微阻缓闭蝶式止回阀的现状分析同工作性能

(一)、止回阀的现状分析

随着我国城镇化进程的加快，人们对美好生活的溯求，对自来水的需求量越来越大，持续的供水系统己成为居民生活的基础设施。在供水泵站系统中，水锤会对管道、设备产生的危害，常常导致管道漏损、水泵倒转、电机线圈烧毁等故障。在供水管网中，由于种种外界原因(如阀门突然关闭、水泵突然停机等)，使得水的流速发生突然变化，从而引起压强急剧升高或降低的交替变化，这种水力现象称为水击，或称水锤。尤其在DN300及以上的管道系统中，水锤的破坏力巨大。静音式止回阀采用的结构设计，阀瓣能够感应管道系统水流速度的变化，停泵时在水流倒流的瞬间关闭阀门，在供水管道系统中能够预锤的发生，使得阀门在停泵瞬间没有剧烈的阀瓣与阀体的撞击声，而实现静音关闭的效果。

在泵站或长输管道供水系统中，突然停电，水倒流时，止回阀很快关闭，所产生的停泵水锤压力很大，可达到工作压力的2~4倍，其破坏程度严重。

为了减少或预锤的产生，我们在系统中设置了止回阀。根据锤的原理不同，可分为微阻缓闭蝶式止回阀和速闭止回阀。

缓闭止回阀有很多结构类型，如双腔水力控制结构、底部油压缓冲结构、轴端分段式油缸缓冲结构等。为了减少流阻系数，通常设计成微阻缓闭型或液控缓闭型，结构通常为旋启型或碟式。缓闭止回阀的原理是将阀板分成两个关闭阶段，当停泵时，阀板先随水流的流速减小而关闭80%以上，其余过流面积在倒流水压的作用下，阀板克服活塞缸阻力，缓慢关闭。在慢关阶段，水加速倒流，水压力上升，水锤随即产生，通过泄流达到泄压的目的，减小了水锤压力。但受每个供水管道的布设、扬程、背压等因素影响，每个工况都经过人员现场调试，确定快关和慢关的比例，以及慢关的时间，否则缓闭止回阀无法达到设想的关闭过程叫，亦无法大部分水锤。在水泵扬程低的长距离供水系统中，由于管道距离长，水流惯性大，当水泵断电时，阀门附近会产生负压，管路中存在驼峰而发生弥合水锤，缓闭止回阀的作用有限。

速闭止回阀有弹簧升降式快闭止回阀、重锤旋启式快闭止回阀、弹簧旋启式快闭止回阀、喷管式止回阀、轴流式止回阀等结构类型，其设计理念是在停泵瞬间，止回阀能够瞬间关闭。速闭止回阀工作原理是供水系统中不产生水柱分离的情况下，在停泵较初阶段，管路系统中的水由于惯性将继续向前动，流速逐渐降低，当流量为零时即关阀，减小水流加速逆流而产生的水锤升压，对水锤有预防和作用。但是，速闭止回阀的阻力大，电耗大，尤其公称直径较大的供水管路系统中，止回阀很难实现瞬间关阀，反而可能在加速逆流的作用下，导致泵站及管路系统中引起过高的水锤升压。止回阀在逆流量增大时，阀越迟缓，水锤升压越高。

为了减少事故停泵时水锤对系统和泵阀设备的损坏，水泵出水口安装有止回阀。至于选择何种止回阀，己有大量的理论研究和实践应用。速闭止回阀或缓闭式止回阀都有选用，但两者削弱停泵水锤的机理不同，前者主要是避免产生水锤，后者主要是降低己产生水锤的破坏力。CVKR型静音式止回阀，采用符合水力学的轮廓设计取得较佳的流线型水路，内部附有导流体的设计能较小的压力损失，微阻缓闭蝶式止回阀安装于水泵出水口处可在水流倒流前先行关闭避免产生水锤、水击声和破坏性冲击以达到静音、防止倒流和保护设备的目的川。经过大量实际工程的使用效果验证，静音式止回阀己被广泛用于给排水、消防、暖通、工业等系统中。

(二)、止回阀的工作性能

阀门是管路中一个重要的机械装置，通过阀门启闭、调节，控制设备和管路中介质压力、流量和方向。阀门分类很多，止回阀是指依靠介质本身动而自动开闭阀瓣，允许介质单向动的阀门，保护管道机械设备免受水锤破坏起重要作用。止回阀工作过程水锤瞬时冲击压力△H可能高于正常工作压力的数倍，对系统的性能稳定性和工作性产生很大影响，多台泵并联适用的高压管路系统，微阻缓闭止回阀的水锤问题加突出，为防止管道中的水锤隐患，止回阀的设计中采用一些新结构、新材料，止回阀工作特性，同时将水锤的冲击力减至较小。

止回阀的工作性能对整个系统性能有直接的影响，阀瓣的启闭过程受它所处系统瞬变动状态的影响，同时，阀瓣的启闭特性对介质动状态也产生作用；分析影响因素对H76型止回阀内压力场的瞬态变化的影响，计算获得对应性能曲线，以此为参考依据进行结构优化。为降低介质通过阀门产生的能量损失，对导流结构进行结构优化；分析影响介质通过时产生压降、脉动及阀瓣振动的大小影响因素，获得阀瓣较佳开启夹角；根据边界条件和工况选择扭簧，减小压降及停泵水锤；分析止回阀口径对水锤的影响，选择恰当公称直径的止回阀可减小水击对管路系统的损坏；止回阀静力学分析校核，从静态上微阻缓闭止回阀强度；动态特性模态分析，掌握止回阀的动态振动特性，找到阀体振动的薄弱环节；采用缓冲油缸使止回阀缓闭过程流速增量减小，将管道压力升高值限制在范围内，减弱正压水锤，限制倒流流量和倒转速度，减弱水锤发挥重要作用。