，全自动双控半球阀(GPQDS848H-PC)无论是密封、阀板与阀轴的连接以及结构形式、控制器等都是免维护的，阀门安装调试好以后几乎无需维护。

从以上几点我们可以看出全自动双控半球阀(GPQDS848H-PC)在节能运行、保护水泵机组、削减水锤、降低工人的劳动强度等方面远优于其它同类型产品。就现阶段而言，作为水泵出口阀使用，全自动双控半球阀(GPQDS848H-PC)无论是阀门的密封、阀板与阀轴的连接方式，还是控制器方面都是最优秀的、最可靠的、最先进的，是工业生产冷却循环供水设备中水泵出口控制阀的最佳选择。

全自动双控半球阀专利号ZL201220123874.2,其控制结构为世界首创。