引言
    管网安全是现代保障给水系统和消防给水系统的关注焦点。而管网压力的大幅度波动，往往直接导致水泵因超载而停机，从而导致管网瘫痪。本文对造成管网安全因素和如何解决有关的技术问题进行论述。
 
1  现存的技术难题
    在多台水泵并联的大型给水系统中，以下是一直困扰业界而未能解决的技术难题：
 1.1 如何保证每台水泵能随机启动。同时又能以较低的驱动轴功率启动，减少驱动设备的配备功率；
 1.2 如何保证每台水泵在管网压力大幅度波动的情况下，保持在高效区工作，以节省能耗；
 1.3 如何保证每台水泵在管网压力大幅度波动的情况下，保持在选型工况点工作，以保证配备的驱动设备不会过载；
 1.4 多台水泵并联运行时，保持每台水泵在各自选型的工况点工作，以保证各自配备的驱动设备都不会过载；
 1.5 多台水泵并联运行时，当某一台水泵出现故障而停止运行，保持其余的水泵正常运行。
 
2  产生以上技术难题中的原因
  图一为三台同特性水泵并联的特性曲线图。

    图中R＇为单台水泵选型时理想的管道特性曲线，其中1＇为选型工况点，扬程为H3、流量为Q1＇,且工作在高效区。
    当三台同特性水泵并联时，实际的管道特性曲线为R。单台水泵运行时，工况点为1，这时的扬程为H1、流量为Q1。两台水泵运行时，工况点为2，这时的扬程为H2、流量为Q2。三台水泵运行时，工况点为3，这时的扬程为H3、流量为Q3。
    从图一可以看出，单台水泵投入运行时，工况点为1严重偏离选型工况点，这时除效率偏低外，驱动功率远大于配用功率。这时水泵要么根本不能启动，否则须要配备更大的驱动设备才能驱动和工作。
    从图一可以看出，三台水泵运行时，若三台水泵达到理想状态的流量且均等的话，三台水泵均能达到选型的理想工况点。但理想是往往不能实现的，是由于不可能水泵的流量均等的，这时往往会出现个别水泵过载现象，且均都不在高效区工作。更恶劣的状况是，当某一台出现故障时，系统马上变成在工况点2工作，这时两台水泵均超负荷工作，最后会全部停止工作,给水管网就全面瘫痪了。
    由于以上多台水泵的并联特性。又由于给水系统的管网压力是随着用水量的变化而变化，即是沿图一中的R曲线变化。且水泵本身特性的非一致性和各分路阻力非均等性等。给设计工程师带来了本文第1点所述的的技术难题。
 
3  解决方案
    出现以上技术难题归根结底就是水泵出口端的压力（扬程）随管网压力变化而发生变化造成的。能否找到一样装置装设于水泵与管网之间，使管网压力无论如何变化，而水泵出口端的压力（扬程）恒定不变呢？这不是以上所提的技术难题就迎刃而解了吗？
    这种装置已经生产出来并经多例实际应用证明达到设计要求。这种装置名称为“恒扬程/止回阀【1】”。恒扬程/止回的工作原理如图二。
 

    图二中A1为水泵的选型点时，扬程H1、流量Q1、轴功率P1的工作点正处于高效区T1。
    当管网的实际扬程为H2时，设水泵的工作点已改变为A2，水泵效率下降至T2，实际流量变大至Q2，轴功率已变为P2。这时水泵驱动设备可能已过载。
    当水泵出口端安装了恒扬程阀后，恒扬程阀根据水泵出口压力（扬程）与设定压力（扬程）的差值自动进行调节，使管道特性曲线由C2调至C1。恒扬程阀能在管网的压力H2随机波动的状况下，不断的自动调节恒扬程阀的开度，从而实现恒定水泵的扬程和流量的功能。
 
4  恒扬程/止回的工作原理
 4.1 调节开度恒扬程工作状态
    图三（调节状态）为恒扬程/止回阀在水泵开启后，水流进入主阀上游腔，上游腔的水流一方面通过连接控制室的管道流入单向阀1和针阀7进入控制室；另一方面通过连接控制器的管道3进入控制器2的测压室。当上游的水压力升至等于控制器调定的压力（扬程）时，控制器2的导流口适度打开，令控制室的水流通过控制器的管道4泄入下游腔。当上游腔的压力（扬程）低于设定压力时，控制器2的导流口便自动调小，主阀隔膜往下移，调小主阀的开度，自动维持上游腔的压力。当上游腔的压力（扬程）高于设定压力时，控制器2的导流口便自动调大，主阀隔膜往上移，调大主阀的开度，自动维持上游腔的压力。
 

    恒扬程/止回阀能在下游腔压力产生大幅度波动时，防止影响水泵的工作压力产生变化，而这时恒扬程/止回阀自动调整开度，从而使水泵维持在设定的扬程下供水，实现了水泵的恒扬程工作。
 4.2  阀门关闭（止回）工作状态
    当水泵停止工作，主阀的上游腔压力骤减。此时，一方面管道3的压力随之下降，控制器2的导流口自动关闭；另一方面低于扬程压力的回流水从下游腔连接控制室的管道4经过单向阀6进入控制室，推动主阀隔膜下移，令主阀关闭，实现了阀门的止回作用。
   关闭时，首先是主阀隔膜在自身重力和弹簧的作用下向下移，最后由下游腔回流水在控制室把主阀隔膜压紧。从而起到防水锤的作用。
 
5  恒扬程/止回的应用
    在多台水泵并联的大型给水系统中，由于水泵的过载能力有限，特别是柴油动力水泵，又由于用水设备的投入是随机的，而给水管网压力的变化也是随机发生的，就算不对水泵加以任何保护措施，当某台水泵的实际载荷超出驱动设备的负载极限时，这台水泵便会停止工作，在这同时其它水泵也会连锁反应地停止工作，这时整个给水管网就彻底崩溃了。
    恒扬程/止回阀的应用就从根本上解决了给水管网的安全问题，同时给大型给水管网的设计和安装带来极大的方便。
    恒扬程/止回阀是水力多功能的阀门，同时具备持压、恒流量、止回、防水锤等功能。
    恒扬程/止回阀已在多项大型给水管网的使用实践，证明真正保障了管网的安全。这是一项革命性的技术进步，具有非常广阔的应用前景。
    【1】恒扬程/止回阀是广州三业科技有限公司研发生产的水力多功能阀门，产品获中华人民共和国专利授权。