减压型和低阻型倒流防止器的防倒流性能分析

减压型倒流防止器正常流态时如图2.38a所示：2个止回阀被正向压力水力开启，而泄水阀则被正向压力水力关闭，水流正常流畅。背压回流状态下，如图2.38b所示：当P 3升高至P 1时（背压），2个止回阀都被弹簧快速关闭，并且泄水阀迅速开启泄流。虹吸回流状态下，如图2.38c所示：P 1下降至一定值时，2个止回阀关闭，泄水阀开启泄流，将中间腔泄水减压。

图2.38　减压型倒流防止器

低阻型倒流防止器主阀第一级、第二级的止回阀瓣为同轴控制，两个止回阀瓣的关闭力均来自出口压力，采用了水力控制的原理。当进、出口端存在正常压力差时，如图2.39a所示：只要出口压力小于进口压力，则前后两止回阀开启，排水器关闭。当进口压力小于出口压力时，如图2.39b所示：两个止回阀由于失去弹簧预紧力而关闭，此时排水器打开。

图2.39　低阻型倒流防止器原理

2.6.3.1　防背压回流性能分析

减压型倒流防止器的防背压回流能力，如图2.40所示：当下游压力P 3升高时，P 2同步升高，当P-P 2=ΔP 12≤止回阀的预紧力ΔP止时（0.024MPa≤ΔP止≤0.055MPa[28]），则止回阀关闭；P 2继续升高，至ΔP 12≤ΔP泄（泄水阀的预紧力ΔP泄≤0.020MPa[28]），则泄水阀开启。如果此时下游压力迅速升高，则由于较大的弹簧预紧力，两个止回阀迅速关闭，然后泄水阀又由于ΔP泄的强制保证而迅速开启，整个过程一气呵成，不会形成回流条件，因此减压型倒流防止器是具有严格防背压回流性能的。

图2.40　减压型倒流防止器防背压倒流示意

低阻型倒流防止器，如图2.41所示：当下游压力P 3升高，至P 1-P 3=ΔP 13≤ΔP止时（0.012MPa≤ΔP止≤0.024MPa），止回阀关闭；P 3继续升高，至ΔP 13≤0时，泄水阀开启。整个过程也同样可以完成止回阀关闭、排水器开启的动作。

图2.41　低阻型倒流防止器防背压倒流示意

2.6.3.2　防虹吸回流能力对比

减压型倒流防止器的防虹吸回流能力。如图2.42所示：当上游压力P 1降低至ΔP 12≤ΔP止时，止回阀关闭；P 1继续下降至ΔP 12≤ΔP泄时，泄水阀开启泄水直至出现空气隔断，可以完全防止虹吸回流。即使上游压力波动，由于两级弹簧的预紧力相对较大，上、下、中游的压力相差较大，介质是不可能倒流的。行标的相关规定保证了泄水阀弹簧的预紧力，故泄水阀弹簧反应迅速，不会形成中间泄水腔排水不及时而进入上游的情况。因此，减压型倒流防止器是能严格防止虹吸回流的。

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图2.42　减压型倒流防止器防虹吸倒流示意

低阻型倒流防止器，如图2.43所示：当P 1下降，ΔP 13也同时减小至ΔP 13≤ΔP止时，止回阀关闭；P 1继续减小，至ΔP 13≤0时，泄水阀开启。同样，整个过程也可以完成止回阀关闭、泄水阀开启的动作。

图2.43　低阻型倒流防止器防虹吸倒流示意

减压型倒流防止器之所以“减压”，是因为两个止回阀的弹簧造成的，而正是由于这两个弹簧有较大的刚度才可以保证止回阀迅速关闭，泄水阀也可以迅速打开，保证了水质安全。

2.6.3.3　试验标准解析

目前，现行的国家标准为GB/T25178—2010《减压型倒流防止器》和JB/T11151—2011《低阻力倒流防止器》，主要的性能试验要求如表2.6和表2.7所示[29，30]。

表2.6　减压型倒流防止器标准要求

续表

表2.7　低阻力倒流防止器标准要求

续表

给水管道防回流污染设施的应用，在西方发达国家已经有近40年的成功经验。随着社会的发展，人们开始重视并逐步推广生活给水管道防回流污染的应用技术。在供水管线上采用倒流防止器，直接串联调速水泵的供水，取消贮水池和水箱，消除二次污染源，节约了建筑成本，减少了建筑面积，而且充分利用自来水厂的供水压力，节约了加压供水的电耗，社会效益十分可观。