止回阀的工作原理及特点

止回阀是启闭件（阀瓣）借助介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门。

止回阀，曾称为“逆止阀”或“单向阀”，主要 用于介质单向流动的管道上，防止管路中介质的倒流。止回阀属于自动阀类，其启闭动作是依靠介质本身的能量来驱动的。

止回阀的基本功能为在管道系统中通过防止介质倒流来保护机械设备。这对于泵与压缩机来说特别重要。因为倒流可造成设备内部元件的损坏，引起不必要的停车现象，情况严重时甚至会使整个工厂停止运转。

一般来说，止回阀是不需要人工操作的，它通过介质倒流实现自动操作。但在某些特殊工况下，其单向流动的特点不得不发生改变。为达到上述目的，可为止回阀配备一种使关闭件锁定于打开状态的装置，也可采用移除关闭件的方法。 后一种方法需要将止回阀拆开，卸掉关闭件，然后再重新装上阀门。

这种介质模式对于防止倒流是必须的，它能使系统在停泵后保持压力、使往复泵和压缩机能够正常运行、防止转子泵和压缩机反向驱动设备。

止回阀还可用于压力可能升至超过主系统压力的辅助系统提供补给的管路上。

6. 2.1止回阀的工作原理

止回阀允许流体以特定的方向流动并防止流体回流或向相反方向流动。理想的止回阀应该在管道中的压力下降和流体动能减缓时开始关闭。当流体流动方向逆转时，止回阀应*关闭。

6.2.2止回阀的工作特点

止回阀的工作特点是载荷变化大，启闭频率小， 一旦处于关闭或开启状态，使用周期便很长，且不要求运动部件转动。但一旦有切换要求，则必须动作灵活，这一要求较常见的机械运动更为苛刻。由于止回阀在大多数实际使用中，定性地被确金用于快速关闭，而在止回阀关闭的瞬间，介质是反向流动的，随着阀瓣的关闭，介质从zui大倒流速度迅速降至为零， 而压力则迅速升高，即产生可能对管路系统有破坏作用的“水锤”现象。对于多台泵并联使用的高压管路系统，止回阀的水锤问题就更加突出。水锤是压力管道中瞬变流动的一种压力波，它是由于压力管道中流体流速的变化而引起的压力升高或下降的水力冲击现象。其产生的物理原理是液体的不可压缩性、流体运动惯性与管材弹性综合作用的结果。为了防止管道中的水锤隐患，多年来，人们在止回阀设计中，采用了一些新结构，在保证止回阀使用性能的同时，将水锤的冲击力减至zui小方面取得了可喜的进展。

止回阀的操作方式要避免发生因阀门关闭而产生过高的冲击压力及阀门关闭件的快速振荡动作。

为避免因止回阀关闭而形成的过高冲击压力，阀门必须关闭迅速，从而防止形成极大的倒流速度，该倒流速度是阀门突然关闭时产生冲击压力的根本原因，故阀门的关闭速度应与顺流介质的速度衰减正确匹配。

但是，顺流介质的速度衰减在液体系统中可能变化很大。举例来说，如果液体系统采用一组并列泵， 而其中的一台泵突然失效，则在该失效泵出口处的止回阀就必须几乎同时关闭。但是，如果液体系统只有一台泵，而此泵突然失灵，并且输送管道较长，且其出口端的背压及泵送压力较低，则采用关闭速度较小的止回阀就较好。

必须避免阀门关闭件的快速振荡运动，以防止阀门活动部件过度磨损而导致早期失效，通过根据计算产生使阀门关闭部件运动的力的流量来确定阀门通径，可以避免快速振荡运动的出现。如果介质为脉动流，则止回阀应尽可能置于远离脉动源的地方。关闭 件的快速振荡也可能是由剧烈的介质扰动所引起，当存在这种情况时，止回阀应该安置在介质扰动zui小的地方。

因此，选择止回阀的*步是确定该阀门所处的工况条件。

6. 3.1快关止回阀的评定

在大多数实际使用中，止回阀只能定性地被用于快速关闭，以下几条可以作为判断依据。

①关闭件从全开到关闭位置的行程应尽可能短。 因此，从关闭速度这一点看，小型止回阀比同类结构的大型止回阀关闭速度要快。

②止回阀应在倒流之前，在zui大可能的顺流介质速度下，从全开位置开始关闭，以得到zui长的关闭时间。

③关闭件的惯性应尽可能小，但关闭力应适当加大，以保证对顺流介质的降速做出zui快反应。从低惯性这一点出发，关闭件应该采用轻质材料制造， 如铝或钛。为了兼顾轻质的结构和较大的关闭力， 由关闭件的重量所产生的关闭力可用弹簧力予以增强。

④在关闭件周围，延迟关闭件自由关闭动作的限制因素，应予以去除。

6.3.2止回阀操作时的数学应用

将数学方法应用于止回阀的正常运行是近年来发展起来的。对于带有铰接阀瓣的止回阀，国外止回阀厂家如POOL、Porwit以及Carlton提供了一个计算方法，这个计算方法涉及阀瓣运动方程的建立并应用系统中流体介质的减速特性。在建立阀瓣的运动方程之前，必须知道一些阀门的物理常量。可以通过计算来确定阀门在突然关闭时的倒流速度，也可计算因阀门突然关闭引起的倒流介质的冲击压力。

阀门制造商可根据止回阀的重要应用场合，采用数学方法进行设计并预测冲击压力，知道这一点对于阀门用户来说是很重要的。

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