旋启式止回阀的结构特点

2020-04-25 真空技术网整理 阀门手册

  旋启式止回阀是阀瓣绕体腔内摇杆轴做旋转运动的止回阀。旋启式止回阀的启闭原理与升降式止回阀一样,也是靠流体压力作用和阀瓣的自重自行动作,不同的是,阀瓣的启闭方式是旋转运动而不是上下移动,流体的入口方向应在能冲击阀瓣转动的一侧。

  旋启式止回阀的关闭件是一个与管道通径相当的阀瓣或圆盘,悬挂于阀门腔体内,流体正向流动时在流体压力的作用下阀瓣打开,压力下降时阀瓣在自重和逆流流体的压力作用下关闭。

  旋启式止回阀由阀体、阀盖、阀瓣和摇杆组成。阀瓣呈圆盘状,绕阀座通道外的销轴做旋转运动。阀内通道成流线型,流动阻力比直通式升降止回阀要小,适合用于大口径的管道。但低压时,其密封性能不如升降式止回阀。为提高密封性能,可采用辅助弹簧或采用重锤结构辅助密封。

  由于阀瓣的重量,旋启式止回阀打开时,对流体的阻力相对较大。此外,由于阀瓣悬浮在流体中,可使流体产生湍流。这也表明通过旋启式止回阀的流体压降要大于通过其他形式止回阀的压降。当流动方向突然变化时,阀瓣会猛烈关闭在阀座上,会引起阀座很大的磨损,并沿管道产生水锤,为克服这个问题,可以在阀瓣上安装阻尼装置,并采用金属阀座减少阀座磨损。

一、阀瓣

  根据阀瓣的数目,旋启式止回阀可分成单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。

  1、单瓣式(图1)只有一个阀座通道和一个阀瓣,适用于中等口径旋启式止回阀。

旋启式单瓣止回阀

图1 旋启式单瓣止回阀

1—阀体;2—阀座;3—阀瓣;4—摇杆; 5—销轴;6—摇臂;7—阀盖

  2、双瓣式有两个阀瓣和两个阀座通道,适用于较大口径旋启式止回阀。

  3、多瓣式对于大口径止回阀,如果采用单瓣式结构,当介质反向流动时,必然会产生相当大的水力冲击,甚至造成阀瓣和阀座密封面的损坏,因而采用多瓣式(图2)结构。它的启闭件是由许多个小直径的阀瓣组成的,当介质停止流动或倒流时,这些小阀瓣不会同时关闭,大大减弱了水力冲击。由于小直径的阀瓣本身重量轻,关闭动作也比较平稳,阀瓣对阀座的撞击力较小,不会造成密封面的损坏。多瓣式适用于公称尺寸DN600以上的止回阀。较大口径的旋启式止回阀可带有旁通阀。

旋启式多瓣止回阀

图2 旋启式多瓣止回阀

1—阀体;2—阀瓣;3—隔板;4—摇臂;5—右阀体;6—旁通阀

二、摇杆

  旋启式止回阀摇杆的连接方式有在阀体上直接加工摇杆孔、在阀体内腔设置附件连接摇杆、在阀体内腔螺纹连接摇杆、组合连接和阀座上设置连接件等。

  1、在阀体上直接加工摇杆孔如图3所示,在阀体上设计摇杆轴孔,摇杆从阀体外部装入,待摇臂及阀瓣等全部装好后,在摇杆的端部安装堵盖,使之密封。这种结构加工简单,但是由于在阀体上需要镗孔,存在一处外连接,也就是存在一处潜在的外泄漏点,对有外漏要求严格的工况并不是理想的选择,所有内件都通过顶部阀盖安装。

旋启式止回阀

图3 旋启式止回阀(一)

1—阀体;2—阀座;3—阀瓣;4—摇臂;5—垫圈; 6—阀盖;7—摇杆

  2、在阀体内腔设置附件如图4所示,在阀体内腔壁进口侧铸造出横梁,横梁上方挂支架并紧固,支架和摇臂通过摇杆轴连接,减少了外连接,避免了外漏。缺点是阀腔的高度要加高,零部件多,增加制造成本。

旋启式止回阀

图4 旋启式止回阀(二)

1—阀体;2—阀瓣;3—销轴;4—摇臂;5—阀盖; 6—自密封环;7—止推环;8—四开环;9—压板

  3、阀体内腔螺纹连接如图5所示,在阀体的进口端通道上侧铸造出两个凸台,在凸台上加工螺纹,用于紧固摇杆两端的铣平扁。这种连接方式既减少了外连接避免外漏,也减少了零部件数量,节约了制造成本。

旋启式止回阀

图5 旋启式止回阀(三)

1—阀体;2—阀座;3—阀瓣;4—摇臂;5—摇杆轴;6—阀盖

  4、组合连接如图6所示,阀体为分体式,由左、右阀体组成,左、右体中间夹持一个阀座,阀座上铸有凸台并加工成轴孔,阀瓣通过摇杆轴和阀座连接。这种结构既减少了外漏,也便于机加工。

分体式旋启式止回阀

图6 分体式旋启式止回阀

1—左阀体;2—阀瓣;3—阀座;4—右阀体

  5、阀座上设置连接件如图7所示,在阀座上方设计有支撑柱,套环穿过支撑柱固定位置后通过摇杆轴和摇杆连接,带动阀瓣实现阀门的启闭。

旋启式止回阀

图7 旋启式止回阀(四)

  普通式的旋启式止回阀带有类似阀瓣的关闭件,关闭件绕阀座外部的销轴旋转,如图8与图9所示。阀瓣从全开到关闭位置的行程大于大多数升降式止回阀的行程。另外,阀瓣围绕销轴的转动不易受到污垢和黏性介质的阻碍。图9所示的阀门中,其关闭件是左右阀体之间的橡胶垫片的一部分,并用钢骨架进行加固。通过弯曲关闭件和垫片之间的橡胶带来实现阀门的开启或关闭。

斜盘式橡胶阀瓣旋启式止回阀

图8 斜盘式橡胶阀瓣旋启式止回阀

1—阀体;2—阀瓣;3—阀盖

橡胶阀瓣旋启式止回阀

图9 橡胶阀瓣旋启式止回阀

1—阀体;2—阀瓣;3—阀盖

  对于旋启式止回阀,其阀瓣快速关闭即可有效地减小水锤压力。为了使阀瓣快速关闭,通常采用倾斜式阀座结构,并适当限制阀瓣的升度以减小阀瓣的行程(图10)。

倾斜阀座旋启式止回阀

图10 倾斜阀座旋启式止回阀

  旋启式止回阀一般为水平安装,不过只要避免阀瓣率达到死点位置,也可以垂直安装。而在垂直安装情况下,阀瓣关闭力矩是由其重力产生的,由于阀瓣在全开位置时关闭力矩很小,故阀门将延迟关闭。为了克服阀门对滞流介质反应迟缓的缺点,可以为阀瓣配置一个杠杆重物机构或弹簧来辅助加载。