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                     水輪機真空破壞閥設計原理

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之前介紹萬溯化學擴建自立式減壓閥，現(xiàn)在介紹水輪機真空破壞閥原理真空破壞閥包括閥體，閥體上端設有進氣口閥體下端設有出氣口，在閥體內(nèi)裝設有相互配合閥座和閥瓣其特征在于：閥瓣通過閥瓣臂與閥體連接，閥體通過連接臂連接有重錘閥瓣臂和連接臂具有共同的支點，支點設置在閥體上閥瓣通過閥瓣臂與設置在閥體上的閥軸固定連接，閥軸與閥體旋轉(zhuǎn)連接、閥軸通過連接臂與重錘固定連接。閥瓣通過閥瓣臂與設置在閥體上的閥軸旋轉(zhuǎn)連接、閥瓣臂通過連接臂與重錘固定連接。在正常情況下重錘的重力力矩與閥體的內(nèi)部壓力作用大于閥瓣重力的作用閥瓣在閥座上保持關閉狀態(tài)；而且還具有自密封功能，即閥體內(nèi)部壓力越大閥瓣的關閉越嚴。當系統(tǒng)停泵或緊急事故如停電時管線中的水流在自身動能、勢能以及管線高程作用下流動，在管線拐點位置因流速不均形成管線負壓。當管道或閥體內(nèi)部里的壓力降低到某一點時閥瓣上的大氣壓力會打破了杠桿上的力矩平衡則閥瓣會旋轉(zhuǎn)打開，大氣隨之通過閥體的進氣口進入閥體內(nèi)部彌補真空以確保系統(tǒng)免受真空壓力的損害。當閥體內(nèi)部壓力恢復正常后閥瓣又在重錘的重力作用下自動關閉。結(jié)構簡單設計合理是一種在系統(tǒng)內(nèi)形成真空時可迅速開啟閥座向系統(tǒng)加氣的真空破壞閥。
真空破壞閥本質(zhì)安全要求非常關鍵 在閥門產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)實踐中，真空破壞閥關于技術的和要點的把握，已經(jīng)成為一個重點的內(nèi)容，而真空的生產(chǎn)環(huán)境對閥門的要求，更是有著嚴格而的特點。
真空破壞閥為了保障安全生產(chǎn)環(huán)境的，在目前真空閥門生產(chǎn)中，也有了更豐富的產(chǎn)品類型。真空破壞閥作為高品質(zhì)的閥門產(chǎn)品，是一種安全型保護型閥門產(chǎn)品，所以它的不僅在性能上要特別的穩(wěn)定，還要有很好的密封性，而且自身功能的設計當中，本質(zhì)安全的要求，也一樣非常的重要，并且是保證真空環(huán)境使用方便必要的安全條件。
真空環(huán)境的管理對于生產(chǎn)的安全要求較高，而真空破壞閥的產(chǎn)品種類與產(chǎn)品的質(zhì)量，也往往會有很大程度的不同，那么閥門的選擇除了截止的基本管理功能，充分保障安全的需要，真空破壞閥也是必須配備的重要產(chǎn)品類型，在保障其安全實用的基本特點方面，準確而合理的性功能，就是閥門基本的特點。
真空破壞閥以高度安全的標準為基本條件，解決危險壓力造成的影響，也是目前專業(yè)化閥門產(chǎn)品的創(chuàng)新。適應各種不同的生產(chǎn)環(huán)境需要，在有效保證其可靠的服務功能條件之上，他的實踐生產(chǎn)應用廣泛性特點，也成為其中非常重要的任務。
安全保障的較高標準，實現(xiàn)更好的生產(chǎn)服務效率，真空破壞閥自身操作的穩(wěn)定性，較可靠的安全基本條件特點，對于生產(chǎn)的現(xiàn)實應來說，有著十分重要的意義，而且在保障安全生產(chǎn)的基本條件下，這種具備了高標準安全規(guī)范性設計的保障功能，也是閥門的基本特點。從專業(yè)的基礎上，進行全面的生產(chǎn)創(chuàng)新設計，服務的良好條件，本質(zhì)安全設計仍然是重要的基礎。
結(jié)合真空破壞閥在不同的環(huán)境條件下合理應用的需要，安全保障的設施設計，配套閥門產(chǎn)品，都要考慮是不是有很好的本質(zhì)安全優(yōu)勢，這即是生產(chǎn)的目標，也是使用選擇的標準，所以是產(chǎn)品本身基本的功能。
上經(jīng)常用到的補氣部件主要用于主軸中心孔補氣和轉(zhuǎn)輪上腔的補氣真空破壞閥應用于主軸中心孔補氣。當導水機構由于緊急事故關閉時由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用轉(zhuǎn)輪室會產(chǎn)生較高真空引起尾水反沖產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機現(xiàn)象，真空破壞閥在此時補入空氣破壞真空。減少有害的沖擊力或抬機現(xiàn)象對機組起到很好的保護作用。在正常工況也通過主軸中心孔對轉(zhuǎn)輪進行補氣保證轉(zhuǎn)輪的正常運轉(zhuǎn)。

1、水輪機真空破壞閥原理設計原理
真空破壞閥是單向補氣閥依靠壓縮彈簧預緊來關閉閥門并輔以橡膠密封條進行密封。當內(nèi)腔達到一定真空度產(chǎn)生真空負壓力，推動閥門逐漸打開進行補氣。閥門的恢復依靠彈簧推力。
2、設計的結(jié)構要點
設計真空破壞閥需要考慮以下幾點：
(1)補氣量要滿足需要根據(jù)計算得出機組需要的補氣量，根據(jù)空氣平均流速，計算出通流面積選擇相應的閥口直徑；其次是設計補氣閥行程，保證zui大開度的時候，滿足需要的補氣量。
(2)補氣閥閥體的結(jié)構與強度問題設計的各部件必須滿足狀況的剛強度要求。
(3)彈簧的選擇計算、彈簧的彈性剛度直接決定真空破壞閥是否滿足設計要求。
3、改進前存在的問題
現(xiàn)在真空破壞閥的應用越來越普遍幾乎所有的混流水輪機都設有中心孔補氣裝置，孫氣裝置必須有真空破壞閥(空氣閥)。新機組對于真空破壞閥的要求也越來越高以前設計使用過的真空破壞閥已經(jīng)不能滿足要求。以前的真空破壞閥結(jié)構雖然簡單實用但存在很多的問題具體有以下幾點：
（1）密封效果不好經(jīng)常漏水。密封處雖然也設有橡膠密封，但采用簡狀橡膠密封，密封時容易造成漏水。
（2）閥門動作頻繁彈簧很容易損壞。由于經(jīng)常需要補氣，真空破壞閥開關頻繁，彈簧振動和磨損大，彈簧易疲勞，致使彈簧使用壽命縮短需要經(jīng)常更換。
（3）閥軸導向瓦為單支點，閥門動作擺動大。閥門導向軸瓦在中問，閥門關閉時受氣流和水流的影響，會有側(cè)向力產(chǎn)生偏磨損壞軸瓦。
（4）簧的材質(zhì)問題。過去彈簧使用的普通的彈簧鋼絲剛性好但韌性不足，而閥門需要頻繁動作，選用彈簧鋼絲比較合適會更加耐用。
水輪機真空破壞閥功能:
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥真空破壞閥可安裝容器罐的頂部或者管道上方,真空破壞閥安裝在水輪機頂蓋上(上、下游側(cè)各一個)當水輪機導葉突然關閉時,水輪機室內(nèi)形成真空,造成負水錘（水流倒灌進轉(zhuǎn)輪室）,容易鼓破水輪機頂蓋跑水或者較輕機組造成抬機損壞設備。當有真空時，大氣壓克服真空破壞閥內(nèi)彈簧的力，將真空破壞閥閥體打開，進行補氣破壞真空。當真空被破壞與大氣壓相同后，在彈簧的作用下自動關閉，完成一次破壞真空動作。

水輪機真空破壞閥原理:經(jīng)常用到的補氣部件,主要用于主軸中心孔補氣和轉(zhuǎn)輪上腔的補氣。真空破壞閥應用主軸中心孔補氣。當導水機構由于緊急事故關閉時,由于水流的慣性和轉(zhuǎn)輪的水泵作用,轉(zhuǎn)
輪室會產(chǎn)生較高真空,引起尾水反沖,產(chǎn)生很大的沖擊力或出現(xiàn)抬機現(xiàn)象,真空破壞閥在此時補入空氣,破壞真空,減少有害的沖擊力或抬機現(xiàn)象,對機組起到很好的保護作用。
在正常工況,也通過主軸中心孔對轉(zhuǎn)輪進行補氣,保證轉(zhuǎn)輪的正常運轉(zhuǎn)。設計原理真空破壞閥是單向補氣閥,依靠壓縮彈簧預緊來關閉閥門,并輔以橡膠密封條進行密封。當內(nèi)腔達到一定真空度,產(chǎn)生真空負壓力,推動閥門逐漸打開進行補氣（彈簧作用力在真空為
5-10KPa時即能打開，當真空值超過20-30KPa時閥門全開）。閥門的恢復依靠彈簧推力。當容器或者管道的壓力低于設計壓力-0.01Kg~-0.1Kg時，由于管道內(nèi)真空作用下，安裝在閥瓣上面的彈簧開始工作，閥瓣垂直得往下打開，此時外面的大氣進入容器中，破壞真空 。當容器的壓力達到+0.5Kg時，閥瓣被氣壓頂上去，形成密封。

水輪機真空破壞閥設計原理真空破壞閥特點:

1）、真空破壞閥作用于水輪機的后端，當真空度達到本閥的設定值范圍 時，閥門開始開啟，向管內(nèi)補氣。

2）、本閥閥門采用不銹鋼纖焊技術，以保證良好密封效果。

3）、出廠時，按閥門開始開啟真空度調(diào)整好，（特殊要求時請注明。）

1、護罩      2、螺母    3、擋塊     4、軸     5、緊定螺釘  6、閥座   7、螺母
4、水輪機真空破壞閥設計原理改進的方案
新機組設計時針對以上問題進行了改進：
（1）改變密封形式。將原密封結(jié)構改為斜面橡膠密封，在金屬斜面鋪焊不銹鋼，提高了橡膠密封的封水效果延長橡膠密封的使用壽命。
（2）增加閥軸上部導向瓦。在彈簧外罩上端增加導向瓦，避免導向瓦發(fā)生偏磨，使閥軸垂直動作更準確，保證密封接觸位置準確，減小側(cè)偏漏水。
（3）增加彈簧保護措施。將可拆卸的彈簧密封罩密封，并注滿機油，使彈簧與潮濕空氣*隔絕。同時機油在彈簧頻繁運作時還能起到很好的緩沖作用，減緩彈簧的疲勞延長其使用壽命。
綜上所述針對舊結(jié)構的不利結(jié)構，合理地進行改進，整體結(jié)構并沒有復雜，但結(jié)構更合理和有效使其真正發(fā)揮應有的作用。真空破壞閥結(jié)構改進后得到
不斷發(fā)展。設計制造zui大直徑可達到400mm，結(jié)構雖小作用很大。改進后的真空破壞閥密封效果得到提高運作平穩(wěn)已經(jīng)在各種直徑的新機組上應用效果良好。與本文相關的產(chǎn)品有化工隔膜閥構造原理