水利工程論文-提高液壓水位控制閥穩(wěn)定運(yùn)行性之我見摘要：本文從液壓水位控制閥的工作原理出發(fā)，從液壓閥結(jié)構(gòu)、安裝、運(yùn)行環(huán)境等方面對影響液壓水位控制閥穩(wěn)定運(yùn)行的因素進(jìn)行分析，提出了提高液壓水位控制閥穩(wěn)定運(yùn)行的改進(jìn)方案。關(guān)鍵詞：液壓水位控制閥工作原理穩(wěn)定運(yùn)行改進(jìn)方案1.引言液壓水位控制閥是一種改進(jìn)了的浮球閥，當(dāng)水池或水塔內(nèi)水位下降，浮球閥開啟排水時(shí)，進(jìn)水管內(nèi)有壓力水將閥內(nèi)活塞托起，密封面打開，閥門即開啟供水，當(dāng)水位上升到控制面，浮球閥關(guān)閉，活塞下移將密封面封閉，閥門即停止供水，從而達(dá)到自動控制水位的目的。因其不耗電能，結(jié)構(gòu)簡單，安裝施工方便，適用壓力廣等優(yōu)勢，在各類清水水池（水箱）的水位自動控制有著較為廣泛的應(yīng)用。但是由于水質(zhì)和水力因素等的影響，液壓水位控制閥往往失靈，輕則白白浪費(fèi)水資源，重則水淹泵房，造成嚴(yán)重后果。提高液壓水位控制閥的穩(wěn)定性，保證安全供水就顯得十分重要了。2.液壓水位控制閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及作用原理液壓水位控制閥一般由浮球閥，控制管，液壓閥主體組成。雖然液壓控制閥主體的外觀各異，材質(zhì)不同，有立式和臥式安裝形式等，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和作用原理卻基本相同。液壓控制閥的主體由進(jìn)水腔、出水口、活塞式閥芯、泄壓腔、泄壓口等組成，見圖1。圖1液壓閥主體結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)進(jìn)水的水壓為P0,泄壓腔的壓力為P1；活塞式閥芯的重力為G，活塞式閥芯泄壓腔端的直徑為D1，另一端的直徑為D2。連通進(jìn)水腔和泄壓腔的小孔直徑的d1,泄壓口的直徑為d2，活塞式閥芯與閥腔的摩擦力為f,受到的支持力為N。下面以圖中結(jié)構(gòu)示意圖一（結(jié)構(gòu)二類似）為例，分析活塞式閥芯的受力情況如下：圖2液壓閥閥芯受力示意圖設(shè)活塞式閥芯受到的合力為，則閥芯受力矢量式為：1+F2+F3+F4+f+N+G(1)表達(dá)為代數(shù)形式如下：P0D22/4+P2(D12/4D22/4)P1D12/4fGN(P0D22P1D12)/4fGP2(D12D22)/4NfGN(2)（2）式中(P0D22P1D12)/4，P2(D12D22)/4；f的符號與的符號相反。當(dāng)水池或水塔內(nèi)水位下降，浮球閥開啟排水時(shí)，進(jìn)水腔通過小孔d1向泄壓腔補(bǔ)水,由于補(bǔ)水孔d10,密封面逐漸打開，液壓閥門即開啟向水池（或水塔）供水。當(dāng)水池水位上升到控制水面，浮球閥關(guān)閉，泄壓腔補(bǔ)水能力大于泄壓能力，N2逐漸減小，P1上升（最大至P0），上式F0，活塞下移將密封面封閉，閥門即停止供水。液壓控制閥在浮球的控制下，從而可以自動控制水位。3.影響液壓水位控制閥穩(wěn)定運(yùn)行的因素3.1液壓水位控制閥的安裝示意圖圖3液壓水位控制閥安裝示意圖3.2泄壓腔壓力變化液壓控制閥安裝投入使用時(shí)，（）式中1、2、1、2為已知常數(shù)，影響活塞式閥芯運(yùn)動的力就只有水的壓力P0、P1的作用及活塞受到的摩擦力f。一般情況下：12,12，出水口的壓力變化范圍為0P2P0，泄水腔壓力C1(常數(shù))P1C2P0。通過受力分析可以看出，液壓閥安全可靠的運(yùn)行要求泄壓腔壓力要有適當(dāng)?shù)淖兓?，?dāng)泄壓腔壓力達(dá)到最小時(shí)，閥芯能夠上升到最大開啟度位置；如果液壓控制閥的活塞式閥芯堅(jiān)固，能始終保持泄壓腔的密閉并能進(jìn)水腔口緊密結(jié)合，當(dāng)浮球閥關(guān)閉，泄壓腔內(nèi)壓力始終能上升到C2（C2約等于P0，且與液壓閥結(jié)構(gòu)和安裝方式無關(guān)），活塞式閥芯能在水壓力P1和自身的重力G作用下，克服摩擦力f下降并關(guān)閉液壓閥。可見泄壓腔的最小壓力C1是決定液壓閥是否能穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，泄壓腔內(nèi)壓力變化的快慢決定液壓閥靈敏性的高低。定義泄壓腔內(nèi)的最小壓強(qiáng)1為液壓控制閥穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)。當(dāng)液壓控制閥開啟度最大，即浮球閥穩(wěn)定放水時(shí)，此時(shí)泄壓腔內(nèi)壓力1=C1。此時(shí)通過補(bǔ)水小孔，泄水腔、浮球閥出口斷面的流量相等；連接進(jìn)水腔和泄壓腔的