一、止回閥概述
止回閥又稱逆止閥、單向閥,止回閥主要作用是防止介質導流、泵及其驅動裝置反轉以及容器內介質的泄漏,它只允許介質向一個方向流動,當介質順流時閥瓣會自動開啟,當介質反向流動時能自動關閉。安裝時,應注意介質的流動方向與止回閥上的箭頭方向一致。對于要求能自動防止介質倒流的場合應選用止回閥。
二、止回閥的分類
止回閥的分類見圖6.3.11。
1. 升降式止回閥(lift check valve)
是靠介質壓力將閥門打開,當介質逆向流動時,靠自重關閉(有時是借助于彈簧關閉),因此升降式止回閥只能安裝在水平管道上;受安裝要求的限制,常用于小直徑場合DN≤40。作為鍋爐給水和蒸汽切斷用閥,它具有升降式止回閥和截止閥或角閥的綜合功能。它是開閉和逆止功能同時存在的閥門。
2. 旋啟式止回閥(swing check valve, flap checkvalve)
是靠介質壓力將閥門打開,靠介質壓力和重力將閥門關閉,因此它既可以用在水平管道上,又可用在垂直管道上(此時介質必須是自下而上)。一般用于DN≥50。
旋啟式止回閥還包括:
①. 單瓣(One Flapper)閥,適用于中等口徑的旋啟式止回閥;
②. 雙瓣(double flapper)閥,適用于較大口徑DN≤600旋啟式止回閥;
③. 多瓣閥,啟閉件是由多個小直徑的閥瓣組成,介質停留時或倒流時小閥瓣不會同時關閉,可以減弱水力沖擊。由于閥瓣關閉動作平穩,所以閥瓣對閥座的撞擊力較小,不會造成密封面的損壞。適用于DN>600的止回閥。
3. 對夾式止回閥(wafer type check valve)
結構尺寸小,制造成本低,常用來代替升降式和旋啟式止回閥。
4. 梭式止回閥
是解決DN40的升降式止回閥不能用在豎管上的問題。
5. 底閥(foot valve)
是在泵的吸入管的吸入口處使用的閥門。為防止水中混有異物被吸入泵內,設有過濾網。使用底閥的目的是:開泵前灌注水使泵與入口管充滿水;停泵后保持入口管及泵體充滿水,以備再次啟動;否則泵就無法啟動。
典型止回閥見圖 6.3.12
三、止回閥的選用
1. 為防止介質逆流,在設備、裝置和管道上都應安裝止回閥。止回閥一般適用于清凈介質,不宜用于含有固體顆粒和黏度較大的介質。
2. 水平升降式止回閥一般用于DN≤50的場合,只能安裝在水平管道上。立式升降式止回閥通常用于DN≤100的場合,安裝在垂直管道上。DN≥450時,宜選用緩沖型(tilltingng-disc).止回閥;DN=100~400,也可以采用對夾式止回閥,其安裝位置不受限制。升降式止回閥可以選用帶彈簧的形式,此時的密封性能要比不帶彈簧的好。
DN=50~400時,宜采用旋啟式止回閥,不允許裝在介質由上到下的垂直管道上,可以用在水平管道上,也可用在垂直管道上(流體必須是自下而上),但易引起水錘現象。雙瓣止回閥(double disc)往往是對夾式的,是止回閥中最節省空間的,便于管道布置,在大口徑上尤其使用廣泛。由于普通旋啟式止回閥(單瓣型)的閥瓣不能完全開啟到90°,有一定流阻,所以當工藝有要求時,可以提出特殊要求(要求閥瓣全啟)或采用Y型升降式止回閥。在有可能產生水錘現象的情況下,可以考慮采用帶緩閉裝置和阻尼機構的止回閥。這種閥門利用管路內介質進行緩沖,在止回閥關閉的瞬間,達到消除或減小水錘的作用,保護管路和防止泵倒流。
3. 直通式升降止回閥在水平管道和垂直管道上都可安裝。
4. 對于水泵進口管道,宜選用底閥,底閥一般只安裝在泵進口的垂直管道上,并且介質自下而上流動。
5. 升降式較旋啟式密封性好,流體阻力大,臥式宜裝在水平管進上,立式裝在垂直管道上。
6. 旋啟式止回閥的安裝位置不受限制,它可裝在水平、垂直或傾斜的管道上,如裝在垂直管道上,介質流向要由下而上。
7. 旋啟式止回閥不宜制成小口徑閥門,可以做成很高的工作壓力,PN可以達到42MPa,而且DN也可以做到很大,最大可達到2000mm以上。根據殼體及密封件的材質不同可以適用任何工作介質和任何工作溫度范圍。介質為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質、油品、藥品等。溫度范圍在-196~800℃之間。
8. 蝶式止回閥的安裝位置不受限制,可以安裝在水平管道上,它也可以安裝在垂直或傾斜的管道上。
9. 隔膜式止回閥適用于易產生水擊的管道上,隔膜可以很好地消除介質逆流時產生的水擊,它一般使用在低壓常溫管道上。特別適用于自來水管道上,一般介質工作溫度在-20~120℃之間,工作壓力<1.6MPa,隔膜式止回閥DN最大可以達到2000mm以上。
10. 球形止回閥可以做成大口徑。球形止回閥的殼體材料可以用不銹鋼制作,密封件的空心球體可以包聚四氟乙烯材料,在一般腐蝕性介質的管道上也可應用,工作溫度在-101~150℃之間,其公稱壓力≤4.0MPa,公稱通徑范圍在200~1200mm之間。
11. 對于DN50以下的高中壓止回閥,宜選用立式升降止回閥和直通式升降止回閥。對于DN50以下的低壓止回閥,宜選用蝶式止回閥、立式升降止回閥和隔膜式止回閥。對于DN大于50mm小于600mm的高中壓止回閥,宜選用旋啟式止回閥。對于DN大于200mm、小于1200mm的中低壓止回閥.宜選用無磨損球形止回閥。對于DN大于50mm、小于2000mm的低壓止回閥,宜選用蝶式止回閥和隔膜式止回閥。對于要求關閉時水擊沖擊比較小或無水擊的管道,宜選用緩閉式旋啟止回閥和緩閉式蝶形止回閥。
四、止回閥的安裝應注意事項
1. 在管線中不要使止回閥承受重量,大型的止回閥應獨立支撐,使之不受管系產生的壓力的影響。
2. 安裝時注意介質流動的方向應與閥體所示箭頭方向一致。
3. 升降式垂直瓣止回閥應安裝在垂直管道上。
4. 升降式水平瓣止回閥應安裝在水平管道上。
五、止回閥形式的失效
1. 止回閥內漏形式
①. 密封面破壞:
a.“水錘”現象。止回閥在關閉的瞬間,介質是反向流動的。隨著閥瓣的關閉,介質從最大倒流速率迅速降至零,壓力迅速升高,產生“水錘”現象,導致閥門損壞。同其他類型的止逆閥相比,旋啟式止回閥動作時,“水錘”現象比較明顯、沖擊力較大。
b. 介質沖刷。在工況不穩,流量、壓力波動較大的情況下,閥芯附件受介質的沖刷。
c. 介質腐蝕。高濃度氫氣對閥門內部構件的腐蝕作用,導致材料性能下降。
②. 閥瓣破碎:止回閥前后介質壓力處于接近平衡而又互相“拉鋸”的狀態,閥瓣經常與閥座拍打,某些脆性材料制造的閥瓣被打碎。
③. 雜質沉積:物料中有雜質,沉積在密封面上,導致密封不嚴。
2. 閥體損壞
閥門的軸在高壓下吹出。
六、止回閥有關標準
止回閥有關標準,見表6.3.6。
七、有關其他標準
GB/T 12233《通用閥門 鐵制截止閥與升降式止回閥》
GB/T 13932《通用閥門 鐵制旋啟式止回閥》
GB/T 12235《石油、石化及相關工業用截止閥與長降式止回閥》
GB 8464《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥通用技術條件》
GB 8465.4《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制止回閥》
JB/T 53036《止回閥 產品質量分等》
JB/T 7746《緊湊型鋼制閥門》
八、國外止回閥規范應用
鑄鋼旋啟式止回閥設計制造按BS 1868;鍛鋼法蘭升降式止回閥設計制造按BS5352。結構長度150~25001b按ASME B16.10。連接端法蘭尺寸ASME按ASME B16.5;對接焊端按ASMEB16.25;承插口尺寸按ASME B16.11;螺紋端按ASME B1.20.1。閥門檢查和試驗按API 598。