<一>、止回閥的用途
止回閥又稱單向閥、逆止閥、背壓閥。這類閥門是靠管路中介質(zhì)本身動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的力面自動(dòng)開啟和關(guān)閉的,屬于一種自動(dòng)閥門。止回閥的作用是防止介質(zhì)倒流,防止泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)以及容器內(nèi)介質(zhì)的泄放。
止回閥根據(jù)殼體及內(nèi)件材質(zhì)的不同,適用于各種不同介質(zhì)的管路上。止回閥根據(jù)機(jī)構(gòu)不同,可分為以下類型。
1.旋啟式止回閥
旋啟式止回閥的閥瓣圍繞閥座外的銷軸旋轉(zhuǎn),開啟或關(guān)閉止回閥。旋啟式止回閥分閥瓣為一個(gè)的單瓣式止回閥與閥瓣為多個(gè)的多瓣式止回閥;又有縮徑旋啟式止回閥與全徑旋啟式止回閥之分。單閥瓣旋啟式止回閥的機(jī)構(gòu)。所以,一般用于公稱尺寸DN50~DN500;多閥瓣旋啟式止回閥的機(jī)構(gòu),一般用于公稱尺寸大小等于DN600。
2.升降式止回閥
升降式止回閥是閥瓣沿著與閥座孔軸線平行方向移動(dòng)的止回閥。這種止回閥只能安裝在水平管路上。
為于泵吸入管底部的微阻緩閉蝶式止回閥,又叫底閥,它的功用是防止停泵時(shí)介質(zhì)倒流,保持抽吸所需的水柱。
3.軸流式止回閥
近年來(lái)又研制出軸流式止回閥的一些新機(jī)構(gòu)形式。是一種彈簧載荷軸流式止回閥,這種機(jī)構(gòu)不僅能降低水擊壓力,而且流道通暢,流阻亦很小,彈簧載荷環(huán)形閥瓣軸流式止回閥,它與通常機(jī)構(gòu)的升降式止回閥相比,閥瓣行程小,加之彈簧載荷的作用,使閥門關(guān)閉,因此利于降低水擊壓力。
是多環(huán)形流道軸流式止回閥,它們具有較小的閥瓣行程,因此閥門關(guān)閉為。
4.碟式止回閥
微阻緩閉蝶式止回閥是閥瓣圍繞閥座內(nèi)的銷軸旋轉(zhuǎn)的止回閥。該種止回閥的機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但只能安裝在水平管道上,密封性能較差。
近來(lái)又一種雙板蝶形止回閥。兩半圓形蝶板用銷軸固定在閥體中,銷軸上有兩個(gè)扭力彈簧,把碟板安裝于閥體密封面上,靠介質(zhì)壓力推開彈簧壓緊的碟板,反向動(dòng)時(shí),靠彈簧力和介質(zhì)壓力關(guān)閉閥門。該種蝶形止回閥多為對(duì)夾機(jī)構(gòu),體積小,重量輕,密封,可安裝于水平管道和垂直管道中。
5.管道式止回閥
管道式止回閥是閥瓣沿著筒狀閥體軸線滑動(dòng)的止回閥。這種止回閥的體積較小,重量較輕,加工工藝性好,但流體阻力系數(shù)比旋啟式止回閥略大,可安裝于水平管路和垂直管路中。
6.空排止回閥
空排止回閥是一種用途的止回閥,用于鍋爐給水泵的出口,以防止介質(zhì)倒流及空排作用,其結(jié)構(gòu)形式。
7.新型緩閉式止回閥
在某些情況下,如管路壓力經(jīng)常發(fā)生變化,或有要求時(shí),在旋啟式止回閥或升降式止回閥上設(shè)置緩沖裝置,形成緩閉式止回閥。是這種閥使用于介質(zhì)倒流的系統(tǒng),它能打打減小水擊壓力。在這種新型緩閉式止回閥中,主閥的關(guān)閉相當(dāng)于常規(guī)緩閉式止回閥的快關(guān)階段,而副閥的緩閉式慢關(guān)閉則相當(dāng)于常規(guī)緩閉式的慢關(guān)階段,因此,這種止回閥能地防止水擊。
8.隔膜式止回閥
隔膜式止回閥是止回閥中一種新的機(jī)構(gòu)形式,盡管它的使用受到溫度和壓力等的限制,但由于擊性能好,近年來(lái)發(fā)展較快。
這種機(jī)構(gòu)適用于各種不同流量與流速系統(tǒng),水擊壓力比傳統(tǒng)的旋啟式止回閥小得多。這種閥門的安裝是對(duì)夾在兩管道法蘭之間。該閥關(guān)閉速度極為。這種止回閥采用了皺的環(huán)狀橡膠隔膜,但其使用范圍通常受壓差(△p<1.0mpa)he溫度(t≤80℃)的限制。隔膜止回閥形式之二,其關(guān)閉件是一個(gè)一端為扁平形的彈簧套,當(dāng)介質(zhì)倒流時(shí),套管的扁平端閉合,起到止回的作用。
其主要部件是一個(gè)多孔不銹鋼圓錐套和一個(gè)橡膠隔膜。這種止回閥沒(méi)有金屬運(yùn)動(dòng)構(gòu)件,質(zhì)量很輕,并且可以水平或垂直安裝在管路上,其至可以豎直地向上動(dòng)。但是,這種止回閥的工作溫度和工作壓力受隔膜材料的限制,只能用在低壓和溫度低于150℃的場(chǎng)合。
9.球形止回閥
球形止回閥是阻止介質(zhì)逆流的理想產(chǎn)品,它主要由前后閥體、球罩和橡膠等零件組成。該止回閥的工作原理是:橡膠球(單球或多球)在介質(zhì)作用下,在球罩內(nèi)沿閥體軸線向做來(lái)回短行滾動(dòng),以實(shí)現(xiàn)止回閥的開啟和關(guān)閉動(dòng)作。
<二>、止回閥工作特性動(dòng)態(tài)分析
閥門作為控制裝置在流體管路中大量使用,通過(guò)接通或切斷,控制介質(zhì)的流通,閥門分類較多,如接通、截?cái)嘟橘|(zhì)動(dòng)的截?cái)嚅y,控制介質(zhì)流向的方向閥,控制介質(zhì)壓力、流量的調(diào)節(jié)閥,阻止介質(zhì)倒流的微阻緩閉止回閥,分離、混合介質(zhì)的分流閥,超壓保護(hù)的閥等,管路、設(shè)備正常運(yùn)行,是管路體系中重要的元件之一。
止回閥是借助單向動(dòng)介質(zhì)的壓力來(lái)打開、關(guān)閉閥瓣,防止介質(zhì)回流,保護(hù)管路設(shè)備不受到水錘破壞的閥。在有壓系統(tǒng)管路中,由于意外情況,如事故停車等,引起介質(zhì)流速短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生急劇變化,產(chǎn)生壓力劇烈下降或上升,并以波的形式沿管道,不停傳播和反射的現(xiàn)象,稱為水錘。止回閥關(guān)閉瞬間的水擊壓力增值,是系統(tǒng)工作壓力的好幾倍,破壞管路系統(tǒng),引起水泵倒轉(zhuǎn),嚴(yán)重時(shí)泵站被淹沒(méi),水的供應(yīng)中斷,造成的損失重大,動(dòng)態(tài)分析止回閥工作特性,對(duì)管道系統(tǒng)產(chǎn)生重要作用。
介質(zhì)流經(jīng)止回閥時(shí)流速隨流道的改變而發(fā)生變化,介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間及與局部流道間發(fā)生碰撞,介質(zhì)的動(dòng)受到阻礙,可能會(huì)產(chǎn)生渦流、死水區(qū)、氣穴和水錘等水流現(xiàn)象,很大程度影響、危害系統(tǒng);發(fā)生的管路振動(dòng)、水錘壓力沖擊、漩渦噪音和水頭及能量的損失,影響系統(tǒng)運(yùn)行工況和性能。產(chǎn)生渦流的主要原因是由介質(zhì)動(dòng)慣性作用及流線特性決定的,由于流道方向轉(zhuǎn)變,介質(zhì)不能直接發(fā)生直角拐彎或掉頭動(dòng),導(dǎo)致閥瓣后的介質(zhì)被主流帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn),形成渦旋,渦旋持續(xù)旋轉(zhuǎn)消耗主流能量,有時(shí)引起噪聲。
因?yàn)橄到y(tǒng)水錘波動(dòng)過(guò)程由于邊界條件不同,引起微阻緩閉止回閥關(guān)閉過(guò)程出現(xiàn)數(shù)次重復(fù)的水擊現(xiàn)象,對(duì)流體管路系統(tǒng)造成的危害較大,水擊現(xiàn)象是止回閥失效的其中一個(gè)原因。水錘壓力與流速是成正比例變化的,選用緩沖油缸實(shí)現(xiàn)止回閥快關(guān)緩閉,以兩階段不同速度緩沖關(guān)閉,把水錘壓力升值限定在可控范圍內(nèi),減小關(guān)閉時(shí)的水錘壓力,保護(hù)泵及管路系統(tǒng)。在止回閥運(yùn)行過(guò)程中,其強(qiáng)度也是影響性能的重要因素,針對(duì)較大運(yùn)行壓力條件下對(duì)止回閥原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析,止回閥在強(qiáng)度符合要求的情況下,閥體依然會(huì)出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象,靜態(tài)強(qiáng)度分析不能滿足需要,因此進(jìn)行動(dòng)剛度分析研究。
對(duì)止回閥動(dòng)態(tài)特性分析研究,結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減弱停泵水錘,降低能量損失,尤其是元件運(yùn)行時(shí)消耗少的能量,利用率,積極響應(yīng)“兩會(huì)”節(jié)能減排的號(hào)召,利用率是以后閥門發(fā)展的一個(gè)重要方向。