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石化微阻緩閉止回閥設計選型 |
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石化微阻緩閉止回閥設計選型 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，本文介紹其中三種：二階段緩閉止回閥、內置油缸阻尼式緩閉止回閥、水阻可控緩閉止回閥。本實用新型公開了一種微阻緩閉止回閥,包括閥體,閥體內設有閥桿,閥桿下端伸入閥體內與閥體連接,上端伸出閥體上端,閥桿上端設有阻尼油缸,閥桿左右兩側設有閥瓣,閥瓣通過套接塊與閥桿連接,閥桿上套接有扭力彈簧,閥瓣通過扭力彈簧實現閉合,阻尼油缸前側設有針型閥,閥瓣外側附有24mm的三元乙丙橡膠,閥瓣的閉合分為快速閉合和緩慢閉合,當閥瓣閉合角度大于8°時為快速閉合,等于08°時為緩慢閉合.本實用新型的有益效果:滿足快速閉合和消除水錘的效果,流通開啟率為98%,流動迅速,水壓變化小,使用壽命長.
一、石化微阻緩閉止回閥設計選型二階段緩閉止回閥 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1，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。
二、石化微阻緩閉止回閥設計選型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2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。
三、石化微阻緩閉止回閥設計選型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3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θ=0°～66°。在同類閥門中， 66°是最大開啟角。 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4，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。
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開啟，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θ=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。
石化微阻緩閉止回閥設計選型 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，水錘最小。按水錘理論，有ΔH=av/g。若閥門在v接近于零時關閉，水錘最小，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ΔH最小。其中，ΔH為水錘升(降)壓；a為水錘波傳播速度；v為流速；g為重力加速度。微阻緩閉止回閥是一種新產品,與傳統的旋啟式閘閥相比,具有結構簡單,節約能源,維修方便.在東雷抽黃工程中應用比較廣泛.本文根據應用中個人的實踐與經驗,作以下簡要總結. |
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