真空破坏阀

真空破坏阀又称真空破坏器，现有的真空破坏阀分为气压式、电动式和机械式三大类气压式真空破坏阀由于需要专门的气源和直流设备已逐步淘汰，电动式真空破坏阀由于需要同水泵通电及断电一旦出现非事故的停电，此阀就能自动马上打开，破坏虹吸截断水流防止水流倒灌会产生主机叶轮飞扬的事件，由于还设有手动开阀、关阀的装置人工操作方便、安全系数大。但由于此阀耗电且一旦其电路发生故障即完全失效所以也没有完全得到市场的认可。普通吸排气阀也具有在系统形成真空时开启往系统加气功能但其往往在系统正压作用下越关越严致使开阀力增大。在系统形成真空时不能迅速开启导致系统因真空压力而损坏。因此需对现有技术进行改进设计一种在系统形成真空时可迅速开启阀座向系统加气的真空破坏阀。

真空破坏阀包括阀体，阀体上端设有进气口阀体下端设有出气口，在阀体内装设有相互配合阀座和阀瓣其特征在于：阀瓣通过阀瓣臂与阀体连接，阀体通过连接臂连接有重锤阀瓣臂和连接臂具有共同的支点，支点设置在阀体上阀瓣通过阀瓣臂与设置在阀体上的阀轴固定连接，阀轴与阀体旋转连接、阀轴通过连接臂与重锤固定连接。阀瓣通过阀瓣臂与设置在阀体上的阀轴旋转连接、阀瓣臂通过连接臂与重锤固定连接。在正常情况下重锤的重力力矩与阀体的内部压力作用大于阀瓣重力的作用阀瓣在阀座上保持关闭状态；而且还具有自密封功能，即阀体内部压力越大阀瓣的关闭越严。当系统停泵或紧急事故如停电时管线中的水流在自身动能、势能以及管线高程作用下流动，在管线拐点位置因流速不均形成管线负压。当管道或阀体内部里的压力降低到某一点时阀瓣上的大气压力会打破了杠杆上的力矩平衡则阀瓣会旋转打开，大气随之通过阀体的进气口进入阀体内部弥补真空以确保系统免受真空压力的损害。当阀体内部压力恢复正常后阀瓣又在重锤的重力作用下自动关闭。结构简单设计合理是一种在系统内形成真空时可迅速开启阀座向系统加气的真空破坏阀。

真空破坏阀是水轮机上经常用到的补气部件主要用于主轴中心孔补气和转轮上腔的补气真空破坏阀应用于主轴中心孔补气。当导水机构由于紧急事故关闭时由于水流的惯性和转轮的水泵作用转轮室会产生较高真空引起尾水反冲产生很大的冲击力或出现抬机现象，真空破坏阀在此时补入空气破坏真空。减少有害的冲击力或抬机现象对机组起到很好的保护作用。在正常工况也通过主轴中心孔对转轮进行补气保证转轮的正常运转。

1、设计原理

真空破坏阀是单向补气阀依靠压缩弹簧预紧来关闭阀门并辅以橡胶密封条进行密封。当内腔达到一定真空度产生真空负压力，推动阀门逐渐打开进行补气。阀门的恢复依靠弹簧推力。

2、设计的结构要点

设计真空破坏阀需要考虑以下几点：

(1)补气量要满足需要根据计算得出机组需要的补气量，根据空气平均流速，计算出通流面积选择相应的阀口直径；其次是设计补气阀行程，保证最大开度的时候，满足需要的补气量。

(2)补气阀阀体的结构与强度问题设计的各部件必须满足极端状况的刚强度要求。

(3)弹簧的选择计算、弹簧的弹性刚度直接决定真空破坏阀是否满足设计要求。

3、改进前存在的问题

现在真空破坏阀的应用越来越普遍几乎所有的混流水轮机都设有中心孔补气装置，孙气装置必须有真空破坏阀(空气阀)。新机组对于真空破坏阀的要求也越来越高以前设计使用过的真空破坏阀已经不能满足要求。以前的真空破坏阀结构虽然简单实用但存在很多的问题具体有以下几点：

（1）密封效果不好经常漏水。密封处虽然也设有橡胶密封，但采用简状橡胶密封，密封时容易造成漏水。

（2）阀门动作频繁弹簧很容易损坏。由于经常需要补气，真空破坏阀开关频繁，弹簧振动和磨损大，弹簧易疲劳，致使弹簧使用寿命缩短需要经常更换。

（3）阀轴导向瓦为单支点，阀门动作摆动大。阀门导向轴瓦在中问，阀门关闭时受气流和水流的影响，会有侧向力产生偏磨损坏轴瓦。

（4）簧的材质问题。过去弹簧使用的普通的弹簧钢丝刚性好但韧性不足，而阀门需要频繁动作，选用优质弹簧钢丝比较合适会更加耐用。

4、改进的方案

新机组设计时针对以上问题进行了改进：

（1）改变密封形式。将原密封结构改为斜面橡胶密封，在金属斜面铺焊不锈钢，提高了橡胶密封的封水效果延长橡胶密封的使用寿命。

（2）增加阀轴上部导向瓦。在弹簧外罩上端增加导向瓦，避免导向瓦发生偏磨，使阀轴垂直动作更准确，保证密封接触位置准确，减小侧偏漏水。

（3）增加弹簧保护措施。将可拆卸的弹簧密封罩密封，并注满机油，使弹簧与潮湿空气完全隔绝。同时机油在弹簧频繁运作时还能起到很好的缓冲作用，减缓弹簧的疲劳延长其使用寿命。

综上所述针对旧结构的不利结构，合理地进行改进，整体结构并没有复杂，但结构更合理和有效使其真正发挥应有的作用。真空破坏阀结构改进后得到

不断发展。设计制造最大直径可达到400mm，结构虽小作用很大。改进后的真空破坏阀密封效果得到提高运作平稳已经在各种直径的新机组上应用效果

良好。