兩種典型結構軸流式止回閥的比較

發布時間:2023/09/02發布來源:

随着國内對能源的消費(fèi)量的增加,天然氣長輸管線得到了巨大(dà)的發展。在大(dà)力發展管道輸送的同時,對設備的可靠性也提出了更高的要求。爲了保護壓縮機或泵安全運行,一(yī)般在壓縮機或泵出口設置防止介質倒流的止回閥。然而對于普通的旋啓式、雙闆止回閥,閥門閥闆往往存在不能完全打開(kāi),造成介質流動不穩定、壓損大(dà)、噪聲大(dà)等問題,從而影響大(dà)型壓縮機或泵的正常運轉。這時就需要采用特殊形式的軸流式止回閥,以保證 上述設備管道系統安全有效運行。現在長輸管線尤其是幹線上應用的軸流式止回閥幾乎均采用國外(wài)品牌,但是在實際運行過程中(zhōng)發現國外(wài)産品不一(yī)定能夠安全可靠地運行,因此從保證國家能源安全的角度出發 ,選擇何種類型的軸流式止回閥并實現關鍵軸流式止回閥的國産化顯得尤其重要。


軸流式止回閥是一(yī)種流動介質呈軸線流動且流道沿軸線高度對稱的止回閥,軸流式止回閥主要由單一(yī)結構的閥體(tǐ)、閥套、閥瓣 、閥杆、閥座、襯套、彈簧和其他緊固件密封件等組成。


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圓盤形軸流式止回閥典型結構組成


1 閥套 2.襯 套 3 彈簧 4.閥杆 5 閥瓣 6 閥座 7 閥體(tǐ)


   

但是在實際的使用中(zhōng),發現其實存在兩種結構的軸流式止 回閥。圓盤形閥瓣結構的軸流式止回閥,另一(yī)種則是圓環形軸流式止回閥,在國家标準G B/T21387中(zhōng),又(yòu)将其叫做環盤形軸流式止回閥。下(xià)文統稱環盤形軸流式止回閥。對于該兩種結構的軸流式止回閥,對其結構優劣做如下(xià)分(fēn)析。


1.圓盤形軸流式止回閥

    

如圖1所示,圓盤形軸流式止 回閥閥體(tǐ)爲整體(tǐ)結構,連續的閥體(tǐ)無任何向外(wài)的洩漏點。閥體(tǐ)流道由閥體(tǐ)内壁和過流元件構成,呈軸對稱 ;閥體(tǐ)流道一(yī)般采用文丘裏原理設計,即保證閥門在關閉時流道具備高的流速以使閥瓣前後形成壓差,保證閥瓣的開(kāi)啓,同時實現穩定輸送介質并保證閥瓣具備穩定的位移狀态。在保證介質流經閥門後具備好的流态外(wài),該類型軸流式止回閥一(yī)般将閥杆設計得很長,長的導向長度和短的啓閉行程結構,保證閥門具備良好的對中(zhōng)性和啓閉性能;從而确保閥門穩定的運行。圓盤形軸流式止回閥的閥瓣與閥杆連接在一(yī)起作爲閥門運動過程中(zhōng)的主要運動件和關閉件。閥瓣一(yī)般做成弧形的單閥瓣,以使其既能與閥體(tǐ)形成良好的流動通道,又(yòu)能使閥瓣在滿足強度和剛度的條件下(xià),獲得最小(xiǎo)的慣性,這對減少閥門的流阻有重要的意義,對最大(dà)程度減少閥門關閉時閥瓣對閥座的撞擊也具有一(yī)定的意義。彈簧一(yī)般設計爲單一(yī)彈簧結構,且一(yī)般均設置在閥瓣後方起推動閥瓣迅速響應介質流量變化而關閉閥門的作用。彈簧加載結構,保證在泵或壓縮機停止後 ,閥瓣能夠迅速響應介質的變化,以緻迅速關閉,防止大(dà)量介質回流而影響泵或壓縮機正常使用。該類型軸流式止回閥密封結構基本上都采用金屬密封+軟密封的複合密封方式,密封可靠 ,但是要做到真正的零洩漏密封 ,還具有相當的難度。穩定響應介質流量的變化并實現可靠密封是該類型軸流式止回閥的最大(dà)優點。但是爲了保證介質通過閥門後具有較好的壓力恢複能力,該類型軸流式止回閥一(yī)般設計得較長 ,将導緻成本增加。

     

圓盤形軸流式止回閥結構簡單,各關鍵結構設計穩定可靠,适宜除了含高濃度顆粒介質的礦漿之外(wài)所有介質的輸送。但是在輸送低溫和高溫介質時,應考慮密封件的耐用性。


2.環盤形軸流式止回閥

    

環盤形軸流式止 回閥結構如 圖4所示 ,同圓盤形軸流式止回閥一(yī)樣,環盤形軸流式止回閥也具備單體(tǐ)結構 ,即在單一(yī)的閥體(tǐ)内設置過流通道 ,與圓盤形軸流式止回閥不同的是,該類型軸流式止回閥具有兩個過流通道 ,一(yī)個爲閥體(tǐ)與閥瓣和導流體(tǐ)形成的外(wài)涵道 ,另一(yī)個爲由設置在閥體(tǐ)上的内導流體(tǐ)與閥瓣和導流體(tǐ)形成的内涵道。由于該種通道結構的設計 ,保證了可以将閥體(tǐ)設計成較短的結構,同時内外(wài)涵道的設計可有效降低閥門運行中(zhōng)的噪聲水平。但是由于内涵道與外(wài)涵道間的内導流體(tǐ) 占據了過流通道内較大(dà)的面積,閥門的流通能力将大(dà)打折扣,尤其是在高流量輸送條件下(xià),該閥的流通能力的不足将更加明顯。導流體(tǐ)與閥體(tǐ)以及其他内件裝好後 ,通過一(yī)個細長的緊固螺栓連接固定,以此形成上述流線型的内外(wài)涵道。該類型軸流式止回閥過流元件均從閥體(tǐ)後端裝入,保證了過流通道可通過機械加工(gōng)以獲得低的表面粗糙度值,這對于降低流阻是有利的。環盤形軸流式止回閥的閥座設計在閥體(tǐ)的内壁和用筋與之相連的前導流體(tǐ)上,共兩道密封面 ,即内外(wài)環密封面。由于閥座密封面的内外(wài)環設計 ,使得閥瓣的形狀爲環盤形結構,因此閥瓣本身的受力狀況得到改善,即便是在高壓力情況下(xià),閥瓣的厚度也不到其他類型軸流式止回閥閥瓣厚度的三分(fēn)之一(yī),這将大(dà)大(dà)減輕閥門的重量。但是,環盤形閥瓣要求具有内外(wài)兩個密封面,這對加工(gōng)形設備要求極高 ,且加工(gōng)精度還不能很好的保證。環盤形軸流式止回閥一(yī)個最大(dà)的特點是其閥瓣處于浮動狀态,閥瓣的定位僅由幾片放(fàng)射狀的導向片支撐,在導向片的後端設置一(yī)顆彈簧,以提供關閉閥瓣時需要的回座的力。但是随着閥門口徑和壓力的增大(dà),閥瓣的增大(dà)的閥瓣的重量帶給導向片的破壞力将決定該類型軸流式止回閥使用效果和使用壽命。

    

環盤形軸流式止回閥結構複雜(zá),關鍵的運動件閥瓣在結構上存在不穩定性,适宜小(xiǎo)口徑低頻(pín)啓閉工(gōng)況,在大(dà)口徑環境尤其不适宜波動較大(dà)的氣體(tǐ)介質的輸送 。在輸送低溫和高溫介質時,隻要保證閥體(tǐ)材料适用性即可。

    

圓盤形軸流式止回閥制造廠家以荷蘭的MOKVELD 最爲著名 ,國内也有幾個廠家在制造該種結構止回閥,但是在中(zhōng)石油系統有業績的廠家不多。由于環盤形結構的加工(gōng)制造難度和其本身存在的結構缺陷,國内幾乎沒有廠家生(shēng)産制造。