緩閉止回閥是止回閥的一個特殊品種,它通過緩閉的形式減小水錘壓力。緩閉止回閥有多種結構類型,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阻式緩閉止回閥,其結構原理見圖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,穿出閥體之外,通過連接機構與分置兩側的油缸阻尼器相連,連接機構由搖臂、滑叉和橫銷組成。
當水泵停泵后,閥瓣從全開位置分兩個階段關閉。首先閥瓣依靠自重下落,搖臂的橫銷在滑叉的導槽中從高處降到zui低點,油缸阻尼器不工作,這就是快關階段,約占整個關程的2/3?3/4。在其后的小部分關程中,因油缸阻尼器開始發揮作用,故閥瓣以 慢速關閉。油缸阻尼器活塞被設計成變截面的油針, 使在阻尼過程中,過油截面愈來愈小,閥瓣關閉速度隨之也逐漸減小,直至*關嚴,慢關的時間是可以調整的。
(2)內置油缸阻尼式緩閉止回閥
該閥曾在某一凈揚程為570m的高揚程泵站上使用一年多時間,有較好的消減水錘壓力的作用。
閥的結構形式如圖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,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,并有截止閥供調節油量之用。油管延伸至閥體外部,以便 于操作。
在正常抽水時,閥瓣在水流推動下開啟,并帶動油缸活塞移動,將缸內有桿腔的油經油管排至無桿腔。關閉速度由管中油流速度決定,可通過油路上的截止閥調節。由于油缸活塞的運動規律在閥瓣開啟和關閉時基本相同,故為方便起見,測定當水泵啟動時 閥瓣的開啟力時,其方法為:在油缸的連接油路上裝一只壓力表,在水泵啟動后,水流進入閥體,閥瓣開啟,活塞移動,于是油缸內受壓腔壓力上升,油管開始排油,此時油路壓力表的讀數從“0”升至某一值。 一旦閥瓣開啟完畢,活塞停止運動,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” 的時間,可近似地認為是閥瓣關閉時間。
從上面介紹的國內緩閉止回閥的研究和應用情況看,雖然它的成本較低,實效也已證實,但仍需進一步完善,才能形成有一定推廣價值的定型產品。
(3)水阻可控緩閉止回閥
①結構特點水阻可控緩閉止回閥結構如圖6- 25所示,參數由優化關閉特性計算確定。
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動空間,流體能通暢地流過。軸承位于腔體上方接近進口端面處, 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,搖桿繞軸轉動時帶動閥瓣旋啟運動,實現閥門的開啟和關閉,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,水壓缸內有一差動活塞,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.控制管路及緩閉調節閥。控制管路連通水壓缸的上、下腔室及閥體。管路中配有緩閉調節閥。緩閉調節閥結構見圖6-26,實際上是一個單向節流閥, 用以控制水壓缸腔室的進排水流量,實現活塞運動的控制,即控制閥瓣的啟閉速度。
②閥門工作原理
a.啟泵時,在水沖力矩的作用下,閥瓣克服自重力矩及摩擦力矩幵啟,水壓缸內的活塞向上運動, 活塞上腔的水經緩閉調節閥中的單向閥快速排入閥體,當活塞升到A孔以上時,水還可以直接通過B孔排入水壓缸下腔室,此時緩閉調節閥的單向閥處于導通狀態,水流可通暢流過,活塞可順利向上運動, 止回閥迅速打開。由于活塞是差動的結構,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,在這個合力的作用下,閥瓣可達到全開位置,活塞被連桿向上拉住,并緊貼在閥體內壁的相應位置上。
b. 運行時,閥瓣穩定在全開位置,全開時開啟角設計為0=66°。當水流有脈動時閥瓣能保持位置穩定,不漂動,不搖擺,工作阻力比普通止回閥小20%?30%,壽命長,節能顯著。
c. 斷電停泵時,由于泵葉輪轉動慣量大,斷電后泵的轉速逐漸降低,閥瓣所受的水沖力矩也相應地逐漸減少,閥瓣的自重力矩起主要作用,使閥瓣繞軸旋轉關閉。關閉的開始階段,活塞位于水壓缸的上部,閥瓣關閉帶動活塞向下運動,活塞上腔體積增 大,水壓缸的上部,閥瓣關閉帶動活塞向下運動,活塞上腔體積增大,水可通過A孔經控制管道流入B孔,以補充上腔,由于補水通暢,活塞易于向下運動,這一階段是快關階段。關閉的第二階段,從活塞運動到擋住A孔時算起,由于A孔被擋,活塞上腔 的補水只能由與閥體相通的控制管道提供,補水必須經緩閉調節閥,而此時緩閉調節閥的單向閥是關閉 的,水流只能通過緩閉調節閥的調節針閥補給,由于調節針閥流阻較大,補水流量較小,閥瓣只能緩慢關閉,這就是慢關階段。設計好關閥的兩階段,可使關閥穩定,水錘zui小。按水錘理論,有?H =am/go 若閥門在切接近于零時關閉,水錘zui小,則優化的基本思想是閥門在正流與反流交界時間內關閉,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節的旋啟式止回閥,可用于各類機泵集中控制的管路上,防止介質倒流,該閥結構簡單,試用可靠,已廣泛使用于石油、 化工、電力、水利、輕工業等部門。
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壓差關閉閥門,防止介質倒流。當調松調壓螺栓,使彈簧處于自由狀態時,閥體內的介質通過閥瓣,閥瓣可繞銷軸做旋啟運動,介質通過液壓缸下蓋孔進入活塞下部,將閥桿頂起;當彈簧處于壓縮狀態時,通過活塞將閥桿向下方與搖桿接觸,限制閥瓣的運動。
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