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倒流防止器装置的结构及工作原理分析与特征工况

2020-12-20 04:48:32
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[一]、倒流防止器装置的结构及工作原理分析
无论是环境保护、食品安全、水资源利用还是人类身体健康与社会和谐等当今社会的重要与热点问题,都与水有着密切的联系,特别是人们每天都离不开的饮用水,卫生检查要求越来越严格,所以对饮用水的处理及防污染问题是非常重要的。水厂送出的水一般来说需要在一系列处理后水质都达到了规定的水质卫生标准要求,并且在通过管网输送到使用者时也达到了规定的水质卫生标准要求,但实际上在输水过程中由于管网、阀门、酉己件材料污染及不洁水回流等原因使得水容易受到不同程度的污染。为人们生活用水的质量,除应管网、阀门、管件材料对输水不产生污染外,还防止输水管网中各种不洁水回流的污染。目前防止输水管网中各种不洁水回流的污染的方法是在可能产生不洁水回流的管道上安装一种叫做倒流防止器装置。但倒流防止器装置的安装对原管网而言增加了额外的能量损失,本文仅对目前各种倒流防止器装置过流结构与能量损失进行分析和计算,希望能对以后倒流防止器装置的应用有借鉴作用。
倒流防止器装置是一种控制管道中流体只能单向动的装置,其功能是在任何情况下防止管道中的流体回流,以达到避免回流造成污染的目的。止回阀是较简单的倒流防止器装置,各类型的止回阀,虽然具有控制液体单向动的作用,但它并不具备防止水回流的功能。先是阀的关闭需要一个过程,在这一过程中,己有不洁水回流;其次阀启闭装置或密封件受到损坏,就会失去防止倒流的作用,所以单一的止回阀不是防止回流污染的装置。目前能防止回流的装置是采用双止回阀与一个泄流阀组成的一种组合结构,泄流阀装在两个止回阀之间。其工作原理是利用流体流过一止回阀时因弹簧阻力和过流水头损失而减压,使压力高于泄流阀腔的压力,而泄流阀膜片上部的压力为压力,膜片上部压力大于泄流阀腔和弹簧阻力,泄流阀维持关闭,流体正常动,当压力与泄流阀腔的压力差小于一定值时,处于倒流的临界状态,这时泄水阀膜片上部压力小于泄流阀腔和弹簧的压力,泄流阀自动开启,将倒流流体排出管外,同时大量空气进入阀腔,形成空气隔断,大于一定值时泄流阀自动关闭。阀后管网流体压升高超过阀前端流体压时,如二止回阀密封完好,流体不会回流,此时泄流阀关闭不泄流,当二止回阀密封失效产生渗漏时,泄流阀开启排放流体泄流。
[二]、倒流防止器的定义功能特性
DF41-10倒流防止器定义:具有双级止回装置和内泄露自动排水功能,能严格防止回流污染的水力组合装置。
主要特征:主阀关闭后,由于复位弹簧及排水器的作用,中间腔内压力低于两端压力,形成进出口之间的低压隔断或零压空气隔断。
工况:是指出口压力有可能超过压力,在DF41-10倒流防止器关闭后,出现进水端压力下降、出口端压力上升、止回密封1个或2个同时破坏、及上述情况同时发生的情况。
减压原理的倒流防止器是依靠其排水器内的开启弹簧的预紧力,克服排水器内感应膜片上的△P压差力,使排水器的阀瓣达到力量平衡,实现△P≥0.012MPa的低压隔断目的;并利用端阀瓣上的复位弹簧的预紧力,克服阀瓣承受的由于△P值引起的从前向后的压差开启力和密封力,所以该复位弹簧的预紧力造成了阀瓣刚开启时大于0.04MPa的水头损失和正常流量时0.05一0.06MPa的水头损失。
当压力P1≥0.0l2MPa的工况时,排水阀始终开启,空气进人中间腔,形成空气隔断。所以减压原理的倒流防止器能够满足功能特性要求,但整阀的水头损失约为0.07一O.1MPa。
作用机理分析:
减压原理的倒流防止器,一方面仅考虑利用其压力P1和中间阀腔内压力P2两个因素实现其防止回流污染功能,忽视了出口压力P3的作用,尽管此时P3≥P1和P2。
另一方面减压原理的倒流防止器功能的实现,对其弹簧的依赖性较大,无论是△PMIN的实现还是端阀瓣的关闭密封性能,都对其弹簧的稳定性和制造质量。由于压缩型的弹簧优其是不锈钢材质),在长时间处于压缩工作状态下都会不同程度地产生塑性变形,弹簧会持续变软,预紧力变小,使△PMIN变小(向不安全的方向发展)和端阀瓣密封性能变差(非正常漏水),所以适当加大弹簧的预紧力余度,是其性能的措施。定期换弹簧也是其性能的措施。
倒流防止器作为涉水的安全产品,管理力度是非常严格的,并实行生产许可制度和定期检验制度,以包括复位弹簧在内的关键零部件的工作性,以始终满足倒流防止器防倒流的条件。由于我国的不锈钢弹簧材料和制造工艺水平与还存在相当的差距,所以比低水损的减压型倒流防止器的安全性将大打折扣,如果没有严格的质量监督制度、定期检验制度和复位弹簧的及时换措施,时间稍长,将会直接削弱该类型倒流防止器防倒流功能的实现,对水质安全带来隐患。这点希望引起水质管理部门高度的重视。

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