别小看这个弹簧!黄铜法兰消声止回阀的“开”与“关”全看它
在工业管道系统里头,黄铜法兰消声止回阀起着防止介质出现倒流情况、消除水锤冲击的关键作用。它的核心性能,也就是关闭速度以及最小开启压力,在很大程度上是由内部阀瓣受到的弹簧力度来决定的。弹簧力度的选择直接关联到阀门能不能在特定工况下实现高效、稳定地运行。
说说弹簧力度给最小开启压力带来的效应,这里面讲的最小开启压力,是讲要克服阀瓣自身重量还有弹簧预紧力,让阀门开始开启并且容许介质通过所需要的最小进口压力,当弹簧力度比较小的时候,阀瓣的初始阻力比较低,流体只要比较小的压力就能推开阀瓣,阀门于是就有比较低的最小开启压力,这对低压差、重力流或者启动阶段需要低阻力损失的管路系统特别关键,能够保证介质顺利流通,防止因压力不足造成的“闷死”或者没办法启动的状况。与之相反,如果选用力度较大的弹簧,那么阀瓣会被更紧地压在阀座之上,此时要将其顶开,就需要更高的介质压力才行。这种情形虽然能提升阀门的密封比压,使得在低压状况下的密封性得以增强,然而这也表明系统必须维持较高的入口压力,不然的话,阀门有可能无法正常开启,进而导致流通受到阻碍。
阀门关闭速度受弹簧力度决定性影响,在介质倒流或流速骤降时,弹簧力推动阀瓣迅速回座以完成阀门关闭过程,弹簧力度越大,作用于阀瓣的复位力越强,阀瓣关闭动作越迅速,这种快速响应能有效缩短止回阀的“回流行程”,也就是在介质倒流尚未完全形成或速度很小时,阀瓣就已提前关闭,进而极大限制倒流介质的体积和速度,成为抑制破坏性水锤效应的有效手段。可是,速度过快的关闭会致使阀瓣跟阀座产生剧烈撞击,特别是在高压系统里,长时间的撞击会加快密封面的磨损,甚至会造成阀瓣或者弹簧出现疲劳断裂。而选用力度较小的弹簧时,阀瓣关闭动作会比较平缓,同密封副的冲击较小,理论上使用寿命更长。但其缺点是关闭太过迟缓,一旦介质流速快速下降或者出现倒流趋向,阀门没办法及时作出反应,会造成大量介质回流,引发严重的压力波动以及水锤,对管道以及泵组造成威胁。
在实际运用当中,理想状态下的弹簧力度,是要于“快速进行关闭从而起到防水锤作用”以及“低压开启以此来确保能够流通”之间找寻到平衡的点。一般而言,在针对如泵出口这种流速产生变化较为剧烈的场合之时,应当去选用力度比较大的弹簧,以此来追求快速关闭,进而保护系统的安全;然而对于重力管道或者是对压力损失有着严格要求的系统而言,就需要去选用力度比较小的弹簧,以此来保障阀门在低背压的状况下也能够正常开启。另外,阀瓣的运动所具有的惯性,流体介质的粘度以及流速,同样是工程师于设计选型的时候必须要综合起来加以考虑的因素,它们跟弹簧力度彼此之间相互产生作用,一同决定了黄铜法兰消声止回阀最终呈现出的动态性能。所以,深入地去理解并且精确地进行阀瓣弹簧力度的匹配,是保障止回阀在特定的工况状况下能够发挥出最佳效能的关键之处。
