多功能给水球阀研制与应用.pdf

第 ! 卷 第 # 期水利电力机械$%!)* 多 功 能 给 水 球 阀 研 制 与 应 用 :? %A B;&CDGC%? 倪令鹏， 孟宪明 （智宏工程管理咨询有限公司， 江苏 苏州!KLK!M） 摘要： 介绍了多功能给水球阀的结构及工作原理 ， 对该阀的功能及操作步骤进行了详细的描述。该成果 具 有投资少、 施工方便、 结构简单、 使用寿命长等优点， 在农田灌溉中有较高的推广价值。 关 键词： 低压管道； 灌溉； 球阀 中图 分类号：-9KMN文献标识码：O文章编号：K)* P*NN*（!)*）)# P )!* P)M 收稿日期： !)*P )*P !K 作者简介： 倪令鹏 （K#Q# P ） ， 男， 江苏苏州人， 智宏工程管理咨询有限公司助理工程师， 从事市政、 水电及土建工程的现场管理和监理工作。 节水是节约型社会的重要组成部分， 据统计资 料显示， 有关 省 份农 田灌 溉用 水占 社 会用 水量 的 L)R， 灌溉节水势在必行。实践证明， 低压管道灌溉 是节水的 重要措施 之一。多 功能给水 球阀具有 给 水、 调压、 排气等多种功能且造价低、 使用方便、 经久 耐用， 是低压管道灌溉的重要组成部分。该球阀经 过多年的试验和应用， 效果良好， 深受群众的欢迎， 得到了有关专家的好评。 !球阀的结构 球阀主要由球室、 出水口环、 底栅、 浮球、 出水弯 头、 保险盖及工作扳手等组成， 如图K所示。 !浮球 浮球是能随水面升降的空心球体， 球面圆整、 光 滑、 无梗槽， 球体弹性好、 质量小， 充气后有一定的耐 压能力 （耐压能力大于 )K 87G） 。根据国内生产情 况， 采用了壁厚 ! S M 的空心橡塑球， 其直径 （充 气后） 为出水弯管内径的K ! S K M倍。 ! 球室 球室的结构型式见图 K。球室下端进水口与输 水管道分水连通件向上的分水口对接， 内部设有底 栅， 上端装有出水口环。球室壁高出出水口环L D， 以便加盖混凝土盖板。为降低造价， 提高 施工安装 速 度， 球室壁 采用 ! !)混凝土 预制， 壁 厚MD。 球 图 !球阀结构示意图 室内径以使充气浮球与球室内壁间的过水面积等于 第 ! 卷第 # 期倪令鹏， 等： 多功能给水球阀的研制与应用!$ 出水弯管过水面的% &% %&!倍为宜， 球室高度视地 下管道埋深等有关条件选择。 !& 球室出水口环 球室出水口环是球阀出水口和进排气的通道， 由铸铁材料制成。口环内壁设有对称的旋固槽， 供 旋紧出水弯管和保险盖之用。口环上下表面要求平 整、 光滑。口环直接浇筑在球室出水口上。为使口 环和球室混凝土结合牢固， 在口环外壁上设有凹槽， 如图 ! 所示。 图#球室出水口 环剖面 !&$底栅 底栅由!%( )的 钢筋组成， 钢筋间 距* %( +)， 安装在球室内， 距球室出水口,( *( +)。它具 有 - 个功能： 一是托住浮球， 使浮球不至于落到球室 底部， 便于停止灌水时取出浮球和下次灌溉时浮球 的充气； 二是可以防止在管道内存水的情况下开始 充气时， 浮球在紊乱前进的水流冲击下堵塞管道或 进入管道内； 三是充当拦污栅， 防止杂草和较大石块 进入管道内。 !&% 出水弯头 出水弯头包括弯头底座和弯管 ! 部分， 如图 - 所示。 图出水弯头 剖面 弯管的作用主要是改变水流向， 可采用聚氯 乙烯硬管焊接成 #(.弯管， 将其承插在弯头底座上。 弯头底座由铸铁材料制成， 下端焊有-根钢筋， 支撑着%个钢筋环， 以便安放弯头时将浮球推离球 室出水口环， 在浮球与球室出水口环间形成过水通 道。底座的外壁上装有旋固齿， 和球室出水口旋固 槽相适应， 这样， 转动出水弯头可以使弯头底座与出 水口环间的止水橡胶垫圈压紧而起到止水的目的。 止水垫圈采用耐油、 耐老化的/型橡胶垫圈。 出水弯管的直径根据地面输水管的直径确定， 一般弯管直径略小于软管直径， 弯头底座内径与弯 头管内径相同。弯头底座下面的浮球支撑杆及支撑 环用 ! ) 钢筋焊接而成， 支撑环直径 （外径） 比球 室出水口环内径小 % !+)， 支撑杆长度 为浮球直 径的% 0-。 ! & 保险盖与工作扳手 为保护管道和球室， 配备了铸铁保险盖及开启 保险盖的专门扳手。保险盖通过旋固齿在球室出水 口环旋固槽内移动而使保险盖压紧。 #球阀的功能 # &! 自动排气 当管道内有 空气时， 浮 球因自重落 在底栅上。 开始灌溉时， 随着管道内水量的增加， 管道内的空气 也逐渐从各出水口排出。 # &# 自动关闭 当球室内的空气排出后， 球体在水浮力的作用 下升至出水口， 并在管道内水压力作用下将出水口 阻塞， 相当于给水装置自动关闭。 # & 灌溉给水 将出水弯头插入球室出水口环内并旋紧， 球被 出水弯头底座上的环形钢筋推离出水口环， 地下管 道中的水经球室从出水弯头流 入地面多孔出 流软 管， 分配至畦内。 # &$自动调压 安装球阀后， 一旦管道内产生真空， 浮球将被吸 离出水口环， 使空气进入管道内， 破坏了管道真空； 同时空气的进入和排出 （出水口呈正压状态时） 及浮 球的柔性作用也大大减少了管道内的水锤压力， 使 管道的内水压力的变化幅度大大减小， 从而保护管 道免遭水锤破坏。 球阀的操作步骤 灌溉时球阀可按下列步骤进行操作： （%） 将球室混凝土盖板和保险盖打开。 ! 水利电力机械!#$ 年 % 月 表 !球阀规格、 造价、 性能表 部件名称规格 & 造价 & 元规格 & 造价 & 元规格 & 造价 & 元规格 & 造价 & 元 出 水 弯 头 塑料弯管 底座 止水圈 !() )*!# )*+# ,*+) !,# ,*!# $*# ,*$ ! ,!) ,+*$# %*# ,*() !,$# !)*$# ,#*# ,*%# 专用扳手!()*#!,#)*#! ,!)*#!,$#)*# 球 室 部 分 混凝土球室 出水口环 球体 底栅 保险盖 -. ,/# ! ,# ,$*# +*)# $*# !*# (*)# -. ,$) !,!) ,$*)# )*# (*)# !*)# (*$# -. !,# ! ,$# ,(*# )*)# ,!*# !*(# (*%# -. !$# !,) ,*# (*) ,+*# /*# *+# 其他 !*#!*#!*#!*# 合计 !$*#)/,*/$/*)+%*)# 流量的适用范围 & （/& 0）,# 1 /#/# 1 $#$#1 # 1 ,!# 局部阻力系 ! /*/ 1 +*#/*/ 1 +*#/*/1 +*#/*/ 1 +*# （下转第/页） （!） 放入浮球并给球充气， 使球达到规定的充气 程度， 如果球在球室内未取出， 也要检查球的充气情 况， 使球的大小达到所规定的尺寸。 （/） 根据灌溉水次序， 将出水弯头插在准备放水 的球室出水口环内并旋紧， 使弯头上的橡胶垫圈紧 紧压在出水口环上面。 （+） 放好地面软管并接在弯头上。 （)） 启动水泵， 这时管网排气和不需要出水的球 阀的关闭由球阀自动完成， 安装有出水弯头的球阀 立即放水进行灌溉。 （$） 更换给水地点时， 先将需要灌水的另一个球 阀开启 （安装好出水弯头及地面软管） ， 然后关闭原 来的放水球阀 （将出水弯头反方向旋出， 浮球自动浮 上来并在内水压力的作用下紧紧堵塞水口， 即完成 关闭动作） 。 （(） 灌水结束后， 各出水口悬上保险盖， 用专用 扳手拧紧， 然后盖好保护盖板。如灌水时间间隔较 长， 可将球放气取出， 妥善保存， 以备下次灌水之用。 球阀的预制与安装 *! 球阀的预制 （,） 出水弯头。购置或加工合适的塑料弯管， 铸 造弯头底座， 在底座上钻孔， 安装浮球支撑杆和支撑 环及旋固齿， 最后将弯管套在底座上即成为完整的 出水弯头。 （!） 球室。将球室模板和加工好的球室出水口 环按照图 + 所示的安装方法装好放在振动平台上， 浇筑混凝土并振动； 将浇筑好的球室和模板一起放 到空地上， 去掉内、 外模； 养护) 1 ( 2后将球室倒过 来取下底盘； 清理出水口内侧， 使其内表面整洁。 （/） 底栅。根据底栅设计安装位置 （距出水口环 图 球室 预制示意图 +# 1 )# 3） 和栅孔间 距 （) 1 ,# 3） ， 在球室壁 上打 眼， 插 入!,# 的 钢 筋， 然 后用 水 泥 沙 浆 封 孔 即可。 *# 球阀的安装 球阀的安装主要是球室的安装。首先在已安装 好的地下管道分水连接件的上 分水口周围抹 好沙 浆， 然后将球室吊起， 根据出水方向调整好球室出水 环旋固槽的位置， 将球室进水口对准管道连通件的 上分水口， 缓缓地落下球室， 最后用沙浆抹好球室与 分水件连接处， 覆土养护。达到沙浆养护期进行试 水， 仍旧漏水的地方要进行及时处理， 不漏水后在球 室周围填土至地面， 盖好球室保险盖及保护盖板。 $球阀的规格、 造价及工作性能 为了便于用户选择、 使用球阀， 现将不同规格球 阀的造价及工作性能列于表,， 以便选用。 第 ! 卷第 # 期郑震宙， 等： 城市水务系统投资结构优化研究$ 电出版社，!%$ & !冯尚友 &水资源系统工程 & 武汉： 湖北科学 技术出版社，(#( & ! （实习编辑： 孔路辉） （上接第 !% 页） 层临时附着拆除至 )% % * 层安 装， 安装完成后再顶升 ! 节标准节。塔机达到最大 高度(%!&+, *。 （,） 每次安装附着前， 必须根据加固方案， 用,% 槽钢将在相应位置连接加固， 检查无误后方可安装 附着。 （+） 每层附着采用$根-+% . $+% . (/ . $%工 字梁将 0， 1， 2， 立柱连成整体， $ 根工字梁采用螺 栓联接， 以传递塔机附着力， 工字梁与立柱采用抱箍 联接， 抱箍与立柱之间间隙塞入斜垫铁， 以防止有间 隙产生冲击力。 塔机使用期间， 要求施工人员定期对附着装置 及锅炉立柱进行检查， 确保塔机使用安全。 !结论 345!%4附臂吊在贵州省电力建设第一工程公司 施工中尚属首次应用， 通过安装施工， 作者体会到： （(） 345!%4 塔机起重能力大， 作业范围广， 起 升高度大， 抗风能力强， 安全性能好， 特别适用于火 电机组锅炉施工。 （!） 塔机的附着涉及到是否能安全施工， 在安装 过程中一定要仔细考虑， 拿出完善的施工方案， 特别 是345!%4这种非标准配置的大型起重设备。 （$） 由于塔机附着力大， 附着点应优先考虑选在 锅炉钢架每层节点附近， 以改善钢架的受力状况， 同 时也方便施工。 （,） 由于电厂锅炉结构不尽相同， 会导致锅炉钢 架受力大小不同， 甚至会导致附着点的改变， 这种情 况下最好不要盲目施工， 应及时与塔机、 锅炉厂家联 系， 确定最优附着方案。 ! （编辑： 王书平） （上接第 ! 页） 结束语 多功能给水球阀经多年的应用和测试， 证明它 具有以下优点： （(） 集多功能于 一体。具有自 动排气、 自动关 闭、 充当给水阀、 自动调压和限制管道压力、 保护管 道等多种功能， 构思精巧、 设计合理。 （!） 制造容易。部件少、 结构简单、 安装方便， 可 在工厂批量生产。 （$） 使用方便。多项功能可自 动完成， 操作简 单、 使用灵活。 （,） 易损件少、 便于更换。不存在因锈蚀而不能 使用的情况， 使用寿命长。 （+） 造价较低， 便于推广。与调压塔 （池） 、 排气 阀 （管） 及 给水栓 等分 设的设 计方案 相比， 造价 低 +%6 7 )%6。 （/） 使用范围广。其流量范围(% 7 (!% *$8 9。 经试验和应用， 可以认定， 球阀是一种值得推广 的新型管件， 可大面积推广应用。 （编辑： 刘芳）