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                     水輪機(jī)真空破壞閥設(shè)計(jì)原理

                      上海申弘閥門(mén)有限公司

之前介紹萬(wàn)溯化學(xué)擴(kuò)建自立式減壓閥，現(xiàn)在介紹水輪機(jī)真空破壞閥原理真空破壞閥包括閥體，閥體上端設(shè)有進(jìn)氣口閥體下端設(shè)有出氣口，在閥體內(nèi)裝設(shè)有相互配合閥座和閥瓣其特征在于：閥瓣通過(guò)閥瓣臂與閥體連接，閥體通過(guò)連接臂連接有重錘閥瓣臂和連接臂具有共同的支點(diǎn)，支點(diǎn)設(shè)置在閥體上閥瓣通過(guò)閥瓣臂與設(shè)置在閥體上的閥軸固定連接，閥軸與閥體旋轉(zhuǎn)連接、閥軸通過(guò)連接臂與重錘固定連接。閥瓣通過(guò)閥瓣臂與設(shè)置在閥體上的閥軸旋轉(zhuǎn)連接、閥瓣臂通過(guò)連接臂與重錘固定連接。在正常情況下重錘的重力力矩與閥體的內(nèi)部壓力作用大于閥瓣重力的作用閥瓣在閥座上保持關(guān)閉狀態(tài)；而且還具有自密封功能，即閥體內(nèi)部壓力越大閥瓣的關(guān)閉越嚴(yán)。當(dāng)系統(tǒng)停泵或緊急事故如停電時(shí)管線中的水流在自身動(dòng)能、勢(shì)能以及管線高程作用下流動(dòng)，在管線拐點(diǎn)位置因流速不均形成管線負(fù)壓。當(dāng)管道或閥體內(nèi)部里的壓力降低到某一點(diǎn)時(shí)閥瓣上的大氣壓力會(huì)打破了杠桿上的力矩平衡則閥瓣會(huì)旋轉(zhuǎn)打開(kāi)，大氣隨之通過(guò)閥體的進(jìn)氣口進(jìn)入閥體內(nèi)部彌補(bǔ)真空以確保系統(tǒng)免受真空壓力的損害。當(dāng)閥體內(nèi)部壓力恢復(fù)正常后閥瓣又在重錘的重力作用下自動(dòng)關(guān)閉。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)合理是一種在系統(tǒng)內(nèi)形成真空時(shí)可迅速開(kāi)啟閥座向系統(tǒng)加氣的真空破壞閥。
真空破壞閥本質(zhì)安全要求非常關(guān)鍵 在閥門(mén)產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐中，真空破壞閥關(guān)于技術(shù)的和要點(diǎn)的把握，已經(jīng)成為一個(gè)重點(diǎn)的內(nèi)容，而真空的生產(chǎn)環(huán)境對(duì)閥門(mén)的要求，更是有著嚴(yán)格而的特點(diǎn)。
真空破壞閥為了保障安全生產(chǎn)環(huán)境的，在目前真空閥門(mén)生產(chǎn)中，也有了更豐富的產(chǎn)品類型。真空破壞閥作為高品質(zhì)的閥門(mén)產(chǎn)品，是一種安全型保護(hù)型閥門(mén)產(chǎn)品，所以它的不僅在性能上要特別的穩(wěn)定，還要有很好的密封性，而且自身功能的設(shè)計(jì)當(dāng)中，本質(zhì)安全的要求，也一樣非常的重要，并且是保證真空環(huán)境使用方便必要的安全條件。
真空環(huán)境的管理對(duì)于生產(chǎn)的安全要求較高，而真空破壞閥的產(chǎn)品種類與產(chǎn)品的質(zhì)量，也往往會(huì)有很大程度的不同，那么閥門(mén)的選擇除了截止的基本管理功能，充分保障安全的需要，真空破壞閥也是必須配備的重要產(chǎn)品類型，在保障其安全實(shí)用的基本特點(diǎn)方面，準(zhǔn)確而合理的性功能，就是閥門(mén)基本的特點(diǎn)。
真空破壞閥以高度安全的標(biāo)準(zhǔn)為基本條件，解決危險(xiǎn)壓力造成的影響，也是目前專業(yè)化閥門(mén)產(chǎn)品的創(chuàng)新。適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)環(huán)境需要，在有效保證其可靠的服務(wù)功能條件之上，他的實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用廣泛性特點(diǎn)，也成為其中非常重要的任務(wù)。
安全保障的較高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)更好的生產(chǎn)服務(wù)效率，真空破壞閥自身操作的穩(wěn)定性，較可靠的安全基本條件特點(diǎn)，對(duì)于生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)來(lái)說(shuō)，有著十分重要的意義，而且在保障安全生產(chǎn)的基本條件下，這種具備了高標(biāo)準(zhǔn)安全規(guī)范性設(shè)計(jì)的保障功能，也是閥門(mén)的基本特點(diǎn)。從專業(yè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面的生產(chǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，服務(wù)的良好條件，本質(zhì)安全設(shè)計(jì)仍然是重要的基礎(chǔ)。
結(jié)合真空破壞閥在不同的環(huán)境條件下合理應(yīng)用的需要，安全保障的設(shè)施設(shè)計(jì)，配套閥門(mén)產(chǎn)品，都要考慮是不是有很好的本質(zhì)安全優(yōu)勢(shì)，這即是生產(chǎn)的目標(biāo)，也是使用選擇的標(biāo)準(zhǔn)，所以是產(chǎn)品本身基本的功能。
上經(jīng)常用到的補(bǔ)氣部件主要用于主軸中心孔補(bǔ)氣和轉(zhuǎn)輪上腔的補(bǔ)氣真空破壞閥應(yīng)用于主軸中心孔補(bǔ)氣。當(dāng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由于緊急事故關(guān)閉時(shí)由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用轉(zhuǎn)輪室會(huì)產(chǎn)生較高真空引起尾水反沖產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象，真空破壞閥在此時(shí)補(bǔ)入空氣破壞真空。減少有害的沖擊力或抬機(jī)現(xiàn)象對(duì)機(jī)組起到很好的保護(hù)作用。在正常工況也通過(guò)主軸中心孔對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行補(bǔ)氣保證轉(zhuǎn)輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1、水輪機(jī)真空破壞閥原理設(shè)計(jì)原理
真空破壞閥是單向補(bǔ)氣閥依靠壓縮彈簧預(yù)緊來(lái)關(guān)閉閥門(mén)并輔以橡膠密封條進(jìn)行密封。當(dāng)內(nèi)腔達(dá)到一定真空度產(chǎn)生真空負(fù)壓力，推動(dòng)閥門(mén)逐漸打開(kāi)進(jìn)行補(bǔ)氣。閥門(mén)的恢復(fù)依靠彈簧推力。
2、設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)
設(shè)計(jì)真空破壞閥需要考慮以下幾點(diǎn)：
(1)補(bǔ)氣量要滿足需要根據(jù)計(jì)算得出機(jī)組需要的補(bǔ)氣量，根據(jù)空氣平均流速，計(jì)算出通流面積選擇相應(yīng)的閥口直徑；其次是設(shè)計(jì)補(bǔ)氣閥行程，保證zui大開(kāi)度的時(shí)候，滿足需要的補(bǔ)氣量。
(2)補(bǔ)氣閥閥體的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度問(wèn)題設(shè)計(jì)的各部件必須滿足狀況的剛強(qiáng)度要求。
(3)彈簧的選擇計(jì)算、彈簧的彈性剛度直接決定真空破壞閥是否滿足設(shè)計(jì)要求。
3、改進(jìn)前存在的問(wèn)題
現(xiàn)在真空破壞閥的應(yīng)用越來(lái)越普遍幾乎所有的混流水輪機(jī)都設(shè)有中心孔補(bǔ)氣裝置，孫氣裝置必須有真空破壞閥(空氣閥)。新機(jī)組對(duì)于真空破壞閥的要求也越來(lái)越高以前設(shè)計(jì)使用過(guò)的真空破壞閥已經(jīng)不能滿足要求。以前的真空破壞閥結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單實(shí)用但存在很多的問(wèn)題具體有以下幾點(diǎn)：
（1）密封效果不好經(jīng)常漏水。密封處雖然也設(shè)有橡膠密封，但采用簡(jiǎn)狀橡膠密封，密封時(shí)容易造成漏水。
（2）閥門(mén)動(dòng)作頻繁彈簧很容易損壞。由于經(jīng)常需要補(bǔ)氣，真空破壞閥開(kāi)關(guān)頻繁，彈簧振動(dòng)和磨損大，彈簧易疲勞，致使彈簧使用壽命縮短需要經(jīng)常更換。
（3）閥軸導(dǎo)向瓦為單支點(diǎn)，閥門(mén)動(dòng)作擺動(dòng)大。閥門(mén)導(dǎo)向軸瓦在中問(wèn)，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)受氣流和水流的影響，會(huì)有側(cè)向力產(chǎn)生偏磨損壞軸瓦。
（4）簧的材質(zhì)問(wèn)題。過(guò)去彈簧使用的普通的彈簧鋼絲剛性好但韌性不足，而閥門(mén)需要頻繁動(dòng)作，選用彈簧鋼絲比較合適會(huì)更加耐用。
水輪機(jī)真空破壞閥功能:
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥真空破壞閥可安裝容器罐的頂部或者管道上方,真空破壞閥安裝在水輪機(jī)頂蓋上(上、下游側(cè)各一個(gè))當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉突然關(guān)閉時(shí),水輪機(jī)室內(nèi)形成真空,造成負(fù)水錘（水流倒灌進(jìn)轉(zhuǎn)輪室）,容易鼓破水輪機(jī)頂蓋跑水或者較輕機(jī)組造成抬機(jī)損壞設(shè)備。當(dāng)有真空時(shí)，大氣壓克服真空破壞閥內(nèi)彈簧的力，將真空破壞閥閥體打開(kāi)，進(jìn)行補(bǔ)氣破壞真空。當(dāng)真空被破壞與大氣壓相同后，在彈簧的作用下自動(dòng)關(guān)閉，完成一次破壞真空動(dòng)作。

水輪機(jī)真空破壞閥原理:經(jīng)常用到的補(bǔ)氣部件,主要用于主軸中心孔補(bǔ)氣和轉(zhuǎn)輪上腔的補(bǔ)氣。真空破壞閥應(yīng)用主軸中心孔補(bǔ)氣。當(dāng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由于緊急事故關(guān)閉時(shí),由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用,轉(zhuǎn)
輪室會(huì)產(chǎn)生較高真空,引起尾水反沖,產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機(jī)現(xiàn)象,真空破壞閥在此時(shí)補(bǔ)入空氣,破壞真空,減少有害的沖擊力或抬機(jī)現(xiàn)象,對(duì)機(jī)組起到很好的保護(hù)作用。
在正常工況,也通過(guò)主軸中心孔對(duì)轉(zhuǎn)輪進(jìn)行補(bǔ)氣,保證轉(zhuǎn)輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)原理真空破壞閥是單向補(bǔ)氣閥,依靠壓縮彈簧預(yù)緊來(lái)關(guān)閉閥門(mén),并輔以橡膠密封條進(jìn)行密封。當(dāng)內(nèi)腔達(dá)到一定真空度,產(chǎn)生真空負(fù)壓力,推動(dòng)閥門(mén)逐漸打開(kāi)進(jìn)行補(bǔ)氣（彈簧作用力在真空為
5-10KPa時(shí)即能打開(kāi)，當(dāng)真空值超過(guò)20-30KPa時(shí)閥門(mén)全開(kāi)）。閥門(mén)的恢復(fù)依靠彈簧推力。當(dāng)容器或者管道的壓力低于設(shè)計(jì)壓力-0.01Kg~-0.1Kg時(shí)，由于管道內(nèi)真空作用下，安裝在閥瓣上面的彈簧開(kāi)始工作，閥瓣垂直得往下打開(kāi)，此時(shí)外面的大氣進(jìn)入容器中，破壞真空 。當(dāng)容器的壓力達(dá)到+0.5Kg時(shí)，閥瓣被氣壓頂上去，形成密封。

水輪機(jī)真空破壞閥設(shè)計(jì)原理真空破壞閥特點(diǎn):

1）、真空破壞閥作用于水輪機(jī)的后端，當(dāng)真空度達(dá)到本閥的設(shè)定值范圍 時(shí)，閥門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟，向管內(nèi)補(bǔ)氣。

2）、本閥閥門(mén)采用不銹鋼纖焊技術(shù)，以保證良好密封效果。

3）、出廠時(shí)，按閥門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟真空度調(diào)整好，（特殊要求時(shí)請(qǐng)注明。）

1、護(hù)罩      2、螺母    3、擋塊     4、軸     5、緊定螺釘  6、閥座   7、螺母
4、水輪機(jī)真空破壞閥設(shè)計(jì)原理改進(jìn)的方案
新機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)：
（1）改變密封形式。將原密封結(jié)構(gòu)改為斜面橡膠密封，在金屬斜面鋪焊不銹鋼，提高了橡膠密封的封水效果延長(zhǎng)橡膠密封的使用壽命。
（2）增加閥軸上部導(dǎo)向瓦。在彈簧外罩上端增加導(dǎo)向瓦，避免導(dǎo)向瓦發(fā)生偏磨，使閥軸垂直動(dòng)作更準(zhǔn)確，保證密封接觸位置準(zhǔn)確，減小側(cè)偏漏水。
（3）增加彈簧保護(hù)措施。將可拆卸的彈簧密封罩密封，并注滿機(jī)油，使彈簧與潮濕空氣*隔絕。同時(shí)機(jī)油在彈簧頻繁運(yùn)作時(shí)還能起到很好的緩沖作用，減緩彈簧的疲勞延長(zhǎng)其使用壽命。
綜上所述針對(duì)舊結(jié)構(gòu)的不利結(jié)構(gòu)，合理地進(jìn)行改進(jìn)，整體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)更合理和有效使其真正發(fā)揮應(yīng)有的作用。真空破壞閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)后得到
不斷發(fā)展。設(shè)計(jì)制造zui大直徑可達(dá)到400mm，結(jié)構(gòu)雖小作用很大。改進(jìn)后的真空破壞閥密封效果得到提高運(yùn)作平穩(wěn)已經(jīng)在各種直徑的新機(jī)組上應(yīng)用效果良好。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有化工隔膜閥構(gòu)造原理