之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍水利控制阀设计选型水力控制阀属于自力式控制阀，是不需要流体介质额外能源驱动的控制阀。它是把计量、控制和执行功能合为一体的阀门，利用被控对象本身能量带动其动作的控制阀。可分为直接作用和带导阀作用式 两类。直接作用的自力式控制阀是利用阀进、出口水介质压力差为动力来驱动控制阀动作，也可用电磁阀来进行远程控制，然后驱动控制阀动作。其特点是结构简单、操作方便，但会引起压降，造成出口压力的非线性。通常，稳定精度在10%〜20%。

带导阀作用的自力式控制阀，可适用于小压降和大流量的自力式控制场合，出口压力变化范围与流量变化范围，可小于设定压力与流量的10%。水力控制阀在流速小于2m/s时，除减压阀类的水头损失均应小于2m，流速不能过大，过大会造成很大的水头损失，同时，流速不能过低，否则效率低，影响正常工作需求，通常的流速保持：主管在1.5〜3.5m/s，支管在 1 〜2m/s。

(1)水利控制阀设计选型主要零部件材料使用要求

①根据用户需求与介质性能，水力控制阀主体材质（阀体、阀盖、阀瓣）等通常为铸铁（灰口铸铁、球墨铸铁），铸钢，不锈钢三种材质，其他的内部件的材质耐蚀性能至少等同主体材质。

②在中低压情况下，主张采用球墨铸铁材质， 球墨铸铁耐腐蚀性，铸造性能，铸件质量还有外观性，在使用中自润滑性，加工工艺与经济性能都优于铸钢，力学性能接近于中碳钢，屈服点比高于中碳钢约一倍，重量则轻于铸钢10%以上。但焊接性能差， 容易开裂。

③灰口铸铁只能在低压，中小口径使用，其铸造性能高于其他材质，吸振性较好。但力学性能差于其他材质，故此壁厚较厚，显得笨重，易脆。

④不锈钢铸造阀门耐腐蚀性能好，压力、温度适用范围广，可焊性较好，但铸造性能、加工工艺上都有一定的缺陷，经济上也限制了其广泛应用。

(2)    分类

水力控制阀根据其结构形式可以分为，直通式水力控制阀、直流式水力控制阀还有简易式水力控制阀三大类。

①直通式水力控制阀也就是代水力控制阀， 其特点是：结构简单，只有一个控制腔，体型呈直通式，介质通过时，流动方式发生了明显的变化，因此它的流阻系数比较高，动源消耗相对较高。

②直流式水力控制阀，通常又称为多功能水泵控制阀，其特点是：有单腔也有双腔，体型呈直流型也就是Y形，其流阻系数小，流量系数大，具有截断、止回、自动、减小或消除水锤的功能，同时还具有缓开、缓闭调节功能，进而保护水泵与设备的作用。

③简易式水力控制阀是水控阀“家族”中结构简单的一种，它只有阀体、阀盖、弹簧、橡胶阀瓣四个零件。

(3)水利控制阀设计选型特点

水制阀都是由一个主阀及其附设的导管、导阀、针阀、球阀和压力表等组成。根据使用目的、功 能及场所的不同可演变成遥控浮球阀、减压阀、快闭止回阀、流量控制阀、泄压持压阀、水力电动控制 阀、水泵控制止回阀等。水力控制阀前要安装过滤器，并应便于排污的要求。本类阀门在管道中一般水平安装的性能高于垂直安装。其综合特点如下：

①水力控制阀无须外界驱动力（电动装置、液压站、蜗轮装置等），靠系统介质自身压力来控制；

②水力控制阀的启闭依靠阀前阀后存在的一定压力差，因此相对于一般阀门，水力控制阀有相对较大的水头损失；

③由于结构的原因，水力控制阀需要更大的预 留操作空间，这对管道安装时提出了要求；

④水力控制阀的介质温度一般不宜过高和过低， 建议在0〜90°C范围内，因为温度差异过大会引起热胀冷缩，造成配管破裂泄漏等问题，如果温度低于 0°C,需要考虑对阀门进行保温。

(4)    压力

水力控制阀幵启小压力：双腔系列为 0. 02MPa；单腔系列为 0. 05 MPa。

(5)    铸造

铸造工艺决定了阀门铸件的质量好坏。所以选择合适的铸造工艺对阀门来说尤为重要，目前阀门行业上常用的铸造方法是砂型铸造。砂型铸造又可以分为普通的木模铸造，熔模铸造也称精铸模铸造，还有消失模铸造等。

①木模铸造适用范围广，可铸造各种复杂形状，特别是内腔复杂的铸件，可批量生产，铸件成本低廉，更适合于大型铸件的铸造。但铸件质量较差， 外观粗糙，不平整，力学性能不稳定，模具容易损 坏。目前市场上通常是在木模表面上覆盖一层树脂， 这样使木模表面上光滑、平整，硬度、强度得到提高，模具不容易变形。铸造出来的铸件质量、外观得到很大的改善，铸件的综合力学性也有所增强。减少了粘砂、掉砂等缺陷。

②溶模铸造也称蜡模铸造，大致的制作过程是：用蜡先制作一个与铸件相同的模样，外涂涂料与石英砂，浸入硬化液经过硬化，再把蜡融化出来，得到空壳，再经过烘干，除水分，再将金属液浇人空壳，冷却凝固后，再击破外壳，取出铸件。熔模铸造特点是：整体模样制作，无分型面，无须制芯，下芯的过程，铸件无错箱，质量精度与表面质量高，铸造的壁厚可以到达4mm，能实现少切削，无切削加工， 但周期长。可适用于各种铸造合金以及形状复杂，加 工困难，尺寸精度高的中小型精件。

③消失模铸造消失模铸造也称负压铸造，区别于其他的铸造方法主要特征是，它是一种干砂负压铸造。大致的制作过程是：先用塑料泡沫制作一个与铸件相同的模样，再在烘干室里烘干，烘干后埋入干砂中，在干砂表面上覆盖一层薄膜，再抽气进行真空处理，再浇人金属融液，融液把泡沫融化进入空腔， 待铸件冷却凝固后再从砂箱倒出来。

水利控制阀设计选型消失模铸造的主要特点如下

a.    铸件尺寸形状，表面光洁度高，几乎无加工，具有精密铸造的特点；可减轻铸件重量，减少了加工裕量，降低了机加工成本。

b.    取消了砂芯和制芯制造，没有分型面，*了下芯、起芯、合箱引起的铸造缺陷和废品。

c.    无黏结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型，*了由于水分、添加物和黏结剂引起的各种气孔、粘砂等铸造缺陷和废品；型砂可全部重复使用， 落砂极其容易，大大降低了清砂的工作量，同时减少了粉尘、烟尘和噪声污染，大大改善了铸造工人的劳动环境，降低了劳动强度。

d.    铸件无飞边毛刺，使清理打磨工作量减少 50%以上。

e.    可在理想位置设置合理形状的浇冒口，不受分型、取模等传统因素的制约，减少了铸件的内部缺陷。

f.    负压浇注，更有利于液体金属的充型和补缩， 提高了铸件的组织致密度，可以铸造出来比较薄的壁厚，铸件力学性能得到提高。

g.    组合浇注，一箱多件，大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率；可以取消拔模斜度；金属模具寿命可达5万次以上，这样降低了模具的维护费用。

h.模具费用比较高，要求的技术含量比普通模具高，由于塑料泡沫强度低，脱模时易损坏，不适合做大铸件，由于负压的作用，铸件工艺如果处理不当，容易渗漏。

我国的水力控制阀是自20世纪90年代末从以色列、欧美国家以及中国台湾地区引进来的，经过吸收、消化，改良成为符合中国国情自成一体的水力控制阀， 并于2005年11月11日建设部批准发布的《水力控制阀》（CJ/T 219—2005)城建部行业标准，2006年1月1日起实施。

(1) 水利控制阀设计选型结构特点

①直通单腔水力控制阀性能是水力控制阀的经济性选择。

②液压式自动控制阀门。

③的控制阀门设计。

④简单而可靠，运行，用途广泛。

⑤低压下使用较多，广泛应用于建筑及农业。

(2)    隔膜特点

①简单设计适应于各种工况：开关或压力调节。

②运行稳定，不会引起水流波动。

③低水压时开启同样灵活。

④隔膜受到良好的平衡支撑，不会出现受压偏移。

(3)    阀体特点

①阀体内外表面光滑，*。

②结构简单，维护十分方便。

③可选配件：限流手柄，阀位指示器。

23.1.2水力控制阀工作原理

(1)水力控制阀基本定义与应用

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀水力控制阀是在给排水中利用阀进、出口水介质压力差为动力进行控制的阀门。在管路上可以起到止回、节流、截断、减压等作用。通常是在常温， 中低压力工况中应用。广泛应用于市政、水利、石油化工、污水处理、电力等行业中。

①压力垂直作用在物体表面上的力称为压力。 压力单位：MPa、kPa、bar、psi。

②流量单位时间内，通过河、渠或管道某处断面的流体的量。流量的单位：m3/s、m3/h、L/s, US gal/min0

水利控制阀设计选型流量理论上计算方式可应用于伯努利方程：

温度为5〜40°C的水，在105Pa压降下，每小时通过阀门的体积流量数，m3/h；

Cv——英制单位的流量系数，即温度为60T (15. 6°C)的水，在lpsi压降下，每分钟通过阀门的（美）加仑数，US

gal/min；

Q    流量，m3/h;

Ap~一阀两端测出的静压损失，Pa;

^Pkv    静压损失，10° Pa;

fr~"流体密度，kg/m3;

水的密度，kg/m3。

④流量特性是指介质流过阀门的相对与相对开度的关系。

⑤水锤介质对管路元件的冲击作用。

由于水泵的突然停止运转或阀门快速关闭会引起很大破坏作用的水锤。其压力升高值为

Ap=avp/B

式中LP——相对于压力升高值，MPa;

a    压力波传递速度，m/s;

v    流体速度，m/s;

p    液体密度，kg/m3。

⑥压力换算

lbar= 100000Pa= l00kPa lMPa=10bar=1000KPa=140Psi lPa= lN/m2 [>(Pa) =F(N) /A(m2)] latm= 101325N/m2 = 101325Pa, 一般作为表压单位；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；单位制（ISO): Pa、bar、N/m20

(2)执行国家标准、行业规范

GB/T 152. 4—88    《紧固件六角头螺栓和六角螺母用沉孔》

GB/T 1047—2005    《管道元件DN (公称尺寸）的定义和选用》

 GB/T 1048—2005 《管道元件PiV (公称压力）的定义和选用》

GB/T 1184-1996    《形状和位置公差未注公差值》

GB/T 12220—89    《通用阀门标志》

GB/T 12223—2005《部分回转阀门驱动装置的连接》

GB/T 1724. 1—1998《铸铁管法兰技术条件》GB/T 13927—2008《工业阀门压力试验》GB/T 308—2004    《阀门型号编制方法》

JB/T 7748—1995    《阀门清洁度和测定方法》

JB/T 7928—1999    《通用阀门供货要求》

GB/T 9113—2010    《整体钢制管法兰》

GB/T 9124—2010    《钢制管法兰技术条件》

GB/T 1724. 16—2008《整体铸铁法兰》

GB/T 1220—2007    《不锈钢棒》

GB/T 4208—2008    《外壳防护等级（IP代码)》

GB/T 12227—2005《通用阀门球铁铸件技术条件》

GB/T 12225—2005《通用阀门铜合金铸件技术条件》

GB/T 21873—2008    《橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范》

GB/T 12229—2005《通用阀门碳素钢铸件技术条件》

CJ/T 167-2002    《多功能水泵控制阀》

CJ/T 219—2005    《水力控制阀》

JB/T 10674—2006    《水力控制阀》

水利控制阀设计选型以上标准或规范若由新标准或规范替代时，则执行有效的新标准或规范。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀