国内止回阀研究的历程与成果

在上世纪八十年代，国内逐渐有人开始对止回阀开展研究，部分研究主要集中在改进止回阀结构或者根据应用需求设计新型止回阀上[59-62]。随着相关应用软件的不断涌现，研究的内容越来越多样化，涉及了止回阀的动态特性研究、节能技术研究、结构分析与设计、开启性能分析、流固耦合性能及水锤优化分析等方面，也涉及了止回阀的选型等研究内容，除此之外，研究对象由最初结构较为单一的止回阀延伸到了对冲式、蝶式、轴流式、梭式以及对夹式等止回阀，下面主要介绍国内针对止回阀的研究情况。

付仕学在分析传统旋启式止回阀存在三种问题的基础上设计了一种双密封旋启式止回阀，并对密封方式作了改进，新阀门具有流阻小、密封好、重量轻及成本低等优点[63]；孙育哲等通过对运行2年的H41H—25型旋启式止回阀进行分析，发现其阀体内部存在严重的锈蚀以及泄漏，对其阀芯的结构以及阀体材料材质进行了改造，新型旋启式止回阀在应用过程中止水效果良好[64]；包玉霞等利用CFD软件对旋启式止回阀在全开状态下进行非定常数值模拟计算，得到阀内部流场的速度压力云图、速度矢量图以及阀在不同流量条件下的压力损失曲线图，为止回阀的设计改造提供了依据[65]；李华良等采用CFD技术对截止止回阀原模型和优化后模型水动力特性进行模拟仿真对比，结果表明优化后阀门在速度突变、压力梯度方面得到了良好改善，阀门总受力减小，且基本消除了二次流的存在[66]；韩文伟等对旋启式止回阀关闭过程中出现的水锤进行编程计算，探究了作用于阀瓣上的力矩和阻尼扭簧力矩对关阀时水锤造成的影响，得出安装合适的弹簧以及选择合适的阀瓣材料能够有效缓解水锤危害的结论[67]。

朱永辉对智能型液控缓闭蝶式止回阀进行了研究，阐述了此种止回阀的结构特点、工作原理、技术数据的选取与计算以及应用，智能液控缓闭止回阀维修方便、扭矩小，节省电能[68]；刘立志等应用CFD软件对偏心蝶式止回阀的2种阀瓣结构作了开启特性瞬态分析，原阀瓣结构开启过程中有不稳定现象存在且无法实现全开，而改进之后的止回阀能够达到全开状态[69]；王飞等针对止回阀内腔结构复杂的情况，对阀体和阀瓣进行了有限元分析，得出使用压力下的应力、应变和密封面比压分布情况[70]；张娜等采用Fluent有限元分析软件对轴流式止回阀阀瓣关闭过程进行模拟仿真，得出冲击过程中阀瓣与阀座应力、应变和能量转化的变化规律[71]；解凯等设计了一种三偏心蝶式止回阀自平衡阀瓣，分别介绍了自平衡蝶式阀瓣以及普通蝶式阀瓣的工程原理与结构特点，并阐述了自平衡阀瓣止回阀的设计方法与性能，新蝶式止回阀开启力矩较小，自平衡阀瓣作用更大[72]。

李贺军等采取ADINA软件分别对旋启式止回阀与梭式止回阀进行了流固耦合分析技术，获得了可视化的结果，根据对比结果得到梭式止回阀在整个开启过程中流态稳定、压力分布对称、流速分布均匀以及阀芯受力均衡等结论[73]；李科良等利用Fluent软件对轴流式止回阀优化前后进行模拟仿真，得出优化后流阻系数小于优化前，且随着进口流速的增大流阻系数减小，同时得出，进口速度不变时，流阻系数受进口压力的变化影响小[74]；隋浩等应用ANSYS Workbench对轴流式止回阀进行结构、流场及流固耦合分析，得出阀喉口处会出现背压，当偏离正常工况过大时，会产生空化现象[75]；李良超等运用计算流体力学方法对梭式止回阀的阀瓣运动特性、气穴分布、压力场和速度场作了仿真计算，梭式止回阀在开启过程中气穴的产生和阀瓣的开度以及进出口压力大小等有关，气穴会导致阀内流场不稳定[76]；程国栋等运用ADINA软件构建了旋启式止回阀与梭式止回阀的流固耦合模型，对两种阀门的流固耦合特性作了对比分析，梭式止回阀的流场对称性好、启闭特性更好[77]。

杨国来等采取SOLIDWORKS造型软件对轴流式止回阀进行三维造型，利用Fluent软件分析了止回阀的动态特性和压力降特性，得出了轴流式止回阀能够减小水锤以及节约能源等优点[78]；伍国果采取PROE软件对轴流式止回阀进行造型，再利用CFD软件分析了止回阀的压力降特性和动态响应，并与试验结果进行对比，结果表明轴流式止回阀防水锤性能好、节能[79]；段峰波等采用流固耦合和动网格技术仿真计算了轴流式止回阀动态开启过程，通过分析压降流量曲线和位移流量曲线之间的关系得出流量条件决定阀的开启[80]；蔡毅卿以轴流止回阀为研究对象，运用CFD软件对止回阀关闭过程中的可靠性进行了数值模拟，采取Monte Carlo方法对可靠性灵敏度以及可靠性概率进行了分析，得到降低阀瓣厚度、增加弹簧刚度能够提升止回阀可靠度的结论[81]。(www.xing528.com)

徐美林分析了H76型对夹式止回阀的压力场瞬态变化情况，根据计算结果对止回阀结构进行优化，优化后的止回阀耗材得以减少，运行时能量损失减少，有利于环保节能[82]；王宏伟等采用UG软件对球形止回阀进行造型，运用Fluent软件分析了止回阀内部速度和压力分布情况，并根据模拟结果对球形止回阀内部流道进行优化，新止回阀关闭时水击波降低，可靠性提高[83]；吴施熠徽等对两种轴流式止回阀进行数值模拟和流动协同分析，得出优化后阀内流体的速度场和速度梯度场协同性比优化前差，有效黏性系数小，阻力损失小，能耗低[84]；柯松林从流道、弹簧和阀瓣对轴流式止回阀流通能力的影响进行优化设计，优化后得出压力损失小，流通能力强，开启压差低的阀门[85]；吴红涛等介绍了无磨损球形止回阀QH44以及QH45的结构、原理、特点以及性能，并对止回阀进行了测试[86]。

李学飞介绍了套筒形、圆盘形以及环盘形等轴流式止回阀的工作原理、设计要点和关键零部件的设计方法，得到利用预压弹簧能够调节流体变化的结论，可以减缓止回阀的启闭速度，减小噪声和水击现象[87]；周跃华等利用自然力自动开合阀门设计理念设计了一种用于防止海水倒灌的大型单向止回阀，阐述了止回阀的结构、工作原理和技术方案，并介绍了3年多的实际应用情况[88]；庄会涛等设计了一种斜瓣倾转式止回阀，该种止回阀解决了传统止回阀的噪声、水锤和撞击大等缺陷，具有密封好、动作平缓和噪声小等优点[89]；陈德敏等针对大口径气体管道设计了一种新型旋启式止回阀，在普通止回阀的基础上增加了控制机构，新止回阀运行时阻力更小，停机时阀瓣能够自由落下[90]；唐俊等分析了国内箭型止回阀的使用情况，为了提高此种止回阀的安全性与使用寿命，设计了新型箭型止回阀，采取CFD软件对结构进行了分析并作了试验，新止回阀结构简单，密封可靠，维修方便，平均使用寿命约为400h[91]。

国内针对普通止回阀的研究已经趋于完善，已经形成了较为完善的研究体系，在当今节能环保的要求下，对于特种止回阀的需求也越来越大，比如用于核动力装置的止回阀，国内也有研究人员对这类止回阀开展了研究，比如冯章俊针对安装在船用核动力装置上的对冲式止回阀在低流量情况下关不严等问题，对止回阀的结构进行了相应的改进，并运用计算流体力学方法对2种止回阀结构进行了阀头受力、流量特性以及阻力系数的分析，根据结果对结构进行了优化，最后确定采用活动阀座以及增大冲压管外径[92]；王敏对安装在核反应堆冷却剂泵出口处的止回阀进行了研究，采用SOLIDWORKS软件构建阀体模型，运用Ansys分析了阀体在多种压力下的应变和应力分布[93]。

除了上述针对止回阀的研究之外，国内研究人员还对止回阀的选型和应用进行了探究，比如周展浩等在探讨止回阀阀前水压小的部位以及阀关闭后密封性的基础上，并结合应用实例，分析了止回阀型号的选择问题[94]；张宝江阐述了轴流式止回阀的各种功能，采用有限元软件对阀体和流道作了模拟计算，介绍了轴流式止回阀在国内外的生产与应用状况[95]。