BESWICK止回閥的結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)
美國(guó)BESWICK止回閥是近年來(lái)發(fā)展較快的一類止回閥。盡管隔膜式止回閥的使用溫度和工作壓力受到隔膜材料的限制,但其防止水錘的性能好,制造簡(jiǎn)單,造價(jià)低,噪聲小,特別適用于壓力、溫度較低的場(chǎng)合。隔膜式止回閥有多種結(jié)構(gòu)形式。
一、平板隔膜止回閥
平板隔膜止回閥是用環(huán)形彈性隔膜作為閥瓣,用帶孔口的鋼板作為閥座。其優(yōu)點(diǎn)是閥內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件,工作時(shí)無(wú)噪聲,適用于各種流量與流速的系統(tǒng)。與普通的旋啟式止回閥相比,水錘壓力很小。
正流流體使彈性隔膜彎曲而脫離孔板,閥門為開啟狀態(tài),如果流體方向改變,彈性隔膜展開,封閉孔口。該閥一般只建議用于清潔流體。
閥體是鑄鐵或聚四氟乙烯涂層的鑄鐵。帶孔口的鋼板可以是RislanTM涂層或聚四氟乙烯涂層。彈性隔膜的材料,只要是能適應(yīng)介質(zhì)性能,基本都可以使用,并決定閥門的最高操作溫度。
二、鴨嘴式止回閥
橡膠排污止回閥在西班牙稱為“鴨嘴形柔性止回閥”;而在美國(guó)稱為“鴨嘴形橡膠止回閥”。由于閥門形狀像鴨嘴所以常稱鴨嘴閥,橡膠排污止回閥產(chǎn)品有法蘭連接和卡箍連接兩種。
鴨嘴閥是城市排水排洪系統(tǒng)和截污管網(wǎng)廣泛采用的排污止回閥。鴨嘴閥為一體式結(jié)構(gòu),100%橡膠材質(zhì),內(nèi)置錦綸簾布膠層,沒(méi)有任何機(jī)械配件。閥門啟閉特性好,只通過(guò)內(nèi)部管線壓力和外界背壓來(lái)控制閥門啟閉,不需要其他運(yùn)行部件,也不需要人力或電力。閥門能夠防污水腐蝕,閥門關(guān)閉時(shí),滲漏量為零,密封性能好。
1、橡膠排污止回閥應(yīng)用范圍橡膠排污止回閥(鴨嘴閥)廣泛應(yīng)用于沙灘、海岸、碼頭的洪水、廢水及沿海城市的污水排放。橡膠排污止回閥(鴨嘴閥)可取代拍門止回閥。建議DN800以下的橡膠排污止回閥可以采用卡箍連接或法蘭連接。DN800以上的橡膠排污止回閥建議使用法蘭連接方式。
2、橡膠排污止回閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)橡膠鴨嘴閥采用優(yōu)質(zhì)彈性橡膠材料,內(nèi)置加強(qiáng)纖維的全橡膠結(jié)構(gòu)的閥門產(chǎn)品,它根據(jù)受力分析和受力計(jì)算,針對(duì)不同工況,采用不同的設(shè)計(jì)機(jī)理,選用不同的橡膠配方,并按特殊工藝制作而成,其閥體特別柔韌,保證大程度抗壓的同時(shí),確保水力損失最小,達(dá)到排放性與抗壓性的
3、工作原理及用途鴨嘴式止回閥靠模壓膜自身密封。一端與管道連接,另一端壓平成“鴨嘴”形,形成啟閉孔口。當(dāng)內(nèi)部壓力升高到可以撐開壓平的端部,“鴨嘴”張開,閥門開啟;如果內(nèi)部壓力降至不足以撐開“鴨嘴”膜,閥門會(huì)自行關(guān)閉并密封。
密封十分可靠,且能用于苛刻的工況,比如固體介質(zhì)等。全開時(shí),形成通暢的管路,可容許大的固體介質(zhì)通過(guò)。受幾何形狀限制,壓平的端部長(zhǎng)度尺寸比較重要?!傍喿臁蹦げ牧峡蛇x天然橡膠、氯丁基橡膠、氯丁橡膠和丁鈉橡膠,或聚亞胺酯、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠和三元乙丙橡膠等。
鴨嘴閥作為潮汐止回閥應(yīng)用時(shí),閥門的尺寸最小為DN3(NPS11/8),對(duì)于潮汐用鴨嘴閥最大為DN3000(NPS1120)。
三、錐形隔膜止回閥
錐形隔膜止回閥有一個(gè)錐形穿孔籃子形部件,此部件支撐內(nèi)部的隔膜。這種閥門裝在管道上的兩個(gè)法蘭之間,或者夾緊在管接頭之間。通過(guò)錐形體的流體介質(zhì)將隔膜從其閥座上掀起,介質(zhì)繼而通過(guò)。當(dāng)順流停止時(shí),隔膜就重新恢復(fù)其原來(lái)的狀態(tài),且關(guān)閉極為迅速。
1、構(gòu)造和原理錐形隔膜止回閥,如圖3所示,由作為主要構(gòu)件的圓錐形隔膜和同樣是圓錐形帶有均勻密布小孔的框架組成。隔膜采用各種橡膠制作成形。螺釘埋入隔膜里,用螺母把隔膜固定在不銹鋼的框架上,構(gòu)造非常簡(jiǎn)單。這里應(yīng)該注意的是它沒(méi)有類似于殼體的部分。
閥門框架的“周邊”對(duì)夾于管法蘭的連接處,安裝在管道內(nèi)部,管道兼作錐形隔膜止回閥的殼體。
當(dāng)流體從右側(cè)流入時(shí),緊密附著在框架上的隔膜在流體壓力的作用而下彎曲(圖中下半部分),流體從框架上密布的小孔中通過(guò)。反之,當(dāng)流體從左側(cè)流入時(shí),由于流體的壓力作用,隔膜被張開并壓附在框架上,產(chǎn)生密封作用。這就是錐形隔膜止回閥能夠?qū)崿F(xiàn)止回功能的原理。
2、錐形隔膜止回閥的優(yōu)點(diǎn)錐形隔膜止回閥基于上述工作原理及其的構(gòu)造,相對(duì)于普通止回閥具有許多的優(yōu)點(diǎn)。
a、重量輕、組裝方便。錐形隔膜止回閥本身沒(méi)有殼體,利用配管中的其他元件的空間來(lái)安裝,因此,它具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。例如,NPS8的閥門的質(zhì)量也不超過(guò)3kg,所以使用非常方便。
不需要專用的組合型接頭,與普通閥類同樣配管。有效利用錐形隔膜止回閥的體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)利用原有閥門連接端的接頭形式,來(lái)組裝錐形隔膜止回閥更為合理。
b、可任意安裝。升降式或旋啟式止回閥,都必須遵循其結(jié)構(gòu)限定的方向安裝。對(duì)于錐形隔膜止回閥,因?yàn)榭蓜?dòng)部件——隔膜的質(zhì)量與其本身的彈性相比,可以忽略,因此,幾乎不受重力的影響,所以不管怎樣安裝,均能保證其作為止回閥的性能。尤其在空間受限制時(shí)的一些配管系統(tǒng),使用錐形隔膜止回閥更能顯示出其的優(yōu)點(diǎn)。
c、動(dòng)作聲音小。因可動(dòng)部件只是膠制隔膜,閥門啟閉時(shí)產(chǎn)生的噪聲較小,并且無(wú)金屬間的碰撞,其音質(zhì)較溫和。
d、泄漏極少。同樣,由于其的構(gòu)造,即密封處是膠制隔膜與其的形狀結(jié)構(gòu),使錐形隔膜止回閥顯示出極的密封性能。如果將止回方向的流體壓力稱為逆壓,隔膜設(shè)計(jì)成即使在沒(méi)有逆壓作用的狀態(tài),亦可靠隔膜本身的彈性而壓附在框架上。
在逆壓作用較高時(shí),只要密封面壓力高,就可以發(fā)揮足夠耐逆壓的密封性。錐形隔膜止回閥可適用于氣體和液體,但就密封性來(lái)說(shuō),氣體條件要求嚴(yán)格。
e、不易產(chǎn)生振動(dòng),對(duì)抑制水錘現(xiàn)象效果明顯。如上所述,錐形隔膜止回閥的隔膜,即使不靠流體的壓力作用,僅靠本身的彈性也可壓附在框架里面而起密封作用。
這在小口徑制品上,缺點(diǎn)是需要的開啟壓力稍高(在大口徑制品上,和其他的止回閥比較,顯示出不遜色的低的開啟壓力),但它也有不靠逆壓作用,而由于隔膜彈性的作用,使流體迅速閉止的效果。
這點(diǎn)與使用彈簧加載的止回閥相似,由于彈性和膠制隔膜的振動(dòng)衰減性的差異,在產(chǎn)生振動(dòng)這一點(diǎn)上有很大性,幾乎不產(chǎn)生振動(dòng),關(guān)閉閥門時(shí)可有效抑止水錘現(xiàn)象。
f、能用于氣體。由于錐形隔膜止回閥不存在金屬間的滑動(dòng)或沖擊部件,特別是具有泄漏少的優(yōu)點(diǎn),所以用作氣體的止回閥也沒(méi)有問(wèn)題,是一種很好的氣用止回閥。
3、錐形隔膜止回閥的特性和應(yīng)用
a、材料選擇。錐形隔膜止回閥的框架采用全不銹鋼制造。隔膜的常用材料見(jiàn)表6-1所示的六種橡膠。但實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)流體種類選擇適宜的材料。
框架材料取決于對(duì)流體是否具有耐蝕性,不能僅僅從流體種類上確定,還要根據(jù)其濃度和溫度的變化進(jìn)一步驗(yàn)證。特別是在酸、堿等的場(chǎng)合,需要考慮濃度、溫度和壓力等條件,必須慎重地判斷材料的適用性。當(dāng)流體不是單一物質(zhì)而是混合物,含有不純物質(zhì)時(shí),還要分析是否有產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的可能性。
因?yàn)殚y門制造廠和橡膠制造廠,沒(méi)有所有流體對(duì)各種材料的耐蝕性的數(shù)據(jù),鑒于這種情況,需要進(jìn)行試驗(yàn)。表6-1列出了最高使用壓力在常溫下的數(shù)值。當(dāng)溫度高于表中數(shù)值時(shí),必須考慮以較低的壓力作為界限。
金屬材料一般在高溫下強(qiáng)度要降低。但在橡膠等高分子物質(zhì)上需要注意,因?yàn)槠浣档统潭炔荒芘c金屬相比。
b、壓力損失。根據(jù)流體種類、溫度、黏度和密度等而變化。這不僅對(duì)錐形隔膜止回閥,而且對(duì)所有流體設(shè)備也存在這種問(wèn)題。錐形隔膜止回閥性能還取決于隔膜材料。這是由于各種橡膠材質(zhì)對(duì)其變形的抵抗相差很大所致。
天然橡膠在空氣中暴露時(shí),不能忽視老化現(xiàn)象。因?yàn)橹荒鼙WC1~2年的壽命,所以不推薦應(yīng)用在氣體(幾乎是空氣)中。
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