倒流防止器装置过流件结构与能量损耗分析
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有空气隔断的倒流防止器工作原理
倒流防止器的工作原理主要是利用介质流过进水止回阀时因机械阻力和过流水头损失而减压,使进口压力高于泄水阀腔的压力。
这个压差控制泄水阀关闭,保证倒流防止器正常供水。
同时,倒流防止器还采用特有的弹簧微调机构,设定一个安全值,通常为0.005MPa。
当进口压力与泄水阀腔的压力差小于这个安全值时,介质处于倒流的临界状态,这时泄水阀的弹簧自动开启泄水阀,将阀腔内倒流水排出管外,并在泄水阀开启的同时,通过阀内双流道结构使大量空气进入阀腔,形成空气隔断,杜绝介质倒流,同时有效防止虹吸倒流。
当压力恢复到安全值以上时,泄水阀自动关闭。
倒流防止器是一种严格限定管道中水只能单向流动的水力控制组合装置,它的功能是在任何工况下防止管道中的介质倒流,以达到避免倒流污染的目的。
倒流防止器通常安装在市政管网接入用户的引水管在水表后面与阀门之间的管道上,或者安装在阀后管网水压超过阀前进水端水压,且第二单向止回阀密封完好的情况下。
总之,倒流防止器的工作原理是通过控制介质流动方向和压力,利用弹簧和空气隔断等机制,防止介质倒流,保障供水安全和避免污染。
倒流防止器操作保养规程摘要倒流防止器是用于保护管路系统不受倒流损害的装置,它能够有效地避免倒流现象对管道系统带来的压力和损坏。
本文主要介绍倒流防止器的操作和保养规程,帮助使用者更好地运用和维护该装置。
倒流防止器操作规程前置检查在操作倒流防止器之前,应进行以下检查:1.确定设备启动前的管路状态,避免对管路和设备造成不必要的损害。
2.检查上下游管线中的垃圾和其它杂质是否清除干净,防止这些杂质进入倒流防止器影响其正常运作。
3.检查倒流防止器的密封垫是否完好,确保密封效果达到最佳。
启动设备1.打开进口调节阀,调整至适当的流量。
2.启动电动泵或其它输送设备进行输送操作。
3.倒流防止器开始工作,其膜片向上升起并紧贴出口密封座,防止介质倒流。
1.关闭进口调节阀,停止介质的输送。
2.关闭电动泵或其它输送设备的开关。
3.倒流防止器的膜片缓慢降下,但不贴合密封座,介质剩余部分通过倒流防止器自行流出。
倒流防止器保养规程定期检查应定期对倒流防止器进行检查和维护,以确保其正常运作。
具体步骤如下:1.检查倒流防止器的进出口是否干净,避免管内堵塞物对倒流防止器的影响。
2.检查倒流防止器的密封垫是否完好,确保密封效果达到最佳。
3.检查倒流防止器的膜片是否存在磨损、老化或其它损伤。
清洗保养当倒流防止器出现堵塞或介质不良等故障时,应按以下步骤进行清洗保养:1.关闭进出口阀门,防止介质外溢或污染。
2.拆卸倒流防止器并清除其中的杂质和沉淀物。
3.用洁净的水或其它清洗剂清洗内部管道。
4.重新安装倒流防止器并进行测试。
当倒流防止器内部部件出现磨损和老化等情况时,应进行更换备件。
具体步骤如下:1.关闭进出口阀门,拆卸倒流防止器。
2.更换膜片和密封垫等易损件。
3.重新安装倒流防止器并进行测试。
总结倒流防止器作为管道系统的重要组成部分,其操作和保养对管道系统的安全运行至关重要。
本文介绍了倒流防止器的操作和保养规程,希望对使用者能够有所帮助。
同时,我们也应定期对倒流防止器进行检查和维护,保证其正常运作并延长使用寿命。
2022-2023年公用设备工程师《专业知识(给排水)》预测试题(答案解析)全文为Word可编辑,若为PDF皆为盗版,请谨慎购买!第壹卷一.综合考点题库(共50题)1.关于污泥输送,下列说话哪几项正确?()A.初沉污泥可用隔膜泵输送B.压力输泥管最小转弯半径为管径的4倍C.重力输泥管最小设计坡度为1%D.皮带输送机倾角应小于30°正确答案:A、C本题解析:A项,根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)(2016年版)第7.5.1条规定,脱水污泥的输送一般采用皮带输送机、螺旋输送机和管道输送三种形式。
B项,第7.5.4条规定,管道输送污泥,弯头的转弯半径不应小于5倍管径。
C项,第4.2.10条判定,最小管径与相应最小设计坡度:重力输泥管最小管径为200mm,相应最小坡度为0.01。
D项,第7.5.2条规定,皮带输送机输送污泥,其倾角应小于20°。
2.下列关于截流式合流制排水管渠溢流污水减量与处理的说法中,哪几项正确?()A.通过增设透水性路面,可降低溢流的混合污水量B.修建截流干管可有效削减旱季污水对水体的污染C.增设蓄水池贮存溢流混合污水,雨后抽送至污水厂,可有效控制溢流污染D.对溢流污水必须用生物处理工艺削减污染物正确答案:A、B、C本题解析:A项,为减少溢流的混合污水对水体的污染,在土壤有足够渗透性且地下水位较低的地区,可采用提高地表持水能力和地表渗透能力的措施来减少暴雨径流,从而降低溢流的混合污水量。
B项,在旱季,新建截流干管前污水被全部直接排入水体,修建后由于合流制污水管中只有旱流污水没有雨水,故不会发生溢流。
C项,可增设蓄水池或地下人工水库,将溢流的混合污水储存起来,待暴雨过后再将它抽送入截流干管进污水厂处理后排放,这样做较能彻底解决溢流混合污水对水体的污染。
D项,为了保护水体,可对溢流的混合污水进行适当的处理。
处理措施包括细筛滤、沉淀,有时还通过投氯消毒后再排入水体。
防逆流控制器是为确保光伏并网发电站发出的电力只给当地负载使用,不会将电力馈送到国家电网。
它会随时监控网侧的电压与电流,一旦发现光伏并网发电站向国家电网输入能量,立即通过通讯控制逆变器降低输出电流,减小光伏系统发电功率;当出现通讯故障或其它系统故障时,防逆流控制器会控制输出接触器断开,从而彻底停止向电网供电。
防逆流控制器系统图防逆流控制器不仅可以保证光伏发电不倒送到国家电网,还可以充分利用光伏多余的电能:1、减少把光伏发电送回到太阳能电池板进行内循环,从而延长太阳能组件的使用寿命。
2、充分利用多余光伏电能。
3、和临界点自稳定系统特点,避免在临界点频繁动作,延长系统寿命。
4、100KW系统,我们的最低负载为500W,特别适合周六,周日使用。
适用功率范围10kW~500kW可监控逆变器数量最大30 台辅助电源220V 50Hz功耗<100W通讯方式RS485/以太网尺寸(宽x高x深)600×1904×800mm重量ARP-100K:224kg ARP-300K:250kg技术参数目前防逆流主流产品:根据国内政策和用户的特点,防逆流控制器主要有三类产品:1、光伏发电量获得国家高电价补贴型。
(使用时经济效益好)a:带负载卸荷装置,用卸荷箱消耗多余负载。
消耗电能计入光伏发电。
b:带蓄能装置。
蓄电池存储多余电能,在负载大时蓄电池把存储的电能回送到用户使用,特别适合带空调负载的,设计容量和日均负载消耗值接近的光伏系统。
消耗电能计入光伏发电,免费使用存储的电能。
(蓄电池存满后,多余电能烧掉)上述系统均带周六,周日负载基本为零的工作模式和多余电能切换到其他用户功能。
2、无电价补贴,自发自用型的交流控制型。
(建设时价格便宜)a:带旁路切换(到其它用户)或切换到负载智能分级卸荷装置(只分流多余部分电能)。
b:直接断开逆变器输出。
(系统一般用于光伏装机容量大大低于用户日常用量的系统,适合在周六,周日断电,价格便宜)3、无电价补贴,自发自用型的直流控制型。
倒流防止器技术说明(HS41X-10Q)一、产品技术参数1.型号:HS41X-102.公称压力:1.0MPa3.壳体试验压力:1. 5MPa4.密封试验压力:1. IMPa5.适用温度:≤80o C6.适用介质:水、油等7.连接形式:双法兰连接二、产品执行标准1.CJ/T160-2010《双止回倒流防止器》2.GB/T17241. 6-2008《整体铸铁法兰》3.GB/T13927-2008《工业阀门压力试验》4.GB./T17219-2001《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》5.GB/T1220-2007《不锈钢棒》6.GB/T12225-2005《通用阀门铜合金铸件技术条件》7.GB/T12227-2005《通用阀门球墨铸铁件技术条件》三、产品概述倒流防止器用于防止生活饮用水管道发生回流污染的安全装置,安全可靠, 能保证生活饮用水的卫生和安全。
四、产品结构倒流防止器是在两个止回阀之间加一个排水器组成。
排水器上腔用高压软管与一级止回阀进口端连接。
笫一,二级止回阀主要山阀体、阀盖、阀瓣、密封垫、弹簧等组成。
排水器主要由阀体、阀盖、隔膜、阀瓣、密封板、阀芯、阀座、弹簧等组成。
五、工作原理普通型倒流防止器为二个止回阀审联而成,当其中有一只密封破坏时,另一只还起密封作用,防止回流。
但二只止回阀密封同时破坏后,就失去了止回作用,其安全可靠性相对差些,工作原理较简单。
安全型倒流防止器在普通型基础上中间加排水器,这样即使二只止回阀密封同时破坏,其也能起到防止回流污染的作用。
1.正常供水:清洁市政生活水从第一级止回阀经过排水器到笫二级止回阀出口向用户供水,笫一级止回阀进口高压水通过高圧软管进入排水器隔膜上腔,而隔膜下腔与笫一级止回阀出口(笫二级止回阀进口)相通,山于其存在一定的压差,推动阀瓣下移,排水器关闭,防污隔断阀正常供水;当阀后管路无用户,水静止。
如进口压力保持不变,其前后存在压差,排水器仍呈关闭状态;如进口压力下降,其前后压差下降到一定值时,弹簧推动阀瓣向上,排水器开启泄压,泄压到与进口压力恢复一定差值时,排水器乂关闭。
管网叠压供水技术规程前言根据中国工程建设标准化协会(2005)建标协字第14号文“关于印发中国工程建设标准化协会2005年第一批标准制、修订项目计划的通知”, 制定本规程。
管网叠压供水设备是我国近些年来迅速发展的二次加压供水设备, 这类供水设备主要用于生活给水。
工程应用时, 具有节能、不易产生二次污染、占地少等优点, 是一种具有推广价值的供水设备。
本规程在编写过程中, 参照了国内外有关资料, 进行了工程实践, 吸取了国内外有关经验, 并广泛听取了各方面的意见, 规程的内容包括总则、术语、一般规定、管网叠压供水设备、设计、施工安装、检查与验收等。
根据国家计委计标[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求, 现批准协会标准《管网叠压供水技术规程》, 编号为CWCS XXX:2006, 推荐给工程建设设计、施工、使用和生产单位采用。
本规程由中国工程建设标准化协会建筑给水排水专业委员会CECS/TC24归口管理, 由中国建筑金属结构协会给水排水设备分会(北京市海淀区紫竹院南路十八号, 邮编100044)负责解释, 在使用中发现需要修改和补充之处, 请将意见和资料寄解释单位。
1 总则1.0.1 为使管网叠压供水技术在工程设计、施工及验收中, 做到技术先进、经济合理、安全卫生、运行可靠、维护方便、确保质量, 制定本规程。
1.0.2 本规程适用于新建、扩建或改建的住宅与公共建筑采用管网叠压供水技术的生活供水工厂。
工业建筑生活供水采用管网叠压供水技术也可参照使用。
1.0.3 管网叠压供水设计应符合城市供水总体规划的要求, 确保供水安全。
1.0.4 生活供水工程采用管网叠压供水方式时, 其供水装置应符合CJ/T XXX《管网叠压供水设备》等有关标准的规定。
1.0.5 管网叠压供水设计、施工及验收, 除执行本规程外, 还应符合国家与地方现行的有关标准的要求。
倒流防止器装置过流件结构与能量损耗分析李豪徐涵冰郝波孙心明刘存李志鹏(长沙理工大学能源与动力工程学院,410014)摘要:在论述止回阀构成的倒流防止器装置结构及工作原理基础上,分析各类止回阀流态与流阻关系,并根据各止回阀过流结构的流阻系数,进行能量损失分析与计算,提出单蝶板型倒流防止器装置具有显著的的节能效果,是最好的一种止回阀倒流防止器装置过流部件。
关键词:回流能量损失止回阀流阻Analysis on Structure and energy loss for Overflow Parts ofAnti-backflow UnitsLi Hao Xu Hanbing Hao Bo Sun Xinming Liu Cun Li Zhipeng(School of Energy and Power Engineering,Changsha University of Sience&Technolgy,Changsha410014,China)Abstract: On the basis of the structure and the working principle in anti-backflow units made up of check valves, the relation between the flow patterns and the flow resistance is analyzed, and the analysis and calculation on the energy loss are carried out according to the flow resistance coefficient of the check valve overflow structure, and bring up that the single disc type anti-backflow unit features the best significant saving energy and the best overflow parts of the check valve anti-backflow unit.Key words: backflow, prevent, energy loss, check valve, flow resistance1. 引言无论是环境保护、食品安全、水资源开发利用、还是人类身体健康与社会和谐等当今社会的重要与热点问题,都与水有着这样那样的联系,特别是人们每天都离不开的饮水,卫生检查要求越来越严格,所以对饮用水的处理及防污染问题是非常重要的。
水厂送出的水一般来说需要在一系列处理后水质都必须达到了规定的水质卫生标准要求,并且在通过管网输送到使用者时也必须达到了规定的水质卫生标准要求,但实际上在输水过程中由于管网、阀门、配件材料污染及不洁水回流等原因使得水容易受到不同程度的污染。
为保证人们生活用水的质量,除应保证管网、阀门、管件材料对输水不产生污染外,还必须防止输水管网中各种不洁水回流的污染。
目前防止输水管网中各种不洁水回流的污染的方法是在可能产生不洁水回流的管道上安装一种叫做倒流防止器装置。
但倒流防止器装置的安装对原管网而言增加了额外的能量损失,本文仅对目前各种倒流防止器装置过流结构与能量损失进行分析和计算,希望能对以后倒流防止器装置的开发应用有一点借鉴作用。
2. 倒流防止器装置的结构及工作原理分析倒流防止器装置是一种控制管道中流体只能单向流动的装置,其功能是在任何工况下防止管道中的流体回流,以达到避免回流造成污染的目的。
止回阀是最简单的倒流防止器装置,各类型的止回阀,虽然具有控制液体单向流动的作用,但它并不具备完全防止水回流的功能,首先是阀的关闭需要一个过程,在这一过程中,已有不洁水回流。
其次阀启闭装置或密封件受到损坏,就会彻底失去防止倒流的作用,所以单一的止回阀不是防止回流污染的有效装置。
目前的有效防止回流的装置是采用双止回阀与一个泄流阀组成的一种组合结构,泄流阀装在两个止回阀之间(图1所示)。
其工作原理是利用流体流过第一止回阀时因弹簧阻力和过流水头损失而减压,使进口压力高于泄流阀腔的压力,而泄流阀膜片上部的压力为进口压力,膜片上部压力大于泄流阀腔和弹簧阻力,泄流阀维持关闭,流体正常流动,当进口压力与泄流阀腔的压力差小于一定值时,处于倒流的临界状态,这时泄水阀膜片上部压力小于泄流阀腔和弹簧的压力,泄流阀自动开启,将倒流流体排出管外,同时大量空气进入阀腔,形成空气隔断,杜绝流体回流,大于一定值时泄流阀自动关闭。
阀后管网流体压升高超过阀前进口端流体压时,如第二止回阀密封完好,流体不会回流,此时泄流阀关闭不泄流,当第二止回阀密封失效产生渗漏时,泄流阀开启排放流体泄流。
1—第一止回阀;2—泄流腔;3—第二止回阀;4—泄流阀图1 倒流防止器结构图3. 倒流防止器装置过流结构分析倒流防止器装置的关键过流部件是止回阀。
3.1 止回阀工作原理止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门。
止回阀的启闭装置在流体压差作用下开启,当进口一端压力高于出口一端时,流体从进口一端流向出口一端。
当进口一端压力低于出口一端时,启闭件装置在流体压差、本身重力等因素作用下自动关闭以防止流体倒流。
3.2 止回阀类型及特性止回阀一般分为截止式、拍门式、旋转式及张开式等几种类型。
截止式止回阀的结构一般与截止阀相似,其启闭件装置沿着通道中线作升降运动,动作可靠,但流体阻力较大,适用于轻小口径的场合。
截止式止回阀可直流式和斜流式两种。
直流式截止止回阀一般只能安装在水平管路,而斜流式截止止回阀一般就安装在垂直管路。
可做成缓闭式如多功能水力控制阀。
拍门式止回阀的启闭件装置绕转轴作旋转运动,旋转0~90度实现开启和关闭,流体阻力一般小于升降式止回阀,它适用于较大口径的场合。
拍门式止回阀根据启闭件件的数目可分为单门旋启式、双门式及多门拍门式三种。
单门拍门式止回阀一般适用于中等口径的场合。
大口径管路选用单门旋启式止回阀时,可做成能减小水锤压力的缓闭止回阀。
双门拍门式止回阀适用于大中口径管路。
对夹双门拍门式止回阀结构小、重量轻,是一种发展较快的止回阀;多门拍门式止回阀适用于大口径管路。
旋转式止回阀有球式和蝶式,启闭件绕阀杆旋转0~90度实现开启和关闭。
蝶式的结构类似于蝶阀、也有单蝶板、双蝶板之分,也能做成缓闭式如管力阀、液力自动阀、旋球阀。
其结构简单、流阻较小,水锤压力亦较小。
适宜大口径场合。
张开式止回阀有直合式和卷合式等多种结构形式,启闭件均采用橡胶制作,具有较好的低流阻性能,结构简单,成本较低,原来靠从国外引进,国内近年来推广应用较快。
但张开式止回阀的使用温度和压力受到橡胶材料的限制、主要用于低压场合。
3.3 止回阀过流部件及启闭装置流体流过不同类型的止回阀过流部件及启闭装置时,流体流态差别很大,其产生的流阻能量损失差别也很大。
下面是几种倒流防止器装置采用的止回阀过流部件及启闭装置流体流态图(图2)。
我们知道,绕流复杂则流阻大,从图2各流态可直观看出,流体在止回阀中流动时,闸板型、蝶板型绕流简单,升降型、拍门型和斜截止型绕流复杂,闸板型用于止回阀结构密封和传动结构复杂,蝶板型、升降型、拍门型和斜截止型用于止回阀结构密封和传动结构相对简单。
综合以上分析认为蝶板型是最好的一种止回阀过流部件。
4. 倒流防止器装置过流件结构能量损失计算以上分析可知,倒流防止器装置过流件结构由第一个止回阀过流件结构、中间泄流阀过流件结构、第二个止回阀过流件结构以及相互之间的过流过度联接空间组成。
倒流防止器装置过流件结构能量损失可由各组成件能量损失相加而得。
a—闸板型;b—蝶板型;c—升降型;d—拍门型;e—斜截止型图2 止回阀过流部件及启闭装置流体流态图4.1倒流防止器装置过流件结构流阻系数过流件结构流阻系数是通过实验获得的,国内外很多科研单位、学者做了很多实验,编写出版了许多资料,为方便讨论与计算,根据参考文献,现将目前倒流防止器装置过流件结构有关流阻系数摘录如下:表1 各类过流部件全开状态时流阻系数公称直径(mm)序号结构50 80 100 150 200~2501 闸板式0.5 0.4 0.2 0.1 0.082 单拍门式 1.3 1.5 1.9 2.1 2.53 单碟板式 1.5 1.1 1.0 0.8 0.8~0.54 直通截止式 4.5 4.0 4.10 4.40 4.7~5.15 斜流截止式 3.2 3.0 2.8 2.76 2.65~2.5表2 公称直径为150mm的单蝶板不同开度下的流阻系数开度(角度比%) 5.6 11.1 22.2 33.3 44.4 55.6 66.7 77.8 100 751 118 32.6 10.8 3.91 1.54 0.52 0.24 0.15表3 公称直径为150mm的直通截止式(锥盘)不同开度下的流阻系数开度(h/D)0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.25ζ 16 11.4 8.61 6.84 5.65 4.83 4.23 3.8 3.63 从以上各表可看出闸板式流阻系数最小,直通截止式流阻系数最大,这与前面流体流态分析是一致的。
另外,从表2、表3可看出,同一中阀不同开度下的流阻系数差别很大,实际上倒流防止器装置在运行中就可能是运行在不同开度下,不可能都是在全开状态下,所以倒流防止器装置在运行中流阻可能很大导至能量损失很大。
从以上各表可看出的单蝶板不同开度下的流阻系数除很小开度下较大外,50%以上各开度都不大。
可以说,对实际倒流防止器装置运行而言,蝶板型也是最好的一种止回阀过流部件。
4.2 倒流防止器装置过流件结构能量损失计算倒流防止器装置能量损失按过流件结构能量损失计算,目前的倒流防止器装置过流件结构设计时,一般是采用相同的两个止回阀,和一个泄流阀, 泄流阀一般变化很少,在此,为比较倒流防止器装置能量损失,仅对两个止回阀的能量损失进行计算.并按各类止回阀倒流防止器装置全开状态时流体速度2 m /s 时一年能量损失计。
两个止回阀的能量损失按下式计算E=2T γQ j h (KW ·h)式中T ——时间(按一年8760小时计);Q ——流量, m 3/s ;γ——液体的容重,9.8N /m 322j v h g ζ=式中v ——通常指流过局部装置后的流速;m /sζ——单个止回阀流阻系数。
表4 直径80 mm 各类止回阀倒流防止器装置全开状态时流体速度2m/s 时一年能量损失结 构 闸阀式 单拍门式 单碟板式 直通截止式 斜流截止式能量损失 (KW·h) 140.9 528.4 387.5 1409.1 1056.8 从表4可知,直径80 mm 各类止回阀倒流防止器装置全开状态时流体速度2 m/s 时一年能量损失最大的直通截止式高达1409.1 KW ·h ,最小的闸阀式仅为140.9 KW ·h ,二者相差近10倍之多。