止回閥的工作原理及特點

止回閥是啟閉件（閥瓣）借助介質(zhì)作用力，自動阻止介質(zhì)逆流的閥門。

止回閥，曾稱為“逆止閥”或“單向閥”，主要 用于介質(zhì)單向流動的管道上，防止管路中介質(zhì)的倒流。止回閥屬于自動閥類，其啟閉動作是依靠介質(zhì)本身的能量來驅(qū)動的。

止回閥的基本功能為在管道系統(tǒng)中通過防止介質(zhì)倒流來保護機械設(shè)備。這對于泵與壓縮機來說特別重要。因為倒流可造成設(shè)備內(nèi)部元件的損壞，引起不必要的停車現(xiàn)象，情況嚴重時甚至?xí)拐麄€工廠停止運轉(zhuǎn)。

一般來說，止回閥是不需要人工操作的，它通過介質(zhì)倒流實現(xiàn)自動操作。但在某些特殊工況下，其單向流動的特點不得不發(fā)生改變。為達到上述目的，可為止回閥配備一種使關(guān)閉件鎖定于打開狀態(tài)的裝置，也可采用移除關(guān)閉件的方法。 后一種方法需要將止回閥拆開，卸掉關(guān)閉件，然后再重新裝上閥門。

這種介質(zhì)模式對于防止倒流是必須的，它能使系統(tǒng)在停泵后保持壓力、使往復(fù)泵和壓縮機能夠正常運行、防止轉(zhuǎn)子泵和壓縮機反向驅(qū)動設(shè)備。

止回閥還可用于壓力可能升至超過主系統(tǒng)壓力的輔助系統(tǒng)提供補給的管路上。

6. 2.1止回閥的工作原理

止回閥允許流體以特定的方向流動并防止流體回流或向相反方向流動。理想的止回閥應(yīng)該在管道中的壓力下降和流體動能減緩時開始關(guān)閉。當(dāng)流體流動方向逆轉(zhuǎn)時，止回閥應(yīng)*關(guān)閉。

6.2.2止回閥的工作特點

止回閥的工作特點是載荷變化大，啟閉頻率小， 一旦處于關(guān)閉或開啟狀態(tài)，使用周期便很長，且不要求運動部件轉(zhuǎn)動。但一旦有切換要求，則必須動作靈活，這一要求較常見的機械運動更為苛刻。由于止回閥在大多數(shù)實際使用中，定性地被確金用于快速關(guān)閉，而在止回閥關(guān)閉的瞬間，介質(zhì)是反向流動的，隨著閥瓣的關(guān)閉，介質(zhì)從zui大倒流速度迅速降至為零， 而壓力則迅速升高，即產(chǎn)生可能對管路系統(tǒng)有破壞作用的“水錘”現(xiàn)象。對于多臺泵并聯(lián)使用的高壓管路系統(tǒng)，止回閥的水錘問題就更加突出。水錘是壓力管道中瞬變流動的一種壓力波，它是由于壓力管道中流體流速的變化而引起的壓力升高或下降的水力沖擊現(xiàn)象。其產(chǎn)生的物理原理是液體的不可壓縮性、流體運動慣性與管材彈性綜合作用的結(jié)果。為了防止管道中的水錘隱患，多年來，人們在止回閥設(shè)計中，采用了一些新結(jié)構(gòu)，在保證止回閥使用性能的同時，將水錘的沖擊力減至zui小方面取得了可喜的進展。

止回閥的操作方式要避免發(fā)生因閥門關(guān)閉而產(chǎn)生過高的沖擊壓力及閥門關(guān)閉件的快速振蕩動作。

為避免因止回閥關(guān)閉而形成的過高沖擊壓力，閥門必須關(guān)閉迅速，從而防止形成極大的倒流速度，該倒流速度是閥門突然關(guān)閉時產(chǎn)生沖擊壓力的根本原因，故閥門的關(guān)閉速度應(yīng)與順流介質(zhì)的速度衰減正確匹配。

但是，順流介質(zhì)的速度衰減在液體系統(tǒng)中可能變化很大。舉例來說，如果液體系統(tǒng)采用一組并列泵， 而其中的一臺泵突然失效，則在該失效泵出口處的止回閥就必須幾乎同時關(guān)閉。但是，如果液體系統(tǒng)只有一臺泵，而此泵突然失靈，并且輸送管道較長，且其出口端的背壓及泵送壓力較低，則采用關(guān)閉速度較小的止回閥就較好。

必須避免閥門關(guān)閉件的快速振蕩運動，以防止閥門活動部件過度磨損而導(dǎo)致早期失效，通過根據(jù)計算產(chǎn)生使閥門關(guān)閉部件運動的力的流量來確定閥門通徑，可以避免快速振蕩運動的出現(xiàn)。如果介質(zhì)為脈動流，則止回閥應(yīng)盡可能置于遠離脈動源的地方。關(guān)閉 件的快速振蕩也可能是由劇烈的介質(zhì)擾動所引起，當(dāng)存在這種情況時，止回閥應(yīng)該安置在介質(zhì)擾動zui小的地方。

因此，選擇止回閥的*步是確定該閥門所處的工況條件。

6. 3.1快關(guān)止回閥的評定

在大多數(shù)實際使用中，止回閥只能定性地被用于快速關(guān)閉，以下幾條可以作為判斷依據(jù)。

①關(guān)閉件從全開到關(guān)閉位置的行程應(yīng)盡可能短。 因此，從關(guān)閉速度這一點看，小型止回閥比同類結(jié)構(gòu)的大型止回閥關(guān)閉速度要快。

②止回閥應(yīng)在倒流之前，在zui大可能的順流介質(zhì)速度下，從全開位置開始關(guān)閉，以得到zui長的關(guān)閉時間。

③關(guān)閉件的慣性應(yīng)盡可能小，但關(guān)閉力應(yīng)適當(dāng)加大，以保證對順流介質(zhì)的降速做出zui快反應(yīng)。從低慣性這一點出發(fā)，關(guān)閉件應(yīng)該采用輕質(zhì)材料制造， 如鋁或鈦。為了兼顧輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)和較大的關(guān)閉力， 由關(guān)閉件的重量所產(chǎn)生的關(guān)閉力可用彈簧力予以增強。

④在關(guān)閉件周圍，延遲關(guān)閉件自由關(guān)閉動作的限制因素，應(yīng)予以去除。

6.3.2止回閥操作時的數(shù)學(xué)應(yīng)用

將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于止回閥的正常運行是近年來發(fā)展起來的。對于帶有鉸接閥瓣的止回閥，國外止回閥廠家如POOL、Porwit以及Carlton提供了一個計算方法，這個計算方法涉及閥瓣運動方程的建立并應(yīng)用系統(tǒng)中流體介質(zhì)的減速特性。在建立閥瓣的運動方程之前，必須知道一些閥門的物理常量。可以通過計算來確定閥門在突然關(guān)閉時的倒流速度，也可計算因閥門突然關(guān)閉引起的倒流介質(zhì)的沖擊壓力。

閥門制造商可根據(jù)止回閥的重要應(yīng)用場合，采用數(shù)學(xué)方法進行設(shè)計并預(yù)測沖擊壓力，知道這一點對于閥門用戶來說是很重要的。

來源：上海自動化儀表銷售網(wǎng)（www.40017.net）

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