介绍了升降式防水击高压平衡止回阀的设计原理、结构特点、工作性能、主要技术参数及适用工况。

1、概述

　　止回阀是一种防止管路介质发生倒流的装置，在工业生产管路上保护泵等动力设备不被回流介质冲击破坏。在高压管路中，当出现介质倒流时，高压介质回流压力会使阀瓣极快速的关闭，这将对阀门及管道造成强大的水击，从而对装置产生破坏，影响安全生产。针对这种工况条件设计了升降式防水击高压平衡止回阀，该阀已获得国家发明专利( 专利号: ZL 2010 1 0542395. X) 。

2、升降式防水击高压平衡止回阀的结构特点

　　升降式防水击高压平衡止回阀( 以下简称止回阀) 采用直流式结构，阀门主要由阀体、阀瓣、自压密封圈、阀芯、阀盖和调节阀等零部件组成( 图1) 。阀门的中腔设计一个相对密闭的腔室，在阀瓣组件快速关闭时，腔室的体积迅速扩大，形成一个负压区。由于负压力的牵引作用使阀瓣组件缓慢关闭，有效的防止水击对管路的破坏。但由于密闭腔室补充介质的时间比较长，有的情况会导致阀门关闭不及时，造成回流介质对泵等动力设备的破坏。根据实际分析，设计了腔室介质补充的旁路，并在该旁路上安装一个调节阀，调节补充介质速度，在不发生水击的情况下较快的关闭阀门，保护阀门及其前端动力设备的安全。

1. 阀体 2. 阀瓣 3. 轴套 4. 活塞套 5. 自压密封圈 6. 阀芯 7. 压板圈 8. 四开环 9. 阀盖 10. 调节阀 11. 旁路管

图1 升降式防水击高压平衡止回阀

　　阀门中法兰采用压力自紧密封结构。考虑腔体在阀瓣组件下滑时充分的形成负压，控制阀瓣组件按设计需要的时间关闭，防止高压工况时的水击现象出现，阀芯与阀瓣组件关闭位置之间的距离大于开启高度。

3、升降式防水击高压平衡止回阀的工作原理

　　阀门公称压力16 ～68MPa( 900 ～4 500 磅级) ，公称通径DN50 ～600 ( NPS2 ～24) ，使用温度- 29～590℃，适用工况水、油品和蒸汽等。阀门在工业管路上运行时，高压流体介质推动阀瓣及其组合件上升到阀芯位置，阀瓣组合件及阀芯之间的空腔介质通过旁路管流向出口端。阀瓣上升后，阀门通道完全打开，形成流畅的通道。当动力设备停止时，管路内介质流速急剧变化，影响管路的压力变化。压力变化以声波的速度沿管路传播，形成水击。水击压力△P 为

△P = ρa△V

　　式中△P———水击产生的压力；ρ———流体密度；△V———流体的速度变化；a———压力变化沿管路传播速度( 声速)

　　从水击压力形成分析，降低介质单位时间内的速度变化可以减少水击压力的影响，即适当的延缓阀瓣关闭速度。所以阀门设计了阀瓣组件与阀芯之间的空腔。当阀门关闭时，腔中负压吸住阀瓣组件缓慢下滑。

　　阀门关闭时间小于水击半周期时，水击为直接水击，载荷很大，破坏力强。阀门关闭时间大于水击半周期时，水击为间接水击，破坏力小。水击周期T为

T = 4L /a

　　式中T———水击周期；L———压力变化管路长度；

　　阀门使用在工业管路上时，可根据压变管路长度和工况介质声速得出水击周期，然后通过旁路调节阀的开度调节止回阀的关闭时间大于水击半周期，解决了各种复杂工况的水击问题，延长了阀门的使用寿命和保证管路的使用安全。

4、结语

　　升降式防水击高压平衡止回阀具有高压管路使用安全，寿命长，流阻小，满足苛刻的高温高压工况等特点，主要适用于石油、石化及火电站等高压工业管路上。