蝶式[Shi]止回閥常用(Yong)于(Yu)給排水系統,根據(Ju)有無動力,一(Yi)般分(Fen)為無動力蝶閥和有(You)動力[Li]蝶閥。前者[Zhe]的開閉主要由供(Gong)排水泵[Beng]的運行、停(Ting)泵的瞬時流體動[Dong]能和蝶闆及[Ji]相關部件的關(Guan)閉重力矩來完[Wan]成,後者的開閉主要由動力(Li)驅動來完成。比較[Jiao]這兩種蝶式止[Zhi]回閥,無動(Dong)力蝶式止回閥因其成本高(Gao)、驅動裝置本身故障造成事故而[Er]在(Zai)生産實踐中(Zhong)得到廣泛應(Ying)用。但是(Shi),如果(Guo)無動力蝶閥軸(Zhou)系的[De]旋轉部件設計不合理,在使用過程中會出[Chu]現閥軸(Zhou)卡死、旋轉(Zhuan)故障等故障,可能會[Hui]導緻以下後果:
(1)事故(Gu)停泵[Beng]時,蝶形止回[Hui]閥失去“逆止”功能,大量介(Jie)質回流,造成泵反轉。當泵的[De]反向速度[Du]大于***大允許反向速[Su]度時(Shi),泵葉輪和電機轉子承受的離心力[Li]将(Jiang)超過允許的機械[Xie]強度而被破壞(Huai),危及[Ji]泵站的安全。
(2)任何類型的[De]蝶閥都必須具有水錘關閉功能。對[Dui]于(Yu)無動力蝶式止回閥,常(Chang)見的問題是當(Dang)泵停止時,由于初始的閥[Fa]門關閉扭矩小于閥軸的[De]靜摩擦扭[Niu]矩,蝶闆不會立[Li]即響應閥門(Men)關閉,直到大(Da)量介質回流,蝶闆才[Cai]會開(Kai)始作用在閥門上,作用在[Zai]蝶闆閥軸上的閥門關閉扭矩(Ju)大到足以克服閥軸(Zhou)的靜摩擦[Ca]扭矩。此時停泵(Beng)的瞬态工作[Zuo]區[Qu]往往進入(Ru)水輪(Lun)機工[Gong]作區,會改變原[Yuan]來設定的閥門關閉特性,從而無法滿足[Zu],特别是在(Zai)上述(Shu)情況下,如果閥門關[Guan]閉緩沖機構(Gou)失效,蝶闆會[Hui]迅速關閉,切斷水流,流體(Ti)運動會突然[Ran]受阻,其(Qi)巨大[Da]的動能會瞬間轉化為勢[Shi]能,必然産生[Sheng]水[Shui]錘助推(Tui)。直接水錘增壓可通過以下[Xia]公式計算:
P=;V(1)
水錘前——液(Ye)體密度類型
——水錘傳(Chuan)播速度
E——液體體積彈[Dan]性模量
Eg——管(Guan)道材料的彈性[Xing]模量
D——管道内徑(Jing)
——管壁厚度
C1——與管道支撐形式相關的支撐系數
V——流體流速變化[Hua]值[Zhi]
對于一般的輸水管道,D/約為(Wei)100,E/Eg約為0.01,約為(Wei)1000 m/s,假設V是由于蝶閥突(Tu)然關閉切斷水流而引起的,管(Guan)道内的流體速度為2 ~3m/s,那麼[Me]V為2 ~ 3m/s,這(Zhe)種做法(Fa)引起的水錘壓力上升接近2~3MPa,将遠遠(Yuan)大于輸水管道的[De]抗壓強度[Du],往往會導緻“爆管”和破壞性水錘事故的發生。
可以[Yi]看出,對于無(Wu)動力蝶閥,需[Xu]要增加閥門關閉的[De]啟動扭矩。因此(Ci),國[Guo]内外許多無動力蝶閥都[Dou]裝[Zhuang]有閥門關閉啟動扭矩加載裝置,以改善閥門關閉特性。但現[Xian]有的加載裝置(Zhi)大多使用[Yong]外部能量(電[Dian]、液壓、氣壓),結構複雜。此外,加載裝(Zhuang)置的(De)可靠性受到一些外部因(Yin)素的(De)制約。一旦外界能量[Liang]中斷[Duan],加載裝置[Zhi]就不能發[Fa]揮預期的作[Zuo]用。
因此,有必(Bi)要開發一種不依賴外部能源的閥[Fa]門關閉啟動扭[Niu]矩自動瞬時[Shi]加載裝置。