升降式止回阀的原理及结构特点
时间:2013-11-18 阅读:4732
止回阀按结构划分,可分为升降式止回阀、旋启式止回阀、双瓣蝶形止回阀和轴流式止回阀等。升降式止回阀可分为直通流道、立式结构、角式流道三种。旋启式止回阀分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。蝶式止回阀为直通式:
在连接形式上可分为螺纹连接、法兰连接、对夹连接及焊接连接四种。
升降式止回阀的阀瓣形同一个活塞,因此也称为 “活塞式止回阀”。流动开始时它被上游流体推动,脱开阀座,开启流道;流动停止时,阀瓣在重力作用下返回阀座以截断回流。球形止回阀的阀瓣为球形,其原理类似于升降式止回阀。
旋启式止回阀的阀瓣旋转离开阀座而使流体向前方流动,当上游流动停止时,阀瓣返回阀座形成密封,从而防止了流体反向流动。
在双瓣蝶形止回阀中,由中间销轴连接的两个半阀瓣组成关闭件,当上游流动停止时,在弹簧的驱动下,两阀瓣如蝴蝶展翅般迅速关闭;当上游流动开始时,两阀瓣向后如蝴蝶翅膀般折叠,阀门开启,这也 是“蝶形”名称的由来。
如图6-1所示,升降式止回阀为阀瓣沿阀瓣密封面轴线做升降运动的止回阀。
升降式止回阀的结构与截止阀有很多相似之处, 其中阀体与截止阀阀体*一样,可以通用。阀瓣形式也与截止阀阀瓣相类似,阀瓣上部和阀盖下部设置有一组导向轴、套,阀瓣导向轴可在阀盖导向套筒内自由升降。采用导向套筒的目的是要保证阀瓣准确地回落在阀座上。在阀盖导向套筒上部加工出一个泄压孔,当阀瓣上升时,排出套筒内介质,以减小阀瓣开启时的阻力。升降式止回阀动作可靠,但流动阻力较大,适用于较小口径的场合。
升降式止回阀的阀瓣是自动工作的,一般是在阀门的进出口之间有个圆锥形阀瓣压在金属阀座上。阀瓣上可以加设弹簧以预载。流体正向流动时,在流体压力作用下,锥形阀瓣脱开阀座,阀门开启。倒流 时,阀瓣在自重、弹簧作用力(如果设有弹簧预载)、 流体回流压力的共同作用下,回落到阀座上,阀门关闭。
采用金属对金属密封副的升降式止回阀,允许有少量泄漏,仅适用于对流体倒流密封要求不是十分严格的场合,一般仅用于水系统,因此通常用于阻止蒸汽疏水阀的冷凝水倒流,也用于冷凝水循环泵的出口。
升降式止回阀的主要优点是结构简单,由于锥形阀瓣是*的运动部件,阀门结实耐用,几乎不需要维护,而且由于是金属阀座,磨损很少。升降式止回阀的局限性是必须安装在水平管道上。
活塞升降式止回阀由标准的升降式止回阀改进而来,包括一个活塞形阀瓣和一个减震装置,工作时减震装置产生阻尼,消除了由于阀门频繁动作而引起的破坏,例如,要承受水冲击压力的管道系统中,或是流体方向经常变换的场合(如锅炉出口)。
升降式止回阀,因其阀瓣的行程约为阀瓣直径的1/3,大大减少了阀瓣关闭所需时间,从而有效地降低了止回阀的水锤压力。此外,在一些升降式止回阀中,出现了一些新的结构设计,在阀瓣上加有圆柱螺旋弹簧,由于弹簧载荷的作用和其具有zui小的阀瓣行程,关闭更为迅速,对减小水锤的压力更为有利。
升降式止回阀的阀瓣可上下自由移动,流体应由下而上推动阀瓣,当阀瓣下部入口压力小于上部出口压力时,阀瓣靠自重及上部流体压力的双重作用而自行关闭。
与其他类型的止回阀相比,升降式止回阀的行程zui短,因而只需要相对较短的行程就可以使阀门全开。例如图6-2所示的升降式止回阀,其阀座处的通道呈环形,这种阀的开程zui小,故升降式止回阀具有快速关闭的能力。
图6-2中所示的止回阀,是专门为气体系统设计的。根据气流状况的差异,该阀门既可用作恒定流量的止回阀,无论系统中是否存在微小的流量波动,阀门始终保持全开,也可用作脉动流的止回阀,阀门随着气流脉冲打开和关闭。
借助弹簧的作用,在气体达到回流条件前的瞬间,阀片已对其两侧的气体压差变化做出响应,经极小的运动距离即与阀座贴合,防止气体回流。
当流量脉动不足以引起颤振时,恒流止回阀可用于离心泵,罗茨压缩机、螺杆式压缩机或往复式压缩机。若流量脉动能够使阀门随之开关,则在往复式压缩机系统中使用抗脉动止回阀,这些阀门的设计原理与压缩机气阀是相同的,因此,它们能够承受密封面间的反复冲击。生产厂家会建议在特定工况下应该使用恒流止回阀或抗脉动止回阀。
止回阀的工作特性取决于其设计原理。主要基于以下几方面:带有多级环形阀座节流孔的阀门行程zui小,盘式关闭件的惯性低,关闭件的导向无摩擦,以及选择与运行工况相匹配的弹簧。 ’
在大多数的升降式止回阀中,阀瓣有导向结构以保证阀瓣与阀座同轴并保持密封。但是,杂质进入到阀瓣的导向机构中,则阀瓣可能会被卡死或关闭缓慢。因此,此种类型的阀瓣只适用于低黏度介质,并且此介质中无固体颗粒。
图6-3所示的止回阀的阀瓣为球状,与导向装置之间存在较大的间隙,因而在有脏物的场合很适用。 当阀门关闭时,球形阀瓣滚动到阀座中自动对中并获得准确的密封。
如图6-4所示的止回阀是带有缓闭装置的角式升降式止回阀,其活塞缸设计成上、下段,两段具有不同的直径。该结构止回阀在*阶段能快速关闭,第二阶段,由于活塞缸直径减小,阀门zui终能缓慢关闭。该止回阀的阀瓣头部设计成特定的形状,当阀门 的快关阶段结束时,阀瓣与阀座间只留下了较小的流道面积,从而有效地限制了阀门的倒流速度。
该止回阀是为重要的低冲击压力而特别设计的。 通过两种方式来实现低冲击压力:一是给关闭件设置圆锥形伸出端,这样在阀门关闭时,介质能够被缓慢节流;二是在关闭件上安装减振器,在关闭zui后一刻起作用。用于提供辅助关闭力的弹簧被取消,因为阀门在这种工况工作时,弹簧的断裂是一种危险。
升降式止回阀的安装方位必须合适,要保证关闭件的重力作用在阀门关闭的方向。由于弹簧加载的小升降止回阀的关闭力主要来自于弹簧,因此这种阀门可不必过多考虑安装方位,基于上述原因,图6-3与
阀瓣的导向机构中,则阀瓣可能会被卡死或关闭缓慢。因此,此种类型的阀瓣只适用于低黏度介质,并且此介质中无固体颗粒。
图6-3所示的止回阀的阀瓣为球状,与导向装置之间存在较大的间隙,因而在有脏物的场合很适用。 当阀门关闭时,球形阀瓣滚动到阀座中自动对中并获得准确的密封。
如图6-4所示的止回阀是带有缓闭装置的角式升降式止回阀,其活塞缸设计成上、下段,两段具有不同的直径。该结构止回阀在*阶段能快速关闭,第二阶段,由于活塞缸直径减小,阀门zui终能缓慢关闭。该止回阀的阀瓣头部设计成特定的形状,当阀门 的快关阶段结束时,阀瓣与阀座间只留下了较小的流道面积,从而有效地限制了阀门的倒流速度。
该止回阀是为重要的低冲击压力而特别设计的。 通过两种方式来实现低冲击压力:一是给关闭件设置圆锥形伸出端,这样在阀门关闭时,介质能够被缓慢节流;二是在关闭件上安装减振器,在关闭zui后一刻起作用。用于提供辅助关闭力的弹簧被取消,因为阀门在这种工况工作时,弹簧的断裂是一种危险。
升降式止回阀的安装方位必须合适,要保证关闭件的重力作用在阀门关闭的方向。由于弹簧加载的小升降止回阀的关闭力主要来自于弹簧,因此这种阀门可不必过多考虑安装方位,基于上述原因,图6-3与理与升降式止回阀*相同,不同之处是其进口和出口在一条直线上,可直接安装在立式管道上,不影响止回阀(图6-8)的弹簧置于阀瓣部位,当进口流体压力产生的对阀瓣的推力大于弹簧载荷时,弹簧被压缩,阀瓣开启。流体压力越大,阀门开度越大。反之,当流体压力下降时,弹簧伸张,推动阀瓣关闭阀门。由于弹簧的作用,有利于降低阀门启闭时产生的水锤压力,而且流体流道畅通,阻力较小。此外,小直径弹簧止回阀的阀瓣常用圆球制成, 结构更简单。
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