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倒流防止器性能試驗的分析與研究

發布時間：2019-10-24
介紹了倒流防止器的作用、結構特點和性能試驗，通過性能試驗的方法及驗證從而確認其功能的有效性。

1.概述

在供水管道上，倒流防止器安裝在一些比較重要的輸水管路上，其用途是防止水倒流污染水源。對于一些建筑用水與市政供水的連接處，使用倒流防止器裝置能有效隔斷下游端水與上游端水發生倒流現象，防止建筑用水回流污染市政供水，從而保證市政供水的質量和供水安全。


2.結構性能

倒流防止器關鍵功能是在管道沒有水正向流動或非正常供水時，防止下游端水回流或滲透到上游端管道，有效消除倒流污染的可能危險。倒流防止器殼體內采用導流結構，將倒流和臨界倒流的水排泄出管道，完全防止下游端水回流或滲入上游端，從而達到避回流污染和保證供水安全的目的。倒流防止器由兩個隔開的止回閥和一個中腔及液力自控的泄水閥組成（圖1）。給水管道系統沒有水介質流動，在下游壓力可能高于上游端壓力并有下游端倒流回水時，都會通過中間體泄放出來。若其中有一個止回閥故障倒置不能關閉時，下游端水也會通過中間體泄放。
按倒流防止器所起的作用，其產品性能的關鍵是保證排水器在倒流時正確的開啟和正向流時關閉密封，這兩個性能是決定倒流防止器是否有效阻止介質倒流和安全使用的關鍵要素。倒流防止器中間的排水器不能開啟就不能保證倒流防止器的隔斷效果，同時，排水器的排水量太小，管道下游端的高壓回流水也有可能滲入上游端。而且產品整體強度、閥瓣和出口閥瓣的強度、密封的進／出水止回閥關閉時的正向壓差性能等是保證閥門長期正常使用的基本指標。為了節能減排和提高效率，閥門整體也應實現盡可能小的水頭損失。

3.性能試驗方法及驗證

在文獻［1］～［5］中，對倒流防止器的使用性能、制造安裝和試驗檢測給出了明確的規定和要求，其中對于倒流防止器的設置要求和阻力性能試驗及性能指標有所差異。倒流防止器的使用和性能試驗項目及方法主要包括排水器啟閉動作性能試驗，排水器密封性能試驗，回流污染功能試驗，耐久性能試驗，壓力損失試驗，殼體強度試驗和閥瓣的強度試驗。
3.1　排水器啟閉動作性能試驗
排水器啟閉動作性能試驗裝置（圖2）壓力小于0 3 MPa。被測閥的進口壓力降低，在不大于出口壓力時，排水器應開啟排水，但不持續排水。在被測閥通水時，排水器應迅速關閉，不漏水。連續重復上述步驟3次以上，排水器啟閉動作應靈敏可靠。

3.2　排水器密封性能試驗
排水器密封性能試驗裝置與排水器啟閉動作性能試驗裝置一致。試驗時，出口有流量流出，調節被測閥，使出口流量從微流量到額定流量（管中平均流速2m/s），再從額定流量減小到微流量。在整機有流量通過時，排水器在整個試驗過程中應密封關閉，無可見滲漏。
3.3　防止回流污染功能試驗
在進口壓力小于出口壓力時，倒流防止器應能有效的防止回流污染水源。在進口壓力小于出口壓力時，排水器應能有效開啟，使中間腔與大氣相通。在止回閥和整機（包含排水器）內動密封件結構應能保證在其密封失效時，所漏介質均應直接流向中間腔或閥外。出水止回閥密封口掛有直徑為3.0mm的金屬絲時，其最大滲漏流量應符合規定。當滲漏介質流經排水器的流量達到規定時，且中間腔壓力不大于10 5KPa時，計量排水器的流出量。
3.4　耐久性能試驗
耐久性能試驗裝置如圖3所示。整機在連續啟閉運行試驗2萬次后，應保持原有的性能。

3.5　壓力損失試驗
倒流防止器壓力損失試驗方法按標準GB/T20832的規定，水頭損失越小越好。
3.6　殼體強度試驗
將倒流防止器的出水口和排水器出口封堵，關閉所有檢測閥，從進口加壓，試驗壓力為15倍公稱壓力，保壓時間大于5min，試驗結果殼體應無可見滲漏、無結構損傷和無永久變形。
3.7　閥瓣的強度試驗
閥瓣和出口活塞的強度試驗包括進水止回閥閥瓣、出水止回閥閥瓣和出口活塞的強度試驗。試驗時，將被測閥的進、出口連通，同時加壓，開啟中間腔測試閥，使Ｐ2＝0，試驗壓力為15倍公稱壓力，保壓時間大于5min，檢查中間腔，試驗結果中間腔應無可見滲漏、無結構損傷和無永久變形。
3.8　密封性能試驗

（1）整機密封性能試驗

整機密封性能試驗包括排水器閥體與閥蓋、倒流防止器的閥體與閥蓋、排水器、附加裝置、檢測閥和管道連接處的密封性能。試驗時，從被測閥的進口加壓，所有出口關閉或封堵，試驗壓力為11倍公稱壓力，保壓時間大于3min，檢查各密封部位，試驗結果各密封部位應無可見滲漏。
（2）止回閥和感應閥瓣密封性能試驗
將被測閥的中間腔測試球閥開啟，使該處無壓力，在進、出口同時加壓，試驗壓力為11倍公稱壓力，保壓時間大于3min，試驗結果中間腔應無可見滲漏。
（3）進口止回閥關閉時正向壓差△Pj的測定試驗
將玻璃管下口用軟管與被測閥的進口檢測閥接通，在中間腔球閥有水流出時，關閉進水閥。觀察玻璃管的液位下降并最終停止，保持3min，測量停止液位至中間腔球閥出水口之間的垂直距離。
（4）出口止回閥密封關閉時正向壓差△Pc的測定試驗
將玻璃管下口的軟管與中間腔球閥連通，觀察玻璃管內的液位將下降并最終停止，保持3min，測量玻璃管內靜止液位至出口球閥出水口之間的垂直距離。


4.結語

倒流防止器由一種兩個隔開的止回閥和一個中腔及液力自控的泄水閥組成，普通止回閥的串聯不具有要求的倒流排泄功能。排水器在流動狀態時的正確啟閉和密封是保證防污隔斷、正常使用的關鍵性能。倒流防止器須經性能試驗才可確認其功能的有效性。

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