一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，該空氣閥組以一體式或分離式安裝在輸液管路或容器系統(tǒng)上，其高速排氣孔可調(diào)節(jié)控制，且單獨設(shè)立，通常小于吸氣孔，與高速吸氣孔分開設(shè)置而非相互共用，既允許獨立選型和調(diào)節(jié)，分別滿足高速排氣和高速吸氣二個不同的流量、直徑或比例要求，同時很巧妙地形成二個內(nèi)置式氣囊。該閥組是獨立中速排氣、獨立高速吸氣和微量排氣的組合，具有十幾個功能：獨立中速排氣、獨立高速吸氣、微量排氣、高吸中排防水錘、高吸微排防水錘、內(nèi)置氣囊防水錘、內(nèi)置氣囊防凍、后置調(diào)節(jié)控制閥、二個壓力表現(xiàn)場監(jiān)控空管充液過程孔口壓差和總壓差等，能夠滿足液路系統(tǒng)各種通氣及安全保護要求。
【專利說明】一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的普通空氣閥采用的是高速排氣口和高速吸氣口為同一個孔口，不能夠獨立選型，傳統(tǒng)的高速排氣孔口徑通常偏大，不能調(diào)節(jié)控制，而吸氣孔口徑相對偏小，吸氣量明顯不足，負壓風險偏高，微量排氣孔口單一、偏小，只有一個尺寸為1.6_，(見排氣閥行業(yè)推薦標準CJ/T217-2005)，無法滿足大管微量排氣需求。
[0003]管路或容器系統(tǒng)空管充水或充液時，高速排氣孔口高速排氣，孔口處會產(chǎn)生一定的氣體壓差，當壓差達到2kPa~30kPa時，普通高速排氣閥或者復合式排氣閥的浮球都會被聞速氣流吹起上浮，堵住聞速排氣大孔口，從而使聞速排氣閥提如停止聞速排氣，其后果是:管線或容器內(nèi)大部分氣體沒有排出，管線或容器排氣不徹底，不能完全充水或充液，半液半氣，嚴重影響管線輸液效率或者容器充液量，從而引發(fā)壓力不穩(wěn)定、交替接觸液汽而導致管壁腐蝕、計量不準確等問題。
[0004]傳統(tǒng)復合式排氣閥的大孔口被提前吹堵之后，如果僅僅依賴微量排氣孔口排除剩余的大容量氣體，需要很長的時間，將大幅度延長管線或容器空管充液的時間，嚴重降低工作效率，長距離管線甚至可能需要I~2個月時間才能完成空管充液，這對于只有很短夏季的北方地區(qū)來說，影響尤為重大。
[0005]為了防止吹堵，只能降低孔口高速排氣時的壓差；為了降低孔口壓差，往往會設(shè)計選用過大尺寸的高速排氣孔口；也因為排氣與吸氣共用一個孔口而不能獨立選型的缺陷，為了同時滿足高速吸氣對孔口尺寸的要求，高速排氣孔口通常會被選擇過大2~4級。其后果可能是:孔口壓差降低了，但同時充液時的氣體阻力也降低了，導致充液速度反而過大(不是減小)，也就是快速充液，快速液流到達空氣閥大孔口時，會把浮球快速浮起，關(guān)閉孔口，停止液流，導致可能的排氣閥關(guān)閥水錘Ah = a* Δ V/g ^ 100* Δ V，水錘升壓Ah與流速變化量AV的約100倍成正比，從而引發(fā)爆管，這其實就是許多空管充液爆管的真實原因之一:排氣閥高速排氣孔口過大，而不是排氣閥不排氣或孔口偏小或排氣能力不夠；而動力式高速排氣閥及其組合而成的三孔排氣閥則能夠為充液提供合適的背壓和充液速度而不影響吸氣能力，從而避免排氣閥關(guān)閥水錘。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對上述技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，該空氣閥組至少具有14個功能:獨立中速排氣、獨立高速吸氣、獨立微量排氣、獨立后置調(diào)節(jié)控制閥、高吸中排防水錘、高吸微排防水錘、內(nèi)置氣囊防水錘、內(nèi)置氣囊防凍、高速排氣孔口自動臨時關(guān) 閉、手動放氣閥、手動放水閥、手動沖洗閥和現(xiàn)場壓力表監(jiān)控，以及中央導管高速排氣通道(短管)額外氣流阻力(作為充液背壓)進一步降低充液速度，使該空氣閥組能夠解決液路系統(tǒng)中各種情況下的通氣問題及安全保護問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下方案來實現(xiàn):一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，該空氣閥閥組安裝在輸液管路或容器系統(tǒng)上，它包括負壓吸氣閥、微量排氣閥、高速排氣閥及出口端后置調(diào)節(jié)閥；所述高速排氣閥通過螺紋或法蘭直接連接在負壓吸氣閥的頂部或側(cè)面，負壓吸氣閥連接于輸液管路T型頸部接口，微量排氣閥連接在高速排氣閥的側(cè)壁上或負壓吸氣閥的頂蓋上或側(cè)面；所述空氣閥閥組的高速排氣孔口可以調(diào)節(jié)控制，且單獨設(shè)立，與高速吸氣孔口分開設(shè)置而非相互共用，既允許獨立選型和調(diào)節(jié)，分別滿足高速排氣和高速吸氣二個不同的流量或不同速度或不同口徑或不同進排氣比例要求，也可以疊加吸氣量，并在空氣閥閥組內(nèi)設(shè)置了二個內(nèi)置式氣囊；
[0008]a、所述高速排氣閥，它位于負壓吸氣閥的閥蓋上部，通過連接管或直接用螺紋或法蘭與負壓吸氣閥連接，它包括第三閥體、第三閥蓋、第二浮球、高速排氣孔口和出口端后置調(diào)節(jié)閥，在管路或容器空管充液時，高速排氣孔口提供適量的中高速排氣能力并控制管路的充液速度，按計劃進度順利向管路或容器充液，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速排氣孔口，而不需兼顧考慮其他因素；所述第三閥體上端開口處與共用閥座連接，兩者連接處之間通過密封圈密封，在所述共用閥座上端設(shè)有側(cè)面開孔的第三閥蓋，所述第三閥蓋內(nèi)部設(shè)有過濾網(wǎng)，其四周開孔透氣，該開孔為高速排氣窗口 ；所述第三閥體內(nèi)部為空腔，在該空腔內(nèi)中心設(shè)有第二浮球，該第二浮球上下兩端用導向桿導向定位，可以在第三閥體內(nèi)部空腔下部的支撐座與調(diào)節(jié)閥閥桿的中央導孔內(nèi)上下移動；所述支撐座上設(shè)有導向孔，第二浮球下端導向桿通過該導向孔；所述共用閥座為通孔，其上下各有一個孔口，分別為下部的高速排氣孔口和上部的調(diào)節(jié)閥孔口 ；所述共用閥座上端開口呈倒立的錐形，在該錐形開口的上方設(shè)有呈圓錐形的調(diào)節(jié)閥閥瓣的后置調(diào)節(jié)閥，所述共用閥座下端孔口成圓錐形，與密封圈一起構(gòu)成高速排氣孔口，其向下的開口角度不小于90° ;其下端為浮球閥瓣；密封圈與浮球的密封接觸點成點狀線形密封，密封圈外形在突出密封接觸點后迅速內(nèi)斂，避開與浮球的大面積接觸，該密封接觸點所在圓圈直徑不大于高速排氣孔口直徑；第二浮球的直徑與高速排氣孔口直徑的比例不小于1.45 ;與密封接觸點圓圈直徑的比例也不小于1.45，避免孔口密封圈抱持第二浮球；
[0009]b、所述負壓吸氣閥，它包括第一閥體、第一閥蓋、高速吸氣孔口和可以帶調(diào)節(jié)彈簧的第一閥瓣；所述第一閥瓣的上部受力面積大于下部與外界大氣接觸的受力面積，無壓或者正壓狀態(tài)下，該第一閥瓣利用自身重力或者加上上部正壓落座在閥座密封圈上，由燕尾槽內(nèi)的O型圈閥座密封圈與第一閥瓣形成橡膠+金屬雙層復合密封；當系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓時，外界大氣壓力上推第一閥瓣開啟高速吸氣孔口及時吸氣，向管系統(tǒng)中補氣，使管內(nèi)不產(chǎn)生真空環(huán)境或者使真空度下降到一個很低的值，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速吸氣孔口 ；該第一閥瓣由兩端導向中間挖空的長程導套套于中央導管上，使第一閥瓣在負壓時開啟上移過程中不會傾斜阻滯，保證啟閉順利；該中央導管上端定位于第一閥蓋上，下端被中心支承座的導孔導向，其上部或者下部都可以套入一個調(diào)節(jié)彈簧及調(diào)節(jié)螺母，其頂部由一個硬度偏軟適中的F4材質(zhì)的薄墊片調(diào)整高度，用于調(diào)整中央導管高度與閥蓋與閥體之間的尺寸鏈的公差配合，同時用于適量傳遞分配第一閥蓋頂部壓力于四周幅輪支撐和中心支撐座；所述負壓吸氣閥全部的吸氣通道面積至少是公稱通徑截面積的1.0?1.1倍；
[0010]C、所述微量排氣閥，直接固定連接在高速排氣閥的側(cè)壁上或者負壓吸氣閥頂部的另一側(cè)，或者在高速排氣閥側(cè)壁及負壓吸氣閥頂部的另一側(cè)各安裝一個微量排氣閥而成為四孔排氣閥，所述微量排氣閥包括第二閥體、第二閥蓋、第一浮球、杠桿組件和微量排氣孔口 ；在正常運行時，借助于第一浮球浮力和杠桿組件的聯(lián)合作用，微量排氣孔口在壓力狀態(tài)下及時將水中釋放的空氣排出管(系統(tǒng))外；所述微量排氣閥孔口尺寸在0.5_?25_之間，可任意選擇，所述第一浮球設(shè)于第二閥體的腔室內(nèi)，與杠桿組件連接；所述微量排氣閥除了與高速排氣閥連接的側(cè)面支撐外，其底部還可以采用可伸拉的或接調(diào)節(jié)套筒作為額外支撐，使微量排氣閥的底部向下支撐在第一閥蓋上；同時在上部可采用薄片綁帶與高速排氣閥捆綁，形成三點支撐，增加了整體剛性和抵抗人為踩踏的承重能力。
[0011]進一步的，所述第一閥體與中央導管之間形成一個微量排氣的死角，從而構(gòu)成一個天然的內(nèi)置式氣囊；該內(nèi)置氣囊還可以通過延長中央導管長度(至安裝頸部甚至主管道內(nèi))和第一閥體梯形圓筒長度或者連接管長度擴大體積；也可以通過擴大負壓吸氣閥尺寸擴大內(nèi)置氣囊體積；還可以將微量排氣閥的側(cè)面接口通過引導管和控制閥引導到安裝頸部的側(cè)面邊緣，同時堵塞底部下接口而形成頸部大氣囊；該內(nèi)置氣囊在充液之前自然存在，充液過程中不受影響，正常運行過程中會繼續(xù)聚集空氣而且與系統(tǒng)保持等同壓力，其體積有幾百毫升至幾十升，能夠就近吸納局部水錘，也能部分允許液體結(jié)冰時體積膨脹；其位置位于主管道上方，不增加主管道液流阻力；所述負壓吸氣閥中央導管不但上端定位于吸氣閥閥蓋，而且在下端由負壓吸氣閥的下部中心通孔導向，確保與水平線垂直并且與第一閥瓣成垂直角度；改變第一閥瓣重量或者在中央導管上套接彈簧，就可以改變負壓開啟值，該開啟值調(diào)節(jié)范圍在_90000Pa?-1OPa之間；所述第一閥體上的中心支承座采用了多塊片狀斜拉斜撐幅輪；其外環(huán)四周支承座也采用了多塊片狀平拉斜撐幅輪。
[0012]進一步的，所述高速排氣閥內(nèi)設(shè)置第二浮球，其上下兩端都設(shè)有導向桿定位，允許第二浮球上下移動改變高速排氣孔口附近上游通道的過流面積，動力式不怕吹堵特性允許在管(系統(tǒng))內(nèi)建立起較高而且合適的氣體壓力，使之成為充液時液柱前進的背壓阻力，從而自動而適當?shù)亟档鸵褐某湟核俣?，并使之達到合適的數(shù)值；所述第二浮球通過導向桿上下雙向全程精確導引，其豎向自由活動而橫向被精確限制，橫向擺幅被大幅減小，既避免了橫向撞擊，更能保證坐合時精確對位，關(guān)閉嚴密；在壓力較高時，為了避免第二浮球上浮過度擠壓閥座密封圈使之過度疲勞變形，在第二浮球到達密封接觸點后一定行程范圍內(nèi)，頂部調(diào)節(jié)螺栓將會限制第二浮球的過度上浮。
[0013]進一步的，所述高速排氣孔口比高速吸氣孔口小幾級，既大幅度降低高速排氣閥的整體尺寸，又提高孔口壓差，使孔口可以產(chǎn)生5kPa?35kPa的氣體壓差，增大充液背壓，降低充液速度；所述第一閥體內(nèi)設(shè)置了中央導管，其口徑與高速排氣孔口直徑相同，長度IOOmm?600mm(還可以繼續(xù)往下延伸至安裝頸部甚至管道系統(tǒng)內(nèi))，形成短管形氣流通道，也能產(chǎn)生一定量的氣體阻力，又增大充液背壓，進一步降低充液速度；所述后置調(diào)節(jié)閥為孔口壓差調(diào)節(jié)控制閥，位于高速排氣孔口的出口端，通過該調(diào)節(jié)閥可以再次產(chǎn)生IkPa?IOOkPa甚至更高的壓差；三者合成可以產(chǎn)生20kPa?90kPa的氣體壓差，使之成為系統(tǒng)充液液柱前進的背壓阻力，降低并且隨意控制空管充液速度；后置調(diào)節(jié)閥的加入，彌補了孔口尺寸級差造成的壓差值空擋，使任何空管充液過程都變得緩慢且可控，空管充液壓差不再是與孔口尺寸檔次相對應(yīng)的離散數(shù)據(jù)，而成為連續(xù)的、增減緩慢且可調(diào)的連續(xù)數(shù)據(jù)，由結(jié)合閥組上1#壓力表和2#壓力表現(xiàn)場監(jiān)控孔口壓差和總壓差，大大提高了空管充液過程這一極端工況的可操作性和安全性能。
[0014]進一步的，所述共用閥座下端孔口成圓錐形，其與密封圈配合形成圓形線形閥口軟密封+金屬硬密封雙層復合密封形式；密封接觸點圓圈直徑不大于高速排氣孔口直徑；第二浮球直徑與高速排氣孔口直徑之比不小于1.45 ;第二浮球直徑與密封接觸點形成的圓圈直徑之比也不小于1.45 ;高速排氣孔口開口角度不小于90°。
[0015]進一步的，所述第三閥體與微量排氣閥連接管之間也形成一個微量排氣的死角，從而構(gòu)成第二個內(nèi)置式氣囊；所述高速排氣孔口小于高速吸氣孔口，管(系統(tǒng))內(nèi)的氣體的排出流量大大低于排出流量，從而在高速進氣又中高速排氣時能夠臨時截留一部分空氣，形成臨時性的彈性氣囊，再加上二個內(nèi)置式氣囊，能夠緩沖彌合水柱的撞擊能量，降低水柱彌合加速度，抑制空腔彌合水錘升壓，進出空氣的孔口直徑之比達到1.5:1?5:1，也就是進出面積之比達到2:1?25:1 ;頂部后置調(diào)節(jié)閥還允許在系統(tǒng)第一次(空管)充液完成后人為關(guān)閉，在關(guān)閉后，其聞速進排氣比例將在原來基礎(chǔ)上大幅度提聞，最聞可以達到40000:
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[0016]進一步的，所述第一閥蓋上端設(shè)有人工泄氣閥，該人工泄氣閥還可以作為手動放水閥或手動沖洗閥；所述第一閥體底部設(shè)有二個人工泄水閥；在所述第三閥體的上部圓形側(cè)面上開有1#小孔，第三閥體底座圓形側(cè)面上另開有2#小孔，兩個小孔可分別連接壓力表和微量排氣閥或者微量排氣閥和壓力表；微量排氣閥閥蓋上也有一個堵頭密封的預留孔口，這些上中下二三個小孔相互配合，可以對整個空氣閥閥組進行內(nèi)部沖洗；放氣放水小孔可方便閥內(nèi)放氣或者現(xiàn)場取水，二個壓力表和可以現(xiàn)場監(jiān)控空管充液過程中的孔口壓差和總壓差，指導空管充液現(xiàn)場作業(yè)。
[0017]進一步的，所述負壓吸氣閥吸氣口朝下、吸氣時空氣向上流動，形成朝下型上吸式吸氣口結(jié)構(gòu)，該吸氣口內(nèi)還可以內(nèi)嵌若干目數(shù)的過濾網(wǎng)，能夠避免灰塵和昆蟲類細小生物在閥口堆積做窩從而被吸入輸水管道，減少灰塵和可能的生物污染，避免降低供水水質(zhì)。
[0018]進一步的，所述空氣閥閥組不但可以三閥復合成一體式，也可以分開安裝，分別為:單獨高速排氣閥+復合式注氣微排閥；或者，單獨高速吸氣閥+ 二孔復合式空氣閥；甚至，三個獨立的空氣閥，分別安裝于安裝頸部頂法蘭上方，其下方各安裝一個隔離閥；如果將高速排氣閥的接管位置使用延長管向下延伸到安裝頸部中下部位置，甚至延伸到頸部之下到了主管道內(nèi)，空管充水過程中高速排氣閥快速關(guān)閉時，不但閥組內(nèi)有I?2個內(nèi)置氣囊，安裝頸部還留有一個更大的氣囊，能夠吸納高速排氣閥在空管充水即將完成而快速關(guān)閉時可能產(chǎn)生的關(guān)閥水錘；如果某個節(jié)點希望在完成空管充水之后繼續(xù)保留這個頸部大氣囊，還可以將微量排氣閥的下接口封堵，從其側(cè)面接口通過連接管和控制閥將微量排氣閥的接口引導到下方安裝頸部的側(cè)面，這樣，就可以儲存這個比上述二個內(nèi)置氣囊大很多倍的大氣囊，它位于主管道上方，不影響主管道液流；安裝頸部的尺寸可以主管道的公稱通徑DN為參考，選擇0.5倍DN至幾倍DN都可以，形成節(jié)點內(nèi)置氣水混合小調(diào)壓塔型大氣囊，它具有相當大的穩(wěn)壓和調(diào)壓能力。
[0019]本發(fā)明的有益效果具體如下:
[0020]1.具有三個獨立的通氣孔口，每個孔口的尺寸設(shè)計選型都能獨立進行，克服了普通(二孔)復合式排氣閥由于采用同一個高速排氣和高速吸氣孔口、從而不能獨立選型的缺點；[0021]2.高速排氣孔口比吸氣孔口小許多，從而大幅減小高速排氣閥的尺寸，故可以改稱為“中高速排氣孔口”；
[0022]3.高速排氣孔口不怕吹堵，因此允許在較高的孔口氣體壓差下高速排氣充液；
[0023]4.高速排氣孔口縮小增大孔口壓差外，中央導管形成短管效應(yīng)，產(chǎn)生額外壓差，導致充液背壓進一步增大，空管充液速度降低而且可控(快充容易爆管)，二個壓差都可現(xiàn)場顯示監(jiān)控。
[0024]5.保證系統(tǒng)擁有合適的微量排氣能力，提高管線輸液效率，降低輸液能耗，減少重復建設(shè)投資，節(jié)能降耗；
[0025]6.朝下型上吸式吸氣口結(jié)構(gòu)，避免灰塵和昆蟲類細小生物在閥口堆積做窩從而被吸入輸水管道，減少灰塵和可能的生物污染，避免降低供水水質(zhì)；
[0026]7.二個內(nèi)部儲氣結(jié)構(gòu)形成二個具有一定體積的內(nèi)置型局部氣囊，就近吸納排氣閥空管充液排氣最后一刻可能的關(guān)閥水錘，和運行過程中可能出現(xiàn)的其他局部水錘，相當于在管線系統(tǒng)中設(shè)置了多個分散型的氣囊式水錘吸納器，額外增加系統(tǒng)安全性；
[0027]8.內(nèi)部儲氣結(jié)構(gòu)緩解低溫冰凍脹裂閥體；
[0028]9.聞吸中排比例達到2:1?25:1，具有抑制彌合水銀的能力；
[0029]10.高吸微排比例達到100:1?40000:1，具有很高的抑制彌合水錘的能力；
[0030]11.高速排氣能力后置調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)質(zhì)量優(yōu)秀，彌補孔口級差空擋，使空管充液阻尼背壓由與檔次型孔口尺寸相對應(yīng)的離散數(shù)據(jù)變?yōu)檫B續(xù)緩慢可調(diào)的連續(xù)數(shù)據(jù)，大大提高空管充液這一極端工況的可操作性和安全性，實現(xiàn)恒壓充液；
[0031]12.高速排氣孔口的后置調(diào)節(jié)閥可以人為關(guān)斷，而不影響其它孔口 ；
[0032]13.高速排氣閥的浮球閥瓣上下兩端雙導桿導向，大幅抑制高速氣流側(cè)向撞擊力對浮球的橫向沖擊和振動，避免損壞和提如吹堵；
[0033]14.高速排氣流線型氣流通道:從進口至閥蓋開孔窗口，氣流通道全程呈流線型，很少阻礙和擾動，使浮球閥瓣不受氣流擾動影響而避免被提前吹堵；
[0034]15.高速排氣閥浮球頂部圓球與閥座密封圈之間的線密封結(jié)構(gòu)、吸氣閥第一閥瓣與第一閥座之間的金屬與橡膠雙重密封結(jié)構(gòu)、微量排氣閥孔口軟密封結(jié)構(gòu)既能實現(xiàn)低壓密封，如在20kPa = 2mH20時能保持低壓密封，也能實現(xiàn)中壓密封；
[0035]16.1.45倍以上的浮球直徑與排氣孔口直徑之比，1.45倍以上的浮球直徑與密封圈接觸點圓圈直徑之比，1:1的孔口直徑與接觸點密封圈直徑之比，以及閥口密封面不小于90°的夾角，能夠確保浮球在額定工作壓力下、甚至一定程度的水錘壓力下不被過分壓縮而楔進孔口內(nèi)，或被橡膠閥座(密封圈)抱持，從而能夠在壓力消除后自由落下(開啟吸氣);
[0036]17.如果把浮球直徑與孔口直徑的比例從1.45以上降低為1.30左右，浮球在壓力作用下會被閥座密封圈輕微抱住，以至于浮球上部被輕度楔進孔口，這種輕度楔入使密封圈對浮球的抱持力略大于浮球的自重力，在系統(tǒng)內(nèi)壓力下降到O以后至輕度真空范圍內(nèi)浮球仍然不能依靠自身重力下落，從而臨時性地自動關(guān)閉孔口，使由三閥組合而成的三孔排氣閥在負壓狀態(tài)這一關(guān)鍵時刻自動具有臨時性的很高的進排氣孔口比例，進而達到抑制彌合水錘的目的。但是浮球的這種臨時性輕度抱持很容易在需要重新充液前被頂部人工調(diào)節(jié)閥壓迫掉落；[0037]18.圓形浮球能夠承受較高的壓力，相對非圓球形閥瓣而言，其耐壓能力更高；
[0038]19.浮球頂部限位裝置，限制浮球過度上浮擠壓閥座橡膠密封面，既保護密封面，又能避免浮球被抱持。
[0039]20.組合閥體上的各個螺紋開口方便連接微量排氣閥、排水管、壓力表和手動放氣放水閥等多種附件中的任何二三種，其中手動泄氣閥在拆卸閥體時非常有用；
[0040]21.防止灰塵堆積和昆蟲做窩，改善衛(wèi)生條件；
[0041]22.第三閥蓋及其后置調(diào)節(jié)閥組合裝置以微小的高度代價換取如下六個附加功能:高質(zhì)量的后置調(diào)節(jié)閥、不影響其它孔口的單一孔口開關(guān)控制閥(若影響其它孔口的則為總控制閥)、上部中心導向孔、進一步形成流線型通道后段、因開孔轉(zhuǎn)向而帶來的防塵效果以及方便過濾網(wǎng)安裝而帶來的防止昆蟲做窩等功能，集中上述六大功能于一體而代價僅僅是高度增加大約5% ；
[0042]23.可以在線維修；
[0043]24.二個壓力表可以現(xiàn)場監(jiān)控空管充液過程中的孔口壓差和總壓差，指導空管充液這一極端工況的現(xiàn)場作業(yè)；
[0044]25.該三孔排氣閥材質(zhì)可以采用鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、合金鋼、雙相不銹鋼甚至工程塑料等，能夠適應(yīng)清潔水、廢水、污水、熱水、海水及部分化工溶劑或原料等多種介質(zhì)工況；
[0045]26.既可以三閥組合成一體式，也可以分開安裝，中高速排氣閥與注氣微排閥分開安裝；或者分成二孔復合式排氣閥與吸氣閥單獨安裝；甚至還可以分成三個閥門獨立安裝；其中中高速排氣閥的接管位置有多種選擇:安裝在頸部之上；使用延長管向下延伸到頸部中下部位置；再向下延伸到頸部之下到了主管道內(nèi)等等，這樣，空管充液過程中高速排氣閥關(guān)閉時，不但吸氣閥閥體內(nèi)有內(nèi)置氣囊，安裝頸部還留有一個更大的氣囊，能夠吸納高速排氣閥快速關(guān)閉可能產(chǎn)生的關(guān)閥水錘；如果希望在完成空管充液之后繼續(xù)保留這個頸部大氣囊，以便吸納管線運行過程中可能產(chǎn)生的局部水錘，則可以將微量排氣閥的接口也通過引導管和控制閥延伸到頸部較低的位置，(同時堵塞微量排氣閥的底部孔口 210)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明聞速排氣孔口結(jié)構(gòu)不意圖；
[0048]圖3為本發(fā)明后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥組俯視圖；
[0049]圖4為本發(fā)明在管路上分散式安裝和延長接管示意圖。
【具體實施方式】
[0050]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
[0051]實施例:如圖1、圖2、圖3所示，一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥組，該空氣閥組安裝在輸液管路或容器系統(tǒng)上，它包括負壓吸氣閥1、微量排氣閥2和高速排氣閥3及出口端后置調(diào)節(jié)閥4 ;所述高速排氣閥3通過螺紋或法蘭直接連接在負壓吸氣閥I的頂部或側(cè)面，負壓吸氣閥I連接于輸液管路T型頸部接口，微量排氣閥2連接在高速排氣閥3的側(cè)壁上或負壓吸氣閥I的頂蓋上或側(cè)面；所述空氣閥組的高速排氣孔口可以調(diào)節(jié)控制，且單獨設(shè)立，與高速吸氣孔口 106分開設(shè)置而非相互共用，既允許獨立選型和調(diào)節(jié)，分別滿足高速排氣和高速吸氣二個不同的流量或不同速度或不同口徑或不同進排氣比例要求，也可以疊加吸氣量，同時很巧妙地設(shè)置了二個內(nèi)置式天然氣囊。
[0052]a、所述高速排氣閥3，它位于負壓吸氣閥I的閥蓋上部，通過連接管或直接用螺紋或法蘭與負壓吸氣閥I連接，它包括第三閥體301、第三閥蓋302、第二浮球305、高速排氣孔口 309和出口端后置調(diào)節(jié)閥4 ;在管路或容器空管充液時，高速排氣孔口 309提供適量的中高速排氣能力并控制管路的充液速度，按計劃進度順利向管路或容器充液，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速排氣孔口 309，而不需兼顧考慮其他因素；所述第三閥體301上端開口處與共用閥座303連接，兩者連接處之間通過密封圈304密封，在所述共用閥座303上端設(shè)有側(cè)面開孔的第三閥蓋302，所述第三閥蓋302內(nèi)部設(shè)有過濾網(wǎng)404，其四周開孔透氣，該開孔為高速排氣窗口 403 ;所述第三閥體301內(nèi)部為一空腔，在該空腔內(nèi)中心設(shè)有第二浮球305，該第二浮球305上下兩端用導向桿導向定位，可以在第三閥體301內(nèi)部空腔下部的支撐座310與調(diào)節(jié)閥閥桿402的中央導孔內(nèi)上下移動；所述支撐座310上設(shè)有導向孔，第二浮球305下端導向桿307通過該導向孔；所述共用閥座303為通孔，其上下各有一個孔口，分別為下部的高速排氣孔口 309和上部的調(diào)節(jié)閥孔口 ；所述共用閥座303上端開口呈倒立的錐形，在該錐形開口的上方設(shè)有呈圓錐形的調(diào)節(jié)閥閥瓣，所述共用閥座303下端孔口成圓錐形，與密封圈304 —起構(gòu)成高速排氣孔口 309，其向下的開口角度不小于90° ;其下端為浮球閥瓣；密封圈304與浮球的密封接觸點306成點狀線形密封，密封圈304外形在突出密封接觸點306后迅速內(nèi)斂，避開與浮球的大面積接觸，該密封接觸點306所在圓圈直徑不大于高速排氣孔口 309直徑；第二浮球305的直徑與高速排氣孔口 309直徑的比例不小于
1.45 ;與密封接觸點306圓圈直徑的比例也不小于1.45，避免孔口密封圈304抱持第二浮球305 ;浮球上導向定位桿308由調(diào)節(jié)閥閥桿402的中心導套導向，其頂部設(shè)有一個限位調(diào)節(jié)螺栓314 ；
[0053]b、所述負壓吸氣閥I，它包括第一閥體101、第一閥蓋102、高速吸氣孔口 106和可以帶調(diào)節(jié)彈簧的第一閥瓣103及其導套105。當系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓時，外界大氣壓力上推第一閥瓣103，使其導套105沿著中央導管104上升，開啟高速吸氣孔口 106及時吸氣，向主管或系統(tǒng)內(nèi)補氣，使系統(tǒng)內(nèi)不產(chǎn)生真空環(huán)境或者使真空度下降到一個很低的值，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速吸氣孔口 ；無壓或者正壓狀態(tài)下，第一閥瓣103利用自身重力或者加上上部正壓落座在第一閥座密封圈110上；而且，該第一閥瓣103的上部受力面積大于下部承受外界大氣壓力的面積，正壓狀態(tài)下，上面壓力大于下部空氣浮力，吸氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)；所述第一閥瓣103利用兩端導套105套于中央導管104上，該中央導管104上端經(jīng)由墊片113定位于第一閥蓋102上，下端被中心支承座109和中央導孔導向，并由硬度偏軟適中的F4材質(zhì)的墊片113調(diào)節(jié)定位，合理分配傳遞第一閥蓋102頂部壓力至四周幅輪支撐107和中心支承座109，并在尺寸鏈中起柔性調(diào)節(jié)作用。中央導管104被設(shè)計成具有一定的長度，既方便導套105長程導向，又產(chǎn)生額外的氣流壓差，用于增大系統(tǒng)內(nèi)的氣流壓力(充液背壓)，進一步降低充液速度；其上方或者下方都可以按照需要設(shè)置調(diào)節(jié)彈簧，用于調(diào)節(jié)負壓開啟值；第一閥蓋102上設(shè)置1#壓力表114，用于監(jiān)控空管充液時除了高速排氣孔口309壓差之外的中央導管104所產(chǎn)生的額外壓差和總壓差。
[0054]C、所述微量排氣閥2，直接固定連接在高速排氣閥3的側(cè)壁上或者負壓吸氣閥I頂部的另一側(cè)，或者在高速排氣閥3及負壓吸氣閥I頂部的另一側(cè)都安裝一個微量排氣閥而成為四孔排氣閥。所述微量排氣閥2包括第二閥體201、第二閥蓋202、第一浮球203、杠桿組件204、固定支架205、閥瓣206和微量排氣孔口 207。在正常運行時，利用浮球浮力和杠桿組件的聯(lián)合作用，微量排氣孔口 207在壓力狀態(tài)下及時將水(液)中釋放的空氣排出管外，所述第一浮球203設(shè)于第二閥體201的腔室內(nèi)，與杠桿組件204連接。所述第二閥蓋202上另設(shè)有一個開孔和1#堵頭208，可用于必要時人工放氣、放水或者人為沖洗；閥蓋螺栓與高速排氣閥的閥蓋螺栓之間可以設(shè)置薄片綁帶503，用于微量排氣閥2與高速排氣閥3之間的捆綁固定，增加閥組剛性；微量排氣閥2的底部開口設(shè)有2#堵頭210，該堵頭也可以配置調(diào)節(jié)套筒502，使之向下延伸定位于第一閥蓋102上的一個固定位置，增加整個閥組的剛性和抵抗人為踩踏的能力。
[0055]在所述高速排氣閥3的第三閥體301的上部圓形側(cè)面上開有1#小孔312，可以連接2#壓力表313，用于監(jiān)控空管充液時的孔口壓差；第三閥體301底座圓形側(cè)面上另開有2#小孔311，用于連接微量排氣閥2或其它外部連接。所述高速排氣閥3內(nèi)設(shè)置第二浮球305，其上下兩端分別設(shè)有上導向定位桿308，下導向定位桿307，允許第二浮球305上下移動改變高速排氣孔口 309過流面積；動力式不怕吹堵特性允許在系統(tǒng)內(nèi)建立起較高而且合適的氣體壓力，使之成為充水(液)時液柱前進的背壓阻力，從而自動而適當?shù)亟档鸵褐某湟核俣?，并使之達到合適的數(shù)值；所述第二浮球305通過導向桿上下雙向全程精確導引，其豎向自由活動而橫向被精確限制，橫向擺幅被大幅減小，既避免了橫向撞擊，更能保證坐合時精確對位，關(guān)閉嚴密。所述后置調(diào)節(jié)閥4為孔口壓差調(diào)節(jié)控制閥，位于高速排氣孔口309的出口端，高速排氣孔口 309比高速吸氣孔口 106小，從而大幅度降低高速排氣閥3的整體尺寸。所述共用閥座303下端孔口成圓錐形，其與密封圈304 —起構(gòu)成圓形線性密封形式，形成金屬硬密封+橡膠軟密封雙層復合密封形式。所述高速排氣孔口 309小于高速吸氣孔口 106，系統(tǒng)內(nèi)的氣體的排出流量大幅降低，從而在高速進氣又高速排氣時能夠臨時截留一部分空氣，形成臨時性的彈性氣囊，再加上二個內(nèi)置式氣囊，能夠緩沖彌合水柱的撞擊能量，降低水柱彌合加速度，抑制空腔彌合水錘升壓，進出空氣的孔口直徑之比達到1.5:I?5:1，也就是進出面積之比達到2:1?25:1 ;頂部后置調(diào)節(jié)閥4還允許在系統(tǒng)空管充液完成后人為關(guān)閉，在關(guān)閉后，其聞速進排氣比例將在原來基礎(chǔ)上大幅度提聞，最聞可以達到40000:1。所述第一閥蓋102上端設(shè)有人工泄氣閥115，該人工泄氣閥也可以作為人工放水閥或者沖洗閥。所述微量排氣閥2的孔口尺寸在Imm?25mm之間。所述第一閥體101與中央導管104之間形成一個微量排氣的死角，從而構(gòu)成一個天然的內(nèi)置式氣囊；該內(nèi)置氣囊還可以通過延長中央導管104長度(至安裝頸部甚至管道系統(tǒng)內(nèi))和第一閥體101圓筒長度或者連接管長度擴大體積；也可以通過擴大負壓吸氣閥I尺寸擴大內(nèi)置氣囊體積。所述負壓吸氣閥I中央導管104不但上端定位于吸氣閥閥蓋，而且在下端由負壓吸氣閥的中心通孔109導向，確保與水平線垂直并且與第一閥瓣103成垂直角度，中間挖空兩端導向的長程導套105能夠確保第一閥瓣103在起跳時沿著中心導管104四周平衡均勻上浮，不會傾斜卡阻，順利啟閉；改變第一閥瓣103的重量或者在中央導管104上設(shè)置調(diào)節(jié)彈簧，就可以改變負壓開啟值，該開啟值調(diào)節(jié)范圍在_90000Pa?-1OPa之間。
[0056]后置調(diào)節(jié)閥4可以人為關(guān)閉而不影響其它孔口，在人為關(guān)閉后置調(diào)節(jié)閥4后，空氣閥組自然形成了一個具有高吸微排功能的彌合水錘抑制器，其高吸微排比例達到100:1?40000:lo所述高速排氣窗口 403和高速排氣孔口 309的截面積都遠小于高速吸氣孔口 106的截面積，即使在不關(guān)閉后置調(diào)節(jié)閥4的情況下，也自然形成一個具有高吸中排功能的彌合水錘抑制器，其高吸中排比例達到2:1?25:1。
[0057]在第二浮球305直徑與高速排氣孔口 309直徑之比由1.45以上下降到1.30左右時，再適當縮小孔口閥座密封圈的夾角至90°以下，第二浮球305會在壓力作用下從下至上被輕微楔進孔口，如圖2所示，第二浮球305上部會被孔口閥座密封圈304輕微抱持而不能在壓力下降到O以下至輕微負壓(如-1OPa?-30kPa)范圍內(nèi)依靠自身重力下落開啟，從而實現(xiàn)高速排氣孔口 309的臨時性自動關(guān)閉，使由三閥組合而成的三孔排氣閥在負壓狀態(tài)這一關(guān)鍵時刻自動具有臨時性的很聞的進排氣孔口比例，進而達到聞吸微排抑制彌合水錘的目的。但是浮球的這種臨時性輕度抱持很容易在需要重新充液前被頂部人工調(diào)節(jié)閥壓迫掉落。圓形浮球能夠承受較高的壓力，相對非圓球形閥瓣而言，其耐壓能力更高。
[0058]當管路空管充液時，水(或液體)在管道內(nèi)流動，液柱擠壓管內(nèi)空氣產(chǎn)生壓力，管內(nèi)空氣受液流擠壓快速流動并且建立起空氣壓力，通過負壓吸氣閥I中央導管104的端口或管壁開孔、經(jīng)高速排氣孔口和后置調(diào)節(jié)閥4孔口快速排出管外，管內(nèi)的水(液)流順利通過管路；借助于空氣動力學原理，高速排氣閥3的第二浮球305在孔口壓差為OkPa?90kPa亞聲速范圍內(nèi)不怕吹堵(90kPa以上-聲速時也不怕吹堵，但是通常充液時的空氣壓力到不了這個高值)，因此，允許充液時適當提高孔口壓差(一般低于34kPa)，而這個壓差就構(gòu)成了液柱前進時的背壓阻力，充液速度就自然降低下來(一般充水速度不大于0.3m/s)，從而實現(xiàn)低速且適速充液、避免爆管，安全充液；若在某些被認為可能會產(chǎn)生水柱彌合的位置，在管路內(nèi)已經(jīng)充滿水后，應(yīng)人為關(guān)閉出口端后置調(diào)節(jié)閥4，如果需要第二次充水(液)則可以將后置調(diào)節(jié)閥4重新打開；或者，將第二浮球305設(shè)計成自動關(guān)閉高速排氣孔口 309 (浮球被閥座輕微抱持)；在第二次充液時利用后置調(diào)節(jié)閥4人為壓迫第二浮球305，使之下落開啟后再充液。根據(jù)中國工程建設(shè)標準CECS193:2005《城鎮(zhèn)供水長距離輸水管渠道工程技術(shù)規(guī)程》第7.1.2條關(guān)于:“壓力輸水管道充水(或其它液體)時，宜控制充液速度不大于
0.3?0.5m/s”的要求，以及美國水道協(xié)會AffffA M51《關(guān)于供水工程空氣閥的使用指南》推薦的管道初始充液速度大約lfoot/s = 0.3m/s的建議，結(jié)合本高速排氣孔口可以獨立選型的特點，本發(fā)明技術(shù)(獨立孔口及不怕吹堵特性)允許選用比吸氣孔口小許多(通常2?5級口徑尺寸)的高速排氣孔口 309，從而大幅降低高速排氣閥3的尺寸。通常不獨立的高速進排氣閥必須兼顧高速排氣和高速吸氣二者要求，而高速吸氣口徑往往比高速排氣口徑大許多。
[0059]如果因為高速排氣孔口選型稍微偏大而導致充液速度稍微偏大時，可以調(diào)節(jié)出口端后置調(diào)節(jié)閥4，關(guān)小出口通道，適當提高孔口壓差，降低充液速度。第三閥體301側(cè)壁上或負壓吸氣閥I第一閥蓋102上都可以安裝2#壓力表313和1#壓力表114，便于現(xiàn)場監(jiān)控孔口壓差和總壓差(包括中央導管所產(chǎn)生的氣體壓差)，指導調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)動作和空管充液工作。在充液最后一刻(很關(guān)鍵的時刻-水流淹沒安裝頸部之后的時刻)，也可以通過人為關(guān)小后置調(diào)節(jié)閥4的方式，再進一步的提高孔口壓差，進一步地降低水柱浮起浮球的速度，最大程度地減小排氣孔口處最后一刻水氣轉(zhuǎn)換瞬間的劇烈振動程度，減小關(guān)閥水錘。
[0060]當管路水流正常流動時，微量排氣孔口在壓力狀態(tài)下及時將水中釋放的空氣排出管外，水流中所釋放出來的氣體通過負壓吸氣閥I內(nèi)的導管進入微量排氣閥2的空腔，空腔內(nèi)的氣體逐漸增多，導致微量排氣閥2閥內(nèi)水位下降，當水位下降到第一浮球203中部以下位置時，第一浮球203下落，帶動杠桿組件204，打開微量排氣孔口 207，間歇性地排除聚集在閥體內(nèi)的空氣；微量排氣閥2允許選擇多種規(guī)格的微量排氣閥孔口尺寸:從1.6mm、
2.4mm、3.2mm、4.8mm、5.6mm到大尺寸的9.5mm、12.7mm和25mm等；依據(jù)設(shè)計流量和工作壓力選擇合適的微量排氣孔口，保證管線或容器擁有合適的微量排氣能力，既提高管線輸液效率，降低輸液能耗，減少重復建設(shè)投資，節(jié)能降耗；又有利于選擇合適的進出氣孔口直徑或面積比例，有效抑制可能的空腔彌合水錘(負壓水錘或非常水錘)。
[0061]在突然停泵、關(guān)閉閥門或爆管時，管內(nèi)某些位置處的液柱可能相互分離，管內(nèi)出現(xiàn)真空負壓，此時外界壓強大于內(nèi)部壓強，負壓吸氣閥I內(nèi)部第一閥瓣103被外界空氣壓強擠壓，推動第一閥瓣103沿著中央導管104上移，吸氣孔打開，空氣通過負壓吸氣閥I的高速吸氣孔口 106從四周快速進入，使管(系統(tǒng))內(nèi)負壓降到最低，以保證管路系統(tǒng)管件和密封接口的安全性。
[0062]當液柱被水泵驅(qū)動或者因重力回流時，原先分離的液柱開始彌合，因為高速排氣孔口 309比高速吸氣孔口 106尺寸小2?5級，管內(nèi)的氣體不會在很短的彌合過程持續(xù)期間內(nèi)被高速排除完畢，通常還留有部分氣囊，液柱之間有部分氣體被臨時截留在管內(nèi)，形成臨時彈性氣囊，再加上負壓吸氣閥I上部的天然內(nèi)置式氣囊(該氣囊在充液前自然存在，充液過程中保持原樣不受影響)，液柱彌合的加速度被降低，撞擊力被彈性氣囊緩沖，從而能部分削減彌合液柱的撞擊能量，抑制彌合水錘升壓，保護管路安全；高速吸氣孔口 106與高速排氣孔口 309的直徑之比達到1.5:1?5:1，孔口面積之比達到2:1?25:1 ;形成所謂的“高吸中排閥”，但是比例不是很高，僅具有一般程度的防止或抑制空腔彌合水錘的作用。
[0063]如果在空管充液完成后，人為關(guān)斷出口端后置調(diào)節(jié)閥4，則當分離水柱彌合時，管內(nèi)的氣體不能被高速排出，而只能經(jīng)由孔口很小的微量排氣閥2緩慢地排出，液柱之間的絕大部分氣體被臨時截留在管內(nèi)，形成更大的臨時彈性氣囊，液柱彌合時加速度被降低，撞擊力被彈性氣囊緩沖，從而大幅削減彌合水柱的撞擊能量，有效抑制彌合水錘升壓，確保管路安全；吸氣孔口與微量排氣孔口的直徑之比達到10:1?200:1，孔口面積之比達到100:I?40000:1 ;通常，面積之比達到25:1以上即直徑之比達到5:1以上被稱之為“高吸微排閥”，或者叫“注氣微排閥”，再加上二個內(nèi)置式氣囊的緩沖作用，具有明顯的防止或抑制空腔彌合水錘的作用。或者，浮球直徑或高速排氣孔口尺寸或者角度可以被設(shè)計成讓浮球剛好被水壓輕微楔進高速排氣孔口，從而在空管充液完成后高速排氣孔口被浮球自動關(guān)閉，而且在系統(tǒng)壓力下降到O至輕微負壓狀態(tài)下浮球也不能依靠自身重力下落開啟，也能實現(xiàn)高吸微排抑制彌合水錘的目的。
[0064]調(diào)節(jié)負壓開啟值:改變第一閥瓣103的重量，或者在中央導管104上設(shè)置調(diào)節(jié)彈簧，就可以改變負壓開啟值，調(diào)節(jié)范圍大約在_90kPa?-1OPa(表壓)之間，通常的負壓開啟值范圍應(yīng)該在_3000Pa?-500Pa之間。不同的負壓開啟值可能需要不同級別的彈簧和不同重量的閥瓣組合實現(xiàn)。
[0065]避免灰塵吸入:吸氣口結(jié)構(gòu)被設(shè)計成朝下型上吸式，能夠大幅度減少甚至避免灰塵和細小昆蟲在閥口堆積從而被吸入輸水管道，減少灰塵和可能的生物污染，避免降低供水水質(zhì)。第三閥蓋302及其后置調(diào)節(jié)閥4組合裝置以微小的高度代價換取如下六個附加功能:高質(zhì)量的后置調(diào)節(jié)閥4、不影響其它孔口的單一孔口開關(guān)控制閥(若影響其它孔口的則為總控制閥)、上部中心導向孔、進一步形成流線型通道后段、因開孔轉(zhuǎn)向而帶來的防塵效果以及方便過濾網(wǎng)安裝而帶來的防止昆蟲做窩等功能，集中上述六大功能于一體而代價僅僅是高度增加大約5%。高速排氣全程流線型氣流通道:從入口至閥蓋開孔窗口，氣流通道全程呈流線型，很少阻礙和擾動，使浮球閥瓣不受氣流擾動影響而避免被提前吹堵；高速排氣全程通道的截面積不小于高速排氣孔口公稱通徑截面積；通道入口增加了一段短管，額外增加了氣流阻力；需要繼續(xù)增加阻力的調(diào)節(jié)閥則位于通道的下游，可以無級調(diào)節(jié)，有利于逐漸緩慢降低空管充液速度。中間挖空兩端導向的長程導套(105)能夠確保第一閥瓣(103)在起跳時沿著中心導管(104)四周平衡均勻上浮，不會傾斜卡阻，順利啟閉；改變第一閥瓣(103)的重量或者在中央導管(104)上設(shè)置調(diào)節(jié)彈簧，就可以改變負壓開啟值，該開啟值調(diào)節(jié)范圍在_90000Pa?-1OPa之間。
[0066]天然內(nèi)嵌式局部氣囊，就近抑制彌合水錘:負壓吸氣閥I內(nèi)排氣死角形成內(nèi)部儲氣結(jié)構(gòu)。負壓吸氣閥I內(nèi)通氣導管上不開孔，(需要的話也可以在導管側(cè)面開孔)，將高速排氣閥3和微量排氣閥2的進氣通道起端都引導到負壓吸氣閥I內(nèi)通氣的中央導管104的最下端，將允許部分空氣存留在主閥閥體上部空間而不經(jīng)高速和微量排氣閥排出，預留發(fā)生局部水錘時水體體積膨脹的空間，抑制可能的局部關(guān)閥水錘。必要時也可以延長中央導管104的長度(至安裝頸部甚至管道內(nèi)部)，擴大內(nèi)嵌氣囊的體積，增加抑制彌合水錘的效能。在空管充液的最后一刻，氣體被高速排除完畢，在孔口處發(fā)生水氣轉(zhuǎn)化的瞬間，由于水氣密度約800倍的巨大差距，將發(fā)生液流速度的突然變化，非常容易引發(fā)所謂的排氣閥關(guān)閥水錘而導致爆管。此時，一個就近的局部氣囊，將能非常有效的吸納局部水擊能量，大幅抑制關(guān)閥水錘。它的功效遠超過遠距離的其它水錘消除設(shè)備。另外，高速排氣閥3的上部空間也會在充液完成后逐步積累空氣，形成內(nèi)置氣囊，是第二個內(nèi)置氣囊，但是體積稍小，而且形成時間稍微滯后，不像第一個內(nèi)置氣囊那樣是天然形成的，而且還會在管線運行過程中逐漸積累空氣，保持穩(wěn)定的空氣容積和壓力。當微量排氣閥2安裝于高速排氣閥3的下部接口上時，第二內(nèi)置氣囊的體積會進一步增大。
[0067]內(nèi)嵌式防凍結(jié)構(gòu):內(nèi)部儲氣結(jié)構(gòu)能夠預留冬天結(jié)冰時體積膨脹的空間，減小排氣閥被結(jié)冰凍壞的可能性。如果因為氣體傳熱特性不及水體而擔心因為散熱過多而被凍壞，可以人工放氣排除存氣。在負壓吸氣閥I頂部邊緣有一個孔口，可以安裝一個1#壓力表114和人工泄氣閥115，很方便地實現(xiàn)上述操作。
[0068]如附圖4所示，所述一體式三孔排氣閥閥組也可以在需要時(或當高速吸氣孔口遠大于高速排氣孔口而無法使用二孔式復合排氣閥時)分開安裝，分成高速排氣閥3與注氣微排閥(1+2模式)；或者二孔復合式排氣閥(2+3模式)與高速吸氣閥I ;甚至三個獨立的空氣閥，分別安裝在一個節(jié)點的安裝頸部9頂部的二個隔離控制閥7的上部，分別滿足高速吸氣和中高速排氣要求，二個孔口還可以疊加吸氣量；其中高速排氣閥的接管位置有多種選擇:安裝在頸部之上；使用延長管12向下延伸到頸部中下部位置；再向下延伸到頸部之下到了主管道內(nèi)等等，這樣，空管充液過程中高速排氣閥關(guān)閉時，不但吸氣閥閥體內(nèi)有I?2個內(nèi)置氣囊，安裝頸部9還留有一個更大的氣囊，能夠吸納高速排氣閥在空管充液即將完成而快速關(guān)閉時可能產(chǎn)生的關(guān)閥水錘；如果希望在完成空管充液之后繼續(xù)保留這個頸部大氣囊，以便吸納管線運行過程中可能產(chǎn)生的局部水錘，則可以將微量排氣閥的側(cè)面接口 209也通過連接管10和控制閥11延伸到安裝頸部9的側(cè)面下緣(同時關(guān)閉下部入口，即下接口 210)，如附圖4所示，安裝頸部9就可以像集氣井一樣聚集更多的空氣，但是這些空氣不會阻礙管線的通水，它位于管線之上，不會對管線液流造成阻礙；這個具有中小型容積的儲氣罐就成為管線上的一個內(nèi)置氣囊，本身就具有抑制正負壓水錘的能力，在配套三孔排氣閥后，就成為管線上一個通水通氣的中小型壓力調(diào)節(jié)設(shè)施，將大大有利于輸液管線的壓力調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。該安裝頸部的尺寸可以管線公稱通徑DN為參考，通常其高度和寬度(或直徑)選擇DN的0.5?5.0倍。
[0069]密封圈304閥口密封形式:金屬硬密封加橡膠軟密封雙重復合密封形式，既能在低壓下密封，也能保證中壓密封。
[0070]重要部件主要集中在第一閥蓋102上下，打開第一閥蓋后，可以在線維修。
[0071]人工泄壓:由于第一閥體101和第三閥體301內(nèi)的二個內(nèi)置氣囊的存在，在拆卸閥門前，都需要提前人工泄壓，第一閥蓋102上的人工泄氣閥115和第三閥體301上側(cè)面1#小孔312都可以手動打開。
[0072]第二浮球305上導向定位桿308及其導套即調(diào)節(jié)閥閥桿402的頂部設(shè)有一個限位調(diào)節(jié)螺栓314，能夠防止在壓力較高時，浮球上浮過度擠壓閥座密封圈，既保護閥座密封圈，也防止浮球被閥座抱持。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，該空氣閥閥組安裝在輸液管路或容器系統(tǒng)上，其特征在于:它包括負壓吸氣閥(1)、微量排氣閥(2)、高速排氣閥(3)及出口端后置調(diào)節(jié)閥(4);所述高速排氣閥(3)通過螺紋或法蘭直接連接在負壓吸氣閥(1)的頂部或側(cè)面，負壓吸氣閥(1)連接于輸液管路T型頸部接口，微量排氣閥(2)連接在高速排氣閥(3)的側(cè)壁上或負壓吸氣閥(1)的頂蓋上或側(cè)面；所述空氣閥閥組的高速排氣孔口(309)可以調(diào)節(jié)控制，且單獨設(shè)立，與高速吸氣孔口(106)分開設(shè)置而非相互共用，既允許獨立選型和調(diào)節(jié)，分別滿足高速排氣和高速吸氣二個不同的流量或不同速度或不同口徑或不同進排氣比例要求，也可以疊加吸氣量，并在空氣閥閥組內(nèi)設(shè)置了二個內(nèi)置式氣囊； a、所述高速排氣閥(3)，它位于負壓吸氣閥(1)的閥蓋上部，通過連接管或直接用螺紋或法蘭與負壓吸氣閥(1)連接，它包括第三閥體(301)、第三閥蓋(302)、第二浮球(305)、高速排氣孔口(309)和出口端后置調(diào)節(jié)閥(4)，在管路或容器空管充液時，高速排氣孔口(309)提供適量的中高速排氣能力并控制管路的充液速度，按計劃進度順利向管路或容器充液，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速排氣孔口(309)，而不需兼顧考慮其他因素；所述第三閥體(301)上端開口處與共用閥座(303)連接，兩者連接處之間通過密封圈(304)密封，在所述共用閥座(303)上端設(shè)有側(cè)面開孔的第三閥蓋(302)，所述第三閥蓋(302)內(nèi)部設(shè)有過濾網(wǎng)(404)，其四周開孔透氣，該開孔為高速排氣窗口(403);所述第三閥體(301)內(nèi)部為一空腔，在該空腔內(nèi)中心設(shè)有第二浮球(305)，該第二浮球(305)上下兩端用導向桿導向定位，可以在第三閥體(301)內(nèi)部空腔下部的支撐座(310)與調(diào)節(jié)閥閥桿(402)的中央導孔內(nèi)上下移動；所述支撐座(310)上設(shè)有導向孔，第二浮球(305)下端導向桿(307)通過該導向孔；所述共用閥座(303)為通孔，其上下各有一個孔口，分別為下部的高速排氣孔口(309)和上部的調(diào)節(jié)閥孔口 ；所述共用閥座(303)上端開口呈倒立的錐形，在該錐形開口的上方設(shè)有呈圓錐形的調(diào)節(jié)閥閥瓣的后置調(diào)節(jié)閥(4)，所述共用閥座(303)下端孔口成圓錐形，與密封圈(304) —起構(gòu)成高速排氣孔口(309)，其向下的開口角度不小于90° ;其下端為浮球閥瓣；密封圈(304)與浮球的密封接觸點(306)成點狀線形密封，密封圈(304)外形在突出密封接觸點(306)后迅速內(nèi)斂，避開與浮球的大面積接觸，該密封接觸點(306)所在圓圈直徑不大于高速排氣孔口(309)直徑；第二浮球(305)的直徑與高速排氣孔口(309)直徑的比例不小于1.45 ;與密封接觸點(306)圓圈直徑的比例也不小于1.45，避免孔口密封圈(304)抱持第二浮球(305)； b、所述負壓吸氣閥(1)，它包括第一閥體(101)、第一閥蓋(102)、高速吸氣孔口(106)和可以帶調(diào)節(jié)彈簧的第一閥瓣(103);所述第一閥瓣(103)的上部受力面積大于下部與外界大氣接觸的受力面積，無壓或者正壓狀態(tài)下，該第一閥瓣(103)利用自身重力或者加上上部正壓落座在閥座密封圈(110)上，由燕尾槽內(nèi)的O型圈閥座密封圈(110)與第一閥瓣(103)形成橡膠+金屬雙層復合密封；當系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓時，外界大氣壓力上推第一閥瓣(103)開啟高速吸氣孔口(106)及時吸氣，向管系統(tǒng)中補氣，使管內(nèi)不產(chǎn)生真空環(huán)境或者使真空度下降到一個很低的值，其獨立性允許任意選用合適尺寸的高速吸氣孔口 ；該第一閥瓣(103)由兩端導向中間挖空的長程導套(105)套于中央導管(104)上，使第一閥瓣(103)在負壓時開啟上移過程中不會傾斜阻滯，保證啟閉順利；該中央導管(104)上端定位于第一閥蓋(102)上，下端被中心支承座(109)的導孔導向，其上部或者下部都可以套入一個調(diào)節(jié)彈簧及調(diào)節(jié)螺母，其頂部由一個硬度偏軟適中的F4材質(zhì)的薄墊片調(diào)整高度，用于調(diào)整中央導管(104)高度與閥蓋與閥體之間的尺寸鏈的公差配合，同時用于適量傳遞分配第一閥蓋(102)頂部壓力于四周幅輪支撐(107)和中心支撐座(109);所述負壓吸氣閥(I)全部的吸氣通道面積至少是公稱通徑截面積的1.0~1.1倍； C、所述微量排氣閥(2)，直接固定連接在高速排氣閥(3)的側(cè)壁上或者負壓吸氣閥(I)頂部的另一側(cè)，或者在高速排氣閥(3)側(cè)壁及負壓吸氣閥(I)頂部的另一側(cè)各安裝一個微量排氣閥而成為四孔排氣閥，所述微量排氣閥(2)包括第二閥體(201)、第二閥蓋(202)、第一浮球(203)、杠桿組件(204)和微量排氣孔口(207);在正常運行時，借助于第一浮球(203)浮力和杠桿組件(204)的聯(lián)合作用，微量排氣孔口(207)在壓力狀態(tài)下及時將水中釋放的空氣排出管(系統(tǒng))外；所述微量排氣閥⑵孔口尺寸在0.5mm~25mm之間，可任意選擇，所述第一浮球(203)設(shè)于第二閥體(201)的腔室內(nèi)，與杠桿組件(204)連接；所述微量排氣閥(2)除了與高速排氣閥連接的側(cè)面支撐外，其底部還可以采用可伸拉的或接調(diào)節(jié)套筒(502)作為額外支撐，使微量排氣閥(2)的底部向下支撐在第一閥蓋(102)上；同時在上部可采用薄片綁帶(503)與高速排氣閥(3)捆綁，形成三點支撐，增加了整體剛性和抵抗人為踩踏的承重能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述第一閥體(101)與中央導管(104)之間形成一個微量排氣的死角，從而構(gòu)成一個天然的內(nèi)置式氣囊；該內(nèi)置氣囊還可以通過延長中央導管(104)長度(至安裝頸部甚至主管道內(nèi))和第一閥體(101)梯形圓筒長度或者連接管長度擴大體積；也可以通過擴大負壓吸氣閥(I)尺寸擴大內(nèi)置氣囊體積；還可以將微量排氣閥的側(cè)面接口(209)通過引導管和控制閥(11)引導到安裝頸部的側(cè)面邊緣，同時堵塞底部下接口(210)而形成頸部大氣囊；該內(nèi)置氣囊在充液之前自然存在，充液過程中不受影響，正常運行過程中會繼續(xù)聚集空氣而且與系統(tǒng)保持等同壓力，其體積有幾百毫升至幾十升，能夠就近吸納局部水錘，也能部分允許液體結(jié)冰時體積膨脹；其位置位于主管道上方，不增加主管道液流阻力；所述負壓吸氣閥(I)中央導管(104)不但上端定位于吸氣閥閥蓋，而且在下端由負壓吸氣閥(I)的下部中心通孔導向，確保與水平線垂直并且與第一閥瓣(103)成垂直角度；改變第一閥瓣(103)重量或者在中央導管(104)上套接彈簧，就可以改變負壓開啟值，該開啟值調(diào)節(jié)范圍在-90000Pa~-1OPa之間；所述第一閥體(101)上的中心支承座(109)采用了多塊片狀斜拉斜撐幅輪(108);其外環(huán)四周支承座也采用了多塊片狀平拉斜撐幅輪(107)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述高速排氣閥(3)內(nèi)設(shè)置第二浮球(305)，其上下兩端都設(shè)有導向桿定位，允許第二浮球(305)上下移動改變高速排氣孔口(309)附近上游通道的過流面積，動力式不怕吹堵特性允許在管(系統(tǒng))內(nèi)建立起較高而且合適的氣體壓力，使之成為充液時液柱前進的背壓阻力，從而自動而適當?shù)亟档鸵褐某湟核俣龋⑹怪_到合適的數(shù)值；所述第二浮球(305)通過導向桿上下雙向全程精確導引，其豎向自由活動而橫向被精確限制，橫向擺幅被大幅減小，既避免了橫向撞擊，更能保證坐合時精確對位，關(guān)閉嚴密；在壓力較高時，為了避免第二浮球(305)上浮過度擠壓閥座密封圈(304)使之過度疲勞變形，在第二浮球(305)到達密封接觸點(306)后一定行程范圍內(nèi)，頂部調(diào)節(jié)螺栓(314)將會限制第二浮球(305)的過度上浮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述高速排氣孔口(309)比高速吸氣孔口(106)小幾級，既大幅度降低高速排氣閥(3)的整體尺寸，又提高孔口壓差，使孔口可以產(chǎn)生5kPa~35kPa的氣體壓差，增大充液背壓，降低充液速度；所述第一閥體(101)內(nèi)設(shè)置了中央導管(104)，其口徑與高速排氣孔口(309)直徑相同，長度IOOmm~600mm(還可以繼續(xù)往下延伸至安裝頸部甚至管道系統(tǒng)內(nèi))，形成短管形氣流通道，也能產(chǎn)生一定量的氣體阻力，又增大充液背壓，進一步降低充液速度；所述后置調(diào)節(jié)閥⑷為孔口壓差調(diào)節(jié)控制閥，位于高速排氣孔口(309)的出口端，通過該調(diào)節(jié)閥可以再次產(chǎn)生IkPa~IOOkPa甚至更高的壓差；三者合成可以產(chǎn)生20kPa~90kPa的氣體壓差，使之成為系統(tǒng)充液液柱前進的背壓阻力，降低并且隨意控制空管充液速度；后置調(diào)節(jié)閥(4)的加入，彌補了孔口尺寸級差造成的壓差值空擋，使任何空管充液過程都變得緩慢且可控，空管充液壓差不再是與孔口尺寸檔次相對應(yīng)的離散數(shù)據(jù)，而成為連續(xù)的、增減緩慢且可調(diào)的連續(xù)數(shù)據(jù)，由結(jié)合閥組上1#壓力表(114)和2#壓力表(313)現(xiàn)場監(jiān)控孔口壓差和總壓差，大大提高了空管充液過程這一極端工況的可操作性和安全性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述共用閥座(303)下端孔口成圓錐形，其與密封圈(304)配合形成圓形線形閥口軟密封+金屬硬密封雙層復合密封形式；密封接觸點(306)圓圈直徑不大于高速排氣孔口(309)直徑；第二浮球(305)直徑與高速排氣孔口(309)直徑之比不小于1.45 ;第二浮球(305)直徑與密封接觸點(306)形成的圓圈直徑之比也不小于1.45 ;高速排氣孔口(309)開口角度不小于90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述第三閥體(301)與微量排氣閥(2)連接管(501)之間也形成一個微量排氣的死角，從而構(gòu)成第二個內(nèi)置式氣囊；所述高速排氣孔口(309)小于高速吸氣孔口(106)，管(系統(tǒng))內(nèi)的氣體的排出流量大大低于排出流量，從而在高速進氣又中高速排氣時能夠臨時截留一部分空氣，形成臨時性的彈性氣囊，再加上二個內(nèi)置式氣囊，能夠緩沖彌合水柱的撞擊能量，降低水柱彌合加速度，抑制空腔彌合水錘升壓，進出空氣的孔口直徑之比達到1.5:1~5:1，也就是進出面積之比達到2:1~25:1 ;頂部后置調(diào)節(jié)閥(4)還允許在系統(tǒng)第一次(空管)充液完成后人為關(guān)閉，在關(guān)閉后，其聞速進`排氣比例將在原來基礎(chǔ)上大幅度提聞，最聞可以達到40000: I ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述第一閥蓋(102)上端設(shè)有人工泄氣閥(115)，該人工泄氣閥(115)還可以作為手動放水閥或手動沖洗閥；所述第一閥體(101)底部設(shè)有二個人工泄水閥(112);在所述第三閥體(301)的上部圓形側(cè)面上開有1#小孔(312)，第三閥體(301)底座圓形側(cè)面上另開有2#小孔(311)，兩個小孔可分別連接壓力表和微量排氣閥或者微量排氣閥和壓力表；微量排氣閥閥蓋上也有一個堵頭密封的預留孔口(208)，這些上中下二三個小孔相互配合，可以對整個空氣閥閥組進行內(nèi)部沖洗；放氣放水小孔可方便閥內(nèi)放氣或者現(xiàn)場取水，二個壓力表可以現(xiàn)場監(jiān)控空管充液過程中的孔口壓差和總壓差，指導空管充液現(xiàn)場作業(yè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述負壓吸氣閥(I)吸氣口朝下、吸氣時空氣向上流動，形成朝下型上吸式吸氣口結(jié)構(gòu)，該吸氣口內(nèi)還可以內(nèi)嵌若干目數(shù)的過濾網(wǎng)，能夠避免灰塵和昆蟲類細小生物在閥口堆積做窩從而被吸入輸水管道，減少灰塵和可能的生物污染，避免降低供水水質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種后置調(diào)節(jié)型三孔口復合式防水錘空氣閥閥組，其特征在于:所述空氣閥閥組不但可以三閥復合成一體式，也可以分開安裝，分別為:單獨高速排氣閥+復合式注氣微排閥；或者，單獨高速吸氣閥+ 二孔復合式空氣閥；甚至，三個獨立的空氣閥，分別安裝于安裝頸部(9)頂法蘭上方，其下方各安裝一個隔離控制閥(7);如果將高速排氣閥的接管位置使用延長管(12)向下延伸到安裝頸部中下部位置，甚至延伸到頸部之下到了主管道內(nèi)，空管充水過程中高速排氣閥快速關(guān)閉時，不但閥組內(nèi)有I~2個內(nèi)置氣囊，安裝頸部(9)還留有一個更大的氣囊，能夠吸納高速排氣閥在空管充水即將完成而快速關(guān)閉時可能產(chǎn)生的關(guān)閥水錘；如果某個節(jié)點希望在完成空管充水之后繼續(xù)保留這個頸部大氣囊，還可以將微量排氣閥的下接口(210)封堵，從其側(cè)面接口(209)通過連接管(10)和控制閥(11)將微量排氣閥的接口引導到下方安裝頸部(9)的側(cè)面，這樣，就可以儲存這個比上述二個內(nèi)置氣囊大很多倍的大氣囊，它位于主管道上方，不影響主管道液流；安裝頸部的尺寸可以主管道的公稱通徑DN為參考，選擇0.5倍DN至幾倍DN都可以，形成節(jié)點內(nèi)置氣水混合小調(diào)壓 塔型大氣囊，它具有相當大的穩(wěn)壓和調(diào)壓能力。
【文檔編號】F16K47/02GK103672042SQ201310498468
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】陳乙飛 申請人:深圳市華力大機電技術(shù)有限公司