真空断路阀结构特点和计算方法

压力型真空断路阀是一种安装在饮用水系统中，能够防止在虹吸的情况下，阀后的不洁水倒流到饮用水系统中的具备特殊功能的专用阀门。

2 技术要求

美国标准ASSE 1020 - 2004 对真空断路阀内的止回阀关闭压力和排气阀开启压力等作出了明确规定。止回阀的关闭压力是当止回阀上下游的压力差不小于7kPa 时，止回阀应紧闭不泄水。排气阀的开

启压力不得低于7kPa。

3 结构设计

真空断路阀由阀体、止回阀、气流通道、两个切断阀和两个测试水嘴等组成( 图1) 。

真空断路阀结构和零部件

3.功能

在正常供水情况下主输水管道的水从进口进入，克服止回阀的弹簧力或自重，打开止回阀，同时，排气阀上的密封垫与阀帽紧密接触，切断大气通道，实现正常供水。非正常供水状态，当阀后的压力升高，或者进口无水压时，止回阀在弹簧力或自重的作用下，阀瓣与阀体上的阀座接触，止回阀关闭，如果止回阀没有损坏，水不会倒流。即使止回阀损坏，有渗漏，由于排气阀的密封垫与阀帽已经脱离，打开了大气通道，此时，有空气进入输水管路，在大气压的作用下，管路中的水从出口处排出，不会产生虹吸倒流。

止回阀由阀体的阀帽、弹簧、下盘、密封垫和位于阀体上的阀座组成。阀帽与阀体的装配高度决定了弹簧的压缩高度，弹簧采用圆柱型压缩弹簧，安装方便。阀帽与下盘采用聚砜和聚丙烯制作，无毒，质量轻，耐用。密封垫采用硅酮橡胶，密封性好，使用的温度范围广，耐腐蚀。阀座在阀体上，使用寿命长。

排气阀由阀帽、密封垫和上盘组成，阀座在阀帽上。下盘与密封垫下平面接触的面上有一根肋，安装这根肋使密封垫在受到接近标准规定的压力时，肋的高度让密封面有局部突起，从而使密封垫不能与阀帽上的阀座完全接触，此时有气体进入，打开排气阀( 有些产品采用在排气阀上增加弹簧或自重结构) 。这种设计结构简单，质量轻，成本低。

4 设计计算

为了保证阀门内止回阀的关闭及排气阀的开启等动作顺畅和长时间使用，对止回阀的弹簧和排气ASSE 1020 - 2004 要求，当止回阀上下游的压力差不小于7kPa 时，止回阀应紧闭不泄水。考虑到尽量小的水头损失，取最小值的1. 5 倍( 10. 5kPa)作为止回阀的开启压力，再计算弹簧的负荷Qt。

Qt = π4

P(D1 + D2 ) 22

式中Qt———弹簧负荷，MPa

P———止回阀所受的力( P = 10. 5) ，kPa

D1———阀体阀座的直径，mm

D2———下盘的大径，mm

弹簧负荷确定后，可根据GB /T 1239 - 2009 计算和选定弹簧的钢丝直径、圈数、刚度、间距及自由长度等。

排气阀肋高度

ASSE 1020 - 2004 要求，排气阀的开启压力不得小于7kPa。考虑到有些地方的水压比较低，为了保证产品在正常供水状态下的密封性能尽量小的水头损失，取最小值的1. 5 倍( 10. 5kPa) 作为排气阀的开启压力，再计算密封垫所受的力F。F = π4PD2

式中F———密封垫所受的力，ND———排气阀阀座的直径，mm

密封垫所受的力确定以后，再根据密封垫的弹性变形系数算出密封垫的变形量，确定上盘上肋的高度。

5 结语

真空断路阀安装在管路出口前，可以避免管路外的不洁水虹吸回流到主管路，污染水源

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