供水管道用水锤吸纳器结构与应用

供水管道用水锤吸纳器结构与应用

韩同祝

（浙江班尼戈流体控制有限公司浙江嘉兴314305）

【摘要】分析了水锤吸纳器器的结构特点、工作原理，介绍水锤吸纳器器的安装使用情况

【关键词】水锤吸纳器

Conformation and Application of

The Water Hammer Arrestor For Water Supply Systems

HAN Tong-zhu

Zhejiang Banninger Fluid Control Co.,LTD,Jiaxing 314305,china) Abstract:It analyses the conformation and elements,introduces the application

Key words:water hammer arrestor

1 概述

众所周知，在有压力管道中，由于某种原因（如水泵机组突然停泵、阀门突然关闭等）使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水击。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，故亦称为水锤。

由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，其危害很大，甚至会引起管道的破裂，影响生产和生活。压强过高，将引起管子的破裂；反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。

水锤吸纳器作为保护供水管道安全的有效缓冲设施，在石化、市政、给排水、消防、暖通等众多管网中已广泛使用。它能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护管道的目的。因此，水锤吸纳器也常被称为水锤消除器。

2 结构特性

简单地说，水锤吸纳器是一种通过密封气压腔对水锤实现缓冲，能防止流体管道和设施免遭水锤破坏的自力保护装置。

管道工程上常见的多指建筑给水水锤吸纳器，公称尺寸DN15～DN300、公称压力不大于PN50、温度0℃～70℃。根据吸纳器缓冲气压腔的结构不同，可分为活塞式吸纳器(如图1所示)和胶胆式吸纳器(如图2所示)。这种装置的两端部可采用法兰连接和螺纹连接。小于DN50宜采用螺纹连接，大于和等于DN50宜采用法兰连接。

若公称尺寸不大于DN50、最高工作压力不大于0.4MPa、管道内介质平均流速不大于3m/s 工况下，可选用无预置充气压力的螺纹连接水锤吸纳器(如图3所示)。

1.连接螺母(或连接法兰)

2.挡圈

3.密封圈

4.活塞

5. 壳体

6. 冲气塞组件

7. 压力表组件

8.封头

9.缓冲气压腔

图1 活塞式水锤吸纳器

1.连接螺纹(或连接法兰)

2.压块

3.紧定螺钉

4.闷头

5. 壳体

6. 压力表组件

7. 冲气塞组件

8. 缓冲气囊 9.胶胆 10.多孔衬套 11 .连接螺母(或连接法兰)

图2 胶胆式水锤吸纳器

1.连接螺母

2.弹簧

3. 胶胆

4. 缓冲气囊

5. 壳体

6. 连接螺纹

图3 螺纹连接水锤吸纳器

3 工作原理

常见的水锤吸纳器是一种利用空气的可压缩性来缓冲水锤冲击，免除管网系统及泵阀组件因水锤波的冲击而受到严重伤害。大大延长其使用寿命，并可消除由水锤产生的噪音。

活塞式水锤吸纳器由壳体、活塞、缓冲气压腔等组成，当冲击波进入水锤吸纳器时，水击波作用于活塞上，活塞将往容气腔方向运动，活塞在一定压力的气体和不规则冲击波双重作用下来回运动，形成一个动态平衡，这样就消除了不规则的水击波震荡。

胶胆式水锤吸纳器由壳体、胶胆、衬套、缓冲气压腔等组成，当冲击波进入水锤吸纳器时，水击波作用于多孔衬套及胶胆上，胶胆将往容气腔方向膨胀运动，胶胆在一定压力的气体和不规则冲击波双重作用下往复运动，形成一个动态平衡，这样就消除了不规则的水击波震荡。

由于气体的可压缩性强，能很好地吸收和释放能量。

4 产品要求

总体而言，对于水锤吸纳器产品，必须耐压可靠、吸振稳定、预设缓冲气压合理。

(1)缓冲气压腔容积应大于理论计算所确定的值（计算方法可参阅相关资料）。

(2)壳体做静水压强度试验时，应保证与渗漏、冒汗及可见性变性，对不合格的壳体不应采用补焊、锤击等方法进行修补。

(3)向缓冲气压腔充注预置压力时宜用干燥的空气或氮气，预置充气压力值宜为给水系统工作压力的0.9倍。

(4)水锤吸纳器吸纳水锤后，输水管内最高压力峰值应小于系统工作压力的1.3倍。

5 安装使用

水锤吸纳器通常应用于高层建筑的给水泵或小型水泵装置管路系统上，具有在无需阻止水流条件下，有效吸收水击的能力，能够较好地消除管路的振动和噪音。

(1)阀体上的压力表，安装前显示阀体气室压力，安装后显示管道压力。

(2)安装前请确认，水锤消除器气室压力不得高于管道压力。

(3)当扬程50m以上，压力5Kgf/cm2以上时，建议长管道下方及逆止阀上方转角处各安装一只水锤消除器。

(4)为考虑维修，建议保留10cm阀体与墙面间隙，方便维修动作。

(5)若管道内水压力较低，或水锤消除器气室压力较低，皆可在水锤消除器上方注气栓加入气压或释放气压。

(6)水锤消除器气室压力，维持于管道压力50%~70%时水锤消除器效果最佳。

(7) 二次侧为开放压力场合（例如定水位阀，卫浴器具，水龙头等），注气1-1.3Kgf/cm2较适合。

(8) 配置在管路上的吸纳器可以是一个或多个，但其缓冲气压腔容积之和应大于理论计算所确定的值。

6 结语

供水管网中水锤现象是普遍存在的，其所产生的危害也是很大的。因此在供水系统中使用一些用以减少水锤的设备是很有必要的。水锤吸纳器作为一种可有效减少水锤影响的管道保护装置，在管道系统中正在被广泛使用。

参考文献:

[1] CJ/T 300-2013，建筑给水水锤吸纳器. 北京：中国标准出版社，2013

[2] ASSE 1010-2004，水锤吸纳器的性能要求.