提高液压水位控制阀稳定运行性之我见

文章摘要：摘要：本文从液压水位控制阀的工作原理出发，从液压阀结构、安装、运行环境等方面对影响液压水位控制阀稳定运行的因素进行分析，提出了提高液压水位控制阀稳定运行的改进方案。 关键词：液压水位控制阀 工作原理 稳定运行 改进方案 1.引言液压水位控制阀是一种改进了的浮球阀，当水池或水塔内水位下降，浮球阀开启排水时，进水管内有压力水将阀内活塞托起，密封面打开，阀门即开启供水，当水位上升到控制面，浮球阀关闭，活塞下移将密封面封闭，阀门即停止供水，从而达到自动控制水位的目的。因其不耗电能，结构简单，安装施工方便，适用压力广等优势，在各类清水水池（水箱）的水位自动控制有着较为广泛的应用。但是由于水质和水力因素等

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摘要：本文从液压水位控制阀的工作原理出发，从液压阀结构、安装、运行环境等方面对影响液压水位控制阀稳定运行的因素进行分析，提出了提高液压水位控制阀稳定运行的改进方案。

关键词：液压水位控制阀 工作原理 稳定运行 改进方案

1.引言

液压水位控制阀是一种改进了的浮球阀，当水池或水塔内水位下降，浮球阀开启排水时，进水管内有压力水将阀内活塞托起，密封面打开，阀门即开启供水，当水位上升到控制面，浮球阀关闭，活塞下移将密封面封闭，阀门即停止供水，从而达到自动控制水位的目的。因其不耗电能，结构简单，安装施工方便，适用压力广等优势，在各类清水水池（水箱）的水位自动控制有着较为广泛的应用。但是由于水质和水力因素等的影响，液压水位控制阀往往失灵，轻则白白浪费水资源，重则水淹泵房，造成严重后果。提高液压水位控制阀的稳定性，保证安全供水就显得十分重要了。

2.液压水位控制阀的内部结构及作用原理

液压水位控制阀一般由浮球阀，控制管，液压阀主体组成。虽然液压控制阀主体的外观各异，材质不同，有立式和卧式安装形式等，但其内部结构和作用原理却基本相同。液压控制阀的主体由进水腔、出水口、活塞式阀芯、泄压腔、泄压口等组成，见图1。

　　　

图1液压阀主体结构示意图

设进水的水压为P₀,泄压腔的压力为P₁;活塞式阀芯的重力为G，活塞式阀芯泄压腔端的直径为D₁，另一端的直径为D₂。连通进水腔和泄压腔的小孔直径的d₁,泄压口的直径为d₂，活塞式阀芯与阀腔的摩擦力为f,受到的支持力为N。下面以图１中结构示意图一（结构二类似）为例，分析活塞式阀芯的受力情况如下：

图2液压阀阀芯受力示意图

设活塞式阀芯受到的合力为Ｆ，则阀芯受力矢量式为：

Ｆ＝Ｆ₁+F₂+F₃+F₄+f+N+G……………………………………………………………………(1)

表达为代数形式如下：

Ｆ＝P₀D₂²π/4+ P₂(D₁²π/4－ D₂²π/4)－ P₁D₁²π/4±f－G±N

＝(P₀D₂² － P₁D₁²)π/4±f－G＋P₂(D₁²－ D₂²)π/4 ±N

＝Ａ±f－G±N＋Ｂ……………………………………………………………………(2)

（2）式中Ａ＝(P₀D₂² － P₁D₁²)π/4，Ｂ＝P₂(D₁²－ D₂²)π/4； f的符号与Ａ的符号相反。

当水池或水塔内水位下降，浮球阀开启排水时，进水腔通过小孔d₁向泄压腔补水,由于补水孔d₁<泄压孔d₂,补水能力小于泄压能力，泄压腔的压力P₁降低，阀芯支持力N₁逐渐减小到消失，进水管内有压力水P₀克服活塞式阀芯的重力和摩擦力将其托起，上式F>0,密封面逐渐打开，液压阀门即开启向水池（或水塔）供水。当水池水位上升到控制水面，浮球阀关闭，泄压腔补水能力大于泄压能力，N₂逐渐减小， P₁上升（最大至P₀），上式F<0，活塞下移将密封面封闭，阀门即停止供水。液压控制阀在浮球的控制下，从而可以自动控制水位。

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