液控固定锥形阀基本要求

液控固定锥形阀基本要求其结构为外套筒形式，即阀体固定。它是采用丝杆螺母伸缩动作，带动外套筒上下动作，达到阀门的启闭目的。它广泛应用于水利、水电、水库等工程上 直排式锥形阀大致可以分为埋设管,锥形阀体,套筒,蜗轮减速螺杆机,拉杆及平衡梁等几个部份。其结构分为外套筒形式和内套形式,外套筒形式即阀体固定,利用蜗轮减速螺杆机启闭活动的外套筒,达到阀体的启闭。

(1)本章对1台套液控固定锥形阀及附件的技术参数、结构和性能等提出了基本要求。

(2)设备的设计标准、选材及技术规范应满足本文件的要求。

(3)本文件未说明，但又与设计、制造、安装、运输、包装、保管、维护以及其他设备、土建的衔接配合等有关的技术要求，按合同规定的有关标准执行。

(4)本文件中带ì的条款为必须满足的条款。

它具有下列优点：
1.水力条件好,具有较其它阀门高的流量系数u=0.75～0.83或更高；
2.结构简单,重量轻；
3.启闭力小,人力操作轻便,适用于无电源的中小型水利工程场所,必要时用户可在蜗轮减速箱另一侧增设电动机连接,变成电动操作启闭机构；
4.泄流时喷出水舌为喇叭状,空中扩散掺气,消能效果好,一般都不用做消能措施,如设置为淹没式出流,则水下之消能亦甚简单；
5.设备布置紧凑,操作灵活,运行管理方便,可靠。
产品特点
1、水力条件好，具有较高的流量系数u=0.73~0.83。
2、结构简单，重量轻；布置紧凑，操作灵活，维护方便、运行可靠、启闭力小。
3、泄流时喷出水舌为喇叭状，空中扩散掺气、消能效果好，一般都不用做消能措施，如设置为淹没式出流，侧水下的消能也很简单。

1. 阀门型式和主要参数

阀门型式：                  排放型固定锥形阀

布置方式：             水平布置、对空排放

公称直径:                 DN1600

设计压力:                             1.2MPa

设计流量：                              30.2m3/s

阀前静压：              25m-75m

阀门连接形式：               法兰连接

阀门密封方式：         金属对金属浮动硬密封

操作方式：                 液控

1. 功能要求

(1)阀门及其辅助设备应适用于本标书中规定的使用介质中，以及规定的气候和环境条件下运行。本阀门本体部分为户外布置，液压站及PLC控制箱为室内布置。

(2)固定锥形阀布置于生态隧洞管路末端，阀后直接对空排放。

(3)阀门开启度根据所需流量进行调节，调节时阀门开度与流量应成线性关系，避免调节过程中流量的突变。

(4)卖方应提供固定锥形阀的开度-流量曲线、排放系数曲线。用厚度不低1mm不锈钢制作并安装于阀体便于观察的位置。

(5)阀门必须能有效解决气蚀破坏现象的发生，调节的流体流过时不会产生紊流，无论阀门处于任何位置，阀腔内的水流不能因节流而可能产生的气蚀对阀体和管道造成破坏。

(6)阀门应有良好的金属对金属密封结构设计，保证阀门零泄漏。

(7)阀门应结构合理、应有足够的强度和刚度，流道应为流线型畅通结构，在运行时具有抗大型杂物堵塞的能力，在高流速下应无任何有害振动。

(8)阀门应具有良好的密封效果和耐用性，大修间隔时间大于50000小时，整套阀门（包括传动装置）使用寿命为不小于40年。

(9)设计流量下全开时的水头损失小于0.5mH2O，运行8000小时后的*大漏水量不得大于0.5L/min。

1. 液控固定锥形阀基本要求性能及结构要求

(1)固定锥形阀由进口管(阀体)、锥体、套筒闸、阀座、防转轴、机械限位装置、驱动油缸、液压站及PLC控制箱等组成。

(2)固定锥形阀应具有线性调节特性，应能在要求的流量变化范围内实现连续、稳定、调节，流量偏差值不得超过整定值的±2.5%。

ì(3)阀门全开时排放系数不得小于0.8。

(4)阀门在全开位置时行程不得小于800mm。

(5)阀门进口管和锥体采用焊接结构，材质综合性能不得低于Q355B，为保证阀门的强度和刚性，同时减小阀门的振动，进口管壁厚不得低于16mm，锥体壁厚不得小于25mm，为保证阀门的出流扩散面积，锥体角度不得大于65°。

    (6)阀门套筒闸由筒体和加强筋板组成，采用焊接结构，筒体采用不锈钢06Cr19Ni10,厚度不得低于16mm，加强筋板采用碳钢Q235B。

(7)阀门正常运行时在下游1m并距管壁1m处噪音应不大于85dB（A）。

(8)阀门的过流面必须为连续的锥型环状过流面，使调节量与开度有良好的线性关系。

(9)阀门应具有足够的强度确保沙砾和石块的自由通过，移动套筒能自由滑动，不受石块的阻碍。

(10)阀门的锥体应有不少于4片筋板支撑均匀分布，筋板的前部呈V型，高速水流经过时，水流形成旋转，对阀体产生相反的持续扭力，减小了阀门的振动。

ì(11)阀座密封必须采用金属对金属浮动硬密封形式，以确保密封的坚固耐用。关闭件应以轴向平移运动来开启或关闭阀门，以减少在大流量或高压差条件下的操作负荷，同时避免高速水流对关闭件的冲蚀。

 (12)阀门须单独设置两根对称布置的防转轴，防止套筒闸的转动；

 (13)阀门须单独设置两个对称布置的机械限位装置，该装置在油缸检修时，能可靠的使阀门处于关闭位置。

(14)关闭件及密封件必须用高强度耐磨不锈钢材料制作，从材质上能保证阀门有良好的抗气蚀性能。

(15)为减小套筒闸与导轨接触面的磨损，固定锥形阀导轨必须采用高分子塑料，不得采用金属或金属堆焊。

(16)阀体应有足够的强度和良好的密封性能，阀门应能承受长期反复启闭且能正常运行。卖方应提供省(含直辖市)级以上检测机构出具的固定锥形阀液体壳体试验和液体高压密封试验检测报告。

(17)阀门应具有良好的流量特性、补气性能及振动特性，卖方应提供第三方公正单位出具的固定锥形阀模型性能试验报告和现场验证试验报告；报告内容含排放系数、补气特性和振动特性等项目的测试。

(18)卖方应提供至少两个稳定运行十年以上且口径不小于DN1600的液控固定锥形阀业绩。

(19)阀门制造商应具有《全国工业产品生产许可证》。

1. 液控固定锥形阀基本要求主要部件材质

1. 液控固定锥形阀基本要求液压及控制系统

3.6.1设备组成

液压及控制系统的基本组成：单出杆、液压油缸、液压泵组、阀组、油箱、蓄能罐、管路及管件、电气控制系统和手动控制系统等。

3.6.2配置

采用一套液压及控制系统控制一台固定锥形阀，每1套液压及控制系统应含油缸2台；阀门共设置油泵及电动机组2组、设置油箱1套、动力柜1套、控制柜1套及PLC控制设备1套，以及回油滤油器等。锥形阀配置手动操作控制系统，满足 PLC 控制系统故障时使用

3.6.3设计计算依据

液压操作机构设计计算应符合《水利水电工程启闭机设计规范》SL41的规定。

液压缸的设计必须达到或超过使用的特性说明或《全美流体动力协会》或《连接工业协会》的标准，液压缸按单活塞杆式、双作用重载条件设计。液压缸必须达到ASME的《锅炉与压力容器》规范的第八部分“不加热的压力容器”的要求，并打上代号。

3.6.4布置与结构要求

(1)液压系统具有保压功能(设置蓄能罐)。蓄能罐的压力和油量能使阀门全开和全关各两个行程(即满足阀门在全开和全关动作过程中的任意位置停电后仍能开关阀门各一次，自动控制部分采用PLC可编程控制器。

(2)固定锥形阀的液压油缸为单出杆双作用油缸（油缸横向布置），要求其活塞的密封均采用非常可靠的密封型式；油缸设置行程传感器(采用国外*品牌)。油缸有杆腔进油为阀门开，反之阀门关;液压系统可以实现阀门任意位置停止、开启、关闭、全开和关闭；关闭位置需具备保压功能；

(3)活塞材料应为碳钢,联接活塞和操作联动杆的活塞应镀铬，其上有揩抹器和尘封。

(4)连接油压缸与液压站之间的压力油管道两端分别用3米长柔性油压管引出，柔性油压管与液压站之间采用不锈钢硬管连接，每跟硬管长度暂定15m，由厂家提供。

(5)泵站阀组等阀件的先导阀件必须可靠，寿命长 。其中电磁球阀（带手动按钮）须使用力士乐品牌产品，压力控制器须使用施奈德品牌产品。

(6)密封与密封件为优质进口件。

(7)油箱用不锈钢材料1Cr18Ni9制造。油箱应符合(SL41-2011)第7.5条的规定。箱体上设置进人孔、液位计、空气滤清器、液温计。油箱底部应设置放油塞，便于清洗换油。

(8)油压系统所用电磁阀应采用国际*品牌，电磁阀应具有手动功能。

(9)供应商应提供高压胶管、硬管与油缸连接的接头等附件

（10）PLC 采用施耐德品牌，PLC 控制柜安装于液压站上，柜体防护等级 IP65。

1. 液控固定锥形阀系统的可靠性要求

（1）液控固定锥形阀可利用率应不低于99.50%。

（2）液控固定锥形阀无故障连续运行应大于10000h。

（3）液控固定锥形阀（包括传动装置）使用寿命为不小于40年。

（4）锥形阀必须满足在 10%小开度下长期运行，大修间隔时间大于 50000 小时，各项功能要求、保证指标不低于技术文件要求。

液控固定锥形阀基本要求使用与维护
一般常安装于涡轮发电机，水库大坝底部作为自由排放或者水库泄洪用途。通常作为水轮发电机组旁通阀的自由排放阀，或是连续排放流量控制。由于采用了倒置锥形柱塞阀芯而得名，简称锥形阀，又因其具有优异的消能效果，故又称消能阀。锥形阀除了在流道终端设置有锥形阀芯之外，所有运动部件全部设置在阀门的过流通道外部，使得阀体内部流道通常顺滑，流量大而压降损耗少，其在整个工作范围内不会产生气蚀及振动；锥形阀的布置与周围建筑物有密切关系，如布置不当时，因射流引起对建筑物的冲刷或形成的雾气对电站的运行带来麻烦，以及放水时引起的显著震动，因此布置形式必须慎重考虑。锥形阀经一段时间运转后，应对锥形阀进行定期清扫、去锈、油漆，应对锥形阀的油缸、液压站进行定期检查和油加，定期检查和更换密封圈及止水橡胶，保证阀门处于正常运转。

液控固定锥形阀基本要求结构原理
    锥形阀大致可以分为埋设管（或过渡管）、锥形阀体、套筒、执行机构、拉杆及传动机构等几个部份。其阀体固定、执行机构通过传动机构启闭活动的外套筒，达到阀体的启闭。它具有下列优点：
  1.水力条件好，具有较其它阀门高的流量系数u=0.75～0.83或更高；
  2.结构简单，重量轻；所有传动部件均设置在阀体之外，一目了然，便于维护检修；
  3.启闭力小，操作轻便，可适用于无电源的中小形水利工程场所，可设置电、气、液动操作启闭机构，轻松实现遥控或无人值守自动运行；
  4.泄流时喷出水舌为喇叭状，空中扩散掺气，消能效果好，简单消能池或不用做消能措施，如设置为淹没式出流，则水下之消能亦甚简单；
  5.流体通过内部4导流翼进行均匀分割，不会产生漩涡和震动；
  6.其阀门的启闭或流量控制则由外部套管的上下移动来带动锥形阀芯的动作实现控制，套筒与阀体之间通过导向环和O形圈实现导向和密封，使阀的流量系数与阀开度具备一定的比例关系。
  7.针对不同状况和压力的流体介质，可以设置金属硬密封和氟塑软密封。采用高强度合金不锈钢耐磨阀座设计的复合密封结构兼具金属对金属硬密封和软密封的特性；
  8.可限制发散角度，使流体分解为稀薄喷淋形态或环状对流达到冲击抵消的目的。同时适应不同现场的需求。
  9.根据阀门水平线与中轴线的夹角大小，以180°水平安装为常见，此外采用的方式有45°，60°、90°；

四、液控固定锥形阀基本要求选择布置
    锥形阀的布置与枢纽建筑物有密切关系,如布置不妥,将因射流引起对建筑物之冲刷或形成的雾气对电站的运行带来麻烦,以及放水时引起的显著震动,因此,布置形式必须慎重考虑，我们建议根据地貌和实际情况，主要从出口方式、安装方式和发散方式三个方面入手，合理安排锥形阀的布置。
  1、出口方式的选择：
    (1)  淹没式：适合水头较低的沟渠等灌溉或饮用水系统，出口四周都为宽阔平坦，以沙石地形为主；
    (2)  喷射式：适合水头较高、陡峭山体场合；
  2、安装方式的选择：
    (1)  水平安装：适合于消能池较薄弱、但场地宽广、周围无建筑物；
    (2)  垂直安装：适合场地狭小或近距离建筑物较多。
    (3)  可选角度安装：介于水平安装与垂直安装之间。
  3、发散形式选择：
    (1)  自由发散型：在空气中自由发散，根据水头大小形成不同范围的发散区域；
    (2)  限制发散型：利用导流罩有效控制锥形阀的出口发散程度：都用于水头高，出口狭小，涉及建筑物或其他设施等；如图所示，用户应根据设计消能池或泄洪渠的具体尺寸选择合适的导流罩，具体如图所示，a、b为导流罩的夹角延长线，L为消能池或泄洪渠的宽度，H为导流罩夹角顶部到消能池或泄洪渠表面的高度，按等边三角形原理计算该选用的导流罩角度。 

液控固定锥形阀基本要求使用说明
1、用户在安装锥形阀前必须校对阀门型号、连接尺寸及注意介质流向，保证与阀门要求一致性。
2、用户在安装锥形阀时，必须预留锥形阀驱动的必要空间。
3、驱动装置的接线须按线路图进行。（详见电动装置说明书）
4、锥形阀必须定期保养，不得随意碰撞及挤压，以免影响密封。
5、有导流罩的要在其下方加支撑，以防导流罩下垂影响阀门密封。