之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現在介紹水利控制閥設計選型水力控制閥屬于自力式控制閥，是不需要流體介質額外能源驅動的控制閥。它是把計量、控制和執行功能合為一體的閥門，利用被控對象本身能量帶動其動作的控制閥。可分為直接作用和帶導閥作用式 兩類。直接作用的自力式控制閥是利用閥進、出口水介質壓力差為動力來驅動控制閥動作，也可用電磁閥來進行遠程控制，然后驅動控制閥動作。其特點是結構簡單、操作方便，但會引起壓降，造成出口壓力的非線性。通常，穩定精度在10%?20%。

帶導閥作用的自力式控制閥，可適用于小壓降和大流量的自力式控制場合，出口壓力變化范圍與流量變化范圍，可小于設定壓力與流量的10%。水力控制閥在流速小于2m/s時，除減壓閥類的水頭損失均應小于2m，流速不能過大，過大會造成很大的水頭損失，同時，流速不能過低，否則效率低，影響正常工作需求，通常的流速保持：主管在1.5?3.5m/s，支管在 1 ?2m/s。

(1)水利控制閥設計選型主要零部件材料使用要求

①根據用戶需求與介質性能，水力控制閥主體材質（閥體、閥蓋、閥瓣）等通常為鑄鐵（灰口鑄鐵、球墨鑄鐵），鑄鋼，不銹鋼三種材質，其他的內部件的材質耐蝕性能至少等同主體材質。

②在中低壓情況下，主張采用球墨鑄鐵材質， 球墨鑄鐵耐腐蝕性，鑄造性能，鑄件質量還有外觀性，在使用中自潤滑性，加工工藝與經濟性能都優于鑄鋼，力學性能接近于中碳鋼，屈服點比高于中碳鋼約一倍，重量則輕于鑄鋼10%以上。但焊接性能差， 容易開裂。

③灰口鑄鐵只能在低壓，中小口徑使用，其鑄造性能高于其他材質，吸振性較好。但力學性能差于其他材質，故此壁厚較厚，顯得笨重，易脆。

④不銹鋼鑄造閥門耐腐蝕性能好，壓力、溫度適用范圍廣，可焊性較好，但鑄造性能、加工工藝上都有一定的缺陷，經濟上也限制了其廣泛應用。

(2)    分類

水力控制閥根據其結構形式可以分為，直通式水力控制閥、直流式水力控制閥還有簡易式水力控制閥三大類。

①直通式水力控制閥也就是代水力控制閥， 其特點是：結構簡單，只有一個控制腔，體型呈直通式，介質通過時，流動方式發生了明顯的變化，因此它的流阻系數比較高，動源消耗相對較高。

②直流式水力控制閥，通常又稱為多功能水泵控制閥，其特點是：有單腔也有雙腔，體型呈直流型也就是Y形，其流阻系數小，流量系數大，具有截斷、止回、自動、減小或消除水錘的功能，同時還具有緩開、緩閉調節功能，進而保護水泵與設備的作用。

③簡易式水力控制閥是水控閥“家族”中結構簡單的一種，它只有閥體、閥蓋、彈簧、橡膠閥瓣四個零件。

(3)水利控制閥設計選型特點

水制閥都是由一個主閥及其附設的導管、導閥、針閥、球閥和壓力表等組成。根據使用目的、功 能及場所的不同可演變成遙控浮球閥、減壓閥、快閉止回閥、流量控制閥、泄壓持壓閥、水力電動控制 閥、水泵控制止回閥等。水力控制閥前要安裝過濾器，并應便于排污的要求。本類閥門在管道中一般水平安裝的性能高于垂直安裝。其綜合特點如下：

①水力控制閥無須外界驅動力（電動裝置、液壓站、蝸輪裝置等），靠系統介質自身壓力來控制；

②水力控制閥的啟閉依靠閥前閥后存在的一定壓力差，因此相對于一般閥門，水力控制閥有相對較大的水頭損失；

③由于結構的原因，水力控制閥需要更大的預 留操作空間，這對管道安裝時提出了要求；

④水力控制閥的介質溫度一般不宜過高和過低， 建議在0?90°C范圍內，因為溫度差異過大會引起熱脹冷縮，造成配管破裂泄漏等問題，如果溫度低于 0°C,需要考慮對閥門進行保溫。

(4)    壓力

水力控制閥幵啟小壓力：雙腔系列為 0. 02MPa；單腔系列為 0. 05 MPa。

(5)    鑄造

鑄造工藝決定了閥門鑄件的質量好壞。所以選擇合適的鑄造工藝對閥門來說尤為重要，目前閥門行業上常用的鑄造方法是砂型鑄造。砂型鑄造又可以分為普通的木模鑄造，熔模鑄造也稱精鑄模鑄造，還有消失模鑄造等。

①木模鑄造適用范圍廣，可鑄造各種復雜形狀，特別是內腔復雜的鑄件，可批量生產，鑄件成本低廉，更適合于大型鑄件的鑄造。但鑄件質量較差， 外觀粗糙，不平整，力學性能不穩定，模具容易損 壞。目前市場上通常是在木模表面上覆蓋一層樹脂， 這樣使木模表面上光滑、平整，硬度、強度得到提高，模具不容易變形。鑄造出來的鑄件質量、外觀得到很大的改善，鑄件的綜合力學性也有所增強。減少了粘砂、掉砂等缺陷。

②溶模鑄造也稱蠟模鑄造，大致的制作過程是：用蠟先制作一個與鑄件相同的模樣，外涂涂料與石英砂，浸入硬化液經過硬化，再把蠟融化出來，得到空殼，再經過烘干，除水分，再將金屬液澆人空殼，冷卻凝固后，再擊破外殼，取出鑄件。熔模鑄造特點是：整體模樣制作，無分型面，無須制芯，下芯的過程，鑄件無錯箱，質量精度與表面質量高，鑄造的壁厚可以到達4mm，能實現少切削，無切削加工， 但周期長。可適用于各種鑄造合金以及形狀復雜，加 工困難，尺寸精度高的中小型精件。

③消失模鑄造消失模鑄造也稱負壓鑄造，區別于其他的鑄造方法主要特征是，它是一種干砂負壓鑄造。大致的制作過程是：先用塑料泡沫制作一個與鑄件相同的模樣，再在烘干室里烘干，烘干后埋入干砂中，在干砂表面上覆蓋一層薄膜，再抽氣進行真空處理，再澆人金屬融液，融液把泡沫融化進入空腔， 待鑄件冷卻凝固后再從砂箱倒出來。

水利控制閥設計選型消失模鑄造的主要特點如下

a.    鑄件尺寸形狀，表面光潔度高，幾乎無加工，具有精密鑄造的特點；可減輕鑄件重量，減少了加工裕量，降低了機加工成本。

b.    取消了砂芯和制芯制造，沒有分型面，*了下芯、起芯、合箱引起的鑄造缺陷和廢品。

c.    無黏結劑、無水分、無任何添加物的干砂造型，*了由于水分、添加物和黏結劑引起的各種氣孔、粘砂等鑄造缺陷和廢品；型砂可全部重復使用， 落砂極其容易，大大降低了清砂的工作量，同時減少了粉塵、煙塵和噪聲污染，大大改善了鑄造工人的勞動環境，降低了勞動強度。

d.    鑄件無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少 50%以上。

e.    可在理想位置設置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統因素的制約，減少了鑄件的內部缺陷。

f.    負壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補縮， 提高了鑄件的組織致密度，可以鑄造出來比較薄的壁厚，鑄件力學性能得到提高。

g.    組合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產效率；可以取消拔模斜度；金屬模具壽命可達5萬次以上，這樣降低了模具的維護費用。

h.模具費用比較高，要求的技術含量比普通模具高，由于塑料泡沫強度低，脫模時易損壞，不適合做大鑄件，由于負壓的作用，鑄件工藝如果處理不當，容易滲漏。

我國的水力控制閥是自20世紀90年代末從以色列、歐美國家以及中國臺灣地區引進來的，經過吸收、消化，改良成為符合中國國情自成一體的水力控制閥， 并于2005年11月11日建設部批準發布的《水力控制閥》（CJ/T 219—2005)城建部行業標準，2006年1月1日起實施。

(1) 水利控制閥設計選型結構特點

①直通單腔水力控制閥性能是水力控制閥的經濟性選擇。

②液壓式自動控制閥門。

③的控制閥門設計。

④簡單而可靠，運行，用途廣泛。

⑤低壓下使用較多，廣泛應用于建筑及農業。

(2)    隔膜特點

①簡單設計適應于各種工況：開關或壓力調節。

②運行穩定，不會引起水流波動。

③低水壓時開啟同樣靈活。

④隔膜受到良好的平衡支撐，不會出現受壓偏移。

(3)    閥體特點

①閥體內外表面光滑，*。

②結構簡單，維護十分方便。

③可選配件：限流手柄，閥位指示器。

23.1.2水力控制閥工作原理

(1)水力控制閥基本定義與應用

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥水力控制閥是在給排水中利用閥進、出口水介質壓力差為動力進行控制的閥門。在管路上可以起到止回、節流、截斷、減壓等作用。通常是在常溫， 中低壓力工況中應用。廣泛應用于市政、水利、石油化工、污水處理、電力等行業中。

①壓力垂直作用在物體表面上的力稱為壓力。 壓力單位：MPa、kPa、bar、psi。

②流量單位時間內，通過河、渠或管道某處斷面的流體的量。流量的單位：m3/s、m3/h、L/s, US gal/min0

水利控制閥設計選型流量理論上計算方式可應用于伯努利方程：

溫度為5?40°C的水，在105Pa壓降下，每小時通過閥門的體積流量數，m3/h；

Cv——英制單位的流量系數，即溫度為60T (15. 6°C)的水，在lpsi壓降下，每分鐘通過閥門的（美）加侖數，US

gal/min；

Q    流量，m3/h;

Ap~一閥兩端測出的靜壓損失，Pa;

^Pkv    靜壓損失，10° Pa;

fr~"流體密度，kg/m3;

水的密度，kg/m3。

④流量特性是指介質流過閥門的相對與相對開度的關系。

⑤水錘介質對管路元件的沖擊作用。

由于水泵的突然停止運轉或閥門快速關閉會引起很大破壞作用的水錘。其壓力升高值為

Ap=avp/B

式中LP——相對于壓力升高值，MPa;

a    壓力波傳遞速度，m/s;

v    流體速度，m/s;

p    液體密度，kg/m3。

⑥壓力換算

lbar= 100000Pa= l00kPa lMPa=10bar=1000KPa=140Psi lPa= lN/m2 [>(Pa) =F(N) /A(m2)] latm= 101325N/m2 = 101325Pa, 一般作為表壓單位；lkgf/cm2 = 98. 067kPa = 0. 9806bar, lbar 二 1. 02 kg/cm2 o1US gal=3. 785X10—3m3。

英制（IP): psi、psf、inHg、inH20；米制： kgf/m2、kgf/cm2、mHzO；單位制（ISO): Pa、bar、N/m20

(2)執行國家標準、行業規范

GB/T 152. 4—88    《緊固件六角頭螺栓和六角螺母用沉孔》

GB/T 1047—2005    《管道元件DN (公稱尺寸）的定義和選用》

 GB/T 1048—2005 《管道元件PiV (公稱壓力）的定義和選用》

GB/T 1184-1996    《形狀和位置公差未注公差值》

GB/T 12220—89    《通用閥門標志》

GB/T 12223—2005《部分回轉閥門驅動裝置的連接》

GB/T 1724. 1—1998《鑄鐵管法蘭技術條件》GB/T 13927—2008《工業閥門壓力試驗》GB/T 308—2004    《閥門型號編制方法》

JB/T 7748—1995    《閥門清潔度和測定方法》

JB/T 7928—1999    《通用閥門供貨要求》

GB/T 9113—2010    《整體鋼制管法蘭》

GB/T 9124—2010    《鋼制管法蘭技術條件》

GB/T 1724. 16—2008《整體鑄鐵法蘭》

GB/T 1220—2007    《不銹鋼棒》

GB/T 4208—2008    《外殼防護等級（IP代碼)》

GB/T 12227—2005《通用閥門球鐵鑄件技術條件》

GB/T 12225—2005《通用閥門銅合金鑄件技術條件》

GB/T 21873—2008    《橡膠密封件給、排水管及污水管道用接口密封圈材料規范》

GB/T 12229—2005《通用閥門碳素鋼鑄件技術條件》

CJ/T 167-2002    《多功能水泵控制閥》

CJ/T 219—2005    《水力控制閥》

JB/T 10674—2006    《水力控制閥》

水利控制閥設計選型以上標準或規范若由新標準或規范替代時，則執行有效的新標準或規范。與本文相關的產品有不銹鋼波紋管密封安全閥