(一)、止回閥工作特性動態(tài)分析

閥門作為控制裝置在流體管路中大量使用，通過接通或切斷，控制介質(zhì)的流通，閥門分類較多，如接通、截斷介質(zhì)動的截斷閥，控制介質(zhì)流向的方向閥，控制介質(zhì)壓力、流量的調(diào)節(jié)閥，阻止介質(zhì)倒流的微阻緩閉蝶式止回閥，分離、混合介質(zhì)的分流閥，超壓保護的閥等，管路、設(shè)備正常運行，是管路體系中重要的元件之一。

止回閥是借助單向動介質(zhì)的壓力來打開、關(guān)閉閥瓣，防止介質(zhì)回流，保護管路設(shè)備不受到水錘破壞的閥。在有壓系統(tǒng)管路中，由于意外情況，如事故停車等，引起介質(zhì)流速短時間內(nèi)產(chǎn)生急劇變化，產(chǎn)生壓力劇烈下降或上升，并以波的形式沿管道，不停傳播和反射的現(xiàn)象，稱為水錘。止回閥關(guān)閉瞬間的水擊壓力增值，是系統(tǒng)工作壓力的好幾倍，破壞管路系統(tǒng)，引起水泵倒轉(zhuǎn)，嚴重時泵站被淹沒，水的供應(yīng)中斷，造成的損失重大，動態(tài)分析止回閥工作特性，對管道系統(tǒng)產(chǎn)生重要作用。

介質(zhì)流經(jīng)止回閥時流速隨流道的改變而發(fā)生變化，介質(zhì)質(zhì)點間及與局部流道間發(fā)生碰撞，介質(zhì)的動受到阻礙，可能會產(chǎn)生渦流、死水區(qū)、氣穴和水錘等水流現(xiàn)象，很大程度影響、危害系統(tǒng)；發(fā)生的管路振動、水錘壓力沖擊、漩渦噪音和水頭及能量的損失，影響系統(tǒng)運行工況和性能。產(chǎn)生渦流的主要原因是由介質(zhì)動慣性作用及流線特性決定的，由于流道方向轉(zhuǎn)變，介質(zhì)不能直接發(fā)生直角拐彎或掉頭動，導(dǎo)致閥瓣后的介質(zhì)被主流帶動而旋轉(zhuǎn)，形成渦旋，渦旋持續(xù)旋轉(zhuǎn)消耗主流能量，有時引起噪聲。

因為系統(tǒng)水錘波動過程由于邊界條件不同，引起微阻緩閉蝶式止回閥關(guān)閉過程出現(xiàn)數(shù)次重復(fù)的水擊現(xiàn)象，對流體管路系統(tǒng)造成的危害較大，水擊現(xiàn)象是止回閥失效的其中一個原因。水錘壓力與流速是成正比例變化的，選用緩沖油缸實現(xiàn)止回閥快關(guān)緩閉，以兩階段不同速度緩沖關(guān)閉，把水錘壓力升值限定在可控范圍內(nèi)，減小關(guān)閉時的水錘壓力，保護泵及管路系統(tǒng)。在止回閥運行過程中，其強度也是影響性能的重要因素，針對較大運行壓力條件下對止回閥原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后結(jié)構(gòu)進行強度分析，止回閥在強度符合要求的情況下，閥體依然會出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，靜態(tài)強度分析不能滿足需要，因此進行動剛度分析研究。

對止回閥動態(tài)特性分析研究，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減弱停泵水錘，降低能量損失，尤其是元件運行時消耗少的能量，利用率，積極響應(yīng)“"節(jié)能減排的號召，利用率是以后閥門發(fā)展的一個重要方向。

(二)、止回閥結(jié)構(gòu)及原理

式止回閥錘原理區(qū)別于微阻緩閉止回閥，是一種導(dǎo)流式速閉止回閥，亦稱噴管式止回閥(NozzleCheckValve)。式止回閥錘原理是采用關(guān)閉的理念設(shè)計，依靠閥瓣的關(guān)閉，在停泵瞬間，系統(tǒng)介質(zhì)還沒有產(chǎn)生倒流加速度之前，閥門己經(jīng)關(guān)閉，從而使系統(tǒng)沒有產(chǎn)生破壞性水錘的加速度。

式止回閥主要由閥體、閥座、導(dǎo)流擴散體、閥瓣及簧片彈簧組件等主要零部件組成。

式止回閥的原始設(shè)計源于德國，現(xiàn)己引進到國內(nèi)，經(jīng)過對產(chǎn)品吸收改進和的工程實踐，己證明其具有良好的預(yù)錘功能；流線型設(shè)計，降低了閥門流阻，節(jié)約能源；同時，該閥門具有免維護特征，節(jié)約了客戶使用成本。其結(jié)構(gòu)具有閥瓣輕、關(guān)閉行程短、彈簧加速關(guān)閉等特點。下面具體介紹其設(shè)計特點。

(1)無軸承浮動閥瓣設(shè)計。無軸承浮動閥瓣設(shè)計，環(huán)形閥瓣用彈簧和簧片組件在環(huán)形閥瓣周向均勻支撐，簧片實現(xiàn)導(dǎo)向，使閥瓣移動無摩擦，處于浮動狀態(tài)，動作靈敏，并有利于達到關(guān)閉的目的，了由此引起的內(nèi)件磨損及水頭損失。

(2)環(huán)形閥瓣重量輕。閥瓣的環(huán)形結(jié)構(gòu)減輕閥瓣重量，水流可從閥瓣內(nèi)、外側(cè)同時通過。設(shè)計時主要考慮的是力求閥瓣質(zhì)量輕、慣性低、行程短，且有加速關(guān)閉的復(fù)位彈簧及后端導(dǎo)流體，一般閥的設(shè)計關(guān)閉時間為0.15s以內(nèi)。相對于傳統(tǒng)的止回閥，如旋啟式、升降式、蝶式等由于結(jié)構(gòu)上的原因均達不到關(guān)閉的能力。

(3)導(dǎo)流式設(shè)計。擴散體導(dǎo)流式設(shè)計使流經(jīng)閥門的水流經(jīng)過擴散導(dǎo)流體，使水流幾乎無紊流，使閥門水頭損失，節(jié)約能源。式止回閥全開后流域。

(4)免維護設(shè)計。閥門內(nèi)部活動零部件少，閥門全開后閥瓣貼合在擴散導(dǎo)流體上，水流不會沖擊其他活動零部件。閥瓣和閥座采用金屬對金屬密封，密封面耐沖蝕。

安裝在水泵出口的式止回閥，采用擴散體導(dǎo)流式可以實現(xiàn)低流阻，節(jié)約使用成本。公稱尺寸DN800式止回閥實測水頭損失，在供水系統(tǒng)2.sm/s經(jīng)濟流速下，式止回閥的水頭損失不超過15cmH2O。需要說明的是，微阻緩閉止回閥全開一般需要1.0~1.5m/s的流速，閥瓣才能全開，形成導(dǎo)流效果，所以水頭損失曲線在低流速下有拐點。