倒流防止器低阻力简介_上龙供水

低阻力倒流防止器简介

季 能 平

(上海上龙阀门厂, 上海200062)

摘 要 通过对倒流防止器产品的起源与历史沿革、各种结构形式和控制方式的介绍, 着重对倒流防止器的性能要求、主要功能、结构特点、性能指标、适用场合进行了剖析, 分析了倒流防止器产品从低压隔断、阻力大、体积大向空气隔断、低阻力、体积小方向发展的趋势, 指出了倒流防止器在设置、安装与使用上存在的主要问题和注意事项, 使读者对倒流防止器的内涵、产品和应用有比较***的了解。

关键词 水质安全 减压型 低压隔断 低阻力型 空气隔断

1  概述

管道倒流防止器作为保护自来水供水水质安全的有效设施, 在国外一些发达***已经被广泛应用;在我国, 尤其是进入21 世纪, 由于城市建设的飞速发展, 自来水用户数量的迅速增加, 自来水水质要求不断提高, 管道倒流防止器正在被逐渐重视和推广使用;2002 年发布了《倒流防止器》(CJ/ T 160 —2002) 行业推荐性标准, 在2003 年发布的《建筑给水排水设计规范》(GB 50015 —2003)国家标准中规定了“倒流防止器” 的设置场合及其阻力性能的要求。管道倒流防止器, 主要用于市政供水管网与用户管网之间, 或者生活水与消防水、空调水、绿化水等不同水质系统之间的有效隔断;主要功能是在阀门关闭后, 存在各种可能的内泄漏时, 防止出口端水质较差的介质渗漏到水质较好的进口端, 避免回流污染, 应设有内泄漏感应及排污引流装置。

2  倒流防止器产品的历史沿革与结构、性能介绍

倒流防止器起源于止回阀, 但与止回阀有着本质的区别。

2.1  双止回阀型倒流防止器

第一代产品即双止回阀型倒流防止器(见图1)。

由两个止回阀串联的组合装置;起到双保险的作用, 在止回阀关闭后, 其中单一止回阀存在密封泄漏, 仍可保证装置的密封性能, 但在两个止回阀同时存在密封泄漏时, 整个装置的密封性能被破坏, 出口端介质就会倒流到进口端, 其隔断可靠性较差, 水头损失较大, 目前仅用于小口径和隔断安全性要求较低的场合。

2.2  减压型倒流防止器

为了提高倒流防止器的隔断可靠性, 在第一代双级止回阀形式产品的基础上, 延伸出增加排水器形式的第二代产品(见图2)即减压型倒流防止器。

由两个止回阀串联的组合装置;起到双保险的作用, 在止回阀关闭后, 其中单一止回阀存在密封泄漏, 仍可保证装置的密封性能, 但在两个止回阀同时存在密封泄漏时, 整个装置的密封性能被破坏, 出口端介质就会倒流到进口端, 其隔断可靠性较差, 水头损失较大, 目前仅用于小口径和隔断安全性要求较低的场合。

2.2  减压型倒流防止器

为了提高倒流防止器的隔断可靠性, 在第一代双级止回阀形式产品的基础上, 延伸出增加排水器形式的第二代产品(见图2)即减压型倒流防止器。

由进口端的第一级止回阀+中间排水器+出口端第二级止回阀三部分串联而成的组合装置。

第一级止回阀的阀座之前为进口段, 第一级阀座之后至第二级止回阀的阀座之前为中间腔, 第二级阀座之后为出口段。该装置在止回阀关闭后, 由于设置于中间腔段排水器的作用, 在泄漏排水时, 确保中间腔内的压力低于进口段内的压力一定的差值ΔP (CJ/ T

160 —2002 标准规定ΔP ≥0.012 ～ 0.024 MPa),形成中间腔的低压隔断, 一旦由于某种原因泄漏使。

中间腔内的压力升高, 排水器会自动开启排水, 从理论上讲该装置可以确保各种泄漏情况下的隔断可靠性。由于ΔP 的数值较小, 为了确保隔断的可靠性, 在排水器上必须设置较大面积的感应膜片和较大的排水口, 整个装置结构长度很长, 体积庞大。由于第一级止回阀的复位弹簧承担着阀瓣与阀座之间的密封力和ΔP 的压差作用力, 必须设计得较硬, 克服该弹簧力开启的水头损失一般都大于4 m , 克服第二级止回阀的复位弹簧力的开启水头

损失至少1.5 m , 当流速达到1.5 ～ 2.5 m/s 时阀腔流道的水头损失1.5 ～ 3 m , 所以减压型倒流防止器在正常工作时的水头损失为7 ～ 9 m , 水头损失较大;减压型倒流防止器产品的水头损失≤7 m时, 其隔断安全性将会受到影响。为了减小体积, 降低水头损失, 在三体式减压型倒流防止器的基础上延伸出几个改进型的减压型倒流防止器:

1.整体式减压型倒流防止器(见图3)。其控制原理、水头损失一样, 外形尺寸较小。

图3 整体式减压型倒流防止器

2.将出口段止回阀改为较小阻力型的减压型倒流防止器(见图4)。其控制原理、外形尺寸一样, 水头损失相应减小1 ～ 2 m 。

图4 小阻力减压型倒流防止器

减压型倒流防止器是目前国内外市场上比较常用的一类阀, 采用低压隔断形式, 其隔断安全性比较好, 但是由于其隔断安全性与阻力性能之间存在。着相对矛盾关系, 水头损失较大, 难以满足《建筑给水排水设计规范》(GB 50015 —2003)第3.6.15条的要求;并且外形体积较大, 只能水平安装。

2.3  理想倒流防止器                                                          

倒流防止器按其功能要求, 理想状态应该是:a.在阀门正常开启通水时, 水头损失小, 与一般的止回阀相近;b. 在阀门关闭后, 正常压力下,上下游的介质之间应有空气隔断;c.外形尺寸较小, 与一般的止回阀相仿;d. 安装方便, 无方向限制。

图5 低阻力倒流防止器

在理解了减压型倒流防止器产品的结构和理想倒流防止器的功能要求的基础上,利用水力控制阀的控制原理, 2005 年延伸出第三代产品即低阻力倒流防止器产品（见图5）

2.4  低阻力倒流防止器

由一个双级止回装置的主阀和外挂式排水器两部分组成的装置。双止回装置的主阀被设计成等截面流道和一体式结构, 阀内设置有进口止回装置和出口止回装置,两个止回装置的阀瓣与阀座的关闭密封力均来自出口段与进口段的压力差, 在关闭后, 进出口两端存有正常压力的情况下, 具有自密封的功能, 都能确保中间腔内的压力为零, 在进出口段之间形成空气隔断;两个阀瓣由一根连杆和辅助弹簧进行柔性连接而联动, 两个阀瓣仅靠一根主推弹簧复位, 该主推弹簧不需要承担阀瓣与阀座的密封力和压差力,只克服阀瓣关闭运动时的摩擦力和自重, 可以设计得较软, 所以该主阀一方面可以确保关闭时的空气隔断, 另一方面可以有效地减少开启后的水头损失。外挂式排水器分别感应主阀的进口压力和出口压力;当主阀开启通水时, 排水器自动关闭;当主阀止回关闭后, 排水器自动开启, 将主阀中间腔内

的介质排空, 形成空气隔断, 排水器一直保持全开状态, 并维持比较大的排水排污能力, 一旦发生泄漏, 所渗漏的介质可以直接流出阀外, 所以排水器可以设计得相对较小。低阻力倒流防止器是利用水力控制的原理, 采用与减压型倒流防止器完全不同的控制方式, 既可

确保以空气隔断形式存在的比较高等级的隔断安全性, 又可有效地降低水头损失, 在流速v =2.5 m/s时, 水头损失h =2 ～ 3 m ;外形尺寸较小, 可以水平或垂直安装, 基本上达到了理想倒流防止器的要求。(见表1 、图6)

图6