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止回阀的选择原则

发布时间:2021-07-14    访问:

大多数止回阀是根据对最小冲击压力或无冲击关闭所需要的关闭速度及其关闭速度特性性的估价来进行选择的。这种选择方法不一定精确,但根据经验,在大多数使用场合可以得到能接受的结果。

止回阀的选择原则

(1)不可压缩性流体用止回阀

用于不可压缩性流体的止回阀,主要根据其在关闭时不因为倒流引起突然关闭而导致产生不可接受的高冲击压力的性能来进行选择。特此类阀门选作低压力降阀来使用,通常仅为第二种考虑。

对这种止回阀来说,第一步是对所需要的关闭速度进行估评。

儒可夫斯基确定的阀门快速关闭时管路中的静压力升高为:

△P = avρ/B

a = K/{ρ/B(1+KDC/Be)}

式中:

△p——相对于正常压力的压力升值(MPa);

v——中断流束的速度(m/s);

a——压力波传递速度(m/s);

ρ——液体密度(kg/m3);

K——液体弹性模量(MPa);

D——管路内径(m);

e——管壁厚度(m);

C——管路限流系数,对非限流管路取1.0;

B——常数。

在使用D/e之比为35的钢管和水介质时,压力波速度约为1200m/s,当瞬时速度变化为lm/s时,静压的增量为△p=1.2MPa。

第二步是选择可能满足所需要的关闭速度的止回阀类型。

(2)压缩性流体用止回阀

尽管压缩性流体管路选用止回阀的目的在于使阀瓣的撞击减小到最小程度,但可以根据不可压缩性流体用止回阀的类似选择方法来进行选择。但是,非常大的输送管道,其压缩性介质的冲击力也可能变得十分可观。

如果介质流波动范围很大,则用于压缩性流体的止回阀可使用一减速装置。此装置在关闭件的整个位移过程中都起作用,以防止对其端部产生快速连续的锤击。

如果介质流连续不断地快速停止和启动,如压缩机的出口那样,则使用升降式止回阀。此止回阀使用一个可承受弹簧载荷的轻量阀瓣,阀瓣的升程不高。

(3)止回阀尺寸的确定

止回阀应确定相应的尺寸,这样正常的流体就可使关闭件稳定地保持开启。为了获得最大的关闭时间,止回阀应尽可能在顺流介质的速度开始减缓之后马上开始关闭。为了使得在这种情况下能确定阀门尺寸,阀门制造商须提供选定尺寸的资料数据。

(4)止回阀类型的选择

1)对于DN50以下的高中压止回阀,宜选用立式升降止回阀和直通式升降止回阀。

2)对于DN50以下的低压止回阀,宜选用蝶式止回阀、立式升降止回阀和隔膜式止回阀。

3)对于大于DN50、小于DN600的高中压止回阀,宜选用旋启式止回阀。

4)对于大于DN200、小于DN1200的中低压止回阀,宜选用无磨损球形止回阀。

5)对于大于DN50、小于DN2000的低压止回阀,宜选用蝶式止回阀和隔膜式止回阀。

6)对于要求关闭时水击冲击比较小或无水击冲击的管路,宜选用缓闭式旋启式止回阀和缓闭式蝶形止回阀。

7)对于水泵进口管路,宜选用底阀。

(5)止回阀的操作

止回阀的操作方式应避免发生如下情况∶

1)因止回阀关闭而造成过分高的冲击压力。

2)阀门关闭件快速振荡动作。

为了避免因关闭止回阀而形成的过高冲击压力,阀门必须关闭迅速,从而防止形成极大的倒流速度。该倒流速度就是形成冲击压力的原因,故止回阀的关闭速度应与顺流介质的衰减速度正确匹配。

但是,顺流介质的衰减速度在液体系统可能变化很大。举例来说,如果液体系统采用一组并联泵,而其中的一台突然失效,则在该失效泵出口处的止回阀就必须几乎在同时关闭。另外,如果液体系统只有一台泵,而此泵突然失灵,又如输送管较长,而且出口端的背压及泵送压头较低,则关闭速度较小的止回阀就比较好。

止回阀的活动零件若磨损过快,则会导致阀门过早失灵。为了防止这种情况发生,必须避免关闭件产生快速振荡动作。这种关闭件的快速振荡动作可以通过对一迫使关闭件稳定地对付介质停止流动的介质速度选定阀门来予以避免。

这种理想的情况不是经常可以获得的。例如∶ 假使顺流介质的速度变化范围很大,则最小的流速就不足以迫使关闭件稳定停止。在这种情况下,关闭件的运动可在其动作行程的一定范围内用阻尼器来加以抑制。如果介质为脉动流,则止回阀应尽可能置于远离脉动源的地方。关闭件的快速振荡也可能是由极度的介质扰动而引起,凡是存在这种情况之处,止回阀应该安置在介质扰动最小的地方。

因此,选择止回阀首先是掌握该止回阀所处的工况条件。

(6)快关止回阀的确定

在实际使用中,大多数止回阀只能定性地被用于快速关闭。以下各条可以作为判断依据。

1)关闭件从全开到关闭位置的行程应该尽可能短。由此可知,从关闭速度这一点看,口径较小的阀门较之口径较大的同类结构的止回阀,关闭速度较快。

2)止回阀应在介质倒流之前,在最大可能的介质顺流速度下,从全开位置开始关闭,以得到最大的关闭时间。

3)关闭件的惯性应尽可能地小,但关闭力应适当地加大,以保证对顺流介质的降速做出最快的反应。从低惯性这一点出发,关闭件可以考虑用轻质材料制造,如铝或钛。为了兼得经质材料的关闭件和高的关闭力,由关闭件的重量所产生的关闭力可用弹簧力来予以增强。

4)在关闭件周围,延迟关闭件自由关闭动作的限制因素,应予以去除。