各種排氣閥的結(jié)構(gòu)原理

 （1）浮球（筒）式排氣閥

這是zui早生產(chǎn)的進(jìn)排氣閥，一般不能在壓力大于0. 102MPa狀態(tài)自動(dòng)排氣，只能進(jìn)行進(jìn)氣和在充水或事故檢修后充水排氣，且進(jìn)排氣速度較其他形式慢，只適合于進(jìn)排氣量不大的情況。

（2）浮球（筒）杠桿式排氣閥

在浮球（筒）式排氣閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。通過杠桿原理使得在較大壓力狀態(tài)也能排氣，排氣zui大壓力一般不超過0. 08MPa。

上述兩類排氣閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但有一定缺陷。水氣相間時(shí)大排氣口僅能排出*段氣體，不能連續(xù)排氣。輸水管道坡度不大時(shí)，管道中大多是一段水一段氣的柱塞流狀態(tài)。浮球式排氣閥的浮力較小，排完*段氣體后水就把浮球托起，第二段氣體即有壓力， 假定壓力為0.12MPa，氣體對(duì)浮球的托力等于排氣口面積乘以管道內(nèi)壓力，計(jì)算可得DN100排氣閥托球力約1500N，DiV300排氣閥托球力約1000N，故大排氣口不可能再自動(dòng)開啟排氣，在柱塞流狀態(tài)中失去排氣功能。

（3）汽缸式排氣閥

汽缸式排氣閥是近幾年才出現(xiàn)的進(jìn)排氣設(shè)備（圖 23-41），是根據(jù)汽缸原理制成的不同于其他任何一種進(jìn)排氣閥的全新裝置，其原理是用浮筒杠桿等控制汽缸內(nèi)氣動(dòng)膜片動(dòng)作，從而控制閥體排氣口啟閉。在高壓（lMPa以下）狀態(tài)下，無(wú)論是多段水柱、氣柱相 間，有壓無(wú)壓氣體均可高速排出。

這類排氣閥結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是：大、小排氣口或僅大排氣口的有效排氣口徑不小于排氣閥公稱直徑的70%，排氣口徑大，排氣速度快，且在任何情況下均可高速排氣。一般設(shè)計(jì)者在選擇排氣閥時(shí)以排氣閥的公稱尺寸計(jì)算排氣量。汽缸式排氣閥則完滿足設(shè)計(jì)要求，真正起到防止管道出現(xiàn)水錘和爆管的作用。

（4）復(fù)合式排氣閥

復(fù)合式排氣閥是我國(guó)zui常用的排氣閥（圖 23-42），它在浮球（筒）式和浮球（筒）杠桿式排氣閥的基礎(chǔ)上組合改進(jìn)而成。在壓力狀態(tài)下微量排氣用浮球杠桿式排氣裝置，充水或其他情況下的大量進(jìn)排氣用浮球（筒）式裝置?？杉哟筮M(jìn)排氣口的尺寸，使得進(jìn)排氣速度有很大提高。

①結(jié)構(gòu)及用途本閥閥體為圓桶狀，閥門內(nèi)件包括不銹鋼浮球、杠桿及閥瓣。本閥安裝在泵出口處或配水管線中，用來(lái)排除集積在管中的空氣，以提高管線及水泵的使用效率，當(dāng)管內(nèi)一旦產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，此 閥迅速吸入外界空氣，以防止管線因負(fù)壓而損壞。介質(zhì)溫度：0?80°C。

②工作原理當(dāng)管內(nèi)開始注水時(shí)，閥瓣處于開啟的位置，進(jìn)行大量排氣，當(dāng)空氣排完時(shí)，閥內(nèi)充滿水，浮球上升并帶動(dòng)閥瓣關(guān)閉，停止排氣，當(dāng)管內(nèi)水正常輸送時(shí)，如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當(dāng)?shù)某潭?，閥內(nèi)水位下降，此時(shí)空氣由小孔排出。當(dāng)水泵停止時(shí)，管內(nèi)水流空或遇管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)塞頭迅速開啟，吸入空氣，確保管線安全。

復(fù)合式排氣閥的zui大特點(diǎn)是在任何高的壓差下進(jìn)排氣閥都不自閉。當(dāng)管道注水時(shí)，大量氣體從排氣孔迅速排出，無(wú)論排氣壓差多大，不排凈空氣排氣閥不 自閉。

空氣排出后，管內(nèi)的水自閥體下部進(jìn)人閥內(nèi)，浮體罩內(nèi)的浮體上浮，直到將升降罩頂?shù)介y口處，而進(jìn)排氣閥自動(dòng)關(guān)閉停止排氣不泄水。管內(nèi)水中溶解的空氣在運(yùn)行中逐漸析出，自然積累在管道高點(diǎn)管頂?shù)呐艢忾y中。由于進(jìn)排氣閥中進(jìn)入空氣，使得閥內(nèi)水面逐漸下降，但升降罩由于面積較大，只要管內(nèi)壓力略高于閥外，即能使向上的壓力大于升降罩自重，而將升降罩托住不能自動(dòng)下降。而浮 體頂部小閥口面積很小，即使內(nèi)外有zui大工作壓力的壓差，也小于浮體的自重；因此當(dāng)閥體內(nèi)水面降至浮體以下時(shí)，浮體借重力下落，將浮體頂部的小閥口打幵；于 是形成自動(dòng)小量排氣。當(dāng)氣體排空時(shí)，水面上升浮體升起，再將小閥口關(guān)閉，于是形成間斷地自動(dòng)少量排氣。

當(dāng)管內(nèi)受到負(fù)壓水錘和管道排空時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)升降罩受內(nèi)外壓差作用下降，將大閥口打開，通過進(jìn)排氣閥向管道迅速大量進(jìn)氣，以保證管內(nèi)壓力不致過低而使管材不致失穩(wěn)破壞和使管道盡快順利排空。

當(dāng)用進(jìn)排氣閥作為管道水錘防護(hù)時(shí)（圖23-43）， 在閥下裝一法蘭管接，下口伸到管頂下 （20%?30%）D處，此短管在管頂有一邦mm小孔， 當(dāng)停泵水錘發(fā)生時(shí)起始為負(fù)壓，進(jìn)排氣閥自動(dòng)打開向管內(nèi)大量進(jìn)氣使負(fù)壓減少，不致產(chǎn)生水柱拉斷。進(jìn)一 步發(fā)展到正壓力水錘時(shí)，管內(nèi)頂部空氣通過法蘭短管，排氣閥自動(dòng)向外排氣。當(dāng)管內(nèi)水面上升到（70%

空氣閉閥壓力：是指在大量排氣時(shí)，浮球被吹起 （吸起），堵塞大孔口，造成排氣閥關(guān)閉不能排氣的壓力。

日本標(biāo)準(zhǔn)JIS B 2063《給水管道空氣閥》規(guī)定， 排氣閥進(jìn)出口壓達(dá)到O.OlMPa之前不可閉閥，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)AWWAC512《供水系統(tǒng)用自動(dòng)排氣閥、空氣/ 真空閥及復(fù)合式排氣閥》對(duì)空氣閉閥壓力未做規(guī)定， 但美國(guó)各個(gè)排氣閥產(chǎn)品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的排氣閥，在樣本資料上標(biāo)出的空氣閉閥壓力均在0. 07MPa左右。 德國(guó)樣本標(biāo)出的大約為0. 08?0. lOMPa，’我國(guó)CJ/T 217標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的空氣閉閥壓力為不小于O.IMPa。工程實(shí)踐表明，實(shí)際在排氣過程中，當(dāng)排氣閥進(jìn)出口壓差為0.03?0.035MPa時(shí)，就能將管道中的空氣排完，這一數(shù)值在工業(yè)*國(guó)家都是承認(rèn)的，特殊情況如管道搶修緊急供水，深井泵出口的排氣閥空氣閉閥 力高一些，但一般均不會(huì)超高0. lOMPa。

吸力能力：復(fù)合式排氣閥的吸力能力是排氣能力的85%，為保護(hù)管道的安全，避免管道失穩(wěn)推薦用吸氣量為進(jìn)氣量的80%計(jì)算。

⑥復(fù)合式高速排氣閥的作用

a.在空管充水時(shí)，自動(dòng)地排出管內(nèi)大量的空氣， 以免使未排凈的空氣在管道內(nèi)形成氣囊阻礙水的流動(dòng)。

b.在壓力管道運(yùn)行中，能自動(dòng)排除少量由水中分析出的空氣，以免阻水。

c.在管道發(fā)生負(fù)壓時(shí)能自動(dòng)快速地進(jìn)氣，以免管道由于負(fù)壓過大而發(fā)生失穩(wěn)破壞，對(duì)于小口徑的球墨鑄造鐵管，zui大負(fù)壓值一般不能超過0.035MPa, 大口徑薄壁受zui大負(fù)壓值一般在0. 014?0. 025MPa 之間。超出時(shí)管道會(huì)失效。

在管道放空時(shí)，能自動(dòng)大量地進(jìn)氣，使放水加快，縮短停水時(shí)間。用特殊方法安裝，能消除管道上由于停泵水錘，產(chǎn)生拉斷水柱的破壞性水錘，以保證管道安全運(yùn)行。

⑦復(fù)合式排氣閥的排氣量計(jì)算和口徑選擇一 般情況下每千米左右管道安裝一臺(tái)排氣閥，安裝位置參考圖23-46，在管道較高的若干點(diǎn)上裝設(shè)排氣閥， 計(jì)算出其zui大的排氣或吸氣量，由重力流計(jì)算：

Q=0. 0027 7SD5

S=tana（23-5）

式中Q流量，m3/h;

a一一管道與水平斜角，（°）;

D一~管道通徑，mm。

由于排氣壓差（壓力）在小于或等于0.035MPa 時(shí)即可排完管道內(nèi)空氣，查排氣量表帥為0. 035MPa時(shí)的排氣量（m3/h），作為選擇依據(jù)排氣閥口徑的依據(jù)