侧面分析止回阀|止回阀你需要了解的多个侧面

知识城邦 wuhanyi 1年前 (2024-10-13) 312次浏览 0个评论 扫描二维码

侧面分析止回阀|止回阀你需要了解的多个侧面

止回阀可能是有史以来最容易被误解的阀门。假如你向大多数工厂人员提及止回阀,典型的反响是“它们不起作用”。事实上,这些人员很可能曾经取出内部构件或对系统停止了创新,以防止运用止回阀。换句话说,这些阀门可能是目前运用的最不盛行的阀门。

本文将讨论止回阀的根底学问,它们是如何工作的,有哪些类型,如何选择和装置它们,如何处理它们的问题,以及为什么它们不总是问题的缘由。

简单地说,止回阀允许单向活动,并在管路中的流体反向时自动避免回流(逆流)。它们是为数不多的无需辅助开启和关闭的自动阀门之一。固然一些阀门能够在特殊状况下装置外部配重和阻尼安装,但大多数阀门没有开/关控制或其他阀门的外部辅助。与其他阀门不同,即便工厂设备失去空气、电力或液压,或可能手动循环阀门的人类,阀门仍能继续工作。

与其他类型的阀门一样,止回阀有各种尺寸、资料和端部衔接。管线尺寸从1/8英寸或更小到50英寸或更大。它们由青铜、铸铁、塑料、碳钢、各种等级的不锈钢和合金制成,如哈氏合金、铬镍铁合金、蒙乃尔合金和钛。端部衔接包括螺纹衔接、承插焊接、对焊、法兰衔接、沟槽衔接、对夹衔接和插入式衔接。

止回阀随处可见,包括在家里。假如你在公开室有一个污水泵,那么在泵的排放管线上可能有一个止回阀。在家庭以外的行业中,它们被发现,如脱盐、水和废物、化工、食品和饮料、地热、采矿、石油和自然气、电力、纸浆和造纸、炼油等。

被误解的止回阀

与其他阀门一样,止回阀用于各种介质:液体、空气、其他气体、蒸汽、冷凝液,在某些状况下,还可用于含有颗粒或浆液的液体。应用包括泵和紧缩机排放管、集管管线、真空断路器、非标准泄压管、蒸汽管线、冷凝管线、化学供料泵、冷却塔、装载架、氮气吹扫管线、锅炉、HVAC系统、公用设备、压力泵、集水坑泵、冲洗站和注入管线。

他们是如何运作的

止回阀对流量敏感,依赖管路压力和流量来开启和关闭。内部阀瓣允许流体向前活动,从而翻开阀门。随着正向流量减少或反向,阀瓣开端关闭阀门,详细取决于设计。止回阀的功用或目的是避免逆流。构造通常很简单,只要几个部件,如阀体、阀座、阀瓣和阀盖。依据设计,可能还有其他项目,如阀杆、铰链销、阀瓣臂、弹簧、阀球、弹性体和轴承。

止回阀阀瓣和阀座的内部密封依赖于“反向”管路压力,而不是用于开/关控制阀的机械力。因而,止回阀的允许阀座走漏率大于开/关控制阀。制造商规范化协会出版的MSS SP-61“钢制阀门压力实验”是制造商用于对止回阀(以及其他阀门)停止阀座和外壳关闭实验的规范之一。影响止回阀阀座走漏的要素包括反向压力、介质和阀座资料(例如金属或弹性体)。金属和PTFE阀座外表通常允许一些走漏,而丁腈橡胶(Buna-N)和氟橡胶(Viton)等弹性体可提供气泡密封关闭(零走漏)。

因而,空气/气体介质和低压密封应思索运用弹性体。为此类阀门运用弹性体时,重要的思索要素是工作温度和弹性体与介质的兼容性。

理想的止回阀是什么?

无论阀门的类型或类型如何,最长的无毛病运转时间未来自于合适应用的阀门,而不一定是与管道尺寸相同。理想状况下,当阀瓣活动或完整关闭时,阀瓣在翻开位置相关于内部止动块坚持稳定。当满足这些条件时,阀瓣不会发作颤抖,从而避免阀门过早失效。不幸的是,大多数止回阀的选择方式与开/关控制阀的选择相同,都是依据管线尺寸和对可用最大Cv的请求来选择的。这疏忽了一个事实,即与具有驱动(手动、气动、液压或电子)的开/关控制阀不同,只要流量条件决议单向阀的内部性能。

止回阀内部对流量敏感,与开/关控制阀不同。假如没有足够的流量和压力来完整翻开止回阀,阀内会呈现阀芯颤振。这将招致过早磨损、潜在毛病和比计算值更高的压降。

每当金属部件与另一个金属部件摩擦时,就会产生磨损。这将招致组件自身的最终毛病。部件毛病可能招致阀门无法执行其功用,关于单向阀,这是为了避免逆流。在极端状况下,毛病可能招致部件走漏到管线中,招致管线中的其他阀门或设备发作毛病或无法运转。

通常,压降是依据止回阀与开/关控制阀一样100%翻开来计算的。但是,假如流量缺乏以完成全开,且止回阀仅局部翻开,则压降将高于计算值。这是由于当单向阀局部翻开时,阀门的有效Cv小于最大值。在这种状况下,大的额定Cv实践上对止回阀有害(与开/关控制阀不同)。这会招致阀瓣颤抖,最终招致毛病。其他一些阀门并非如此。例如,在闸阀完整翻开的状况下,楔子会脱离流道。因而,无论流量是低、中还是高,流经阀门的流量都不会影响楔块的性能。

有各品种型的止回阀。下面包括一些更盛行的类型。一切这些都能够用于清洁介质。与其他类型的阀门一样,特殊止回阀也可用于特殊应用。固然没有一种阀门合适一切应用,但每种阀门都有其优点。

花时间联络制造商以协助选择,能够协助您找到最适宜的产品。假如您当前装置的任何类型的止回阀呈现问题,这一点特别正确。

旋启式止回阀

典型旋启式单向阀的图示。
图片来源:一切照片由Check-All Valve提供。

旋启式止回阀是一种简单的设计,它运用一个衔接在阀门顶部铰接的臂上的阀瓣(位于12点钟位置)。逆流和重力有助于阀门关闭。旋启式止回阀可用于大多数介质,通常具有良好的流量。它们只能装置在程度活动位置。这是由于它们在垂直活动位置无法正常工作。在低背压应用中,它们也不能很好地密封。这些止回阀的尺寸范围从½英寸及以下到50英寸及以上,可用于螺纹、承插焊、法兰或对焊端衔接。旋启式止回阀通常易于检查和维护。在大多数状况下,能够运用管路中的阀门停止维修。由于旋启式止回阀的设计,由于从全开到关闭的行程间隔,它不是快速关闭的阀门。这意味着它们极易遭到水锤问题的影响。大多数旋启式止回阀契合ANSI B16.10面对面尺寸,允许对管线停止清管。旋启式止回阀有一种变体,称为倾斜圆盘止回阀。但是,该版本不允许管线清管。

活塞/提升阀检查

活塞式或提升式止回阀有直列式、倾斜式(Y型)或传统式(90度T型)阀体设计。一切类型的止回阀都被视为静音型止回阀,可避免水锤和逆流。这是经过运用弹簧辅助阀瓣来完成的,阀瓣与短行程的水流坚持分歧,从而完成阀门的快速关闭。随着行进速度开端变慢,弹簧辅助安装开端关闭阀瓣。当行进速度到达零时,阀瓣在发作逆流之前紧靠阀座关闭,避免管路中的压力动摇,从而避免水锤。大多数设计都能够装置在任何位置,假如装置了适宜的弹簧,包括向下活动。活塞/提升阀止回阀的尺寸从1/4英寸到24英寸或更大。所选阀体设计将决议压降;内联设计将提供最佳的流量性能。活塞/提升阀止回阀有多种不同的端部衔接,包括螺纹、法兰、可焊接等。有特殊的端部接头,但您需求咨询止回阀制造商。其中一些止回阀能够在线检查和维修。理想状况下,这种止回阀应仅用于无颗粒的清洁介质。

倾斜y型提升阀式止回阀的图示。

法兰夹持式止回阀

法兰夹持式止回阀是一种用于法兰管道的十分紧凑的对夹式止回阀门。它们通常采用内嵌式,尺寸从½英寸到20英寸不等。这种作风也被以为是一种无声检查,有助于避免水锤。因而,它们将有一个内部弹簧,以协助关闭阀门。法兰夹持止回阀及其紧凑的设计允许将其添加到现有系统中,所需的管道改动最小。

法兰夹持式止回阀采用紧凑对夹设计。

中心导向止回阀

中心导向止回阀是另一种静音止回阀。它们还设计用于避免水锤和逆流。这品种型相似于活塞/提升阀。其规格也属于MSS SP125和126。它们有法兰式,尺寸从2到24英寸,有时更大。同样,这品种型最合适无颗粒的清洁介质。

球形止回阀

球形止回阀运用阀体内的球体来控制流量的挪动。这品种型也被以为是一种无声止回阀。阀球能够自在旋转,从而完成平均磨损,并在阀球和阀座之间停止擦拭。

球形止回阀或静音止回阀适用于粘性介质应用。

此功用使球形止回阀适用于粘性介质。球形止回阀的尺寸通常小于等于2英寸。一些设计包括一个弹簧,以协助关闭,并用于装置在垂直线上的90度款式。依据阀体设计,球形止回阀的压降可能高于其他类型的止回阀。球形止回阀可用于各种端部衔接,包括螺纹和承插焊接。一些阀体设计允许停止在线维修/检查

选择

在选择止回阀时要思索的诸多要素包括与介质的资料兼容性、阀门额定压力(ANSI)、管线尺寸、应用数据(流量、设计/操作条件)、装置(程度、向上活动或向下活动)、端部衔接、,外壳尺寸(特别是改换现有阀门以防止管道修正时)、走漏请求和特殊请求,如氧气清洗、NACE、CE标志等。

有许多不同的止回阀设计,其中最古老、最常见的是旋启式止回阀。

处理问题

改换止回阀时,提出以下简单问题会有所协助:

为什么我要改换这个阀门?

问题是什么?

有时我们过于繁忙或专注于其他事情,我们遗忘了缘由能够协助处理问题。

常见的止回阀问题包括噪音(水锤)、振动/颤振、逆流、卡滞、走漏、内部缺失、部件磨损或损坏。但是,值得一提的是,通常真正的缘由是止回阀应用的尺寸、弹簧和/或款式错误。在这种状况下,问题在于应用,而不是止回阀。

止回阀最常见的两个问题是尺寸不正确或装置不正确。不正确的尺寸有两种方式。假如阀门Cv关于应用来说太小,您会看到十分高的压降,这可能会由于触及的高速而招致阀门过早磨损。更常见的状况是,假如阀门Cv关于应用来说太大,那么在止回阀上不会产生足够的压降来完整翻开它。任何未完整翻开的止回阀都很有可能发作颤振,从而招致阀门过早失效。不正确的装置包括止回阀上游没有恰当数量的直管。理想状况下,止回阀上游的直管直径至少为10倍。这是为了确保良好的层流经过止回阀。更短的间隔可能招致活动湍流和旋转,从而过早磨损任何类型的止回阀。

止回阀的其他一些问题包括逆流和水锤。在这两种状况下,都需求快速关闭阀门。逆流可能代价昂扬,特别是在泵排放时发作逆流且泵向后旋转时。修理或改换泵的本钱加上工厂停工时间,远远超越了首先装置正确止回阀的本钱。关于水锤,您需求一个快速关闭的止回阀,以避免阀瓣撞击阀座时产生压力激增和冲击波,从而发出噪音、振动和锤击声,从而招致管道决裂,损坏设备和管道支架。

假如内部构件缺失或过度磨损,可能会呈现两个要素。首先,假如所选止回阀没有足够的流量经过,无法阻止其中止,则需求一个具有较低Cv的阀门,以避免内部构件颤抖。其次,假如止回阀用于往复式空气或气体紧缩机的排放,则需求一个具有阻尼设计的专用阀或缓冲器来处置高频循环。当阀瓣和阀体孔之间夹有水垢或污垢时,可能会发作卡滞。阀座或阀瓣损坏或管路中的固体物质都可能招致走漏。需求一个弹性体来提供零走漏。

装置

装置止回阀时,将流向箭头指向活动方向,使阀门可以执行其预期功用。能够在正文或标签上找到流向箭头。确保阀门类型在装置位置工作。例如,并不是一切止回阀都能在垂直管路中向下活动,传统或90度T型活塞止回阀也不能在没有弹簧将阀瓣推回流道的垂直管路中运转。当阀门完整翻开时,一些止回阀中的阀瓣延伸到管道中。这可能会影响直接栓接在止回阀上的另一个阀门的性能。如前所述,假如可能,将止回阀装置在可能招致湍流的任何管件或其他管道系统组件下游至少10倍管径的位置。留意,我说“假如可能的话”。毕竟,你看到过几止回阀用螺栓固定在泵的排放口上?很多!制造商规范化协会出版的MSS SP-92《阀门用户指南》是装置止回阀和其他类型阀门的一个很好的参考来源。

止回阀和门有什么类似之处?

最后,我喜欢将止回阀与门停止比拟——无论那扇门是通往办公室还是家里。通常状况下,你会在一天开端时翻开办公室门,在完毕时将其关闭,这与泵开关时的状况相似。但是,假如有人站在你的门口,不时地循环翻开和关闭,会发作什么状况?在大多数状况下,铰链销会失效,由于它们是车门操作中的单薄环节。

止回阀也面临相似的状况。不时循环的销、杆、弹簧或其他部件可能会呈现毛病。这就是为什么为其特定应用正确选择止回阀十分重要的缘由。管线尺寸不一定等于止回阀尺寸。在低流量应用中具有高Cv的止回阀从一开端就必定要失败。这不是止回阀的毛病,而是应用选择错误的毛病。所选止回阀在恰当的流量条件下工作良好。不幸的是,装置的止回阀被以为是招致毛病的缘由,而实践上,毛病的缘由是应用工况。在购置止回阀之前,最好与制造商一同检查应用和运用条件,以确保选择了正确的类型和选项。

 

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