微阻緩閉式、定壓式止回閥的原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
緩閉止回閥是止回閥的一個(gè)特殊品種,它通過緩閉的形式減小水錘壓力。緩閉止回閥有多種結(jié)構(gòu)類型,下面介紹其中三種。
(1) 二階段緩閉止回閥
這是一種帶雙缸阻尼器的側(cè)阻式緩閉止回閥,其結(jié)構(gòu)原理見圖6-23,閥體是一只普通旋啟式止回閥, 但其閥瓣的搖桿軸較粗較長(zhǎng),穿出閥體之外,通過連接機(jī)構(gòu)與分置兩側(cè)的油缸阻尼器相連,連接機(jī)構(gòu)由搖臂、滑叉和橫銷組成。
當(dāng)水泵停泵后,閥瓣從全開位置分兩個(gè)階段關(guān)閉。首先閥瓣依靠自重下落,搖臂的橫銷在滑叉的導(dǎo)槽中從高處降到zui低點(diǎn),油缸阻尼器不工作,這就是快關(guān)階段,約占整個(gè)關(guān)程的2/3?3/4。在其后的小部分關(guān)程中,因油缸阻尼器開始發(fā)揮作用,故閥瓣以 慢速關(guān)閉。油缸阻尼器活塞被設(shè)計(jì)成變截面的油針, 使在阻尼過程中,過油截面愈來愈小,閥瓣關(guān)閉速度隨之也逐漸減小,直至*關(guān)嚴(yán),慢關(guān)的時(shí)間是可以調(diào)整的。
(2)內(nèi)置油缸阻尼式緩閉止回閥
該閥曾在某一凈揚(yáng)程為570m的高揚(yáng)程泵站上使用一年多時(shí)間,有較好的消減水錘壓力的作用。
閥的結(jié)構(gòu)形式如圖6-24所示。閥體呈罐狀,油缸阻尼器位于罐的中央,首部為流線型,用輻向葉片支持。油缸阻尼缸內(nèi),活塞桿的一端是活塞,另 一端便是閥瓣。油缸的前后腔用油管連通,并有截止閥供調(diào)節(jié)油量之用。油管延伸至閥體外部,以便 于操作。
在正常抽水時(shí),閥瓣在水流推動(dòng)下開啟,并帶動(dòng)油缸活塞移動(dòng),將缸內(nèi)有桿腔的油經(jīng)油管排至無桿腔。關(guān)閉速度由管中油流速度決定,可通過油路上的截止閥調(diào)節(jié)。由于油缸活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在閥瓣開啟和關(guān)閉時(shí)基本相同,故為方便起見,測(cè)定當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí) 閥瓣的開啟力時(shí),其方法為:在油缸的連接油路上裝一只壓力表,在水泵啟動(dòng)后,水流進(jìn)入閥體,閥瓣開啟,活塞移動(dòng),于是油缸內(nèi)受壓腔壓力上升,油管開始排油,此時(shí)油路壓力表的讀數(shù)從“0”升至某一值。 一旦閥瓣開啟完畢,活塞停止運(yùn)動(dòng),油腔壓力解除, 壓力表又回到“0”,記錄下油路壓力表從升至回“0” 的時(shí)間,可近似地認(rèn)為是閥瓣關(guān)閉時(shí)間。
從上面介紹的國(guó)內(nèi)緩閉止回閥的研究和應(yīng)用情況看,雖然它的成本較低,實(shí)效也已證實(shí),但仍需進(jìn)一步完善,才能形成有一定推廣價(jià)值的定型產(chǎn)品。
(3)水阻可控緩閉止回閥
①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水阻可控緩閉止回閥結(jié)構(gòu)如圖6- 25所示,參數(shù)由優(yōu)化關(guān)閉特性計(jì)算確定。
水阻可控緩閉止回閥是普通止回閥的閥體,中間有較大的腔室,以保證閥瓣有充分的轉(zhuǎn)動(dòng)空間,流體能通暢地流過。軸承位于腔體上方接近進(jìn)口端面處, 用于支撐旋啟式閥瓣,閥體兩端有法蘭與管路連接。
a.閥瓣及搖桿。圓形閥瓣與搖桿相連,搖桿繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)閥瓣旋啟運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,閥瓣的開啟角為0=0°?66°。在同類閥門中, 66°是zui大開啟角。
閥體上方與水壓缸直接相連,水壓缸內(nèi)有一差動(dòng)活塞,活塞上方的活塞桿穿過水壓缸蓋,活塞下方通過連桿與搖桿相連。
b.控制管路及緩閉調(diào)節(jié)閥。控制管路連通水壓缸的上、下腔室及閥體。管路中配有緩閉調(diào)節(jié)閥。緩閉調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)見圖6-26,實(shí)際上是一個(gè)單向節(jié)流閥, 用以控制水壓缸腔室的進(jìn)排水流量,實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的控制,即控制閥瓣的啟閉速度。
②閥門工作原理
a.啟泵時(shí),在水沖力矩的作用下,閥瓣克服自重力矩及摩擦力矩幵啟,水壓缸內(nèi)的活塞向上運(yùn)動(dòng), 活塞上腔的水經(jīng)緩閉調(diào)節(jié)閥中的單向閥快速排入閥體,當(dāng)活塞升到A孔以上時(shí),水還可以直接通過B孔排入水壓缸下腔室,此時(shí)緩閉調(diào)節(jié)閥的單向閥處于導(dǎo)通狀態(tài),水流可通暢流過,活塞可順利向上運(yùn)動(dòng), 止回閥迅速打開。由于活塞是差動(dòng)的結(jié)構(gòu),下腔水壓作用面積大于上腔水壓作用面積,活塞上、下端面水 壓作用的合力方向向上,在這個(gè)合力的作用下,閥瓣可達(dá)到全開位置,活塞被連桿向上拉住,并緊貼在閥體內(nèi)壁的相應(yīng)位置上。
b. 運(yùn)行時(shí),閥瓣穩(wěn)定在全開位置,全開時(shí)開啟角設(shè)計(jì)為0=66°。當(dāng)水流有脈動(dòng)時(shí)閥瓣能保持位置穩(wěn)定,不漂動(dòng),不搖擺,工作阻力比普通止回閥小20%?30%,壽命長(zhǎng),節(jié)能顯著。
c. 斷電停泵時(shí),由于泵葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,斷電后泵的轉(zhuǎn)速逐漸降低,閥瓣所受的水沖力矩也相應(yīng)地逐漸減少,閥瓣的自重力矩起主要作用,使閥瓣繞軸旋轉(zhuǎn)關(guān)閉。關(guān)閉的開始階段,活塞位于水壓缸的上部,閥瓣關(guān)閉帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),活塞上腔體積增 大,水壓缸的上部,閥瓣關(guān)閉帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),活塞上腔體積增大,水可通過A孔經(jīng)控制管道流入B孔,以補(bǔ)充上腔,由于補(bǔ)水通暢,活塞易于向下運(yùn)動(dòng),這一階段是快關(guān)階段。關(guān)閉的第二階段,從活塞運(yùn)動(dòng)到擋住A孔時(shí)算起,由于A孔被擋,活塞上腔 的補(bǔ)水只能由與閥體相通的控制管道提供,補(bǔ)水必須經(jīng)緩閉調(diào)節(jié)閥,而此時(shí)緩閉調(diào)節(jié)閥的單向閥是關(guān)閉 的,水流只能通過緩閉調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)針閥補(bǔ)給,由于調(diào)節(jié)針閥流阻較大,補(bǔ)水流量較小,閥瓣只能緩慢關(guān)閉,這就是慢關(guān)階段。設(shè)計(jì)好關(guān)閥的兩階段,可使關(guān)閥穩(wěn)定,水錘zui小。按水錘理論,有?H =am/go 若閥門在切接近于零時(shí)關(guān)閉,水錘zui小,則優(yōu)化的基本思想是閥門在正流與反流交界時(shí)間內(nèi)關(guān)閉,則zui小。其中,為水錘升(降)壓;a為水錘 波傳播速度;^為流速;g為重力加速度。
6. 4.8定壓止回閥
定壓止回閥是一種利用彈簧調(diào)節(jié)的旋啟式止回閥,可用于各類機(jī)泵集中控制的管路上,防止介質(zhì)倒流,該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,試用可靠,已廣泛使用于石油、 化工、電力、水利、輕工業(yè)等部門。
定壓止回閥(圖6-27)由旋啟式止回閥與彈簧組成,依靠閥瓣自身的重量、彈簧的作用力及介質(zhì)壓差關(guān)閉閥門,防止介質(zhì)倒流。當(dāng)調(diào)松調(diào)壓螺栓,使彈簧處于自由狀態(tài)時(shí),閥體內(nèi)的介質(zhì)通過閥瓣,閥瓣可繞銷軸做旋啟運(yùn)動(dòng),介質(zhì)通過液壓缸下蓋孔進(jìn)入活塞下部,將閥桿頂起;當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),通過活塞將閥桿向下方與搖桿接觸,限制閥瓣的運(yùn)動(dòng)。
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