隔膜式止回閥是近年來發(fā)展較快的一類止回閥。盡管隔膜式止回閥的使用溫度和工作壓力受到隔膜材料的限制，但其防止水錘的性能好，制造簡單，造價(jià)低，噪聲小，特別適用于壓力、溫度較低的場合。隔膜式止回閥有多種結(jié)構(gòu)形式。

一、平板隔膜止回閥

　　圖1所示的平板隔膜止回閥是用環(huán)形彈性隔膜作為閥瓣，用帶孔口的鋼板作為閥座。其優(yōu)點(diǎn)是閥內(nèi)沒有運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件，工作時(shí)無噪聲，適用于各種流量與流速的系統(tǒng)。與普通的旋啟式止回閥相比，水錘壓力很小。

圖1 圓盤式止回閥

　　正流流體使彈性隔膜彎曲而脫離孔板，閥門為開啟狀態(tài)，如果流體方向改變，彈性隔膜展開，封閉孔口。該閥一般只建議用于清潔流體。

　　閥體是鑄鐵或聚四氟乙烯涂層的鑄鐵。帶孔口的鋼板可以是RislanTM涂層或聚四氟乙烯涂層。彈性隔膜的材料，只要是能適應(yīng)介質(zhì)性能，基本都可以使用，并決定閥門的最高操作溫度。

二、鴨嘴式止回閥

　　圖2所示的橡膠排污止回閥在西班牙稱為“鴨嘴形柔性止回閥”；而在美國稱為“鴨嘴形橡膠止回閥”。由于閥門形狀像鴨嘴所以常稱鴨嘴閥，橡膠排污止回閥產(chǎn)品有法蘭連接和卡箍連接兩種。

　　鴨嘴閥是城市排水排洪系統(tǒng)和截污管網(wǎng)廣泛采用的排污止回閥。鴨嘴閥為一體式結(jié)構(gòu)，100%橡膠材質(zhì)，內(nèi)置錦綸簾布膠層，沒有任何機(jī)械配件。閥門啟閉特性好，只通過內(nèi)部管線壓力和外界背壓來控制閥門啟閉，不需要其他運(yùn)行部件，也不需要人力或電力。閥門完全能夠防污水腐蝕，閥門關(guān)閉時(shí)，滲漏量為零，密封性能好。

圖2 鴨嘴式止回閥

　　1、橡膠排污止回閥應(yīng)用范圍橡膠排污止回閥（鴨嘴閥）廣泛應(yīng)用于沙灘、海岸、碼頭的洪水、廢水及沿海城市的污水排放。橡膠排污止回閥（鴨嘴閥）可取代拍門止回閥。建議DN800以下的橡膠排污止回閥可以采用卡箍連接或法蘭連接。DN800以上的橡膠排污止回閥建議使用法蘭連接方式。

　　2、橡膠排污止回閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)橡膠鴨嘴閥采用優(yōu)質(zhì)彈性橡膠材料，內(nèi)置加強(qiáng)纖維的全橡膠結(jié)構(gòu)的閥門產(chǎn)品，它根據(jù)受力分析和受力計(jì)算，針對(duì)不同工況，采用不同的設(shè)計(jì)機(jī)理，選用不同的橡膠配方，并按特殊工藝制作而成，其閥體特別柔韌，保證最大程度抗壓的同時(shí)，確保水力損失最小，達(dá)到排放性與抗壓性的完美結(jié)合。

　　3、工作原理及用途鴨嘴式止回閥靠模壓膜自身密封。一端與管道連接，另一端壓平成“鴨嘴”形，形成啟閉孔口。當(dāng)內(nèi)部壓力升高到可以撐開壓平的端部，“鴨嘴”張開，閥門開啟；如果內(nèi)部壓力降至不足以撐開“鴨嘴”膜，閥門會(huì)自行關(guān)閉并密封。

　　密封十分可靠，且能用于苛刻的工況，比如固體介質(zhì)等。全開時(shí)，形成通暢的管路，可容許大的固體介質(zhì)通過。受幾何形狀限制，壓平的端部長度尺寸比較重要。“鴨嘴”膜材料可選天然橡膠、氯丁基橡膠、氯丁橡膠和丁鈉橡膠，或聚亞胺酯、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠和三元乙丙橡膠等。

　　鴨嘴閥作為潮汐止回閥應(yīng)用時(shí)，閥門的尺寸最小為DN3（NPS11/8），對(duì)于潮汐用鴨嘴閥最大為DN3000（NPS1120）。

三、錐形隔膜止回閥

　　錐形隔膜止回閥有一個(gè)錐形穿孔籃子形部件，此部件支撐內(nèi)部的隔膜。這種閥門裝在管道上的兩個(gè)法蘭之間，或者夾緊在管接頭之間。通過錐形體的流體介質(zhì)將隔膜從其閥座上掀起，介質(zhì)繼而通過。當(dāng)順流停止時(shí)，隔膜就重新恢復(fù)其原來的狀態(tài)，且關(guān)閉極為迅速。

　　1、構(gòu)造和原理錐形隔膜止回閥，如圖3所示，由作為主要構(gòu)件的圓錐形隔膜和同樣是圓錐形帶有均勻密布小孔的框架組成。隔膜采用各種橡膠制作成形。螺釘埋入隔膜里，用螺母把隔膜固定在不銹鋼的框架上，構(gòu)造非常簡單。這里應(yīng)該注意的是它沒有類似于殼體的部分。

　　閥門框架的“周邊”對(duì)夾于管法蘭的連接處，安裝在管道內(nèi)部，管道兼作錐形隔膜止回閥的殼體。

　　在圖3中，當(dāng)流體從右側(cè)流入時(shí)，緊密附著在框架上的隔膜在流體壓力的作用而下彎曲（圖中下半部分），流體從框架上密布的小孔中通過。反之，當(dāng)流體從左側(cè)流入時(shí)，由于流體的壓力作用，隔膜被張開并壓附在框架上，產(chǎn)生完全密封作用。這就是錐形隔膜止回閥能夠?qū)崿F(xiàn)止回功能的原理。

圖3 錐形隔膜止回閥

　　2、錐形隔膜止回閥的優(yōu)點(diǎn)錐形隔膜止回閥基于上述工作原理及其獨(dú)特的構(gòu)造，相對(duì)于普通止回閥具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

　　a、重量輕、組裝方便。錐形隔膜止回閥本身沒有殼體，利用配管中的其他元件的空間來安裝，因此，它具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。例如，NPS8的閥門的質(zhì)量也不超過3kg，所以使用非常方便。

　　不需要專用的組合型接頭，與普通閥類同樣配管。有效利用錐形隔膜止回閥的體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)利用原有閥門連接端的接頭形式，來組裝錐形隔膜止回閥更為合理。

　　b、可任意安裝。升降式或旋啟式止回閥，都必須遵循其結(jié)構(gòu)限定的方向安裝。對(duì)于錐形隔膜止回閥，因?yàn)槲ㄒ豢蓜?dòng)部件——隔膜的質(zhì)量與其本身的彈性相比，可以忽略，因此，幾乎不受重力的影響，所以不管怎樣安裝，均能保證其作為止回閥的優(yōu)越性能。尤其在空間受限制時(shí)的一些配管系統(tǒng)，使用錐形隔膜止回閥更能顯示出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

　　c、動(dòng)作聲音小。因可動(dòng)部件只是膠制隔膜，閥門啟閉時(shí)產(chǎn)生的噪聲較小，并且無金屬間的碰撞，其音質(zhì)較溫和。

　　d、泄漏極少。同樣，由于其獨(dú)特的構(gòu)造，即密封處是膠制隔膜與其獨(dú)特的形狀結(jié)構(gòu)，使錐形隔膜止回閥顯示出極優(yōu)越的密封性能。如果將止回方向的流體壓力稱為逆壓，隔膜設(shè)計(jì)成即使在沒有逆壓作用的狀態(tài)，亦可靠隔膜本身的彈性而壓附在框架上。

　　在逆壓作用較高時(shí)，只要密封面壓力高，就可以發(fā)揮足夠耐逆壓的密封性。錐形隔膜止回閥可適用于氣體和液體，但就密封性來說，氣體條件要求嚴(yán)格。

　　e、不易產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)抑制水錘現(xiàn)象效果明顯。如上所述，錐形隔膜止回閥的隔膜，即使不靠流體的壓力作用，僅靠本身的彈性也可壓附在框架里面而起密封作用。

　　這在小口徑制品上，缺點(diǎn)是需要的開啟壓力稍高（在大口徑制品上，和其他的止回閥比較，顯示出不遜色的低的開啟壓力），但它也有不靠逆壓作用，而由于隔膜彈性的作用，使流體迅速閉止的效果。

　　這點(diǎn)與使用彈簧加載的止回閥相似，由于彈性和膠制隔膜的振動(dòng)衰減性的差異，在產(chǎn)生振動(dòng)這一點(diǎn)上有很大優(yōu)越性，幾乎不產(chǎn)生振動(dòng)，關(guān)閉閥門時(shí)可有效抑止水錘現(xiàn)象。

　　f、能用于氣體。由于錐形隔膜止回閥不存在金屬間的滑動(dòng)或沖擊部件，特別是具有泄漏少的優(yōu)點(diǎn)，所以用作氣體的止回閥也沒有問題，是一種很好的氣用止回閥。

　　3、錐形隔膜止回閥的特性和應(yīng)用

　　a、材料選擇。錐形隔膜止回閥的框架采用全不銹鋼制造。隔膜的常用材料見表6-1所示的六種橡膠。但實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)流體種類選擇適宜的材料。

　　框架材料取決于對(duì)流體是否具有耐蝕性，不能僅僅從流體種類上確定，還要根據(jù)其濃度和溫度的變化進(jìn)一步驗(yàn)證。特別是在酸、堿等的場合，需要考慮濃度、溫度和壓力等條件，必須慎重地判斷材料的適用性。當(dāng)流體不是單一物質(zhì)而是混合物，含有不純物質(zhì)時(shí)，還要分析是否有產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的可能性。

　　因?yàn)殚y門制造廠和橡膠制造廠，沒有所有流體對(duì)各種材料的耐蝕性的數(shù)據(jù)，鑒于這種情況，需要進(jìn)行試驗(yàn)。表6-1列出了最高使用壓力在常溫下的數(shù)值。當(dāng)溫度高于表中數(shù)值時(shí)，必須考慮以較低的壓力作為界限。

表1 隔膜材料種類

　　金屬材料一般在高溫下強(qiáng)度要降低。但在橡膠等高分子物質(zhì)上需要注意，因?yàn)槠浣档统潭炔荒芘c金屬相比。

　　b、壓力損失。根據(jù)流體種類、溫度、黏度和密度等而變化。這不僅對(duì)錐形隔膜止回閥，而且對(duì)所有流體設(shè)備也存在這種問題。錐形隔膜止回閥性能還取決于隔膜材料。這是由于各種橡膠材質(zhì)對(duì)其變形的抵抗相差很大所致。

　　天然橡膠在空氣中暴露時(shí)，不能忽視老化現(xiàn)象。因?yàn)橹荒鼙ＷC1～2年的壽命，所以不推薦應(yīng)用在氣體（幾乎是空氣）中。

　　氟化橡膠隔膜比其他材料的彈性差，在對(duì)密封性要求嚴(yán)格的工況中也不推薦在氣體介質(zhì)中使用。

　　c、確定口徑的方法。確定錐形隔膜止回閥口徑的一般原則是:選擇口徑等于應(yīng)當(dāng)組裝錐形隔膜止回閥的配管系統(tǒng)上的管子和其他閥的口徑。這個(gè)考慮方法大多數(shù)沒有問題。例如，配管為1in時(shí)，選DN25型，配管為4in時(shí)，選DN100型。

　　但一律用這樣單純的原則處理所有情況也不適合，所以錐形隔膜止回閥作為單獨(dú)判斷的原則，而制定下面的界限，這就是閥的前后壓差在0.03 MPa以下或者流速在4m/s以下。

　　這是根據(jù)閥本身的限制，同時(shí)也考慮了整個(gè)配管系統(tǒng)的平衡，大致是可靠的數(shù)值。因?yàn)檫@個(gè)限制，不能使用錐形隔膜止回閥的場合非常少。

　　關(guān)于流速的限制性，主要是由于流速太大而產(chǎn)生激烈的紊流。從防止隔膜振動(dòng)這個(gè)觀點(diǎn)要由試驗(yàn)決定。換句話說，壓差的限制是基于隔膜靜的強(qiáng)度制定的限度，流速的限制是基于隔膜的振動(dòng)對(duì)于反復(fù)疲勞的強(qiáng)度而制定的限度。

　　d、安裝方法。如前文所述的錐形隔膜止回閥，利用配管中的法蘭等接頭之類組裝是基本的用法。但是在組裝和替換以前的止回閥時(shí)，為了不改變安裝方法，如圖4所示，采用組合形式的螺紋接頭和帶短管的法蘭接頭。用組合螺紋接頭時(shí)，夾入法蘭間用的“周邊”太大時(shí)，不僅沒有必要而且需要加大螺紋接頭的外形，所以“周邊”的直徑盡量要小。

圖4 錐形隔膜止回閥的安裝方法

　　錐形隔膜止回閥的產(chǎn)品系列，一般口徑為DN13～200。由于使用有些不方便，因此對(duì)口徑DN250以上的規(guī)格，可從現(xiàn)有產(chǎn)品系列中，選擇適當(dāng)口徑的錐形隔膜止回閥，做成“多圓錐型”。

　　現(xiàn)有產(chǎn)品系列不制作口徑DN250以上規(guī)格，其理由之一是:形成這種尺寸時(shí)的隔膜的自重與其自身的彈性相比，不能忽視，而難于有效利用上述錐形隔膜止回閥獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。其理由之二是:即使在設(shè)計(jì)上做些修改，能滿足大口徑隔膜的制作，但由于大口徑制品的需要量少，而使其價(jià)格提高。

　　e、應(yīng)用中應(yīng)注意的其他事項(xiàng)。任何流體設(shè)備，均不希望液體中含有雜質(zhì)，錐形隔膜止回閥也不例外。它沒有金屬間的接觸部分，不能發(fā)生因雜質(zhì)而卡住或發(fā)熱黏著現(xiàn)象。但框架上有許多小孔，難以通過纖維狀雜質(zhì)，所以必須盡量清除掉。纖維狀雜質(zhì)掛在框架的孔上，即使不會(huì)立即產(chǎn)生障礙，也會(huì)影響密封性和增大流體阻力，應(yīng)引起注意。反之，粒徑在1mm以下的固體雜質(zhì)，只要不黏著就能通過。但是氣體中含有固體雜質(zhì)時(shí)，不管粒徑大小，均會(huì)損傷隔膜的密封面，所以應(yīng)盡量與過濾裝置并用。

　　在維護(hù)或安裝工程中，應(yīng)該慎重，不要損傷密封面。

　　錐形隔膜止回閥只要掌握正確的使用方法（因無磨損），通常不需要進(jìn)行隔膜的安裝和拆卸。如果因?yàn)槟承┣闆r，需要更換隔膜時(shí)，安裝隔膜的螺釘不要擰得太緊。關(guān)于螺釘?shù)霓D(zhuǎn)矩，雖然沒有特別規(guī)定，但是要使隔膜和框架之間輕輕擰緊得沒有縫隙，再靠雙螺母防止松弛。

　　在隔膜任何部分增加不適宜的外力，都會(huì)使其變形而損傷密封性能。

　　4、有效利用錐形隔膜止回閥的優(yōu)點(diǎn)的實(shí)例上述有效利用錐形隔膜止回閥的優(yōu)點(diǎn)的用途，涉及很多方面。首先舉出一般性的例子，是作為泵的底閥用。事實(shí)上一點(diǎn)不漏，這是作為底閥最重要并且也是本質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。一般在安裝工程環(huán)境不好的泵房，重量輕也成為大的優(yōu)點(diǎn)。利用可任意安裝的優(yōu)點(diǎn)，使維修很容易。

　　對(duì)原有的接頭之類，如能巧妙利用，幾乎不再改變?cè)O(shè)計(jì)，便可安裝錐形隔膜止回閥。如小口徑止回閥組裝在各家庭的水表上，以防止上水道系統(tǒng)倒流，其試驗(yàn)研究接近于實(shí)用階段。作為氣體值得關(guān)注的實(shí)例是應(yīng)用在粉體壓送系統(tǒng)上。

　　粉體壓送系統(tǒng)，就是用壓縮空氣輸送水泥等粉塵類介質(zhì)的系統(tǒng)。為防止粉粒體倒流進(jìn)壓縮機(jī)，必須安裝止回閥。此類工況，以前選用升降式和旋啟式止回閥時(shí)，因?yàn)樾枰�依靠產(chǎn)生倒流而使閥門關(guān)閉，所以不能避免粉塵倒流進(jìn)壓縮機(jī)。因此，不僅壓縮機(jī)會(huì)遭受損害，而且止回閥也只有幾個(gè)月的壽命。

　　換用錐形隔膜止回閥后，可有效改善上述缺陷，基本能滿足此類系統(tǒng)需求。

四、褶皺的環(huán)狀橡膠隔膜止回閥

　　圖5所示的止回閥采用了褶皺的環(huán)狀橡膠隔膜作為關(guān)閉件。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，褶皺上的唇形膜片關(guān)閉了流道的中心孔，順流時(shí)褶皺膜張開，唇形膜片從閥座上縮回。

　　由于在閥門開啟時(shí)，隔膜受彈性張力，并且閥門從全開到關(guān)閉時(shí)唇形膜片的行程很短，因此隔膜式止回閥的關(guān)閉速度極快。該閥門很適用于流量變化較大的工況，但這種閥門的壓差不能超過10bar（145lbf/in2），最高工作溫度約74℃（158℉）。

圖5 褶皺的環(huán)狀橡膠隔膜止回閥

1—右閥體；2—褶皺的環(huán)狀橡膠隔膜； 3—閥瓣；4—左閥體

　　1、彈性套管隔膜止回閥

　　圖6中所示為彈性套管隔膜止回閥的關(guān)閉件，含有撓性套管，且在其中的一端被壓平。介質(zhì)正向流動(dòng)時(shí)，套管的扁平端張開，而當(dāng)介質(zhì)倒流時(shí)，套管的扁平端閉合。

圖6 彈性套管隔膜止回閥

1—上閥體；2—下閥體；3—墊片；4—橡膠套管

　　套管由大量不同的彈性體制成，且外部用于汽車輪胎結(jié)構(gòu)的用類似的尼龍纖維加固。套管內(nèi)部較軟，能夠固定住固體。因此閥門就特別適合在攜帶固體或在包含泥漿的介質(zhì)中使用。

　　彈性套管隔膜止回閥，用于磨損性的漿液、污水、泥漿和其他“難以對(duì)付”的介質(zhì)，該閥門的核心是由纖維加強(qiáng)的合成橡膠止回套管，它可以一直保持流阻最小。正向壓力自動(dòng)開啟閥門，反向壓力使閥門關(guān)閉。

　　內(nèi)置的橡膠止回套管，使因持續(xù)控制磨損性泥漿所造成的對(duì)閥門的磨損和侵蝕降至最小。該止回閥沒有諸如搖桿、閥瓣、金屬閥座等機(jī)械零件，這些零件容易造成閥門腐蝕、開關(guān)不靈或無法開關(guān)。獨(dú)特的橡膠止回套管可以在介質(zhì)含大量顆粒的場合正常密封，該閥門靜音操作，無振顫。

　　該閥門內(nèi)置支架以提高管中隔膜止回閥的額定背壓。支架采用碳鋼或不銹鋼焊接件，至于殼體內(nèi)，支撐橡膠止回套筒的拱起部分。

　　性能特點(diǎn)

　　a、耐磨且絕對(duì)防止倒流。

　　b、可在顆粒介質(zhì)條件下正常關(guān)閉。

　　c、沒有鏈接和閥座活動(dòng)不靈或卡死——免維護(hù)設(shè)計(jì)。

　　d.可在任何位置安裝。

　　e、靜音、無撞擊、消除振動(dòng)。

　　2、堰式隔膜式止回閥圖7所示是帶襯里的堰式隔膜式止回閥，其結(jié)構(gòu)與堰式隔膜閥類似。

圖7 帶襯里的堰式隔膜式止回閥