止回閥緩閉的結(jié)構(gòu)設計

摘要：針對普通結(jié)構(gòu)止回閥使用中存在水錘升壓問題，提出了增設緩閉副閥設計方案；改進后的產(chǎn)品具有啟閉平穩(wěn)，減少水錘壓力的作用。

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***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***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50～500mm〔1〕。為減小止回閥的水錘效應，擴大止回閥的使用范圍，作者設計在原產(chǎn)品基礎上，增設緩閉副閥，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)閉相當于快關(guān)階段，副閥的緩慢關(guān)閉相當于慢關(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一緩閉副閥如圖2所示。

閥體與底網(wǎng)間增設一墊環(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

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100mm，系統(tǒng)壓力0.5MPa，流量5L/s。當泵突然停止，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，***大水錘升壓0.53MPa；圖2(b)為主閥帶緩閉副閥時的結(jié)果，***大水錘升壓0.04MPa。

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。