微阻缓闭蝶式止回阀的工作原理和研究现状

[一]、止回阀的工作原理

微阻缓闭蝶式止回阀启闭件靠介质动和力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀。止回阀属于自动阀类，主要用于介质单向动的管道上，只允许介质向一个方向动，以防止发生事故。止回阀又称单向阀或逆止阀，水泵吸水关的底阀也属于止回阀类。止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门。止回阀的阀瓣在流体压力作用下开启，流体从侧流向出口侧。当侧压力低于出口侧时，阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下自动关闭以防止流体倒流。止回阀关闭时，会在管路中产生水锤压力，严重时会导致阀门、管路或设备的损坏，尤其对于大口管路或高压管路，故应引起止回阀选用者的高度注意。在管线中不要使止回阀承受重量，大型的止回阀应支撑，使之不受管系产生的压力的影响。安装时注意介质动的方向应与阀体所票箭头方向一致。止回阀的形式种类止回阀按结构划分，可分为升降式止回阀、旋启式止回阀和微阻缓闭蝶式止回阀三种。升降式止回阀可分为立式和卧式两种。旋启式止回阀分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。蝶式止回阀为直通式、以上几种止回阀在连接形式上可分为螺纹连接、法兰连接和焊接三种。1、升降式止回阀的结构一般与截止阀相似，其阀瓣沿着通道中以线作升降运动，动作，但流体阻力较大，适用于轻小口径的场合。升降式止回阀可直通式和立式两种。直通式升降止回阀一般只能安装在水平管路，而立式升降止回阀一般就安装在垂直管路。

2、旋启式止回阀的阀瓣绕转轴作旋转运动。其流体阻力一般小于升降式止回阀，它适用于较大口径的场合。旋启式止回阀根据阀瓣的数目可分为单瓣旋启式、双瓣旋启式及多瓣旋启式三种。单瓣旋启式止回阀一般适用于中等口径的场合。大口径管路选用单瓣旋启式止回阀时，为减少水锤压力，较好采用能减小水锤压力的缓闭止回阀。双瓣旋启式止回阀适用于大中口径管路。对夹双瓣旋启式止回阀结构小、重量轻，是一种发展较快的止回阀；多瓣旋启式止回阀适用于大口径管路。

3、隔膜式止回阀有多种结构形式，均采用隔膜作为启闭件，由于其锤性能好，结构简单，成本低，近年来发展较快。但隔膜式止回阀的使用温度和压力受到隔膜材料的限制。

4、球型污水止回阀：阀体采用全通道结构，具有流量大、阻力小之优点。采用圆球做阀瓣，适用于高粘度、有悬浮物的工业及生活污水管网。

5、蝶式止回阀的结构类似于蝶阀。其结构简单、流阻较小，水锤压力亦较小。升降式止回阀结构升降式止回阀是指依靠介质本身动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门，又称逆止阀、单向阀、逆流阀、和背压阀。止回阀属于一种自动阀门，其主要作用是防止介质倒流、防止泵及驱动电动机反转，以及容器介质的泄放。止回阀还可用于给其中的压力可能升至超过系统压的辅助系统提供补给的管路上。止回阀主要可分为旋启式止回阀(依重心旋转)与升降式止回阀(沿轴线移动)。这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向动，而且阻止方向动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断动。升降式止回阀的阀瓣呈圆盘状，绕阀座通道的转轴作旋转运动，因阀内通道成流线形，动阻力比升微阻缓闭蝶式止回阀小，适用于低流速和动不常变化的大口径场合，但不宜用于脉动流，其密封性能不及升降式。蝶式止回阀分单瓣式、双瓣式和多半式三种，这三种形式主要按阀门口径来分，目的是为了防止介质停止动或倒流时，减弱水力冲击。安装时注意介质动的方向应与阀体所票箭头方向一致。

[二]、止回阀研究现状

微阻缓闭止回阀应用范围很广，作为流体控制工程基本元件，随密封材料的发展，使用范围也在渐渐扩大。国内阀门企业也积极地参与在止回阀研究、中，从外国引进技能，消化、汲取并发展，得出不同的、优化的设计思路，可到目前为止还是没有一套成熟的设计技术，许多关于对夹式止回阀结构优化设计方案，利用相对简化的计算方法和经验数据，来确定止回阀基本数据，很多情况下不能很好地满足动态特性要求。大多数分析无法直接应用理论计算获得设计结果，都依赖数值模拟计算，可为设计和性能优化提供的参考依据。

H76型对夹式止回阀结构简单，主要由阀体、阀瓣、扭簧、定位轴、转轴等部件组成，体积小、重量轻，结构简单紧凑、性高，行程短，响应高，可以好地满足管道系统的要求。兰州理工大学杨国来教授，为旋启式止回阀锤缓冲油缸，在大型工程中取得成功，利用可变阻尼，关闭过程实现止回阀两阶段缓冲关闭，将水锤压力限制在允许的范围内，减弱了意外停泵水锤，了管路系统的隐患。止回阀的结构优化设计，就降低水锤压力和流阻损失，提高止回阀密封性能和工作性能。随国内重型水利工程的增多，工程工况运行问题，越来越引起关注，相关研究也日益增多，在理论研究、实际工程防护等方面，水锤的钻研也深入和完整。

核电站边界条件变化时，造成的不同程度的水击现象，对对冲式止回阀工作原理、工作性能，造成的瞬时冲击压力进行分析，针对破坏压力边界，引起止回阀失效，获得的解决措施；传统止回阀启闭时伴有水锤破坏现象，为减弱这一破坏，设计了一种功能止回阀，即对冲式止回阀，通过分析和实验，了解对冲式止回阀解决系统水锤现象时效果良好，很大程度上防止介质的逆流。

以三种不同开口的节流滑阀为研究对象，在流道、节流口、阀腔以及出口流道，进行计算和试验的可视化研究；采用连续性方程和N-S方程，离散方程时采用有限元法，用户自定义函数计算涡量流函数和区域内离散点的数据，根据各变量间关系求出各节点上的速度矢量，从数值计算得出，滑阀开度对内流场结构产生影响，并分析阀内压降的大小，为结构优化提供参考依据，数值计算与试验结合的方法在研究课题中值得学习应用。

介质运动状况，研究阀口几何尺寸对阀流量大小、能量损失的影响。管路系统的性能受微阻缓闭止回阀的工作性能的影响，阀瓣的启闭过程，会受系统瞬变流状态的影响，进一步阀瓣的启闭特性，又对介质动状态产生影响。