緩閉止回閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
止回閥作為管道系統(tǒng)順流時(shí)開啟，逆流時(shí)關(guān)閉的閥門，主要用于防止介質(zhì)倒流，防止泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)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(shí)介質(zhì)倒流速度從最大迅速降為零，致使管道進(jìn)水管一側(cè)內(nèi)壓迅速升高，從而產(chǎn)生對(duì)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(kuò)大止回閥的使用范圍，作者設(shè)計(jì)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?jiǎn)栴}。
1、旋啟式止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)
在原旋啟式止回閥閥瓣上增設(shè)緩閉副閥。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(dòng)閥門開啟時(shí)，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(jìn)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(shí)，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(shí)，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(jī)組水力和機(jī)械過渡機(jī)理說明該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效地防止水錘升壓。
2、升降式止回閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)
升降式止回閥又名底閥，它可以保持停泵時(shí)抽吸所需水柱〔2〕；該閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)的特點(diǎn)是在主閥閥瓣與閥體支架間增設(shè)一緩閉副閥。
閥體與底網(wǎng)間增設(shè)一墊環(huán)，以增補(bǔ)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(shí)，壓力介質(zhì)推開閥瓣進(jìn)入主閥體腔，同時(shí)推動(dòng)緩沖活塞上移；當(dāng)介質(zhì)倒流時(shí)，由于緩沖缸內(nèi)部開啟時(shí)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。
3、止回閥緩閉結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的試驗(yàn)結(jié)果
采用標(biāo)定過的壓力表，由差壓變送器將壓力信號(hào)送示波器進(jìn)行記錄，以標(biāo)定好的比例R在示波圖上讀取每一時(shí)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(yàn)結(jié)果對(duì)比。
試驗(yàn)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(dòng)力切斷后止回閥進(jìn)水口側(cè)壓力-時(shí)間曲線〔4〕。
(a)為主閥不帶緩閉副閥時(shí)的結(jié)果，最大水錘升壓0.53 MPa；(b)為主閥帶緩閉副閥時(shí)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(kuò)大止回閥的使用范圍。(3)改進(jìn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。
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