前言

錐形放散閥是我公司吸收國外技術(shù)在國內(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，或是水電站和水庫的連續(xù)排放流量控制閥。具有優(yōu)異的消能效果，故稱放散閥或消能閥，又由于流道內(nèi)采用了固錐形體而又得名固定錐形閥，簡稱固定錐閥。錐形放散閥除了在流道終端設(shè)置有錐形閥芯之外，所有運動部件全部設(shè)置在閥門的過流通道外部，使得閥體內(nèi)部流道通常順滑，流量大而壓降損耗少，其在整個工作范圍內(nèi)不會產(chǎn)生氣蝕及振動。在相同流量下，相對傳統(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、對下游流道沖刷小等居多優(yōu)勢。

錐形放散閥本身具有結(jié)構(gòu)簡單、流量系數(shù)大、閥門承載動載荷小，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，普遍用作潤輪旁通、水庫排放或持續(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)對下游河道流量的補充。該閥是水利水電工程現(xiàn)代化的一個重要設(shè)備。

錐形放散閥型號編制

型號示例:

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)套筒通過導(dǎo)流筋片安裝在閥體上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動套筒的運行來調(diào)節(jié)閥門過流面積。

1、閥體 2、調(diào)節(jié)套筒 3、蝸輪箱 4、萬向節(jié) 5、傳動軸 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、萬向節(jié) 4、傳動軸5、齒輪箱 6、電動執(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

1、閥體

閥體為圓筒形設(shè)計，并帶一個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)為可浮動結(jié)構(gòu)，以隔離閥體使其變形的應(yīng)力。閥門前端的錐體通過導(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。閥門設(shè)有前后兩道密封，防止關(guān)閉與運行中的泄漏。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沖刷，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，通過沿軸線方向的直線運動開啟和關(guān)閉閥門。在套筒前端的噴口表面采用了硬化處理，可有效適應(yīng)高流速沖刷。當(dāng)調(diào)節(jié)套筒行程結(jié)束時接觸閥座環(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，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不使水花落到閥門上，讓水流集中地泄到下游，并對水流還有部分消能作用。

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

4、驅(qū)動裝置

錐形放散閥可按工況要求采用電動、液壓缸驅(qū)動或手動等方式。

錐形放散閥工作原理與選型計算方式

1、工作原理

錐形放散閥通過改變調(diào)節(jié)套筒與錐體之間的過流面積，實現(xiàn)對流量的控制，使閥門在任意開度下自由排放均能將氣蝕和振動控制在最低狀態(tài)。錐體通過科學(xué)的流體設(shè)計，采用 COSMOSWorks結(jié)構(gòu)分析軟件確定閥門應(yīng)力分布，采用先進(jìn)的FLUENT流體專用分析軟件進(jìn)行測試，使過流面的變化與調(diào)節(jié)套筒的移動形成線性對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)全行程的良好調(diào)節(jié)性能。錐體通過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運行時的汽蝕與振動，并使閥門操作力矩達(dá)到最低。閥門關(guān)閉時，調(diào)節(jié)套筒與錐體前端的錐形閥座形成一個金屬對金屬和金屬對橡膠的軟硬雙重密封，保障閥門零泄漏。開閥時，排出的水流形成一個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，在閥門出口端可添加一個充氣整流罩，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、選型計算方式

閥門口徑可依據(jù)所需流量求得，其流量計算公式如下：

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)用戶及場地要求，采用手動、電動、液動與氣動操作機(jī)構(gòu)。除手動型外，其他驅(qū)動形式，可采用以下控制方式：

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

2、將流量計輸出反饋信號送入PLC處理，經(jīng)PLC預(yù)設(shè)值比較后輸出相應(yīng)控制信號給調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動閥門運轉(zhuǎn)至對應(yīng)位置（閥門開度）。

3、由PLC負(fù)責(zé)開度預(yù)定、反饋信號比較及控制，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)動閥門達(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)計布置時，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等要素。如果布置不恰當(dāng)，將引起因閥門開啟特別是小開度時產(chǎn)生的射流對周邊建筑物及下游河床的沖刷，以及其運行時形成的水霧產(chǎn)生對電站設(shè)備與閥門本身部件帶來影響。閥門安裝必須規(guī)范，消減閥門放水時對系統(tǒng)引起的震動。建議根據(jù)地貌和實際情況，主要從出口方式、安裝方式和發(fā)散方式三個方面入手，合理安排錐形閥的布置。

1、出□方式的選擇:

⑴淹沒式：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、但場地寬廣、周圍無建筑物；

(2)垂直安裝：適合場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，用戶應(yīng)根據(jù)設(shè)計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算該選用的導(dǎo)流罩角度。

閥門外形尺寸

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