對夾式止回閥緩閉的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

止回閥作為管道系統(tǒng)順流時開啟，逆流時關(guān)閉的閥門商業(yè)網(wǎng)，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)的閥門商業(yè)網(wǎng)均存在關(guān)閉時介質(zhì)倒流速度從迅速降為零，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)正常流動閥門商業(yè)網(wǎng)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(shè)計能有 效地防止水錘升壓。

2、升降式對夾式止回閥結(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。 
試驗閥門商業(yè)網(wǎng)通徑為100 mm，系統(tǒng)壓力0.5 MPa，流量5 L/s。當泵 突然停止，表明動力切斷后對夾式止回閥進水口側(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，水錘升壓0.53 MPa；圖2(b)為 主閥帶緩閉副閥時的結(jié)果，水錘升壓0.04 MPa。