倒流防止器止回阀紧闭性能检测方法探讨

蒋威

（国家阀门产品质量监督检验中心（福建），福建 泉州 362800）

市政供水管网在为末端用户输送生活饮用水的过程中，容易受到不同程度的二次污染，而回流污染是导致市政供水管网水质二次污染的主要原因之一[1-2]。为了保障人民饮用水健康与安全，倒流防止器已被广泛应用到市政供水管网系统中。与普通止回阀相比，倒流防止器防回流污染的可靠性、安全性更高[3]。倒流防止器能严格限定管道中水单向流动并在任何工况下防止管道下游的介质回流，有效地阻断回流污染，以达到保护供水水质安全的目的[4-5]。

倒流防止器主要由进水止回阀、出水止回阀和中间腔上的排水器等组成。其进水和出水止回阀的紧闭性能是倒流防止器隔断安全性的重要指标之一，是指倒流防止器的进水止回阀和出水止回阀从阀瓣开启状态到回座关闭并建立密封时，在其止回阀前后沿阀瓣开启方向的剩余压差值[6-8]。本文将介绍倒流防止器产品标准对其进水止回阀和出水止回阀紧闭性能的要求和检测方法，另外提出两种不同的检测方法，并探讨三种检测方法的优缺点和操作注意事项。

1 倒流防止器分类及其紧闭性能要求

根据GB 50015—2019 标准附录A，生活饮用水回流污染的危害程度根据终端用水工况，分为低危污染、中危污染和高危污染三个等级[9]。

目前市面上常用的倒流防止器产品主要有双止回阀倒流防止器、减压型倒流防止器和低阻力倒流防止器三种类型。三种倒流防止器的产品标准、结构特点、适用范围和紧闭性能指标如表1 所示。

2 紧闭性能检测方法

2.1 通过测量透明管液位高度的方法换算压差

表1 所列三个类型的倒流防止器产品标准均提供了利用测量透明测压管液位高度来测定进水止回阀和出水止回阀紧闭性能的方法。其中CJ/T 160—2010 和GB/T 25178—2020 规定透明测压管不小于DN 10，JB/T 11151—2011 规定透明测压管不小于DN 20。透明测压管上口开敞通大气，其试验装置原理如图1 所示。

试验系统主要由进水阀、透明测压管、进口检测阀、中间腔检测阀、出口检测阀、被测倒流防止器以及相关管路附件等组成。检测步骤如下：

（1）进水止回阀紧闭性能

如图1 a 所示，将透明测压4 的下口用软管与被测倒流防止器的进口检测阀5 连通，开启中间腔检测阀6 和出口检测阀7 通大气，通过进水阀1、2 向倒流防止器的进水腔内缓慢注水，观察透明测压管内液位上升，排净进水腔和中间腔内空气。待中间腔检测阀有水流出时，关闭进水阀。观察透明测压管内液位下降并最终停止，测量透明管液位至中间腔检测阀出口的垂直距离，换算成压差，应符合表1 规定。

图1 通过测量透明管液位高度的方法Fig.1 Detection method measured by measuring the height of the liquid level of the transparent tube

表1 倒流防止器分类及其紧闭性能要求Table 1 Classification of backflow preventers and their drip tightness requirements

（2）出水止回阀紧闭性能

如图1 b 所示。将透明测压管4 的下口用软管与被测倒流防止器的中间腔检测阀6 连通，关闭进口检测阀5，开启出口检测阀7 通大气，通过进水阀1、2 向倒流防止器的中间腔内缓慢注水，观察透明测压管内液位上升，排净中间腔和出口腔内空气。待出口腔检测阀有水流出时，关闭进水阀。观察透明测压管内液位下降并最终停止，测量透明管液位至出口腔检测阀出口的垂直距离，换算成压差，应符合表1 规定。

2.2 通过千帕表测量的方法

通过千帕表测量倒流防止器紧闭性能的试验装置原理如图2 所示。试验系统主要由压缩气源、减压阀、截断阀、进水阀、排水阀、稳压罐、千帕表、进口检测阀、中间腔检测阀、出口检测阀、被测倒流防止器以及相关管路附件等组成。

图2 通过千帕表测量的检测方法Fig.2 Detection method measured by kilopascal meter

检测步骤如下：

（1）进水止回阀紧闭性能

将千帕表11 与被测倒流防止器的进口检测阀12连通，开启中间腔检测阀13 和出口检测阀14 通大气，通过压缩气源1、减压阀2 和截断阀3 向稳压罐内充入合适的压力（不应超过千帕表8 和11 的量程），关闭截断阀3；通过截断阀10 向倒流防止器的进水腔内缓慢注水，待中间腔检测阀13 有水流出，排净进水腔和中间腔内空气，观察千帕表11 示数下降并最终稳定，读取其数值即为进水止回阀紧闭性能正向压差，应符合表1 规定。

（2）出水止回阀紧闭性能

将千帕表11 与被测倒流防止器的中间腔检测阀13 连通，关闭进口检测阀12，开启出口检测阀14 通大气，按（1）所示步骤排净中间腔和出口腔内空气，出口检测阀14 有水流出，观察千帕表11 示数下降并最终稳定，读取其数值即为出水止回阀紧闭性能正向压差，应符合表1 规定。

2.3 通过压差计测量的方法

通过压差计测量紧闭性能的实验装置原理如图3所示。试验系统主要由进水阀、压差计、进口检测阀、中间腔检测阀、出口检测阀、泄放阀、被测倒流防止器以及相关管路附件等组成。

图3 通过压差计测量的方法Fig.3 Detection method measured by differential pressure gauge

检测步骤如下：

（1）进水止回阀紧闭性能

如图3 a 所示。将压差计9 两端与被测倒流防止器的进口检测阀4 和中间腔检测阀5 连通，通过进水阀1 和2 向倒流防止器的进水腔内缓慢注水，关闭出水阀10，开启进口检测阀4、中间腔检测阀5、出口检测阀6 和泄放阀7、8，排净进水腔、中间腔和管路中的空气，待泄放阀7、8 出口有水流出时，关闭泄放阀7、8 和出口检测阀6，然后关闭进水阀；观察压差计上读数，应符合表1 规定。

（2）出水止回阀紧闭性能

如图3 b 所示。将压差计两端与被测倒流防止器的中间腔检测阀5 和出口检测阀6 连通，通过进水阀1 和2 向倒流防止器的进水腔内缓慢注水，关闭出水阀10，开启进口检测阀4、中间腔检测阀5、出口检测阀6 和泄放阀7、8，排净中间腔、出水腔和管路中的空气，待泄放阀7、8 出口有水流出时，关闭泄放阀7、8 和进口检测阀4，然后关闭进水阀；观察压差计上读数，应符合表1 规定。

3 检测方法对比和注意事项

（1）2.1 节通过测量透明管内液位与出口液位高度差的方法测量进、出水止回阀回座正向压差，2.2和2.3 可直接读取千帕表或压差计上示数测量压差，从试验原理上均能快速、准确地测量所需数值。

（2）采用2.1 节方法进行检测时，透明测压管需竖直安装。为了满足高压差工况的检测需求，透明测压管必须足够高，如减压型倒流防止器进水止回阀正向压差要求大于20 kPa，测量时其液位差需2 米以上。更高的压差需要更高的透明测压管，试验占用空间更大且透明测压管安装定位困难。在压差值不确定的情况下，无法确定所需透明测压管的高度，试验装置有一定的局限性。在测量液位高度差时容易受设备安装垂直度、测量定位和测量方向等原因影响，人为因素造成的测量误差较大。

（3）采用2.2 节方法进行检测时，为了减小测量误差，应采用精度等级0.4 级以上的千帕表。稳压罐为试验系统提供稳定的压力源，可以有效地减小检测过程中水冲击和流体惯性造成的测量误差。由于千帕表量程较小，为了防止检测过程超压造成千帕表损坏或人员伤害，应先通过减压阀2、截断阀4 和排水阀6 将稳压罐内压力严格控制在千帕表量程以内，再打开截断阀10 向被测倒流防止器供水。

（4）采用2.3 节方法进行检测时，压差计能直观地显示被测止回阀两端压差，其分辨率应为0.1 kPa以内。在试验时，压差计应水平安装，并通过泄放阀7、8 尽量排净腔内和管路中的空气，提高试验结果的准确性。

4 结论

为了防止回流污染，倒流防止器产品已被广泛应用于市政供水管网系统中，而进水和出水止回阀的紧闭性能是倒流防止器隔断安全性的重要指标之一。文献 [1-3]均提供了利用测量透明测压管液位高度差的方法来测量倒流防止器的紧闭性能。本文另外介绍了利用千帕表和压差计来测量的方法，并探讨三种检测方法的优缺点和操作注意事项。通过透明测压管的方法测量时应做好安装定位，采用更科学的测量方法测量液位高度差，减小人为因素对测量结果的影响；采用千帕表和压差计的方法测量时，对仪表的精度要求较高，操作时要注意压力变化，避免超量程使用千帕表和压差计。