十年前，楊樹浦水廠引進了兩家德國水廠ADAMS三偏心多功能組合閥配合出水泵控制出水流量，具有單向止回功能，直徑1萬mm。在過去十年的運行中，閥門集成閥的微阻力和三偏心的特點大大降低了工廠水流過閥門時的損失，節(jié)省了大量的能源。雖然閥門多次遇到外部網(wǎng)絡停電、泵跳閘等情況，但閥門每次都能在第一時間完成閥門關閉任務。閥門具有獨特的第一階段和第二階段緩沖閥功能，消除了普通止回閥突然關閉造成的水錘。

二、閥門的耐久性和密封性

ADAMS從結構上看，多功能閥是三維偏心蝶閥，即蝶閥在三個方向上都有偏心，如圖1所示。

   1)軸中心與閥體中心線的相對偏心約為標稱閥直徑0.25倍。

2)軸中心與蝶板平面相對偏心，蝶板與閥體相對傾斜20°。

3)軸中心與圓錐密封底座中心線相對偏心。正是這種設計原理使閥板360°圓周表面可保證各點的正密封壓力，金屬密封圈可獲得零泄漏的密封效果，無需自身變形。閥板360°圓周表面的最低壓力角大于由閥板和底座材料決定的摩擦角，從而消除兩者之間的夾緊甚至卡??；當溫度變化引起熱膨脹和冷收縮時，閥板和底座之間的密封效果通過漸進自補償保持不變。此外，當閥門打開和關閉時，蝶板和閥座之間沒有摩擦。閥板和底座之間沒有平面之間的相對摩擦運動，保證了閥門的高壽命、高操作靈活性和頻繁打開和關閉時一致的密封效果。

三、閥門的動力學原理和意義

閥板是根據(jù)流體動力學原理專門設計的，采用流線型結構，傾斜在閥體內，盡量減少水頭損失，如圖2所示。當正流體流量達到一定范圍時，閥板會浮在流體上，這與飛機的飛行原理有點相似（當飛機的飛行速度超過起飛速度時，飛機會上升，從而減少流阻和壓力損失），閥門最大的水頭損失≤3000Pa。小流阻特性在實際應用中具有良好的節(jié)能效果。

圖2

此ADAMS一體閥是采用二軸制系統(tǒng)設計（見圖3），即驅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，閥板軸只能在驅動軸限定的范圍內工作。驅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)，即閥板不能轉動，可在0～90°移動，在有限的范圍內移動。當管網(wǎng)中有浪涌時，水流可以通過調整驅動軸的開度來調節(jié)，從而調節(jié)水壓，起到恒定水壓的作用。停泵時，將閥板軸關至30%(即驅動軸旋轉角度關至30%)，然后停泵，以減少對水泵的影響。當產(chǎn)生反向水流時，閥板會在反向水流和閥板重力的作用下快速平穩(wěn)地關閉，從而保護水泵。

同時，此閥門具有一個多重關閉速率和可調節(jié)的液壓阻尼系統(tǒng)，如圖4所示，包括一個液壓缸、可調節(jié)關閉彈簧和在閥關閉行程最后階段調節(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節(jié)。每個階段能夠借助于流量控制閥進行調節(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和速控閥A、B來完成的，A、B閥門為10級可調。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。即將關閉時（閥門開度約為8%），滑桿應慢慢向關閉方向移動。閥門關閉時，無沖擊聲，泵軸無明顯快速反轉。

圖5 液壓系統(tǒng)原理圖

五、閥門的控制特點

該閥門在控制部分采用德國AUMA公司的SARM電動執(zhí)行機構。電動執(zhí)行機構實際上只起到限流作用。在有限的范圍內，閥門的實際開度取決于正水流。也就是說，如果控制電源故障或控制信號丟失，閥板的狀態(tài)不會受到影響，當反向水流產(chǎn)生時，閥門可以立即關閉。因此，閥門可靠性高，使閥門具有止回、止回和限流的多重功能。

六、結語

ADAMS三偏心多功能組合閥的三偏心技術保證了零泄漏、無摩擦的效果；動力學設計原理產(chǎn)生小流阻特性，達到節(jié)能減排的效果；二軸系統(tǒng)和液壓阻尼緩閉裝置的設計放棄了傳統(tǒng)的重錘結構，使整體結構緊湊、空間小、工作平穩(wěn)、無振動、噪音低，對操作人員無潛在危險，在停電、泵跳閘等情況下可快速平穩(wěn)關閉。ADAMS閥門在楊樹浦水廠十年運行中表現(xiàn)良好，在優(yōu)化供水系統(tǒng)、實現(xiàn)安全供水、節(jié)能減排方面發(fā)揮了積極作用。