闸阀与止回阀组合的多用阀结构设计

    1 概述

    阀阀和止回阀均是以截止与流通为目的通用阀门。闸阀关闭件闸板的运动方向与流体方向相垂直，以驱动装置操作，属强制密封阀门。止回阀关闭件阀瓣是利用阀前阀后的压力差而自动启闭的阀门，其作用是使介质只做一个方向的流动，而阻止其逆向流动，属自动阀门。本文介绍一种在闸阀一侧的流道空间通过结构设计置放一个止回阀阀瓣，使该阀具有一阀两用功能。

    2 阀门运动方式分析

    2.1 闸阀

    闸阀阀体的流道为直通式，闸板为斜5°的密封面与阀体中的阀座密封面相配合。阀门需要通过驱动手轮或电动执行器等装置带动阀杆螺母，使阀杆作上下升降运动，控制阀门的开启和关闭。

    2.2 旋启式止回阀

    旋启式止回阀阀体的流道为直通式，阀瓣和阀体的密封面有一定的斜度，以便于密封。止回阀阀瓣是依靠管道内介质的压力自动打开或者关闭阀门。

    3 结构分析

    组合多用阀由闸阀与止回阀组成（图1），阀体流道孔与阀门连接的管道内径相同。止回阀体部分为管道状，其流道的内径在设计闸阀的计算中除去止回阀瓣最大面积以外应相当于流道面积（等于闸阀的DN尺寸），并以接近垂直法兰内侧面的最小直径处方向终止。

图1 组合多用阀

    止回阀体部分的内壁均布有导向筋，导向筋从阀体中部向法兰端延伸。导向筋的数量可根据组合阀尺寸大小设置，但至少有3条以上，以保证止回阀瓣大端外圆在运动中有较为稳定的同轴度。导向筋向阀体中部伸出的端面成直角垂直相连于支撑环筋板，并与支撑环连接成为一个整体，支撑环有利于止回阀瓣轴的承载与定位（图2）。

图2 阀体

    止回阀体流道口处加工出内螺纹，与止回阀座环的外螺纹配合成螺纹副。

    4 工作原理

    如果生产中不允许管道中的介质倒流时，组合多用阀进口侧（闸阀侧）的流体压力即可以推动止回阀瓣运动（图3），与阀门出口侧的止回阀座环（图4）密封面接触并形成密封。

图3 止回阀瓣

图4 止回阀座环

    如阀门压力较高时，闸阀可以选择双斜5°的设计，以减小在高压状态下闸板在运行中对阀体密封面的磨损。如果需要，可以考虑在止回阀瓣外圆面与轴环之间设置缓冲弹簧，以防止管道内的介质压力形成紊流，引起震动撞击止回阀密封面，产生噪声或损伤密封件。

    5 结语

    闸阀和止回阀组合的多用阀设计与制造方案容易实施，节省了一次性能源的消耗，保护了环境，降低了产品成本。