緩閉止回閥是止回閥的一個(gè)特殊品種，它通過(guò)緩閉的形式減小水錘壓力。緩閉止回閥有多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，本文介紹其中三種：二階段緩閉止回閥、內(nèi)置油缸阻尼式緩閉止回閥、水阻可控緩閉止回閥。

一、二階段緩閉止回閥

　　這是一種帶雙缸阻尼器的側(cè)阻式緩閉止回閥，其結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖1，閥體是一只普通旋啟式止回閥，但其閥瓣的搖桿軸較粗較長(zhǎng)，穿出閥體之外，通過(guò)連接機(jī)構(gòu)與分置兩側(cè)的油缸阻尼器相連，連接機(jī)構(gòu)由搖臂、滑叉和橫銷(xiāo)組成。

圖1 二階段緩閉止回閥

1—閥體；2—旋軸；3—閥瓣；4—滑叉； 5—橫銷(xiāo)；6—油缸阻尼器

　　當(dāng)水泵停泵后，閥瓣從全開(kāi)位置分兩個(gè)階段關(guān)閉。首先閥瓣依靠自重下落，搖臂的橫銷(xiāo)在滑叉的導(dǎo)槽中從高處降到最低點(diǎn)，油缸阻尼器不工作，這就是快關(guān)階段，約占整個(gè)關(guān)程的2/3～3/4。在其后的小部分關(guān)程中，因油缸阻尼器開(kāi)始發(fā)揮作用，故閥瓣以慢速關(guān)閉。油缸阻尼器活塞被設(shè)計(jì)成變截面的油針，使在阻尼過(guò)程中，過(guò)油截面愈來(lái)愈小，閥瓣關(guān)閉速度隨之也逐漸減小，直至完全關(guān)嚴(yán)，慢關(guān)的時(shí)間是可以調(diào)整的。

二、內(nèi)置油缸阻尼式緩閉止回閥

　　該閥曾在某一凈揚(yáng)程為570m的高揚(yáng)程泵站上使用一年多時(shí)間，有較好的消減水錘壓力的作用。

　　閥的結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。閥體呈罐狀，油缸阻尼器位于罐的中央，首部為流線型，用輻向葉片支持。油缸阻尼缸內(nèi)，活塞桿的一端是活塞，另一端便是閥瓣。油缸的前后腔用油管連通，并有截止閥供調(diào)節(jié)油量之用。油管延伸至閥體外部，以便于操作。

圖2 內(nèi)置油缸阻尼式緩閉止回閥

1—油孔；2—閥體；3—缸阻尼器； 4—截止閥；5—閥瓣

　　在正常抽水時(shí)，閥瓣在水流推動(dòng)下開(kāi)啟，并帶動(dòng)油缸活塞移動(dòng)，將缸內(nèi)有桿腔的油經(jīng)油管排至無(wú)桿腔。關(guān)閉速度由管中油流速度決定，可通過(guò)油路上的截止閥調(diào)節(jié)。由于油缸活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在閥瓣開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)基本相同，故為方便起見(jiàn)，測(cè)定當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí)閥瓣的開(kāi)啟力時(shí)，其方法為:在油缸的連接油路上裝一只壓力表，在水泵啟動(dòng)后，水流進(jìn)入閥體，閥瓣開(kāi)啟，活塞移動(dòng)，于是油缸內(nèi)受壓腔壓力上升，油管開(kāi)始排油，此時(shí)油路壓力表的讀數(shù)從“0”升至某一值。一旦閥瓣開(kāi)啟完畢，活塞停止運(yùn)動(dòng)，油腔壓力解除，壓力表又回到“0”，記錄下油路壓力表從升至回“0”的時(shí)間，可近似地認(rèn)為是閥瓣關(guān)閉時(shí)間。

　　從上面介紹的國(guó)內(nèi)緩閉止回閥的研究和應(yīng)用情況看，雖然它的成本較低，實(shí)效也已證實(shí)，但仍需進(jìn)一步完善，才能形成有一定推廣價(jià)值的定型產(chǎn)品。

三、水阻可控緩閉止回閥

　　1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水阻可控緩閉止回閥結(jié)構(gòu)如圖3所示，參數(shù)由優(yōu)化關(guān)閉特性計(jì)算確定。

圖3 水阻可控緩閉止回閥閥體

1—閥體；2—閥瓣；3—搖桿；4—連桿；5—閥蓋； 6—水壓缸；7—止回閥；8—節(jié)流閥

　　水阻可控緩閉止回閥是普通止回閥的閥體，中間有較大的腔室，以保證閥瓣有充分的轉(zhuǎn)動(dòng)空間，流體能通暢地流過(guò)。軸承位于腔體上方接近進(jìn)口端面處，用于支撐旋啟式閥瓣，閥體兩端有法蘭與管路連接。

　　a、閥瓣及搖桿。圓形閥瓣與搖桿相連，搖桿繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)閥瓣旋啟運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，閥瓣的開(kāi)啟角為θ=0°～66°。在同類(lèi)閥門(mén)中， 66°是最大開(kāi)啟角。

　　閥體上方與水壓缸直接相連，水壓缸內(nèi)有一差動(dòng)活塞，活塞上方的活塞桿穿過(guò)水壓缸蓋，活塞下方通過(guò)連桿與搖桿相連。

　　b、控制管路及緩閉調(diào)節(jié)閥。控制管路連通水壓缸的上、下腔室及閥體。管路中配有緩閉調(diào)節(jié)閥。緩閉調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，實(shí)際上是一個(gè)單向節(jié)流閥，用以控制水壓缸腔室的進(jìn)排水流量，實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的控制，即控制閥瓣的啟閉速度。

圖4 緩閉調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1—單向閥閥芯；2—閥體；3—針閥閥芯

　　2、閥門(mén)工作原理

　　a、啟泵時(shí)，在水沖力矩的作用下，閥瓣克服自重力矩及摩擦力矩開(kāi)啟，水壓缸內(nèi)的活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞上腔的水經(jīng)緩閉調(diào)節(jié)閥中的單向閥快速排入閥體，當(dāng)活塞升到A孔以上時(shí)，水還可以直接通過(guò)B孔排入水壓缸下腔室，此時(shí)緩閉調(diào)節(jié)閥的單向閥處于導(dǎo)通狀態(tài)，水流可通暢流過(guò)，活塞可順利向上運(yùn)動(dòng)，止回閥迅速打開(kāi)。

　　由于活塞是差動(dòng)的結(jié)構(gòu)，下腔水壓作用面積大于上腔水壓作用面積，活塞上、下端面水壓作用的合力方向向上，在這個(gè)合力的作用下，閥瓣可達(dá)到全開(kāi)位置，活塞被連桿向上拉住，并緊貼在閥體內(nèi)壁的相應(yīng)位置上。

　　b、運(yùn)行時(shí)，閥瓣穩(wěn)定在全開(kāi)位置，全開(kāi)時(shí)開(kāi)啟角設(shè)計(jì)為θ=66°。當(dāng)水流有脈動(dòng)時(shí)閥瓣能保持位置穩(wěn)定，不漂動(dòng)，不搖擺，工作阻力比普通止回閥小20%～30%，壽命長(zhǎng)，節(jié)能顯著。

　　c、斷電停泵時(shí)，由于泵葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，斷電后泵的轉(zhuǎn)速逐漸降低，閥瓣所受的水沖力矩也相應(yīng)地逐漸減少，閥瓣的自重力矩起主要作用，使閥瓣繞軸旋轉(zhuǎn)關(guān)閉。關(guān)閉的開(kāi)始階段，活塞位于水壓缸的上部，閥瓣關(guān)閉帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞上腔體積增大，水壓缸的上部，閥瓣關(guān)閉帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞上腔體積增大，水可通過(guò)A孔經(jīng)控制管道流入B孔，以補(bǔ)充上腔，由于補(bǔ)水通暢，活塞易于向下運(yùn)動(dòng)，這一階段是快關(guān)階段。

　　關(guān)閉的第二階段，從活塞運(yùn)動(dòng)到擋住A孔時(shí)算起，由于A孔被擋，活塞上腔的補(bǔ)水只能由與閥體相通的控制管道提供，補(bǔ)水必須經(jīng)緩閉調(diào)節(jié)閥，而此時(shí)緩閉調(diào)節(jié)閥的單向閥是關(guān)閉的，水流只能通過(guò)緩閉調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)針閥補(bǔ)給，由于調(diào)節(jié)針閥流阻較大，補(bǔ)水流量較小，閥瓣只能緩慢關(guān)閉，這就是慢關(guān)階段。設(shè)計(jì)好關(guān)閥的兩階段，可使關(guān)閥穩(wěn)定，水錘最小。按水錘理論，有ΔH=av/g。若閥門(mén)在v接近于零時(shí)關(guān)閉，水錘最小，則優(yōu)化的基本思想是閥門(mén)在正流與反流交界時(shí)間內(nèi)關(guān)閉，則ΔH最小。其中，ΔH為水錘升(降)壓；a為水錘波傳播速度；v為流速；g為重力加速度。