梭式止回阀工作性能研究和探讨.pdf

机械 设计 与生产第2期Machinery Design & Manufacture2016年 2月梭式止回阀工作性能的研究与探讨罗月迎，王雅萍，伍运霖，赵冬梅(西南科技大学 制造过程检测科技教育部重点实验室，四川 绵阳 621010)摘 要：以安装在输水管道上的梭式止回阀为主要研究对象，运用Fluent软件对梭式止回阀和旋启式止回阀的启动过程进行数值模拟 ，通过压降得 出两种阀的流阻系数，与旋启式止回阀相 比，梭式止回阀的流阻系数偏大，能量损失较多，并详细从流场和阀结构方面进行了分析；通过对梭式止回阀的速率矢量图，湍动能云图等的剖析，找出其形成喷流噪声、涡流噪声和流场噪声的因素和位置；并对梭式止回阀进行泄漏量试验 ，表明梭式止回阀的安全性和密封性均符合工作规定。关键词：梭式止回阀；旋启式止回阀；Fluent软件；噪声分析；泄漏试验中图分类号：TH16；TH137 文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02—0034—03ResearchandAnalysisonWorkPerformanceofShuttleCheckValveLUOYue-ying，WANG Ya-ping，W U Yun—lin，ZHAO Dong—mei(SchoolofManufacturingScience&Engineering，SouthwestUniversityofScience&Technology，SichuanMianyang621010，China)Abstract：Basedontheshuttlecheckvalveinstalledinthewaterp eroad∞themainresearchobject，usingtheFluentsoJ~wraetomakenumericalsimulationfortheopeningprocessoftheshuttlecheckvalveandswingcheckvalve，itgetstheflowresistnacecoefficienuthroughthepressuredropoftwokindsofvalve，compraedwithhteswingcheckvalve，theflowresistancecoefficientofshuttlecheckvalvesilragerandofmoreenergyloss，nadbrieflynaalyzesflowfieldnadthevalvestructure；accordingtothenaalysisofvelocityvectordiagramnadtheturbulentkineticeneryg contouroftheshuttlevalve，findsouttheformationcall~enadthelocationofjetnoise，currentnoisenadtheturbulentnoise；theshuttlecheckvalveleka-testshowsthatitss tynadsealingraeconformtotherequirementsofthejob．KeyWords：ShuttleCheckValve；SwingCheckValve；FluentSoftware；NoiseAnalysis；LeakageTest 1引言路中，主要借助管路系统的压力流、压力差，以推动平台 自身能量驱动阀的打开与关闭，不需要外设动力源。

其结构，如图 1所示。止回阀作为管道系统顺流时进入、逆流时关掉的气阀，其主油缸和阀瓣与输水管道轴线对称，启闭时阀瓣沿管路轴线做直线 要功能是避免流体倒流，起到确定流体流入，保护整个流体管线 输送安全的作用。但 目前大部分止回阀还存在着一些不足：在急 运动，该阀工作时进入常开状态。旋启式止回阀的阀杆是焊缝在 速流动中，流动阻力和惯性阻力较大，当管道流体输送条件出现 阀体内的，阀瓣呈圆盘状 ，摇杆靠螺栓上一支点旋转来实现阀门 变化时，产生阀座的定时偏差，以及因逆流引起冲击，带来噪声， 的打开与关闭结构 ，如图2所示。 流阻过大，发生泄露而污染原液等。为更好的掌握止回阀的各种1 2 3 4 5 6 工作性能，以输水管道上的DN100新型梭式止回阀为研究对象梭式止回阀原理图， 将数值模拟和实验相结合，对其使用过程中形成的流阻，噪声等出口 进行预测，并进行泄漏量实验，验证梭式止回阀在工作状况下是 否安全靠谱，为阀门结构的改进提供理论基础，同时也为制造应U．-七 用提供理论支持。 2工作原理1．阀体 2．阀瓣 3．衬套 4．弹簧 5．螺母 6．阀套图l梭式止回阀结构研究的DN100梭式止回阀主要应用于工业输水的水平管Fig．1TheStructureDiagram ofShuttleCheckValve来稿 日期：2015—08—20作者简介：罗月迎，(1990一)，女，四川成都人，硕士，主要探究方向：测量与测试，流体机械；王雅萍，(1963一)，女，河北承德人，本科，硕士生导师，教授，主要探究方向：传感器以及应用、机械生产及其 自动化No：2 36机械设计与制造Feb．2016 生噪声的理由：式止回阀迅速 自动关掉，水停止倒流。

打开排液阀，待阀后管线内(1)阀门在进入瞬间，开度小，在压差作用下，流体从阀瓣和 水排尽后，记录压力值，用量筒测量每分钟止回阀的泄漏量。重复 阀座的间隙中(图6中A处)以射流的方式喷出，以 14．6m／s的流 上述方法测出不同压力下的泄漏量。将联轴器阀瓣旋转 180。后 速几乎平行冲击阀体表面，产生一定的喷流噪声。再进行第二次测量，为确保实验数据精准可靠 ，每种工况测量三(2)在进入的过程中，阀瓣和壳体围成的半封闭腔体 (图6 次得出平均值，由于阀在试验时泄漏量很小，量筒的精确度只能 中B处)由于阀瓣的移动，腔内的紊流受到压缩，产生回旋，会形 达到0．1ml，误差较大，因此引入液滴计数。对于液态试验，lml相 成漩涡，尽管涡动效率不大，但在短时间内而是会造成一定的涡 当于 16滴。泄漏量试验结果，如表 1所示。 动噪声。表 1梭式止回阀泄漏试验结果(3)随着阀门开度的减小，阀体内流量迅速减小 ，阀内的湍Tab．1The Leak—TestResultsofShuttleCheckValve 动能也不断增大，从图7中可以看出，湍动能最小区域位于进出 口端梭式止回阀原理图，因为阀座进出口的紊流速度较为平稳，压力分布均匀，流动 状态也相对稳固。

而最大湍动能位于图7中A和B区域，因为这 两个区域的是压力和速度差异最大的地方；在A处因为阀瓣拐 角的影响，流体流动方向突变，导致局部流体脱流，流动分离，减 小了有效过流面积，使水泵开度相对减少，压力增大，而拐角后的 区域，流体受到压缩，压力变大。因此，在拐角处出属密封副止回阀的最大允许泄漏量为：= ×3_ ×3_12mYmin而梭式止回阀最大泄漏量为：图6梭式止回阀在50％开度下的速率矢量图Fig．6TheVelocityVectorDiagram Under50％ Lo =1．25ml／minDegreeofOpeningofShuttleCheckValve由此可知，梭式止回阀的最大泄漏量约为行业标准的1／10，其密封 能超过一般止回阀。

8结论(1)与旋启式止回阀相比，梭式止回阀的流阻系数偏大，能图7梭式止回阀在50％开度下的湍动能云图量损失较多，并从流场和阀结构方面进行了探讨，为下一步对梭Fig．7TheTurbulentKineticEnergyContourUnder50％ 式止回阀结构改进提供理论支持。Dergee ofOpeningofShuttleCheck Valve(2)梭式止回阀在进入过程中形成了高速喷流噪声、涡流噪 7泄漏量试验声、湍流噪声 ，从速率矢量图和湍动能图云图上能知道看出产生所研究的梭式止回阀安装在输水管道上，如图8所示。水经 噪声的区域 ，为梭式止回阀降噪提供理论数据。 过压力油缸通过梭式止回阀流过混合液池。为预防水泵突然停泵(3)对梭式止回阀泄漏量进行实验，结果显示其泄漏量仅为 等特殊状况下，梭式止回阀关闭后出现泄漏，导致混合液倒流污 行业标准的1／10，即使出现停泵也不会使混合液大量泄漏污染清 染清洁水源，所以需要对梭式止回阀的泄漏量进行实验。水源，其安全性和密封陛能够较好的满足工作规定。参考文献[1]沈捷美，张逸芳，孙雪萍．核电站用核级止回阀的设计[J]．流体机械。2010，38(3)：43—47． 1．水泵 2．排液阀 3．压力表 4．梭式止回阀 5．压力表 6．调节阀7．混合液池 (ShenJie—mei，ZhangYi-fang，SunXue-ping．Shallowtalkthedesignof图8梭式止回阀泄漏试验装置简图classifiedDUOcheckvalveforuseinnuclearpowerstation[J]．FluidFig．8Th eLeak-TestDeviceSketchof ShuttleCheckValve Machinery，2010，38(3)：43—47．)(1)试验过程 ：打开调节阀，关闭排液阀，然后关掉阀门，水 [2]GhidaouiM．S，ZhaoMing．MclnnisDA．Areviewofwaterh蛐mertheory 流向混合液池。

待压力表所示压力稳定后，关闭阀门，阀前压力因andpractice[J]．AppliedMechanicsReview，ASME，2005，58(1)：49—76． 水泵突然中止下降至零，混合液池的水向水泵方向倒流，此时，梭(下转第40页)No．2机械设计与制造Feb．20166 36 6 6 6 3systemforstampingdiedesign[J]用heInternationalJournalofAdvancedi i i—MnaufacturingTechnoloyg，2002，2O(5)：357-362．t ijO[5]CuiY．Exactalgorithmforgeneratingtwosegmentcuttingpatternsofpun—4 lehedstrips[J]．AppliedMathematicalModelling，2007，3l(9)：1865-1873．2 3 33[6]GilmorePC；GomoryRE，Alinearprogrmamingapproachtothecutting—(c)方式 3：为646张(d)方式4：为2709张stockproblem[J]．OperationsReesarch，1961，9(6)：849—859．56 6 6[7]邓应波，祝胜兰，饶运清．一种针对绝缘纸板排样的混合算法[J]．机械6设计与制造，2013(3)：23—25．(DengYing-bo，ZhuSheng-lan，RaoYun-qing．Ahybridalgorithmfor2 l2 2 l2 2 I2I l Il l1 1 lfullerboardpackingproblem[J]．MachineryDesign＆Mnaufacture．2013(e)方式 5：为 2068张(f)方式6：为5426张(3)：23—25．)图5这里算法下料方案图[8]隗平平，刘斌．基于自适应蚁群算法的矩形f牛排佯优化[J]．机械设计与Fig．5TheCuttingStockPlan oftheAlgorithm制造，2011(11)：8o．82． 6结束语(WeiPing-ping，LiuBin．Optimizationforrectanuglra layoutbasedonnaadaptivenatcolonyalgorithm[J]．MachineryDesign＆Manufacture．2011剪切和焊接工艺在塑料管材分割零件毛坯的过程中被普遍(11)：8O一82．) 的采用。

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-121600-1.html