CN106594345A

CN106594345A - 磁悬浮排气阀

Info

Publication number: CN106594345A
Application number: CN201611239800.4A
Authority: CN
Inventors: 柴为民; 陈永新
Original assignee: HANGZHOU CHUNJIANG VALVE CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU CHUNJIANG VALVE CO Ltd
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮排气阀，具有阀体，阀盖，阀盖上有大排气孔，阀体内有浮球罩，浮球罩内有浮球和升降罩，其特征在于：所述升降罩、浮球和浮球罩的高度比常规产品的低；在升降罩和浮球的外周设置环形磁钢，磁钢的N极位于外侧；在浮球罩的内壁纵向均布若干条形磁钢，磁钢的N极位于内侧。本发明由于采用高度低的升降罩、浮球及及浮球罩，因此整体高度低;在升降罩和浮球的外围设置环形磁钢，N极位于外侧，在浮球罩的内壁纵向设置了若干根均布的条形磁钢，N极位于内侧，因此，即使排气阀安装在倾斜度较大（例如＜5°）的管道上，升降罩和浮球在上升过程中，也不会发生歪斜和别死，并能确保良好的对中性和密封性。

Description

磁悬浮排气阀

技术领域

本发明涉及一种排气阀，尤其是磁悬浮排气阀。

背景技术

为了提高输送效率和防止输水管道因负压而受到损坏，复合式高速排气进气阀（以下简称排气阀）广泛应用于输水管道上，一般安装在管道的最高点或容易集聚气体的位置。排气阀的结构型式较多，一种典型结构已在CN2758563中公开，并已被国标列为典型结构，这类排气阀的不足之处是：

a)不能在倾斜度较大（例如>2°）的管道上使用。由于升降罩的导向杆和导向孔之间、浮球与浮球罩之间有着较大的间隙，如果安装后排气阀的垂直度偏差较大，那么由于浮力方向与大、小排气孔要求密封的方向不一致，升降罩和浮球在水浮力作用下上升时容易与相应孔的内壁接触，造成歪斜别死；或者因大、小排气孔的阀座和阀瓣不能精确地对中，致使密封不可靠，造成漏水。为此，国标规定排气阀的安装倾斜度应＜2°，这就给安装和管道铺设增加了难度；

b)有的排水阀需要安装在地下井中，其下方往往还需连接一个检修阀，因此要求有较高的地下井,当管道离地面较浅时无法使用。

发明内容

本发明是为解决排气阀上述技术上的不足,从而开发一种采用磁悬浮结构的排气阀。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种磁悬浮排气阀，具有阀体，阀盖，阀盖上有大排气孔，阀体内有浮球罩，浮球罩内有浮球和升降罩，其特征在于：所述升降罩、浮球和浮球罩的高度比常规产品的低；在升降罩和浮球的外周设置磁钢，磁钢的N极位于外侧；在浮球罩的内壁均布若干磁钢，磁钢的N极位于内侧。

本发明的技术方案还可以进一步完善：

作为优选，浮球罩圆筒内壁沿纵向设置三根均布的条形磁钢，磁钢的N极位于内侧。

作为优选，所述条形磁钢用螺钉固定在浮球罩的内壁上，固定后，三根磁钢内侧组成的内切圆的中心线与浮球罩的中心线一致。

作为优选，所述和浮球和升降罩的外周各设置环形磁钢一和环形磁钢二。

作为优选，所述升降罩的下部是一个扁圆柱体，上部是一个外锥台，扁圆柱体的外周设有环形磁钢二，N极位于外侧，二者浇注成一体，加工后扁圆柱体外圆与环形磁钢二的外圆位于同一中心线上。

作为优选，升降罩外锥台的最大直径略小于大排气孔的直径，用以在大排气孔关闭前，通气（水）的面积逐渐减小，以减小冲击力；外锥台中心有一阶梯孔，中心线与扁圆柱体的中心线一致，与扁圆柱体下端的较浅的内锥台孔的顶面贯通；阶梯孔的下部设有中心具有小排气孔的阶梯形小排气嘴，上部旋入中心具有较大小孔的紧定螺钉，将小排气嘴固定；小排气嘴的下端为小排气孔的阀座，稍突出内锥台孔的顶面，用以在与浮球弧形顶面间的空间中集聚一定量的有压气体。

作为优选，升降罩采用比重比浮球更小的材质。

本发明由于采用高度低的升降罩、浮球及及浮球罩；在升降罩和浮球的外周设置环形磁钢，N极位于外侧；在浮球罩的内壁上设置了若干根均布的条形磁钢，N极位于内侧，由于磁钢材料采用NdFeB，及两副相对的N极距离很近，因此有着很强的排斥力，使升降罩和浮球处于磁悬浮状态。即使排气阀安装在倾斜度较大（例如＜5°）的管道上，升降罩和浮球在上升过程中，它们的外周也不会与条形磁钢的内侧接触，所以即使没有较长的导向，也不会发生歪斜和别死，并能保证大、小排气孔的阀座和阀瓣精确对中，确保良好的密封性；

此外，由于采用了高度低的升降罩和浮球，排气阀的高度大幅降低，适合安装在不高的地下井中。

附图说明

附图1，为本发明的结构示意图；

附图2，为图1的A-A俯视图；

附图3，为图1在升降罩和浮球升起时的纵向剖视图。

附图标记说明：阀体1，缓冲垫2，浮球罩3，浮球4，螺钉5，环形磁钢一6，条形磁钢7，环形磁钢二8，升降罩9，螺栓10、垫圈11及螺母12，阀盖13，O形密封圈一14，排气罩15，O形密封圈二16，紧定螺钉18，小排气嘴19 ;

进水口A₁，大排气孔A₂，环形腔H₁，排气腔H₂，间隙G ;

排气窗a，小排气孔c，通水孔m。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，本发明由阀体1，缓冲垫2，浮球罩3，浮球4，螺钉5，环形磁钢一6，条形磁钢7，环形磁钢二8，升降罩9，螺栓 10，垫圈11，螺母12，阀盖13，O形密封圈一14，排气罩15，O形密封圈二16，螺栓17，紧定螺钉18，小排气嘴19等零件组成，上述零件的中心线和条形磁钢7内侧内切圆的中心线位于同一直线上。

阀体1是两端具有法兰、中部为筒体的中空阀壳，下通孔为进水口A₁，直径比筒体内径小;下法兰一般与检修阀的上法兰连接，检修阀的下法兰与通水管道上的法兰连接，在检修排气阀时，将检修阀关闭，以免管道内的水喷出；上法兰的外缘设有若干个均布的安装孔，用螺栓10、垫圈11及螺母12将阀体1、浮球罩3及阀盖13固定成一体；上通孔的上方设有上下二个凹槽及一个内凸肩，O形密封圈一14设置在上凹槽中。

阀盖13的外形为阶梯形，直径上大下小，外缘设有若干个安装孔，数量、大小及分布与阀体1上法兰上的安装孔一致；中央设有大排气孔A₂；上端面靠近大排气孔A₂的附近均布有三个有一定高度的凸块；下端面的倒梯形环形槽中嵌有O形密封圈二16，作为大排气孔A₂的阀座；下端的下凸台与阀体1上端的下凹槽松配，并压紧浮球罩3；下端的上凸台与阀体1上端的上凹槽滑配，并压紧O形密封圈一14，以防介质外泄。

排气罩15形似一倒扣的碟子，用螺栓17固定在阀盖13上端面的三个凸块上，其作用是防止从大排气孔A2中喷出的水向四周飞溅和防止污物进入排气阀。排气罩15与阀盖13之间的空腔为排气腔H₂。

浮球罩3是一个上端带有短边法兰的平底薄壁圆筒，设置在阀体1的筒体内，圆筒上部的外圆与阀体1上端内凸肩的通孔滑配，上端的短边法兰被压紧在阀盖13的下端面与阀体1上端的下凹槽之间；圆筒的外壁与阀体1筒体的内壁之间的空腔为环形腔H₁；圆筒上部的周壁上设有6个均布的排气窗a，窗a的上边与阀体1上端内凸肩的下端面基本上平齐，窗a的下边与升降罩9的肩胛基本上平齐；底平面中央的孔中设有缓冲垫2，以防浮球快速下落时受到损坏；底平面的适当位置上还设有若干只通水孔m。

升降罩圆筒的内壁上，纵向均布有三根条形磁钢7，N极位于内侧，其安装位置参见图2，用螺钉5在浮球罩3的内壁上固定后，三个内侧组成的内切圆的中心线与浮球罩3的中心线一致。

升降罩9设置在浮球罩3中，其外圆柱与三根条形磁钢内侧组成的内切圆动配，可在其中自由上下移动。升降罩9的下部是一个扁圆柱体，上部是一个外锥台，扁圆柱体的外周设有环形磁钢二8，N极位于外侧，二者浇注成一体，加工后扁圆柱体外圆与环形磁钢二8的外圆位于同一中心线上；由于磁钢的材料为NdFeB，充磁强度可在3000高斯以上，以及其N极与条形磁钢7的N极相距很近（＜2mm），因此有很强的排斥力，使升降罩9处于磁悬浮状态，即使导向长度较短或安装时稍有倾斜，在上升过程中，其外周也不会与条形磁钢7的内侧接触而造成歪斜别死，并且有很好的对中性，保证大、小气孔良好的密封性，因此扁圆柱体的高度可以较短，使排气阀高度降低。由于排气阀的高度低，相应流道就较短，在排气结束进水后，水流将很快从大排气孔A₂中喷出，为了减少喷出量，应使升降罩9尽快关闭大排气孔A2，为此升降罩选用比浮球4比重更小的材料，这样在水进入浮球罩3后，升降罩9能较早上升关闭大排气孔。外锥台的最大直径略小于大排气孔A₂的直径，用以在大排气孔A₂关闭前，通气（水）的面积逐渐减小，使关闭速度逐渐减慢，减小冲击力；外锥台中心有一阶梯孔，中心线与扁圆柱体的中心线一致，与扁圆柱体下端的较浅的内锥台孔的顶面贯通；阶梯孔的下部设有中心具有小排气孔c的阶梯形小排气嘴19，材料为硬橡胶，上部旋入中心具有较大小孔的紧定螺钉18，将小排气嘴19固定；小排气嘴19的下端为小排气孔的阀座，稍突出内锥台孔的顶面，用以在与浮球4弧形顶面间的空间中集聚一定量的有压气体。当升降罩9在水浮力作用下上升到最高位置时，扁圆柱体的上端面与O形密封圈二16接触，将大排气孔A₂关闭，并在内压作用下压紧不漏水。

浮球4设置在浮球罩3的底部、升降罩9的下方，为了减小高度，浮球的外形采用顶部略带弧形的平底扁圆柱体，外壳为不锈钢，外周的内壁设置环形磁钢一6，N极位于外侧，具体要求及功能详见升降罩9介绍。顶部的弧形面作为小排气孔c的阀瓣，用于更可靠地关闭小排气孔c。浮球4不能太小，也不能太轻，比重0.7-0. 8为宜。

工作原理

阀内无水时(图1)升降罩9和浮球4处于浮球罩3的底部。当初次或管道系统检修后再次向管道供水时，管道内大量的空气经检修阀、进水口A₁、环形腔H₁、排气窗a进入浮球罩3内，随后经大排气孔A₂和排气腔H₂快速向外排出。由于排气阀一般安装在管道的最高点，因此当管道内的空气排尽后，水首先充满管道，然后通过进水口A₁进入排气阀，沿着环形腔H₁上升，当超过排气窗a高度后经浮球罩3的内壁与升降罩9、浮球4的外周之间的间隙G 流入浮球罩3内；同时水通过浮球罩3底部的通水孔m进入浮球罩内。在浮力的作用下，升降罩9和浮球4上升，由于水在瞬间内就淹没了浮球罩3，又因升降罩9的比重比浮球小，所以升降罩9会更早地上升，将大排气孔A2关闭，以免大量的水向外喷出。大排气孔A₂关闭后，水中残留的空气由正在上升的浮球4在一定压力下，通过小排气孔C向外排出，接着浮球4将小排气孔C关闭，并在浮力的作用下，使大、小排气孔保持良好的密封，至此，快速排气结束（图3）；当快速排气结束，大、小排气孔关闭后，在浮球4的上方和升降罩9下方的空间中尚存部分空气，这部分空气是密闭的，并具有一定的压力，因此在正常供水时，大排气孔A₂是不会打开的。在供水过程中随着温度和压力的变化，水中的空气被释放出来，并向环形腔H₁及浮球4上方的空间集聚，气压不断升高，阀内水位逐渐下降，浮球4所受的浮力也随之降低，当浮球4的重量超过所受的浮力和小排气孔c因内外压差所受的向上推力之和时，浮球4下降，小排气孔c打开，环形腔H₁及浮球4上方的有压气体通过小排气孔c向外排出；有压气体排出后，阀内水位上升，浮球4上升，再次将小排气孔关闭，如此反复循环。

当管道排水时，管道内产生负压，致使阀内水位迅速下降，浮球4及升降罩9回落到浮球罩3的底部，大排气孔打开，外界空气经过与排气时相反的顺序向管道内补气，防止了管道因负压而受到损坏。

Claims

1.一种磁悬浮排气阀，具有阀体（1），阀盖（13），阀盖上有大排气孔（A₂），阀体（1）内有浮球罩（3），浮球罩内有浮球（4）和升降罩（9），其特征在于：所述升降罩（9）、浮球（4）和浮球罩（3）的高度比常规产品的低；在升降罩（9）和浮球（4）的外周设置磁钢，磁钢的N极位于外侧；在浮球罩（3）的内壁均布若干磁钢，磁钢的N极位于内侧。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：浮球罩（3）圆筒内壁沿纵向设置三根均布的条形磁钢（7），条形磁钢的N极位于内侧。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：所述条形磁钢（7）用螺钉（5）固定在浮球罩（3）的内壁上，固定后，三根磁钢内侧组成的内切圆的中心线与浮球罩（3）的中心线一致。

4.根据权利要求1或2或3所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：所述和浮球（4）和升降罩（9）的外周各设置环形磁钢一（6）和环形磁钢二（8）。

5.根据权利要求1或2或3所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：所述升降罩（9）的下部是一个扁圆柱体，上部是一个外锥台，扁圆柱体的外缘设有环形磁钢二（8），二者浇注成一体，加工后扁圆柱体外圆与环形磁钢二（8）的外圆位于同一中心线上。

6.根据权利要求1或2或3所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：升降罩（9）外锥台的最大直径略小于大排气孔（A₂）的直径，使大排气孔（A₂）关闭前，通气（水）的面积逐渐减小，以减小冲击力；外锥台中心有一阶梯孔，中心线与扁圆柱体的中心线一致，与扁圆柱体下端的较浅的内锥台孔的顶面贯通；阶梯孔的下部设有中心具有小排气孔（c）的阶梯形小排气嘴（19），上部旋入中心具有较大小孔的紧定螺钉（18），将小排气嘴（19）固定；小排气嘴（19）的下端为小排气孔的阀座，稍突出内锥台孔的顶面，用以在与浮球（4）弧形顶面的空间中集聚一定量的有压气体。

7.根据权利要求1或2或3所述的磁悬浮排气阀，其特征在于：所述升降罩（9）采用比重比浮球（4）比重更小的材质。