專利名稱：一種葉輪式防水錘靜音止回閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于止回閥制造領域，特別是涉及一種葉輪式防水錘靜音止回閥。
背景技術：
止回閥是流體控制工程的基本元件，應用十分廣泛。它通過制止流體逆流，起到保 護其他流體機械以及管線安全的作用。傳統(tǒng)止回閥中閥板關閉速度很快， 一般情況下，止回 閥安裝在機泵出口端連接的管道上，且離機泵出口端較近，用以阻止管內(nèi)流體逆流對機泵 可能造成的破壞，對機泵起保護作用。目前管道系統(tǒng)使用最多的是旋啟式和升降式止回閥。 當下游閥門在短時間內(nèi)關閉時，管道系統(tǒng)就會發(fā)生水擊現(xiàn)象，止回閥因管道內(nèi)斷流自動關 閉，水擊波直接作用在止回閥上，嚴重時會造成閥門的損壞。水擊事故與止回閥失效通常耦 合在一起。止回閥過快啟閉會導致水擊現(xiàn)象，水擊現(xiàn)象破壞止回閥，從而在回路中引起連鎖 反應，更多的流體部件(包括其他止回閥)受損，使事故升級；這個惡性循環(huán)無論在哪個環(huán) 節(jié)上開始，其結(jié)果都是嚴重的。 現(xiàn)有的止回閥，無論是旋啟式、升降式，還是斜碟式止回閥，它們在啟閉時有一個 共同特點，即開啟或關閉過程中，閥板始終處于加速過程，使閥門運動部件停止前速度過 快，這就是導致止回閥水擊現(xiàn)象和閥瓣撞擊的直接原因。為了解決止回閥水擊及閥瓣撞擊 問題，出現(xiàn)了三種閥板帶有阻尼器的止回閥機械阻尼式止回閥、水力阻尼式止回閥和混合 阻尼式止回閥。機械阻尼式止回閥的優(yōu)點是阻尼器的阻尼特性易于通過機械結(jié)構(gòu)設定，缺 點是隨著管道中流體流速及流量增加，相應阻尼機構(gòu)將變得龐大而復雜，并且隨著管線流 量流速變化域加寬時，止回閥的低流量流速啟閉特性會嚴重惡化(即低流量流速工況無法 正常開啟和關閉)。水力阻尼式止回閥采用特定結(jié)構(gòu)，使其運動部件在完成啟閉動作時必須 對某部分流體做功，降低運動部件動能，達到延長截流時間和緩解閥瓣撞擊的目的。這種方 案的優(yōu)點是止回閥結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠性高，缺點在于流體在閥體內(nèi)的運動復雜，難以通過 參數(shù)化設計使水力阻尼特性達到規(guī)定的要求，設計成本較高，并且隨著管線流速和流量增 加，水力阻尼器所需阻尼也隨之增加，對于大流量、大流速以及對管線幾何尺寸有下限要求 的管路，水力阻尼式止回閥有一定缺陷?；旌献枘崾街够亻y是將機械阻尼器與水力阻尼器 結(jié)合的設計。這種設計試圖通過兩種阻尼器的優(yōu)勢互補，優(yōu)化止回閥的啟閉特性。根據(jù)對 國內(nèi)外專利，這種方案并未取得顯著的突破。阻尼式止回閥的一個共同缺點在于，閥板緩慢 關閉容易導致一部分回流倒流入水泵，使水泵倒轉(zhuǎn)。 除上述所述的止回閥，還有靜音止回閥、對沖止回閥、防水錘球形止回閥等。靜音 止回閥關閉聲音小的原因是閥板的運動距離短，但不能消除水錘；對沖式止回閥實際上屬 于水力阻尼式止回閥；球形止回閥防水錘效果較好，但結(jié)構(gòu)過于復雜，密封面過多，制造費 用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且有效減輕水擊能量
3對閥門沿著軸向的集中沖擊的葉輪式防水錘靜音止回閥。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術方案如下 —種葉輪式防水錘靜音止回閥，包括殼體、密封環(huán)、整流罩、導流體、彈簧，所述導 流體的外表面設有擾流葉片。 本發(fā)明通過在導流體的外表面設置擾流葉片，緩沖回流的水流對止回閥的沖擊， 進而削弱甚至抵消水流的沖擊力。 進一步地，本發(fā)明設置有多個擾流葉片，擾流葉片均勻分布在導流體的外表面。通
過在導流體外表面均勻設置多個擾流葉片，使得抗水擊更加均勻，效果更佳。 上述技術方案中，所述擾流葉片采用截面為曲線的片狀體。 進一步地，所述擾流葉片呈"S"形。 所述擾流葉片的兩端朝向與止回閥的中心軸線平行。 進一步地，所述擾流葉片包括前后兩組，前組擾流葉片設置在導流體的前端，后組 擾流葉片設置在導流體的后端。 所述前后兩組擾流葉片的旋向相反，且前組擾流葉片靠近流體進口，其前緣的切
線與止回閥的中心軸線平行，前組擾流葉片的出口的切線與止回閥的中心軸線呈第一夾
角，后組擾流葉片的后緣的切線與止回閥的中心軸線平行，后組擾流葉片的出口的切線與
止回閥的中心軸線呈第二夾角，所述第一夾角與第二夾角相等。 所述前組擾流葉片和后組擾流葉片構(gòu)成的一個"S"形狀的流道。 所述殼體包括密封環(huán)安裝槽、圓柱段和導流體安裝槽，密封環(huán)安裝槽和導流體安
裝槽分別位于殼體的兩端，所述圓柱段位于殼體的中間段，其內(nèi)壁為圓柱面，與擾流葉片的
上端面配合。 所述整流罩包括整流罩體、與密封環(huán)配合的密封面、與導流體配合的端面和軸套， 所述整流罩體為回轉(zhuǎn)體，其母線為一條光順的曲線，所述端面的外直徑與導流體的前端外 直徑相同，所述軸套的內(nèi)壁面為圓柱面。 本發(fā)明設計了連續(xù)消除水錘的內(nèi)部通道式防水錘靜音止回閥。該閥門通過在流道 中布置的作為擾流葉片的兩組軸流式葉片——葉片固定在流線型的導流體外表面上，使回 流液體在流經(jīng)擾流葉片過程中，將大部分壓力能和動能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)閷Я黧w的繞軸向的 扭矩，由于兩組葉片的擾流方向相反，因此形成了一對互相抵消的力矩。由于液體壓力能和 動能在擾流葉片中是連續(xù)、逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Я黧w的力矩，因此消除了水錘對閥門的突然性 沖擊。并且，與緩閉式和阻尼式止回閥相比，優(yōu)點之一是水錘被逐漸消解；優(yōu)點之二是，閥板 關閉迅速，從而避免了部分回流倒流入泵中；優(yōu)點之三是結(jié)構(gòu)簡單，制造費用低。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的導流體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的導流體剖視圖； 圖4為本發(fā)明的殼體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的整流罩結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為本發(fā)明的支撐架結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，由殼體2、密封環(huán)3、整流罩4、導流體5、支撐環(huán)6、彈 簧7構(gòu)成，其主要特點在于導流體5的外表面設有擾流葉片1。 如附圖2、3所示為本發(fā)明的導流體5，由輪轂54、后組葉片組52、前組葉片組51、 軸套53構(gòu)成。輪轂54為一個前端55大、后端56小的回轉(zhuǎn)體，其母線為圓弧線、橢圓弧線 或其他形式的曲線。在輪轂54上有兩組旋向相反的葉片組51、52，其中，前組葉片組51靠 近流體進口，其前緣511的切線與輪轂54的軸線平行，目的是沿軸向的來流能夠以軸向進 入前組葉片組51，避免來流對葉片前緣511產(chǎn)生沖擊。前組葉片組51的后緣512的切線與 輪轂54軸線有一個夾角，前組葉片組51的葉片母線可以是圓弧、橢圓弧、或其他形式的曲 線。后組葉片組52的前緣521的切線與輪轂54的軸線平行，其目的是水錘回流能夠以軸 向進入后組葉片組52，避免來流對葉片前緣521產(chǎn)生沖擊。后組葉片組52的后緣522的切 線與輪轂軸線有一個夾角，后組葉片組52的葉片母線可以是圓弧、橢圓弧、或其他形式的 曲線。前組葉片組51的后緣512與軸線的交角同后組葉片組52的后緣522與軸線的交角 相等，目的是液體在從一組葉片進入另一組葉片是能夠平順進入，避免產(chǎn)生水流沖擊。兩組 葉片51、52構(gòu)成的一個"S"形狀的流道，使水流在流入兩組流道時，分別產(chǎn)生方向相反的對 輪轂54的扭矩，目的是使這兩個扭矩相互抵消。兩組葉片51、52均為沿著輪轂54法向的 彎板。上述結(jié)構(gòu)的流道，使水錘回流在流經(jīng)兩組葉片51、52時，流體能量的較大部分均轉(zhuǎn)變 為沿著垂直于輪轂54軸線的力，并且沿著垂直于軸線的力是逐漸增加，而不是集中在一起 沿著輪轂54軸線方向沖擊閥瓣。 如附圖4所示為殼體2的結(jié)構(gòu)，主要由密封環(huán)安裝槽21、圓柱段22和支撐環(huán)安裝 槽23構(gòu)成。其總體特征為在殼體中間段為一個圓柱段22，其內(nèi)壁也為圓柱面，用來與導流 體5的兩組葉片51、52的上端面配合。 如附圖5所示為整流罩4的結(jié)構(gòu)，由整流罩體41、與密封環(huán)3的密封面配合的密 封面43、與輪轂前端55配合的端面45、與輪轂軸套53配合的軸套44構(gòu)成。所述整流罩體 41為回轉(zhuǎn)體，其母線42為一條光順的樣條曲線，目的是使流體光順地進入閥體。所述密封 面43為整流罩體41的一部分。所述端面45的外直徑與輪轂前端55的外直徑相同，并且 當端面45與輪轂前端55貼緊時，母線42與輪轂5的母線在貼合處的切線重合。所述軸套 44的內(nèi)壁面為圓柱面，可以沿著輪轂軸套53的外圓柱面滑動，在軸套44和輪轂軸套53之 間設置有彈簧7。 如附圖6所示為支撐架6的結(jié)構(gòu)，由支撐環(huán)64、支撐板63、輪轂擋環(huán)62、軸61構(gòu) 成。所述支撐環(huán)64安裝在殼體2的支撐環(huán)安裝槽23中。所述支撐板63為從軸線呈放射 狀的數(shù)條扁板，所述軸61與輪轂軸套53的內(nèi)壁面配合，二者沒有相對運動。
本發(fā)明的工作過程如下 當泵閥打開后，流體壓力作用在整流罩4上，壓縮彈簧7，推開整流罩4，使整流罩 4的端面45與輪轂的前端55重合，流體沿著閥門軸向進入閥門中，并流出閥門。當下游閥 門關閉或前端泵突然關閉，閥門內(nèi)由于斷水，被壓縮的彈簧7回彈，在水流壓力波回傳前， 將整流罩4壓向密封環(huán)3?；貜椀膲毫Σㄑ刂蠼M葉片組52的前緣521進入閥門，在流過兩組葉片51、52時，液體水擊能量逐漸被葉片傳向輪轂54，使輪轂54產(chǎn)生相反方向的扭轉(zhuǎn) 變形，即將水擊能量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄€閥門的扭轉(zhuǎn)變形能，從而極大減輕水擊能量對閥門沿 著軸向的集中沖擊。
權利要求
一種葉輪式防水錘靜音止回閥，包括殼體(2)、密封環(huán)(3)、整流罩(4)、導流體(5)、彈簧(7)，其特征在于所述導流體(5)的外表面設有擾流葉片(1)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于設置有多個擾流葉片(l)，擾流葉片(1)均勻分布在導流體(5)的外表面。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述擾流葉片(1)采用截面為曲線的片狀體。
4. 根據(jù)權利要求3所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述擾流葉片(1)呈"S"形。
5. 根據(jù)權利要求4所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述擾流葉片(1)的兩端朝向與止回閥的中心軸線平行。
6. 根據(jù)權利要求l所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述擾流葉片(1)包括前后兩組，前組擾流葉片(51)設置在導流體(5)的前端，后組擾流葉片(52)設置在導流體(5)的后端。
7. 根據(jù)權利要求6所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述前后兩組擾流葉片(1)的旋向相反，且前組擾流葉片(51)靠近流體進口，其前緣(511)的切線與止回閥的中心軸線平行，前組擾流葉片(51)的出口 (512)的切線與止回閥的中心軸線呈第一夾角，后組擾流葉片(52)的后緣(521)的切線與止回閥的中心軸線平行，后組擾流葉片(52)的出口 (522)的切線與止回閥的中心軸線呈第二夾角，所述第一夾角與第二夾角相等。
8. 根據(jù)權利要求7所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于前組擾流葉片(51)和后組擾流葉片(52)構(gòu)成的一個"S"形狀的流道。
9. 根據(jù)權利要求l所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述殼體(2)包括密封環(huán)安裝槽(21)、圓柱段(22)和導流體安裝槽(23)，密封環(huán)安裝槽(21)和導流體安裝槽(23)分別位于殼體(2)的兩端，所述圓柱段(22)位于殼體(2)的中間段，其內(nèi)壁為圓柱面，與擾流葉片的上端面配合。
10. 根據(jù)權利要求l所述的葉輪式防水錘靜音止回閥，其特征在于所述整流罩(4)包括整流罩體(41)、與密封環(huán)(3)配合的密封面(43)、與導流體(5)配合的端面(45)和軸套(44)，所述整流罩體(41)為回轉(zhuǎn)體，其母線(42)為一條光順的曲線，所述端面(45)的外直徑與導流體(5)的前端外直徑相同，所述軸套(44)的內(nèi)壁面為圓柱面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種葉輪式防水錘靜音止回閥，包括殼體、密封環(huán)、整流罩、導流體、彈簧，所述導流體的外表面設有擾流葉片。本發(fā)明通過在流道中布置的作為擾流葉片的兩組軸流式葉片——葉片固定在流線型的導流體外表面上，使回流液體在流經(jīng)擾流葉片過程中，將大部分壓力能和動能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)閷Я黧w的繞軸向的扭矩，由于兩組葉片的擾流方向相反，因此形成了一對互相抵消的力矩。由于液體壓力能和動能在擾流葉片中是連續(xù)、逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷Я黧w的力矩，因此消除了水錘對閥門的突然性沖擊。
文檔編號F16K47/02GK101725740SQ20091021454
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權日2009年12月31日
發(fā)明者楊繼躍, 黃虹賓 申請人:廣東聯(lián)塑科技實業(yè)有限公司