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簡析止回閥緩閉結(jié)構(gòu)設(shè)計

[ 2013-12-04 ]

    止回閥作為管道系統(tǒng)順流時開啟,逆流時關(guān)閉的閥門,主要用 于防止介質(zhì)倒流,防止泵及驅(qū)動電機反 轉(zhuǎn)以及容器內(nèi)介質(zhì)泄放;目前使用最普遍的 是閥瓣圍繞閥體銷軸旋轉(zhuǎn)的旋啟式止回閥和閥瓣沿著閥體垂直中心線移動的升降式 止回閥,但以上2種結(jié)構(gòu)的閥門均存在關(guān)閉時介質(zhì)倒流速度從最大迅速降為零,致 使管道進水管一側(cè)內(nèi)壓迅速升高,從而產(chǎn)生對管路系統(tǒng)有破壞作用的水錘現(xiàn)象,所 以一般止回閥生產(chǎn)口徑為50~500 mm〔1〕。為減小止回閥的水錘效應(yīng) ,擴大止回閥的使用范圍,作者設(shè)計在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上,增設(shè)緩閉副閥,解決了管道 水錘升壓問題。

    1、旋啟式止回閥結(jié)構(gòu)改進

    在原旋啟式止回閥閥瓣上增設(shè)緩閉副閥(圖1)。副閥安 裝在主閥閥瓣下側(cè)或兩側(cè)且用螺紋聯(lián)接,介質(zhì)正常流動閥門開啟時,介質(zhì)壓力將副 閥打開,介質(zhì)通過副閥小孔流入主閥出口端,使主閥進水口端卸壓,主閥閥瓣開啟 ,主閥前后壓力趨于平衡;介質(zhì)逆流時,主閥閥瓣在逆流介質(zhì)作用下快速關(guān)閉,而 副閥閥體上部為緩沖缸,副閥閥蓋旋入閥體上部其蓋上有一小孔,副閥閥瓣與其活 塞桿空套有一定間隙,活塞與緩沖缸之間采用O型橡膠圈 密封,活塞下部與閥瓣之 間為平面密封;當(dāng)副閥閥瓣隨主閥閥瓣關(guān)閉而關(guān)閉時,因副閥閥蓋小孔的作用,介 質(zhì)通過小孔逐漸流入副閥緩沖缸上腔體,一部分介質(zhì)通過副閥閥瓣與活塞桿之間的 間隙倒流,故副閥活塞是緩慢關(guān)閉的。該結(jié)構(gòu)主閥的關(guān)閉相當(dāng)于快關(guān)階段,副閥的 緩慢關(guān)閉相當(dāng)于慢關(guān)階段,依據(jù)泵站機組水力和機械過渡機理說明該結(jié)構(gòu)設(shè)計能有 效地防止水錘升壓。 

    2、升降式止回閥結(jié)構(gòu)改進 

    升降式止回閥又名底閥,它可以保持停泵時抽吸所需水 柱〔2〕;該閥結(jié)構(gòu)改進的特點是在主閥閥瓣與閥體支架間增設(shè)一緩閉 副閥如圖2所示。 

    閥體與底網(wǎng)間增設(shè)一墊環(huán),以增補閥瓣上升的高度;緩 沖活塞與緩沖缸采用橡膠密封,閥瓣軸與活塞剛性聯(lián)接,緩沖缸與閥瓣軸之間間隙 較小。當(dāng)介質(zhì)順流時,壓力介質(zhì)推開閥瓣進入主閥體腔,同時推動緩沖活塞上移; 當(dāng)介質(zhì)倒流時,由于緩沖缸內(nèi)部開啟時已充滿介質(zhì),而緩沖缸與閥瓣軸之間間隙較 小,因此隨緩沖缸內(nèi)介質(zhì)通過間隙逐漸排出,主閥閥瓣關(guān)閉起到緩沖作用,使管網(wǎng) 內(nèi)水錘升壓得以控制(圖2)。 

    3、止回閥緩閉結(jié)構(gòu)改進前后的試驗結(jié)果 

    試驗裝置如圖3所示。采用標定過 的壓力表,由差壓變送器將壓力信號送示波器進行記錄,以標定好的比例R在示波 圖上讀取每一時刻的水錘壓力變化值。圖4所示為普通結(jié)構(gòu)止回閥(a)與普通結(jié)構(gòu)止 回閥帶緩閉副閥(b)的試驗結(jié)果對比。 

    試驗閥門通徑為100 mm,系統(tǒng)壓力0.5 MPa,流量5 L/s。當(dāng)泵 突然停止,表明動力切斷后止回閥進水口側(cè)壓力-時間曲線〔4〕。 

    圖4(a)為主閥不帶緩閉副閥時的結(jié)果,最大水錘升壓0.53 MPa;圖2(b)為 主閥帶緩閉副閥時的結(jié)果,最大水錘升壓0.04 MPa。

    4、結(jié)論 

    (1)主閥閥瓣啟閉平穩(wěn),緩閉副閥結(jié)構(gòu)緊湊,性能可靠。 

    (2)主閥閥瓣先速關(guān)后 緩閉,可有效防止破壞性水錘,擴大止回閥的使用范圍。 

    (3)改進結(jié)構(gòu)簡 單,便于生產(chǎn)和互換。 

    (4)緩閉副閥可檢修或更換,無礙止回閥使用。 

    參考文獻 

    1、楊源泉.閥門設(shè)計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992.15~ 20 

    2、徐明陽.液控緩閉蝶閥流阻特性試驗研究.甘肅科學(xué)學(xué)報,1997(4):12~ 13 

    3、萊昂斯 J L.閥門技術(shù)手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1991.69~75 

    4、沈陽閥門研究所,合肥通用機械研究所.閥門.北京:機械工業(yè)出版社,1994.75 ~80

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