阀件在船舶管系设计中的应用分析

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1、阀件在船舶管系设计中的应用分析刘嘉张含王燕崔文龙（单位全称、省、市邮编）【摘要】：本文对船舶舱底水吸入原理进行了表述；对管路升降启闭式截止阀、截止止回阀、止回阀结构功能进行了解析，并分析了非吸入止回阀结构障碍原因；阐述了旋启式止回阀负压（真空）工况结构原理及功能定义，并归结了该止回阀功效特性；总结了目前设计上某些误区产生之原因；纠正了对末端吸入止回阀的机械设计惯例。【关键词】：阀件；负压吸入；止回阀；结构研究1截止阀、截止止回阀、止回阀分类及设计原理管路阀门的启闭类型，按阀盘动作可分为旋转启闭、刃•降启闭和滑动启闭三种，而升降阀

2、盘式乂分为阀盘水平升降和垂直升降两种。我们通常把阀盘水平升降启闭形式的都标称为截止阀，其它类型也加截止阀功能但习惯上一•般都按标称为闸阀、球阀、蝶阀和滑阀等。1.1±述截止阀是阀盘与阀杆为一体型结构，在没有压力情况卜阀盘也可以通过手动开启，但介质进口必须是经阀盘下而进入并且阀盘应始终处于自然垂落方向。此类阀门为避免将进出口方向装错，在阀体上大都标注介质箭头流向，如果装错就会出现功能性障碍（阀盘上部压力太大而无法开启及在阀杆填料函处容易造成泄漏），如船用法兰铸铁截止阀GB/T590-93等同类型阀。1.2在船舶上能见到的管路截止阀

3、或其他类型阀，人多安装在泵出口的压力管路上，因此阀门进口端总是冇压力而另一端则无。为防止动力泵停机时管路介质的回落，在泵出口及管路适当位置都装有止冋阀。在船用舱底消防泵出口端需设置两组及以上不同管系排出功能的，在泵组出口处都要设置截止止回阀，以满足分组控制启闭和自动止回功能。山于船舶管路布置空间局限性，诞生了将升降式截止■止凹两阀功能合为一休的船用截止止凹阀这一结构形式（陆用工业阀门标准屮无此类型截止止冋阀），如已提到过的船用法兰铸铁截止止冋阀GB/T591-93等。此外,还有单一止回功能的阀,如船用法兰铸铁止回阀GB/T592

4、-93等。上述阀的特点为：只起升阀杆阀盘就会依靠阀盘下部介质压力口动起升开启，反Z就会回落自动关闭。其进口更只能是在阀盘的下血并保证阀盘垂直回落的有效性，反之将导致功能性堵塞（白动止回关闭使介质无法流通）和阀盘不能有效关闭。1.3±述截止阀、截止止回阀、止回阀工作原理都是针对安装在压力管路而言，我们称之为排出型阀门。此类阀的重要特点是阀盘开启方向与阀盘下部介质作用力方向必须-•致,至于介质出阀盘后折角90°改变了方向与阀盘的开启原理无关。这一特点与下述吸入阀的原理恰好相反，因此将排出型功能的止回阀设在了反向功能需求的吸入止回阀位

5、置导致“被扌肯”窘况，这完全是设计将阀门用错所造成的“隐病”。2吸入型止回阀设计原理吸入型止冋阀的工况是负压吸入（俗称为“抽真空”），它是指动力泵对舱底水系统吸入工况的通称。负压吸入是指被抽液面低于动力泵吸入端、需通过泵本身H带或附加的真空泵将工作泵出口止回阀至吸入液面间管内及泵腔内空气排除达到既定真空度，使被吸液体在外界大气压力作用下被压至泵吸入口的过程。根据真空吸入原理，属于此类型阀在标准中只冇垂直吸入式止回阀CB/T3478-92、水平吸入式的旋启式止回阀CB/T4019-2005和垂直水平都可使用的板式止回阀CB/T38

6、19-1999三种。2.1法兰吸入止回阀CB/T3478-92为垂直吸入式末端阀门。该止回阀开启原理为：由于管内负压（真空）的作用，对止冋阀阀盘上部产生吸力。由丁•阀盘上部垂直管路部分的吸力与阀盘开启方向是一•致的，并且同方向的真空度対阀盘周边产牛的吸力是均匀的，使阀盘下部气体作用力也能按上部吸力方向将阀盘均匀的起升微量开度，被吸气体就经阀盘密封线并随真空管路上行，随着真空度加人低位液面就会在外界人气压力作用下上升，随即将阀盘托起并经阀盘开度间隙继续向吸口高度上升，待液位达到泵吸口处时开度也呈故大值，此时抽真空过程结束，工作泵启

7、动。该吸入式止回阀存在以下缺陷：①装于末端污水中功效不理想；②卞部不能接管且没有耐压参数，只能装在末端；③只能垂直安装。这也是被设计部门掠弃而改选用排出型止凹阀的原因。3排出型止回阀在负压吸入端悖逆工况3.1由于泵吸口的截止止回阀为排出型结构，使液体经阀盘后折角90°出口变为了进口，使被吸气体进入阀盘上部后，不是像吸入止回阀那样经一段垂直管路向上继续上升而是立即折角90。向侧部流动，产生了向上和横向两个方向的分力，二者分力的合成点近似为45°斜线以下，导致阀盘向上垂肓吸力被消耗掉一人部分。与此同时，由于下部的升举力仍然均匀的作用

8、于整个发盘下部，这样对应于阀盘上部折角至出口约90°范围内无垂直吸力区域就产生了失偶力矩，该力矩就会传递于阀盘导杆外侧而并作用于导管侧壁上，使导杆在套管内在做上升运动时同时对侧壁产生摩擦力。这种与阀盘开启方向不一致的分力和同时产生的失偶力矩导致阀盘升力不足和升力