CN110701369A - 一种空气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气阀，包括阀体，阀体内设置有底部开口的阀腔，阀体的上端设置有连通阀腔的快速排气通道，阀腔内设置有可上下移动的阀芯机构，阀芯机构在向上或向下移动的过程中能够关闭或打开所述快速排气通道，快速排气通道内设置有用于检测阀芯机构的移动位置的信号反馈装置；通过设置在快速排气通道内的用于检测阀芯机构的移动位置的信号反馈装置，实时监控阀芯机构的移动位置，并在出现问题时及时反馈给技术人员，避免了阀芯机构出现卡死后不能及时处理的情况。

Description

一种空气阀
技术领域
本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种空气阀。
背景技术
在管道水输送的过程中，包括泵出水管、长距离输水管线的局部高点、长水平段、长上坡段以及水平段末端等在内的位置需要设置空气阀来保证充水时高速排气和满管时微量排出水中析出的气体，同时还要在水管放空时能迅速吸气，以防止管道形成负压而破坏管路，从而提高输水效率并保护管道的平稳运行。
而目前市面上使用的空气阀存在以下几点问题：
第一点，存在结构复杂、泄漏点多的问题：针对高速排气和微量排气采用分体组合式结构，导致了产品的体积大、占用空间多，同时其结构复杂、泄漏点多。
第二点，存在无法调节的问题：设计的排气通道过小，且无法根据工况进行调节，当管道存在负压时，无法迅速补充大量气体。
第三点，不具有防吹堵功能：当管道内的高压气流迅速排出时，移动幅度小的阀芯在排气通道内容易导致阀门吹堵，形成气囊栓塞，极大地降低了输水效率。
第四点，不具有防卡阻功能：其浮球及密封副直接与流体介质接触，污垢容易进入，导致通道被阻塞。
第五点，不具有信号反馈功能：由于没有设置检测装置，当空气阀处于异常状态时，不能及时报警反馈给现场技术人员，导致管路的破坏。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种空气阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空气阀，包括阀体，所述阀体内设置有底部开口的阀腔，所述阀体的上端设置有连通所述阀腔的快速排气通道，所述阀腔内设置有可上下移动的阀芯机构，所述阀芯机构在向上或向下移动的过程中能够关闭或打开所述快速排气通道，所述快速排气通道内设置有用于检测所述阀芯机构的移动位置的信号反馈装置。
进一步的，所述信号反馈装置包括信号检测器和检测杆，所述检测杆设置在所述阀芯机构上，所述信号检测器上设置有至少两个检测点，通过所述检测杆与所述检测点的相对位置反馈所述阀芯机构的移动位置。
进一步的，所述快速排气通道内沿截面设置有一个调节阀，所述调节阀包括两个可向所述快速排气通道的侧壁闭合的阀瓣，两个所述阀瓣可在气压作用下转动。
进一步的，所述调节阀上设置有调节两个所述阀瓣的打开程度的调节装置，所述调节装置设置在所述阀瓣向所述快速排气通道的侧壁闭合的路径上。
进一步的，所述阀芯机构包括阀芯和设置在所述阀芯下方的浮球，所述阀芯设置有微量排气结构，且所述阀芯的上端连接所述检测杆；所述浮球在向上移动时抵接并闭合所述微量排气结构，所述浮球在向下移动并离开所述阀芯时打开所述微量排气结构。
进一步的，所述微量排气结构设置为微排阀座，所述微排阀座设置在所述阀芯的中心位置，并连通所述阀芯的上下两端。
进一步的，所述阀腔内对应所述阀芯机构设置有多孔的球篮，所述阀芯的侧壁贴合所述球篮的内壁。
进一步的，所述阀体与所述快速排气通道之间通过环状的连接盖进行连接，所述连接盖与所述阀体之间设置有安装阀座，所述球篮的上端安装在所述安装阀座上，并位于所述安装阀座与所述阀体的上端面之间。
进一步的，所述安装阀座与所述球篮的贴合面设置有密封环，所述阀芯向上移动至最高位时紧贴所述密封环。
进一步的，所述快速排气通道的上方设置有阀帽，通过所述阀帽遮盖所述快速排气通道的出口。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种空气阀，区别于传统空气阀，主要具有以下几点优势：
第一，结构紧凑，排气性能可靠：阀芯上设置有连通快速排气通道的微排阀座，通过微排阀座进行微量排气，实现微量排气和快速排气的一体化结构，简化了传统空气阀的分体组合式结构，省去了不必要的泄漏点，增加了产品的可靠性，同时大大减小了产品的体积。
第二，排气通道可调，补气充分：在快速排气通道的出口端设置有调节阀，可以根据工况通过调节调节螺栓的伸出长度来控制阀瓣的打开程度，当管道充水所产生的水柱弥合速度过快时，能产生相应的缓冲气腔防止管道被水锤破坏；此外，当管道内的水放空，管道内部产生负压时，在外界气压作用下阀瓣聚拢，从而快速补气，以保证管道的安全。
第三，具有防吹堵功能：活动的阀芯和浮球通过球篮与快速排气通道隔开，随着水位的升高阀芯会逐渐关闭快速排气通道，在水位没有抵达最高位时，不影响气流的顺利排出，而当水位抵达最高位时，阀芯完全关闭快速排气通道，此时整个空气阀关闭。
第四，具有防卡阻功能：由于球篮的存在，杂质很难进入阀体内部，也不会对阀芯的上下滑动产生影响，使得开关阀的动作更灵敏。
第五，具有信号反馈功能：通过设置在快速排气通道内的用于检测阀芯机构的移动位置的信号反馈装置，实时监控阀芯的移动位置，并在出现问题时及时反馈给技术人员，避免了阀芯出现卡死后不能及时处理的情况。
综上所述，本发明所提供的空气阀，在传统空气阀的基础上加以改进优化，使得其更适用于远距离的管道水输送，保证了充水时高速排气和满管时微量排出水中析出的气体，同时还使得水管放空时能迅速吸气，以防止管道形成负压而破坏管路，并在空气阀出现阀芯卡死的问题时及时报警，使得技术人员能够及时知晓并处理，从而提高输水效率并保护管道的平稳运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1-空气阀正常吸、排气状态结构示意图；
图2-空气阀限制排气状态结构示意图；
图3-空气阀正常关闭状态结构示意图；
图4-空气阀微量排气状态结构示意图；
图5-空气阀故障状态结构示意图；
其中，100-阀体，101-球篮，102-浮球，103-阀芯，104-检测杆，105-微量排气结构，106-连接盖，107-阀帽，108-阀瓣，109-信号检测器，110-调节螺栓。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
参照图1～图5，本发明公开了一种空气阀，包括阀体100，阀体100内设置有底部开口的阀腔，阀体100的上端设置有连通阀腔的快速排气通道，阀腔内设置有可上下移动的阀芯机构，阀芯机构在向上或向下移动的过程中能够关闭或打开所述快速排气通道，快速排气通道内设置有用于检测阀芯机构的移动位置的信号反馈装置；通过设置在快速排气通道内的用于检测阀芯机构的移动位置的信号反馈装置，实时监控阀芯机构的移动位置，并在出现问题时及时反馈给技术人员，避免了阀芯机构出现卡死后不能及时处理的情况。
具体的，信号反馈装置包括信号检测器109和检测杆104，检测杆104的一端垂直连接阀芯机构，另一端与信号检测器109相互平行，信号检测器109沿垂直快速排气通道的截面方向布置，且信号检测器109上设置有至少两个检测点，在这里设置为两个，包括上检测口和下检测口，当检测杆104的上端与下检测口保持平行且静止时，说明阀芯机构卡死，此时信号反馈装置报警。
为了避免出现吹堵，快速排气通道内沿截面设置有一个调节阀，调节阀包括两个可向快速排气通道的侧壁闭合的阀瓣108，两个阀瓣108可在气压作用下转动，这里的两个阀瓣108完全贴合快速排气通道的侧壁时，其形状类似于一个碟片，将完全阻断快速排气通道。
进一步，为了控制、调节两个阀瓣108向向向快速排气通道的侧壁闭合的程度，调节阀上设置有调节装置，调节装置设置在阀瓣108向快速排气通道的侧壁闭合的路径上，具体的，这里的调节装置设置为调节螺栓110，通过控制调节螺栓110朝向阀瓣108的伸出长度，来调节阀瓣108的打开程度，当调节螺栓110的伸出长度越长时，两个调节阀瓣108向快速排气通道的侧壁打开的闭合的程度越小。
这里，上述的阀瓣108的初始打开程度是可以设定的，也就是阀瓣108具有一个初始抗压值，当管道内部的气压过大超过该初始抗压值时，阀瓣108自动打开进而调节快速排气通道的打开程度，而通过调节调节螺栓110的伸出长度，可以限定最终阀瓣108的打开程度；也就是说，现场技术人员可以根据工况通过调节调节螺栓110的伸出长度来控制阀瓣108的打开程度，当管道充水所产生的水柱弥合速度过快时，能产生相应的缓冲气腔防止管道被水锤破坏；此外，当管道内的水放空，管道内部产生负压时，在外界气压作用下阀瓣108聚拢，从而快速补气，以保证管道的安全。
前述的阀芯机构包括阀芯103和设置在阀芯103下方的浮球102，阀芯103设置有微量排气结构105，且阀芯103的上端连接检测杆104；在管道内部充满水时，浮球102在向上移动至最高位，抵接并闭合微量排气结构105，此时空气阀完全关闭；而在完全关闭的状态下，浮球102在水内析出气体时会向下移动一定距离，而阀芯103基本保持不动，由于浮球102离开阀芯103并打开微量排气结构105，进而实现微量排气。
具体的，微量排气结构105设置为微排阀座，微排阀座设置在阀芯103的中心位置，并连通阀芯103的上下两端，从而在上述的条件下具有微量排气的功能。
考虑到防卡阻，阀腔内对应所述阀芯机构设置有多孔的球篮101，阀芯103的侧壁贴合球篮101的内壁，且阀芯103能够贴合球篮101的内壁随水位的升降而上下移动，由于球篮101的存在，杂质很难进入阀体内部，也不会对阀芯的上下滑动产生影响，使得开关阀的动作更灵敏。
考虑到阀体100、快速排气通道等的具体安装结构，阀体100与快速排气通道之间通过环状的连接盖106进行连接，连接盖106与阀体100之间设置有安装阀座，球篮101的上端安装在安装阀座上，并位于安装阀座与阀体100的上端面之间。
考虑到在正常关闭状态和限制排气状态下的密闭效果，安装阀座与球篮101的贴合面设置有密封环，阀芯104向上移动至最高位时紧贴密封环。
为了便于拆装，连接盖106螺栓连接阀体100，并配合阀体100的上端面夹紧安装阀座，快速排气通道螺纹连接连接盖106。
为了避免灰尘等杂志通过快速排气通道进入空气阀体内部，快速排气通道的上方设置有阀帽107，通过阀帽107遮盖快速排气通道的出口。
此外，在这里结合附图以及上述的具体结构对空气阀的几个具体状态进行描述：
如图1-空气阀正常吸、排气状态结构示意图所示：此时管道内刚刚开始充水或者水刚刚放空，空气阀内与外界大气压之间需要进行快速的气体流通，气压大而流速快，活动的浮球102和阀芯103位于最低位置，快速排气通道全部打开，使得气体能够快速流通，并且此时的信号检测器109检测不到检测杆的信号，不作出警报提示。
如图2-空气阀限制排气状态结构示意图所示：将阀瓣108设定为完全关闭状态，完全阻断快速排气通道，而即使此时管道内出现负压情况，阀瓣108也可以在外界大气压作用下合拢，进而实现快速吸气，以保护管道的安全；同样的，此时的信号检测器109检测不到检测杆的信号，也不作出警报提示。
如图3-空气阀正常关闭状态结构示意图所示：此时水充满管道，管道处于满管状态，活动的阀芯103和浮球102抵接在一起，微量排气结构105也处于关闭状态，阀芯103处于最高位置，完全阻断了快速排气通道与阀腔的连通，空气阀与外界不进行气体交换；此外，此时检测杆104的上端与信号检测器109的上检测口平行并静止，也不做出警报提示。
如图4-空气阀微量排气状态结构示意图所示：相对于上述的空气阀正常关闭状态，区别在于管道内的水会析出部分气体，水的体积变小，而浮球102下沉一定距离，这点距离不影响阀芯103的状态，阀芯103保持不变，故而微量排气结构105被打开，使得空气阀可以进行微量排气，同样的，此时检测杆104的上端与信号检测器109的上检测口平行并静止，不做出警报提示。
如图5-空气阀故障状态结构示意图所示：此时水放空，浮球102正常回落，而阀芯103卡死，检测杆104的上端与信号检测器109的下端保持平行状态，信号反馈装置警报提示现场技术人员，使得技术人员能够尽快处理故障以保证管路的安全。
综上所述，本发明所提供的空气阀，在传统空气阀的基础上加以改进优化，使得其更适用于远距离的管道水输送，保证了充水时高速排气和满管时微量排出水中析出的气体，同时还使得水管放空时能迅速吸气，以防止管道形成负压而破坏管路，并在空气阀出现阀芯103卡死的问题时及时报警，使得技术人员能够及时知晓并处理，从而提高输水效率并保护管道的平稳运行。
上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (10)

1.一种空气阀，其特征在于，包括阀体(100)，所述阀体(100)内设置有底部开口的阀腔，所述阀体(100)的上端设置有连通所述阀腔的快速排气通道，所述阀腔内设置有可上下移动的阀芯机构，所述阀芯机构在向上或向下移动的过程中能够关闭或打开所述快速排气通道，所述快速排气通道内设置有用于检测所述阀芯机构的移动位置的信号反馈装置。
2.根据权利要求1所述的一种空气阀，其特征在于，所述信号反馈装置包括信号检测器(109)和检测杆(104)，所述检测杆(104)设置在所述阀芯机构上，所述信号检测器(109)上设置有至少两个检测点，通过所述检测杆(104)与所述检测点的相对位置反馈所述阀芯机构的移动位置。
3.根据权利要求2所述的一种空气阀，其特征在于，所述快速排气通道内沿截面设置有一个调节阀，所述调节阀包括两个可向所述快速排气通道的侧壁闭合的阀瓣(108)，两个所述阀瓣(108)可在气压作用下转动。
4.根据权利要求3所述的一种空气阀，其特征在于，所述调节阀上设置有调节两个所述阀瓣(108)的打开程度的调节装置，所述调节装置设置在所述阀瓣(108)向所述快速排气通道的侧壁闭合的路径上。
5.根据权利要求4所述的一种空气阀，其特征在于，所述阀芯机构包括阀芯(103)和设置在所述阀芯(103)下方的浮球(102)，所述阀芯(103)设置有微量排气结构(105)，且所述阀芯(103)的上端连接所述检测杆(104)；所述浮球(102)在向上移动时抵接并闭合所述微量排气结构(105)，所述浮球(102)在向下移动并离开所述阀芯(103)时打开所述微量排气结构(105)。
6.根据权利要求5所述的一种空气阀，其特征在于，所述微量排气结构(105)设置为微排阀座，所述微排阀座设置在所述阀芯(103)的中心位置，并连通所述阀芯(103)的上下两端。
7.根据权利要求6所述的一种空气阀，其特征在于，所述阀腔内对应所述阀芯机构设置有多孔的球篮(101)，所述阀芯(103)的侧壁贴合所述球篮(101)的内壁。
8.根据权利要求7所述的一种空气阀，其特征在于，所述阀体(100)与所述快速排气通道之间通过环状的连接盖(106)进行连接，所述连接盖(106)与所述阀体(100)之间设置有安装阀座，所述球篮(101)的上端安装在所述安装阀座上，并位于所述安装阀座与所述阀体(100)的上端面之间。
9.根据权利要求8所述的一种空气阀，其特征在于，所述安装阀座与所述球篮(101)的贴合面设置有密封环，所述阀芯(104)向上移动至最高位时紧贴所述密封环。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种空气阀，其特征在于，所述快速排气通道的上方设置有阀帽(107)，通过所述阀帽(107)遮盖所述快速排气通道的出口。
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