关于水锤消除器的研究
[ 作者:佚名 [/td][td] 转贴自:本站原创 [/td][td] 点击数:86 [/td][td] 更新时间:2004-12-21 [/td][td] 文章录入:admin ]
在火场供水中,由于突然关闭水枪或过往车辆跨压水带,常常出现水带脱口或水带爆破现象,这就是水锤作用的缘故。
由于水锤的作用,水带内的水压会周期性急剧升高或降低,其最高压力可超过它当时工作压力的几倍,甚至几十倍。在火灾扑救过程中,往往由于迅速关闭水枪转移阵地或人们麻痹大意使过往车辆直接跨压水带,产生水锤作用,从而使供水线路上水带内的压力超过水带所承受的最大工作压力而脱口或爆破,造成火场供水中断,严重影响火灾扑救。因此,消除火场供水中产生的水锤作用,是保证火场供水安全和提高队伍战斗力以及迅速扑灭火灾的一个重要课题。
一、水锤的产生过程
现在以我们在火场供水中突然关闭水枪为例,来阐述水锤的产生过程。
(见最底图
图中,A为消防车水泵的出水口,L为供水的水带线路长度,B为水枪的开关。现在我们对供水的水带线路长度L内的水流从水枪开关开始向消防车水泵出水口划分成若干个△L长的水流段。
当水枪突然关闭时,第一个△L长的水流段(即开关处的微小水流段)首行停止流动,其速度很快变为零。由于水流具有惯性作用和消防车水泵给其加的压力,这时就会有一个力作用在开关上,同时开关也有一个同样大小的反作用力,作用在第一个△L长的小流段上,同时这个反作用力的一部分传到水带壁上,使水带发生膨胀,这个力就是水锤压力,而在第一个△L长的水流段后面,第二△L长的水流段则继续以原有的速度向前流动,在前方受到第一个△L长的水流段阻挡后,第二个△L长的水流段就有一个力作用在已停止的第一个△L长的水流段上,第一个△L长的水流段也有一个同样大小的反作用力作用在第二个△L长的水流段上,同时有一部分反作用力也传到水带壁上,使水带发生膨胀。以此类推,后方水流段相继不断被迫停止流动,就形成了一个从水枪开关开始,向消防车水泵出水口方向发展的普遍增压运动,这就是水锤波的传递.当水锤波传递到水泵出水口时,水带内的水就全部停止了流动,这时水带内由水锤作用产生的压力就达到了最高压力状态。
二、消除水锤的装置
在消防车水泵出水口处安装一个消除过高压力的装置。当水带系统内产生水锤,并且水锤波传到消防车水泵出水口处时,消防车水泵出水口处的装置就打开阀门释放出消防车水泵出水口处的压力水,从而使消防车水泵出水口处和水带系统内的压力降低,最终把由水锤作用产生的压力释放出去。这种装置就是水锤消除器。
三、水锤消除器
水锤消除器能够保证正常工作压力下气密不漏,超压时自动排放消防车供水系统内的压力水,以保证安全运行。
(一)水锤消除器的结构
水锤消除器基本上由三个主要部分组成,即阀座、阀瓣和加载机构,如图所示。阀座与阀体既可以是一个整体,也可以是分开的(但能组装在一起),它与消防车水泵出水口连通。阀瓣连带有阀杆,它紧扣在阀座上。阀瓣上面是加载机构,阀瓣的加载机构上有一个手柄,可用其调节阀瓣上载荷的大小。
(二)水锤消除器的工作原理
水锤消除器的工作原理比较简单,它的工作原理是:当消防车供水系统内的最高压力在规定的工作压力范围以内(即消防车水泵出水口处的压力在水锤消除器指定的压力范围内)时,内压作用于阀瓣上的力小于加载机构施加在阀瓣上的力,两者之差构成阀瓣与阀座之间的密封力,阀瓣紧压着阀座,消防车供水系统内的压力水无法排出。当消防车供水系统内的压力超过了规定的工作压力(即消防车水泵出水口处的压力超过了水锤消除器指定的压力)达到水锤消除器的排放压力时,内压作用于阀瓣上的力大于加载机构施加在它上面的力,于是阀瓣离开阀座,水锤消除器打开阀门,供水系统内的压力水即通过阀座排放出来流入消防车水罐内。当供水系统内的压力下降到小于水锤消除器指定的压力时,内压作用于阀瓣上的力又小于加载机构施加在它上面的力,阀瓣又紧压着阀座,供水系统内的压力水停止排出。水锤消除器就是这样通过作用在阀瓣上的两个力来使它关闭或打开的,从而达到防止消防车供水系统超压发生故障。
(三)水锤消除器是怎样消除水锤作用的
当消防车供水系统内的压力升高(即消防车水泵出水口处的压力升高超过水锤消除器指定的压力)时,水锤消除器立即打开阀门,排放消防车水泵向水带系统供的压力水,使水泵出水口处的微小流段与水带系统的进水口处的微小流段之间的作用力与反作用降低,以此类推到引起水锤作用处(即水枪开关处或过往车辆碾轧水带处),从而使供水系统内的压力降低,直到供水系统内的最高压力小于水锤消除器指定的压力,不至引起水带系统和消防泵发生故障。
(四)对水锤消除器的要求
为了使消防车供水系统正常安全运行,不发生故障,水锤消除器应符合以下要求:
1、动作灵敏可靠,当压力达到开启压力时,阀瓣即能迅速自动地离开阀座,顺利地排放出压力水;
2、在排放压力水时,阀瓣应达到全开位置,并能排放出规定的压力水;
3、密封性能良好,不但在正常工作压力下应保持不渗漏,而
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