热门关键词:

七流道球型止回阀的结构设计及性能分析

  • 该文件为pdf格式
  • 文件大小:342.95KB
  • 浏览次数
  • 发布时间:2014-08-15
文件介绍:

本资料包含pdf文件1个,下载需要1积分

赵飞,符杰,宋文武,等.七流道球型止回阀的结构设计及性能分析[J].排灌机械工程学报。2013,31(8):708-712。

Structural design and performance research ofseven-channel spherical check valveZhao Fei ,Fu Jie ,Song y a rid Environment,Xihua Uniwrsity,Chengdu,Si(:huan 610039,China;2.Chengdu Weisheng Seal Unit ASI/Ihlage Equipment(:l1.td.,Chcngdu,Sichuan 610039。China)Abstract:A seven-channel spherical check valve was designed to solve the prevailing problem and toovercome disadvantages of check valves for DN>200 mill piping system.UG software was used to es-tablish the model of the seven-ehannel spherical check valve.By using CFD technique.the interna1flow of the seven-channel spherical cheek valve was numerically simulated.On the same water hammertest rig.the water hammers and hydraulic losses of spherical and swing check valves were tested andcompared.The results show that the maximum water hammer pressure of the seven-channel sphericalcheck valve is only half of the swing check valve,the closing time of the former is double of the latter,with the same diameter for hard shutdown condition of the pump.In the same throughout flow condi-tion.the hydraulic lOSS of the former iS only 10% of the later。

Key words:check valve;numerical simulation;water hammer;hydraulic loss;comparison test任流体输送工程中,止回阀作为管道系统顺流 时开启,逆流时关闭的阀门, 要用于防止介质倒收稿日期:2012-11-26;网络出版时间:2013-07-20网络出版地址:hIp:///kcms/detai1/32.1814. FH.20130720.0935.l1.html基金项目:流体及动 机械省部共建教育部重点实验室资助项日(SBZ1)P-11-4,SBZI)PY-11-8);JI川竹教育厅n然科学 蕈 r 资助项目(11ZA279);两华大学人才培养基金资助项口(10722116)作者简介:赵 (I974 ),男,审天巴南人,讲师(371864892###t1t1.com),主要从每流体动 学理论 、数值及试验研究。

倚杰(1978 ),男,p 川达县人,副教授(通信作者,909xh###l63.tom),乇要从事流体机械流动弹沦研究。

I 709啊- 流,防止水泵及驱动电机突然停止时运行产生的水锤压力,减轻对管路系统的破坏。

目前国内使用最普遍的止回阀主要有旋启式止回阀、升降式止回阀、蝶式止回阀、缓闭止回阀、球型止回阀和多流道球型止回阀,其在使用过程中普遍存在-些缺点 .旋启式止回阀关闭时由于水锤作用产生巨响”和振动,阀板振动使阀中的轴和轴套产生严重的磨损,造成阀板脱落,使系统保护失效,并且当阀瓣在部分打开时,阀内流体流态紊乱,水力损失较大;升降式止回阀的 自由升降阀瓣在上升至完全开启的过程中,阀瓣-直在消耗流体能量,阻力损失大,并且升降式止回阀存在通道狭窄,过流量限制较大等缺点;蝶式止回阀中带动阀瓣旋转的销轴磨损严重,其只能安装在水平管道上 ,密封性较差,并且流阻、水锤压力较大;缓闭止回阀虽具有体积孝重量轻、流体阻力孝关阀冲击力小等优点,但其维护与保养工作量大,为保证液体的连续性流动,必须安装 自动排气阀,结构较复杂;球型止回阀和多流道球型止回阀在止回阀开启后,胶球在液体的冲击作用下,颤动严重,胶球表面的橡胶层破坏较快 ;同时已有报道的多流道球型止回阀最多有 6个流道,控制胶球的锥形体结构为- 空心的圆锥体,通过 3-4个焊接筋板固定在后阀体上,对液流具有-定的阻碍作用,各独立流道通过的液流在后阀体汇集处存在-定的撞击,并且管径越大带来的水力损失也越大。

为避免和改善以上缺点,针对 D ≥200 mm的管道系统,文中提出-种七流道球型止回阀,通过对该止回阀后阀体中异型锥形体的设置,减小钢心胶球在球阀全开时的颤抖和水力损失.同时在后阀体中设置固定异型锥形体和控制钢心胶球运动的专用球罩,优化钢心胶球运行路径和时间,控制突然停泵时产生的水锤压力,减轻对管道系统的破坏,从而提高球阀的使用寿命。

七流道球型止回阀设计1.1 结构设计文中所研究的七流道球型止回阀主要 由前阀体、后阀体、球罩、钢心胶球、异型锥形体、前后阀体流道分隔筋板、流道等构成,其结构如图l所示.七流道球型止回阀无操作机构,钢心胶球在阀体中只需很小的压力差就能打开过流和关闭切断液流.与同口径的缓闭止回阀和旋启式止回阀相比,七流道球型止回阀具有结构简单、体积孝重量轻、造价低等优点,并且阀门安装简单,使用寿命长、维护工作量小。

前阀体 前后阀体结合面 球罩 铡心胶球 异型锥形体 后阀体前阀体筋板 流道 后阀体筋板 异型锥形体fa1剖视罔lA-A 钢心胶球fb)剖视图2图 1 七流道球型止回阀结构图Fig.1 Structure map of seven-channel sphericalcheck valve1.2 工作原理液体通过与前阀体连接的管路进入阀体,并流经前阀体中各自独立的流道,钢心胶球在液体的推力作用下,离开前阀体,在后阀体的球罩中运动至异型锥形体,并在液体压力的作用下,压紧在异型锥形体上(如图 l中实线钢心胶球所在的位置),此时止回阀完全打开,液体通过后阀体独立流道,经不封闭球罩后顺着锥形体排出至与后阀体相连接的管路中,从而完成止回阀打开过流的全过程.当停泵时,止回阀中的钢心胶球受到不封闭异型锥形体锥尾的水锤压力作用,从后阀体中的异型锥形体脱离,在球罩中运动至前阀体的密封处(如图l中虚线钢心胶球所在的位置),截断液体,防止液体反向流动和防止破坏性水锤的发生。

本试验装置的供水泵为500S-22型双吸离心清水泵,该泵的流量为2 020 m /h,扬程为 22 m,电机功率为 185 kW,泵的进出 口管道直径均为 500mm.止回阀紧接着泵出口布置,止回阀出口到水池的管道长度为30 m,试验水头为 12 m。

图5 止回阀水锤试验装置简图Fig.5 Test device sketch of water hammers of cheek valve测量仪表主要有压力传感器和涡轮流量计.压力传感器用于测量被试止回阀前、后的压力,其测试精度为 ±0.25%,涡轮流量计用于测量供水管内的流速,其测试精度为 ±0.20%。

3.2 试验数据的采集与处理试验开始时,将泵内灌满清水,启动供水泵,经被试止回阀流向水塔,水塔中的水经溢水管流回水池,形成开式循环回路.当泵运行稳定后,先通过涡轮流量计测试并记录管路中的流速,再通过阀体两端的测压元件,完成止 回阀水力损失的测试和记录,最后突然断开水泵电源,水泵停止向水塔供水,水流在很短的时间内由正向流过渡到逆向流,这时止回阀在压差的作用下快速自动关闭,阀体前的水压瞬间迅速升高,从而产生水锤现象,完成水锤测试 他 。

试验时,采用工控机(IPC-610MB)对试验数据进行采集和处理.在数据采集与处理系统中,采用 16位 A/D转换的高精度数据采集板,对压力传感器输出的模拟信号进行处理 J,并 自动绘制止回阀在管道中的水锤试验结果。

3.3 试验测试结果在管内流速为 2.8 m/s和 2.2 m/s时,通过试验获得了2种 口径为 500 mm的不同类型止回阀的水力损失和水锤试验结果,结果如表 1所示,表中为管内流速,P为阀体前的最大压力,t 为阀门关闭时间,Ah为水力损失。

表 1 2种止回阀水锤及水力损失试验结果Tab.1 Experimental result of water hammer andhydraulic loss about two type check valves图6为流速为2.8 m/s时止回阀部分水锤试验结果,图中横坐标表示水锤产生时阀门关闭时间 t,纵坐标表示产生的水锤压力大小P 。

(b)旋启式止回阀图6 止口]阀水锤试验结果Fig.6 Experimental result of water hanimers of check valve由表 1和图6可知,在突然停泵发生水锤时,同口径的七流道球型止回阀的阀门关阀时间比旋启式止回阀延长了 1倍以上,且阀体前的最大水锤压力只有旋启式止回阀的 1/2,说明七流道球型止回阀水锤压力减小,水锤对管道系统的破坏降低 J,并且在阀门全开时,七流道球型止回阀的水力损失只为旋启式止回阀的 10%,其节能效果显著。

4 结 论1)采用流线型异型锥形体结构,控制球阀在关闭时钢心胶球的运动时间,可减小七流道球型止回阀的水力损失,具有较好的节能和防水锤效果。

2)相同使用条件下,在突然停泵时,七流道球型止回阀阀门关闭时间比旋启式止回阀延长 1倍以上,且阀体前产生的水锤压力大大减小,有利于减轻水锤对管道系统的破坏l 2]3][4 j[5][6][7]l 8]

正在加载...请等待或刷新页面...
发表评论
验证码 验证码加载失败