微阻缓闭止回阀的设计和改造

某排水管理有限公司运行着200多只排污泵止回阀,承担着该市居民生活污水和工厂工业污水的排放工作。但由于生活污水呈碱性,工业污水中含有大量盐酸、硫酸钠等酸性物质,具有强烈的腐蚀、磨损作用,以及频繁的开停泵机,从而使止回阀泄漏现象比较严重,不能防止污水的逆流和水锤对管道系统造成的各种破坏,需经常更换止回阀。因此,不但降低了污水排放效率,增加了企业的运行成本,而且大大减短了管道系统的正常使用寿命。如何及时排除止回阀机械密封故障,延长止回阀的使用寿命,降低运行污水排放成本,切实提高污水排放效率,成为了一项急需解决的问题。

1 微阻缓闭止回阀的结构及工作原理

微阻缓闭止回阀主要由阀体、阀盖、阀瓣、阀瓣轴组件、活塞组件、单向阀、微量调节阀等组件组成,如图1所示。

止回阀的工作原理。

1)进水口污水在泵机开启后污水流速压力的作用下,阀瓣缓慢开启,这时污水通过止回阀;当进泵机停止致使水流停止时,由于阀瓣自重和倒流水的作用使阀瓣自动关闭,起到阻止污水逆流的作用。

2)当阀板自动关闭时,由于止回阀底部活塞处于推出位置,顶住阀瓣,阀门不能全部关闭,还剩20%的开启面积使污水通过回流,减弱了水锤冲击压力。由单向阀进入活塞后腔的水在阀瓣压力作用下,通过微量调节阀缓缓流出阀体,活塞推进,阀瓣徐徐关闭。

2 故障原因分析

微阻缓闭止回阀在使用一定时间后,不能完全关闭止回阀阀瓣,管道内的污水倒流至集水井内,泵机倒转,产生一定的水锤冲击压力。经该公司修理人员和技术人员的认定,微阻缓闭止回阀所产的损坏主要原因有阀瓣轴组件磨损和阀瓣磨损二大类。而这二大类故障中,阀瓣轴组件磨损占30%;阀瓣磨损占60%;其他原因故障占10%。特别是阀瓣磨损,更换止回阀成本高,而且要去厂方订购,又浪费时间。如何快速修理和降低修理成本是修理人员所面对的首要问题。

3 微阻缓闭止回阀在运行中损坏的原因及快速修复

当微阻缓闭止回阀关闭时,阀瓣与阀门出口处产生碰撞,多次开启、关闭,加之污水的长期浸泡腐蚀,阀瓣密封面容易损坏,造成漏水从而达不到密封要求,这时微组缓闭止回阀就得整体更换,这样既为企业增加了运行成本,也为正常的污水排放造成一定的影响。

为此,确定对阀瓣进行改造以增加阀瓣使用时间,阀瓣外表面与阀体出水口铜质密封面紧密结合,达到封闭污水的作用。阀瓣分表里两层,表层是橡胶,内层为钢板,内层钢板与表层75%的天然橡胶硫化为一体。橡胶表层经过抛光处理,增加了密封效果。阀瓣表面橡胶只要平整、光滑,并且与钢板硫化为一体则可以达到密封效果。经过检测并与制造厂家技术部门的联系,认为阀瓣两表面都可进行硫化与抛光。从而使其背面也可作为工作面正常使用,达到延长微阻缓闭止回阀正常使用寿命的作用。

4 改造方案的实施

无论阀瓣如何安装,只要旋转轴与阀体密封面的距离不变,则密封效果不变。所以阀瓣调转安装后,旋转轴与阀瓣密封面的距离与原来相等,密封效果良好。阀瓣的修复改造如图2所示。

因为阀瓣原工作面与连接面的距离L1=5 mm,阀瓣新工作面与连接面的距离L2=10 mm,则 L1＜ L2,要求 L2=L1,所以在L2连接面上加上1块垫板,厚度 δ=5 mm,即可以达到密封效果。垫板如图3所示。

材质 ：45钢 ;尺寸 ：宽 A 、长 B,与阀瓣连接面宽度、长度相等,A=65 mm,B=404 mm;孔距c与转轴孔距相等;厚度δ=L2-L1=5 mm。密封效果好,开启关闭灵活自如,满足止回阀正常启闭使用技术要求。阀瓣调转安装后,为了不与阀体卡阻,应按转轴固定孔距离及直径,确定阀瓣间距c=66 mm,直径φ=16 mm。

5 结语

经过此番设计和改造的阀瓣组件,其工艺设计改进完全符合现行企业设备运行的要求。在该公司已试用近2年时间,对已损阀瓣进行改造后重新利用,微阻缓闭止回阀由于阀瓣磨损的修理次数降低了一半,使回阀的正常使用寿命增加了1倍。从试用情况分析,微阻缓闭止回阀的改造初步取得成功,改造效果较好。如果对该公司的所有正在使用的微阻缓闭止回阀进行改造,初步测算每年可为该公司节约资金达10余万元,将取得较好的经济效益。