前言

錐形放散閥是我公司吸收國(guó)外技術(shù)在國(guó)內(nèi)研發(fā)與生產(chǎn)的最新產(chǎn)品，通常作為水輪發(fā)電機(jī)組旁通閥的自由排放閥，或是水電站和水庫(kù)的連續(xù)排放流量控制閥。具有優(yōu)異的消能效果，故稱(chēng)放散閥或消能閥，又由于流道內(nèi)采用了固錐形體而又得名固定錐形閥，簡(jiǎn)稱(chēng)固定錐閥。錐形放散閥除了在流道終端設(shè)置有錐形閥芯之外，所有運(yùn)動(dòng)部件全部設(shè)置在閥門(mén)的過(guò)流通道外部，使得閥體內(nèi)部流道通常順滑，流量大而壓降損耗少，其在整個(gè)工作范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生氣蝕及振動(dòng)。在相同流量下，相對(duì)傳統(tǒng)形式的水躍消能、挑流消能等形式，具有消能、調(diào)節(jié)效果好，噪聲小、對(duì)下游流道沖刷小等居多優(yōu)勢(shì)。

錐形放散閥本身具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量系數(shù)大、閥門(mén)承載動(dòng)載荷小，可適應(yīng)于任何水頭，可水平、垂直和傾斜布置，經(jīng)久耐用等優(yōu)勢(shì)，普遍用作潤(rùn)輪旁通、水庫(kù)排放或持續(xù)排放的流量控制，特別是用作下游環(huán)保流量的排放及枯水季節(jié)對(duì)下游河道流量的補(bǔ)充。該閥是水利水電工程現(xiàn)代化的一個(gè)重要設(shè)備。

錐形放散閥型號(hào)編制

型號(hào)示例:

錐形放散閥結(jié)構(gòu)原理

錐形放散閥是一種軸流式調(diào)節(jié)閥，由閥筒體、導(dǎo)流筋片、錐體、調(diào)節(jié)套筒和整流罩等主要部件組成。采用不銹鋼制造的調(diào)節(jié)套筒通過(guò)導(dǎo)流筋片安裝在閥體上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)套筒的運(yùn)行來(lái)調(diào)節(jié)閥門(mén)過(guò)流面積。

1、閥體 2、調(diào)節(jié)套筒 3、蝸輪箱 4、萬(wàn)向節(jié) 5、傳動(dòng)軸 6、齒輪箱 7、手輪 8、導(dǎo)向筋 9、絲桿 10、導(dǎo)流筋 11、O型密封圈 12、錐體 13、密封圈 14、閥座環(huán) 15、整流罩

1、閥體 2、蝸輪箱 3、萬(wàn)向節(jié) 4、傳動(dòng)軸5、齒輪箱 6、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 7、絲桿 8、調(diào)節(jié)套筒9、錐體 10、吊環(huán) 11、支架 12、閥座環(huán) 13、密封圈14、導(dǎo)流筋 15、O型橡膠圈

主要技朮性能

主要零部件村質(zhì)

錐形放散閥主要技朮特點(diǎn)

1、閥體

閥體為圓筒形設(shè)計(jì)，并帶一個(gè)與上游渠道或管道相聯(lián)的法蘭。下游端的金屬錐形閥座環(huán)為可浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，以隔離閥體使其變形的應(yīng)力。閥門(mén)前端的錐體通過(guò)導(dǎo)流筋片固定于閥體內(nèi)，調(diào)節(jié)套筒可在筋片上自由滑動(dòng)。閥門(mén)設(shè)有前后兩道密封，防止關(guān)閉與運(yùn)行中的泄漏。其密封結(jié)構(gòu)如下圖：

后密封結(jié)構(gòu)，采用雙重三元異丙橡膠環(huán)（EPDM),經(jīng)久耐用；前密封為軟硬雙重密封結(jié)構(gòu)，軟密封為環(huán)面密封形式，有效躲避錐口的高速?zèng)_刷，提高使用壽命。密封結(jié)構(gòu)均為可拆卸式，維護(hù)更換方便。

2、調(diào)節(jié)套筒

調(diào)節(jié)套筒為圓筒形，通過(guò)沿軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)。在套筒前端的噴口表面采用了硬化處理，可有效適應(yīng)高流速?zèng)_刷。當(dāng)調(diào)節(jié)套筒行程結(jié)束時(shí)接觸閥座環(huán)，形成軟硬雙重密封。

3、整流罩

當(dāng)需要引導(dǎo)排放的水流時(shí)，可在固定于閥體前端的錐體上安裝充氣整流罩。整流罩可控制射流的散開(kāi)不使水花落到閥門(mén)上，讓水流集中地泄到下游，并對(duì)水流還有部分消能作用。

有整流罩與無(wú)整流罩的出流示意（一般情況加有整流罩會(huì)略降低閥門(mén)流量系數(shù)2—3%)

4、驅(qū)動(dòng)裝置

錐形放散閥可按工況要求采用電動(dòng)、液壓缸驅(qū)動(dòng)或手動(dòng)等方式。

錐形放散閥工作原理與選型計(jì)算方式

1、工作原理

錐形放散閥通過(guò)改變調(diào)節(jié)套筒與錐體之間的過(guò)流面積，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，使閥門(mén)在任意開(kāi)度下自由排放均能將氣蝕和振動(dòng)控制在最低狀態(tài)。錐體通過(guò)科學(xué)的流體設(shè)計(jì)，采用 COSMOSWorks結(jié)構(gòu)分析軟件確定閥門(mén)應(yīng)力分布，采用先進(jìn)的FLUENT流體專(zhuān)用分析軟件進(jìn)行測(cè)試，使過(guò)流面的變化與調(diào)節(jié)套筒的移動(dòng)形成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)全行程的良好調(diào)節(jié)性能。錐體通過(guò)多塊流線形肋板固定于閥體上，使該閥與其它常規(guī)消能閥相比，顯著降低或消除閥門(mén)運(yùn)行時(shí)的汽蝕與振動(dòng)，并使閥門(mén)操作力矩達(dá)到最低。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，調(diào)節(jié)套筒與錐體前端的錐形閥座形成一個(gè)金屬對(duì)金屬和金屬對(duì)橡膠的軟硬雙重密封，保障閥門(mén)零泄漏。開(kāi)閥時(shí)，排出的水流形成一個(gè)寬的錐角噴射到大氣中，并且被分解成細(xì)密的飛沫。如果噴射流形狀需要控制，在閥門(mén)出口端可添加一個(gè)充氣整流罩，不但允許空氣混合到水中防止管壁真空的產(chǎn)生，而且還能形成集中的水流形狀。

2、選型計(jì)算方式

閥門(mén)口徑可依據(jù)所需流量求得，其流量計(jì)算公式如下：

Q=流量（m3/s)

Cv=流量系數(shù)（該閥水力條件好，具有較其它閥門(mén)高的流量系數(shù)，其Cv =0.75 ~ 0.86 ) G=9.81(m/s2)

H=錐形放散閥前相對(duì)閥體軸心的總水頭（m)

A=錐閥通徑截面積（m2 )

自控型流量調(diào)節(jié)方法

該閥可根據(jù)用戶(hù)及場(chǎng)地要求，采用手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)與氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。除手動(dòng)型外，其他驅(qū)動(dòng)形式，可采用以下控制方式：

1、流量計(jì)輸出4-20mA直流信號(hào)，標(biāo)定對(duì)應(yīng)最小流量值和最大流量值。

2、將流量計(jì)輸出反饋信號(hào)送入PLC處理，經(jīng)PLC預(yù)設(shè)值比較后輸出相應(yīng)控制信號(hào)給調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動(dòng)閥門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)位置（閥門(mén)開(kāi)度）。

3、由PLC負(fù)責(zé)開(kāi)度預(yù)定、反饋信號(hào)比較及控制，輸出工作。調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)按PLC指令驅(qū)動(dòng)閥門(mén)達(dá)到指定位置，控制精度由PLC設(shè)定，此方法為閉環(huán)控制，穩(wěn)疋可靠

錐形放散閥閥門(mén)安裝方式

錐形放散閥的布置與樞紐建筑物有密切關(guān)系，必須科學(xué)安排謹(jǐn)慎施工。設(shè)計(jì)布置時(shí)，需要考慮系統(tǒng)迎風(fēng)與背風(fēng)，出流角度為仰射與俯沖、出流形式為面流或淹沒(méi)等要素。如果布置不恰當(dāng)，將引起因閥門(mén)開(kāi)啟特別是小開(kāi)度時(shí)產(chǎn)生的射流對(duì)周邊建筑物及下游河床的沖刷，以及其運(yùn)行時(shí)形成的水霧產(chǎn)生對(duì)電站設(shè)備與閥門(mén)本身部件帶來(lái)影響。閥門(mén)安裝必須規(guī)范，消減閥門(mén)放水時(shí)對(duì)系統(tǒng)引起的震動(dòng)。建議根據(jù)地貌和實(shí)際情況，主要從出口方式、安裝方式和發(fā)散方式三個(gè)方面入手，合理安排錐形閥的布置。

1、出□方式的選擇:

⑴淹沒(méi)式：適合水頭較低的溝渠等灌溉或飲用水系統(tǒng)，出口四周都為寬闊平坦，以沙石地形為主；

⑵噴射式：適合水頭較高、陡峭山體場(chǎng)合；

2、安裝方式的選擇：

(1)水平安裝：適合于消能池較薄弱、但場(chǎng)地寬廣、周?chē)鸁o(wú)建筑物；

(2)垂直安裝：適合場(chǎng)地狹小或近距離建筑物較多。

(3)可選角度安裝：通常介于水平安裝與垂直安裝之間。

3、發(fā)散形式選擇：

(1) 普通型（自由發(fā)散型）：在空氣中自由發(fā)散，根據(jù)水頭大小形成不同 范圍的發(fā)散區(qū)域；

(2) 帶整流罩型（限制發(fā)散型）：利用導(dǎo)流罩有效控制錐形閥的出口發(fā)散程度：都用于水頭高，出口狹小，涉及建筑物或其他設(shè)施等；如圖所示，用戶(hù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)消能池或泄洪渠的具體尺寸選擇合適的導(dǎo)流罩，具體如圖所示，a、 b為導(dǎo)流罩的夾角延長(zhǎng)線，L為消能池或泄洪渠的寬度，H為導(dǎo)流罩夾角頂部到消能池或泄洪渠表面的高度，按等邊三角形原理計(jì)算該選用的導(dǎo)流罩角度。

閥門(mén)外形尺寸

        閥門(mén)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)(不帶導(dǎo)流罩型)，一道美麗的景觀                  帶導(dǎo)流罩型