升降式防水擊高壓平衡止回閥

2014-09-24 粟德宣達實業(yè)集團有限公司

　　介紹了升降式防水擊高壓平衡止回閥的設計原理、結(jié)構(gòu)特點、工作性能、主要技術參數(shù)及適用工況。

1、概述

　　止回閥是一種防止管路介質(zhì)發(fā)生倒流的裝置，在工業(yè)生產(chǎn)管路上保護泵等動力設備不被回流介質(zhì)沖擊破壞。在高壓管路中，當出現(xiàn)介質(zhì)倒流時，高壓介質(zhì)回流壓力會使閥瓣極快速的關閉，這將對閥門及管道造成強大的水擊，從而對裝置產(chǎn)生破壞，影響安全生產(chǎn)。針對這種工況條件設計了升降式防水擊高壓平衡止回閥，該閥已獲得國家發(fā)明專利( 專利號: ZL 2010 1 0542395. X) 。

2、升降式防水擊高壓平衡止回閥的結(jié)構(gòu)特點

　　升降式防水擊高壓平衡止回閥( 以下簡稱止回閥) 采用直流式結(jié)構(gòu)，閥門主要由閥體、閥瓣、自壓密封圈、閥芯、閥蓋和調(diào)節(jié)閥等零部件組成( 圖1) 。閥門的中腔設計一個相對密閉的腔室，在閥瓣組件快速關閉時，腔室的體積迅速擴大，形成一個負壓區(qū)。由于負壓力的牽引作用使閥瓣組件緩慢關閉，有效的防止水擊對管路的破壞。但由于密閉腔室補充介質(zhì)的時間比較長，有的情況會導致閥門關閉不及時，造成回流介質(zhì)對泵等動力設備的破壞。根據(jù)實際分析，設計了腔室介質(zhì)補充的旁路，并在該旁路上安裝一個調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)補充介質(zhì)速度，在不發(fā)生水擊的情況下較快的關閉閥門，保護閥門及其前端動力設備的安全。

升降式防水擊高壓平衡止回閥

1. 閥體 2. 閥瓣 3. 軸套 4. 活塞套 5. 自壓密封圈 6. 閥芯 7. 壓板圈 8. 四開環(huán) 9. 閥蓋 10. 調(diào)節(jié)閥 11. 旁路管

圖1 升降式防水擊高壓平衡止回閥

　　閥門中法蘭采用壓力自緊密封結(jié)構(gòu)。考慮腔體在閥瓣組件下滑時充分的形成負壓，控制閥瓣組件按設計需要的時間關閉，防止高壓工況時的水擊現(xiàn)象出現(xiàn)，閥芯與閥瓣組件關閉位置之間的距離大于開啟高度。

3、升降式防水擊高壓平衡止回閥的工作原理

　　閥門公稱壓力16 ～68MPa( 900 ～4 500 磅級) ，公稱通徑DN50 ～600 ( NPS2 ～24) ，使用溫度- 29～590℃，適用工況水、油品和蒸汽等。閥門在工業(yè)管路上運行時，高壓流體介質(zhì)推動閥瓣及其組合件上升到閥芯位置，閥瓣組合件及閥芯之間的空腔介質(zhì)通過旁路管流向出口端。閥瓣上升后，閥門通道完全打開，形成流暢的通道。當動力設備停止時，管路內(nèi)介質(zhì)流速急劇變化，影響管路的壓力變化。壓力變化以聲波的速度沿管路傳播，形成水擊。水擊壓力△P 為

△P = ρa△V

　　式中△P———水擊產(chǎn)生的壓力；ρ———流體密度；△V———流體的速度變化；a———壓力變化沿管路傳播速度( 聲速)

　　從水擊壓力形成分析，降低介質(zhì)單位時間內(nèi)的速度變化可以減少水擊壓力的影響，即適當?shù)难泳忛y瓣關閉速度。所以閥門設計了閥瓣組件與閥芯之間的空腔。當閥門關閉時，腔中負壓吸住閥瓣組件緩慢下滑。

　　閥門關閉時間小于水擊半周期時，水擊為直接水擊，載荷很大，破壞力強。閥門關閉時間大于水擊半周期時，水擊為間接水擊，破壞力小。水擊周期T為

T = 4L /a

　　式中T———水擊周期；L———壓力變化管路長度；

　　閥門使用在工業(yè)管路上時，可根據(jù)壓變管路長度和工況介質(zhì)聲速得出水擊周期，然后通過旁路調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)止回閥的關閉時間大于水擊半周期，解決了各種復雜工況的水擊問題，延長了閥門的使用壽命和保證管路的使用安全。