防水錘空氣閥及管道使用過(guò)程中的防水錘排氣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸水管線閥門(mén)領(lǐng)域，特別地，涉及一種底置節(jié)流排氣型防水錘空氣閥。此外，本發(fā)明還涉及一種管道使用過(guò)程中的防水錘排氣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在長(zhǎng)距離輸水管線中，管內(nèi)積壓的氣體會(huì)使得管線充水效率降低甚至很難順利完成，因此管線充水時(shí)需要利用高速進(jìn)排氣閥(空氣閥)以排除管內(nèi)的氣體。同時(shí)，由于現(xiàn)有的高速排氣閥(空氣閥)結(jié)構(gòu)功能單一，在管線上還需要另設(shè)微量排氣閥，以在管線充滿時(shí)排出水中析出的空氣；在管線上還需要還另設(shè)高速吸氣閥(或真空破壞閥)，當(dāng)管線停泵、放空、爆管時(shí)，避免管內(nèi)因產(chǎn)生負(fù)壓而導(dǎo)致的密封破壞、管道塌陷等問(wèn)題。
[0003]其次，在管線首次充水和管線排空后再充水過(guò)程中，需要排氣閥高速排氣的同時(shí)，還要能有效地控制高速排氣的速度，以便形成能吸納和緩沖關(guān)閥水錘的緩沖氣囊，從而消除空氣閥關(guān)閥水錘的危害。而現(xiàn)有的高速進(jìn)排氣閥(空氣閥)主要采用:
[0004]①直接動(dòng)作式或浮球操作型高速進(jìn)排氣閥(空氣閥)，在空管充水時(shí)自動(dòng)大量排氣或管線系統(tǒng)放空時(shí)自動(dòng)大量吸氣；在系統(tǒng)充滿和有壓狀態(tài)下，將保持關(guān)閉狀態(tài)而不再開(kāi)啟。但是，其關(guān)閉件在高速排氣過(guò)程很容易被高速氣流挾持突然堵塞排氣孔口而發(fā)生吹堵現(xiàn)象或氣堵現(xiàn)象，一旦吹堵(即排氣閥(空氣閥)關(guān)閉)就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)閉狀態(tài)，即使管路充滿需要排出的氣體也不會(huì)再次開(kāi)啟排氣，且吹堵發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致空氣閥關(guān)閥水錘的產(chǎn)生。
[0005]②復(fù)合式排氣閥(空氣閥)，在直接動(dòng)作式或浮球操作型高速進(jìn)排氣閥(空氣閥)的基礎(chǔ)上增加了微量排氣閥(空氣閥)，雖可在系統(tǒng)充滿和有壓狀態(tài)下微量排氣，但排氣不盡、不能有氣即排、排氣同時(shí)噴水、密封不嚴(yán)，不能抑制空腔彌合水錘和關(guān)閥水錘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種防水錘空氣閥及管道使用過(guò)程中的防水錘排氣方法，以解決現(xiàn)有空氣閥結(jié)構(gòu)功能單一；易發(fā)生關(guān)閥水錘；高速排氣時(shí)易吹堵；微量排氣不能實(shí)現(xiàn)有氣即排，存在排氣不凈、排氣時(shí)伴有噴水現(xiàn)象的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種防水錘空氣閥，包括閥體、閥蓋和防護(hù)罩，閥蓋上開(kāi)設(shè)有蓋開(kāi)口，防護(hù)罩設(shè)于閥蓋的蓋開(kāi)口上，閥體開(kāi)設(shè)有用于連通管線的閥開(kāi)口，閥體內(nèi)腔設(shè)有用于在管線充水過(guò)程中將管線內(nèi)滯留的氣體排放至外界并在管線充水完畢后關(guān)閉閥門(mén)的高速進(jìn)排氣裝置，高速進(jìn)排氣裝置的輸出端通過(guò)閥蓋的蓋開(kāi)口連通外界，閥體的閥開(kāi)口連通用于限制管線向閥體內(nèi)腔的氣體排量的底置式排氣節(jié)流裝置；高速進(jìn)排氣裝置內(nèi)還設(shè)有用于在高速進(jìn)排氣裝置關(guān)閉閥門(mén)后將管線中混雜、殘留和/或析出的氣體通過(guò)閥蓋的蓋開(kāi)口排放至外界的微量排氣裝置。
[0008]進(jìn)一步地，高速進(jìn)排氣裝置包括固接于閥蓋和/或閥體上的護(hù)筒、設(shè)于護(hù)筒內(nèi)腔的浮球以及壓蓋于浮球上并可沿護(hù)筒內(nèi)壁上下滑動(dòng)用于開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)的滑動(dòng)體；護(hù)筒與閥體之間構(gòu)成環(huán)形腔，護(hù)筒的上部開(kāi)設(shè)有用于將環(huán)形腔內(nèi)的氣體導(dǎo)向高速進(jìn)排氣裝置輸出端的排氣窗口，護(hù)筒的底部開(kāi)設(shè)有用于連通環(huán)形腔與護(hù)筒內(nèi)腔的底開(kāi)孔和側(cè)開(kāi)孔；浮球內(nèi)設(shè)有用于使浮球的密封面始終朝上的配重塊，浮球帶有配重塊的部位封蓋于底開(kāi)孔上。
[0009]進(jìn)一步地，護(hù)筒上開(kāi)設(shè)有多個(gè)排氣窗口 ；多個(gè)排氣窗口沿護(hù)筒的周向和/或徑向均勻排布。
[0010]進(jìn)一步地，底開(kāi)孔和/或側(cè)開(kāi)孔設(shè)有用于緩沖浮球下落沖擊力的橡膠軸套。
[0011]進(jìn)一步地，微量排氣裝置包括開(kāi)設(shè)于滑動(dòng)體上并上下貫通的開(kāi)孔以及安裝于開(kāi)孔底部的微排閥座；微排閥座的輸出端連通開(kāi)孔，浮球抵靠并封蓋微排閥座的輸入端。
[0012]進(jìn)一步地，底置式排氣節(jié)流裝置包括固接于閥體的閥開(kāi)口的節(jié)流筒、設(shè)于節(jié)流筒的中軸線上并沿節(jié)流筒的軸向布置的導(dǎo)向桿、套設(shè)于導(dǎo)向桿并可沿導(dǎo)向桿軸向往復(fù)移動(dòng)用于自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體排出量的節(jié)流塞；節(jié)流筒的第一端筒開(kāi)口連通閥開(kāi)口，節(jié)流筒的第二端筒開(kāi)口連通管線；節(jié)流塞的外徑尺寸與連接閥開(kāi)口的節(jié)流筒筒端開(kāi)口口徑相匹配；節(jié)流塞上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)節(jié)流孔。
[0013]進(jìn)一步地，多個(gè)節(jié)流孔沿節(jié)流塞的周向和/或徑向均勾分布，所述節(jié)流孔的總面積為閥開(kāi)口徑向截面面積的10% -20%。
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)節(jié)流塞處于節(jié)流筒內(nèi)腔最低點(diǎn)位置時(shí)，底置式排氣節(jié)流裝置輸向高速進(jìn)排氣裝置的排氣通道面積達(dá)到最大；當(dāng)節(jié)流塞處于節(jié)流筒的第一端筒開(kāi)口位置并封閉第一端筒開(kāi)口時(shí)，節(jié)流塞封閉底置式排氣節(jié)流裝置輸向高速進(jìn)排氣裝置的排氣通道中80 % -90 %的通道徑向截面面積，排氣通道通過(guò)節(jié)流孔排氣。
[0015]進(jìn)一步地，閥蓋、閥體、底置式排氣節(jié)流裝置中的至少兩個(gè)之間通過(guò)連接件固接。
[0016]進(jìn)一步地，閥蓋與閥體之間和/或底置式排氣節(jié)流裝置與閥體之間設(shè)置有密封座和/或密封圈。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種管道使用過(guò)程中的防水錘排氣方法，包括:a、管道由初始狀態(tài)進(jìn)入充水排氣狀態(tài)，管道內(nèi)的氣體通過(guò)底置式排氣節(jié)流裝置的入口進(jìn)入，氣流通過(guò)節(jié)流筒與節(jié)流塞之間的環(huán)形腔以及節(jié)流塞上的節(jié)流孔流向高速進(jìn)排氣裝置的入口 ；此時(shí)排氣量和排氣壓差未達(dá)到節(jié)流塞的動(dòng)作設(shè)定值，節(jié)流塞不動(dòng)作，氣流進(jìn)入高速進(jìn)排氣裝置的閥體，通過(guò)閥體與護(hù)筒之間的環(huán)形腔，再通過(guò)護(hù)筒的排氣窗口、閥蓋的蓋開(kāi)口以及防護(hù)罩與閥蓋之間的間隙排入大氣中山、隨著管道排氣量上升，排氣壓差增大到節(jié)流塞的動(dòng)作設(shè)定值，節(jié)流塞被氣流吹起并沿導(dǎo)向桿向上運(yùn)動(dòng)至與密封座接觸，形成密封；排氣通道減小至僅剩節(jié)流塞上的排氣孔，此時(shí)高速進(jìn)排氣裝置的排氣量下降，底置式排氣節(jié)流裝置入口端壓差上升，在管道中截留的氣體形成緩沖氣囊，使相向運(yùn)動(dòng)的水柱彌合速度減慢，吸納和緩沖水柱沖擊力；c、隨著管道中氣體的排出，排氣速度和排氣壓差將逐步下降，節(jié)流塞所受氣流推力也逐步減少，當(dāng)節(jié)流塞的自重大于氣流推力時(shí)，節(jié)流塞將下落到節(jié)流筒底部，回到初始位置；此時(shí)水位上升進(jìn)入閥體內(nèi)腔并淹沒(méi)浮球和滑動(dòng)體，浮球和滑動(dòng)體隨水位上浮，滑動(dòng)體的密封面與閥蓋的橡膠密封面接觸，形成對(duì)高速進(jìn)排氣裝置的排氣口的密封；浮球上部與微排閥座的密封面接觸，形成對(duì)微排閥座的密封；隨著閥體內(nèi)水壓的升高，密封部位的密封比壓增大，閥門(mén)關(guān)閉，水和氣體均不能通過(guò)閥門(mén)排出，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)密封；d、在閥門(mén)關(guān)閉后，管線中混雜、殘留和/或析出的氣體逐漸集聚到設(shè)于管道高點(diǎn)的高速進(jìn)排氣裝置的閥體內(nèi)；隨著集聚氣體的增加，氣壓上升至超過(guò)水壓，一方面使得滑動(dòng)體仍然保持密封狀態(tài)，另一方面使得淹沒(méi)浮球的水位下降，浮球隨水位下落并打開(kāi)微排閥座處的密封，微排閥座開(kāi)始排氣；當(dāng)集聚的氣壓下降，水位上升，浮球隨水位上升又重新密封微排閥座；e、當(dāng)管道停泵、排空或爆管時(shí)，閥體中的水壓和水位下降，外界空氣壓力大于管道內(nèi)的水壓，滑動(dòng)體和浮球因水壓和水位下降而下落，高速進(jìn)排氣裝置的進(jìn)排氣口打開(kāi)，外界空氣大量吸入至管道內(nèi)而消除管道內(nèi)的真空。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明防水錘空氣閥，當(dāng)管線充水時(shí)，排出管道內(nèi)留存的空氣。即便在高速排氣的時(shí)候，空氣閥也始終保持開(kāi)啟狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生“吹堵”或“氣堵”現(xiàn)象，直至水位上升使得高速進(jìn)排氣裝置關(guān)閉，從而將閥門(mén)關(guān)閉。采用底置式排氣節(jié)流裝置和帶微量排氣裝置的高速進(jìn)排氣裝置的組合結(jié)構(gòu)。微量排氣裝置集成于高速進(jìn)排氣裝置內(nèi)部，動(dòng)作靈敏，密封接觸和脫離可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，功能完善。底置式排氣節(jié)流裝置安裝在帶微排裝置的高速進(jìn)排氣裝置入口處，底置式排氣節(jié)流裝置的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)是根據(jù)排氣壓差和排氣流量決定的，僅在排氣壓差和排氣流量達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)才會(huì)動(dòng)作投入節(jié)流。底置式排氣節(jié)流裝置隨著管線內(nèi)氣體的排出而自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)改變排氣通流面積，可以在設(shè)定的排氣量和排氣壓差下自動(dòng)投入對(duì)高速排氣進(jìn)行節(jié)流，避免高速進(jìn)排氣裝置在高速排氣時(shí)易產(chǎn)生的吹堵現(xiàn)象和氣堵現(xiàn)象，消除高速進(jìn)排氣閥因吹堵和/或氣堵而產(chǎn)生的關(guān)閥水錘現(xiàn)象，以及因管道高速排氣而產(chǎn)生的沖擊。底置式排氣節(jié)流裝置的設(shè)置，徹底杜絕了高速進(jìn)排氣裝置在高速排氣時(shí)的吹堵現(xiàn)象和氣堵現(xiàn)象。底置式排氣節(jié)流裝置在高速進(jìn)排氣裝置的正常排氣、微量排氣以及負(fù)壓吸氣狀態(tài)不會(huì)啟動(dòng)節(jié)流，對(duì)高速進(jìn)排氣裝置的正常工作不會(huì)造成不利影響。微量排氣裝置集成于高速進(jìn)排氣裝置內(nèi)部，動(dòng)作靈敏，密封接觸和脫離可靠，能真正實(shí)現(xiàn)有氣即排、全壓排氣、排氣徹底、只排氣不排水的功能，提高管道輸水效率；在管線因停泵、排空或爆管而壓力下降接近負(fù)壓時(shí)，空氣閥腔內(nèi)的水壓和水位同時(shí)下降，閥門(mén)開(kāi)啟，管道得以吸入空氣，避免管線出現(xiàn)真空或負(fù)壓，防止由于負(fù)壓造成的管線崩塌。
[0020]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的防水錘空氣閥吸氣狀態(tài)和排