論述了德國ADAMS三偏心多功能組合閥的功能特性。三偏心技術的應用使密封圈無需自身變形就能獲得零泄漏的密封效果，保證閥門的使用壽命。微小的流阻特性產(chǎn)生了很好的節(jié)能效果。帶有止回效果的一體閥在電網(wǎng)波動、跳閘等事故中屢次表現(xiàn)突出，消除了普通止回閥瞬間關閥而引起的水錘問題，保證了安全供水。

一、前言

　　楊樹浦水廠在十年前就引入了兩臺德國ADAMS三偏心多功能組合閥配合出水泵進行出水流量控制，同時具有單向止回的作用，直徑為1000mm。在這十年的運行中，閥門一體閥的微阻和三偏心的特點，使出廠水流經(jīng)閥門時的損耗大為降低，節(jié)約了大量的能源。盡管閥門多次遇到外網(wǎng)停電、機泵跳閘等情況，但閥門每次都能在第一時間內(nèi)出色完成關閥任務。該閥門以獨特的第一階段快速，第二階段緩沖關閥的功能，消除了普通止回閥突然關閥而引起的水錘。

二、閥門耐久性和密封性能

　　ADAMS多功能閥從結(jié)構上說是三維偏心蝶閥，即蝶閥在三個方向上均有偏心，如圖1所示。

　　1)軸中心與閥體中心線相對偏心約為標稱閥直徑的0.25倍。

　　2)軸中心與蝶板平面相對偏心，蝶板相對閥體斜置20°。

　　3)軸中心與圓錐形密封基座中心線相對偏心。正是這樣的設計原理，使得閥板360°圓周面上可保證各點的密封正壓力，金屬密封圈無須自身變形即可獲得零泄漏的密封效果。閥板360°圓周面上保證最低壓力角大于由閥板與基座材料所決定的摩擦角，因此杜絕了二者相互夾執(zhí)、甚至卡死的現(xiàn)象;因溫度變化而出現(xiàn)熱脹冷縮時，閥板與基座之間通過“漸進式”自補償方式來保持始終不變的密封效果。此外，閥門在開啟和關閉時，蝶板與閥座密封副間無摩擦。閥板與基座之間不產(chǎn)生平面間的相對摩擦運動，從而保證了閥門的高壽命、高操作靈活性和在頻繁開閉時仍具有始終如一的密封效果。

三、閥門的動力學原理與意義

　　閥板是按照流體動力學的原理特殊設計的，采用流線型結(jié)構并傾斜置于閥體內(nèi)，最大限度地降低了水頭損失，如圖2所示。當正向流體的流量達到一定范圍值內(nèi)時，閥板將會浮在流體上面，此現(xiàn)象與飛機的飛行原理有點相似(當飛機的飛行速度超過了其起飛速度后，飛機就會升起來，從而減少了流阻和壓損)，閥門最大的水頭損失≤3000Pa。微小流阻特性在實際運用中起到了不錯的節(jié)能效果。

圖2 閥板流體特性工作原理

四、閥門的工作原理

　　此ADAMS一體閥是采用二軸制系統(tǒng)設計(見圖3)，即驅(qū)動軸和閥板軸是分開的，它們是通過一個空程耦合器進行耦合的，閥板軸只能在驅(qū)動軸限定的范圍內(nèi)工作。驅(qū)動軸起到限制閥板運動范圍的作用，使閥板有鎖定狀態(tài)、自由狀態(tài)和限流狀態(tài)，即閥板不能轉(zhuǎn)動，可在0～90°運動，在限定范圍內(nèi)運動。當管網(wǎng)中有浪涌時，可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動軸的開度位置來調(diào)節(jié)水的流量，從而調(diào)節(jié)水的壓力，起到恒定水壓的作用。當要停泵時，將閥板軸關至30%(即將驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)角度關至30%)，再停泵，以減少對水泵的沖擊。當產(chǎn)生反向水流時，閥板會在反向水流和閥板重力的雙作用下，迅速平穩(wěn)關閉，從而保護水泵。

　　同時，此閥門具有一個多重關閉速率和可調(diào)節(jié)的液壓阻尼系統(tǒng)，如圖4所示，包括一個液壓缸、可調(diào)節(jié)關閉彈簧和在閥關閉行程最后階段調(diào)節(jié)閥關閉特性的速度控制閥。此裝置有3條在關閉過程中讓液壓油從液壓缸回流至貯存箱的旁路。液壓系統(tǒng)原理如圖5所示，其中1條旁路有兩個分別受控于壓力補償流量的控制閥，另外兩條旁路有由滾子凸輪操縱截止閥。在閥板關閉時，順序隔離旁路，這樣在接近關閉位置時增加阻尼率。操縱截止閥的凸輪可被調(diào)節(jié)。每個階段能夠借助于流量控制閥進行調(diào)節(jié)，以確保閥門的特性可與系統(tǒng)的液壓波動特性相匹配。以保證無沖擊地關閉閥門，即閥門被延時關閉，消除水錘，此關閉速率由液壓回路中的截止閥C、D和速度控制閥A、B來完成的，A、B閥均為10級可調(diào)。當水泵突然停止工作時，液壓阻尼緩閉裝置上的滑桿首先快速向關閉方向移動，在將要關閉時(閥門開度大約為8%)，滑桿應轉(zhuǎn)為緩慢向關閉方向移動。閥門在全關時，無任何撞擊聲音，且水泵軸無任何明顯的快速反轉(zhuǎn)。

圖5 液壓系統(tǒng)原理圖

五、閥門的控制特點

　　此閥門在控制部分采用了德國AUMA公司的SARM電動執(zhí)行機構。電動執(zhí)行機構在實際中僅起到限流作用，在限定的范圍內(nèi)，閥門的實際開度取決于正向水流的流量。也就是說如果控制電源失電或控制信號掉失，閥板所處狀態(tài)不受影響，且當逆向水流產(chǎn)生時，閥門能立即關閉。因而閥門可靠性高，使閥門具備止回、截止和限流的多重作用。

六、結(jié)語

　　ADAMS三偏心多功能組合閥的三偏心技術保證了零泄漏和無摩擦的效果;動力學的設計原理產(chǎn)生微小流阻特性，達到了節(jié)能減排的效果;二軸制系統(tǒng)和液壓阻尼緩閉裝置的設計，摒棄了傳統(tǒng)的重錘結(jié)構，使得整體結(jié)構緊湊，占空間小，工作平穩(wěn)，無振動，低噪聲，對操作人員不構成任何潛在危險，且在停電、機泵跳閘等情況下能迅速平穩(wěn)關閉。ADAMS閥門在楊樹浦水廠的十年運行中表現(xiàn)良好，為優(yōu)化供水系統(tǒng)，達到安全供水和節(jié)能減排起到了積極作用。