CN111503354A - 一种防弥合水锤排气阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防弥合水锤排气阀，包括排气阀盖、排气阀体、活动阀芯、排气阀密封圈、球篮和浮球；所述排气阀盖连接于所述排气阀体的顶部；所述排气阀体内部中空，所述排气阀盖开设有第一进排气口；所述排气阀密封圈固定连接于所述排气阀盖的底部；所述球篮固定于所述排气阀体的内部；管道内的空气经过排气阀体内部→上通孔→第一进排气孔排出，即能够满足管道快速排气的需求，且整个排气过程中，因浮球位于球篮内，不易在过快的气流作用下被吹起，防止出现阀门吹堵现象，避免因排气不尽，而导致的管道内的水的输送效率降低。

Description

一种防弥合水锤排气阀

技术领域

本发明涉及排气阀技术领域，特别涉及一种防弥合水锤排气阀。

背景技术

排气阀应用于液体管道中，是指能够将管道内产生的气体及时排出，且在管道内出现负压时，及时补入空气的阀体；根据GB/T36523-2018可以得出排气阀的基本结构和计算方法，但标准中的排气阀中有以下不足：

现有的排气阀的结构中，阀芯为浮球，且直接内置于排气通道内，排气口位于浮球的上方，当高速排气时，易出现阀门吹堵(即浮球被高速气体吹起而堵塞排气口)现象，造成排气不尽，于管道内形成气囊栓塞，从而降低管道内的液体输送效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种防弥合水锤排气阀，旨在解决现有的排气阀当高速排气时，易出现阀门吹堵现象的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种防弥合水锤排气阀，包括排气阀盖、排气阀体、活动阀芯、排气阀密封圈、球篮和浮球；

所述排气阀盖连接于所述排气阀体的顶部；所述排气阀体内部中空，所述排气阀盖开设有第一进排气口；所述排气阀密封圈固定连接于所述排气阀盖的底部；所述球篮固定于所述排气阀体的内部；所述球篮的上部呈桶状，所述球篮的下部呈半球状；所述球篮的上方敞口，所述浮球设置于所述球篮内部；所述球篮的中部开设有中通孔，所述球篮的上部开设开设有上通孔，所述球篮的底部开设有下通孔；

所述活动阀芯活动嵌入所述球篮且位于所述浮球的上方；所述活动阀芯的顶部能与所述排气密封圈密封接触。

优选的，所述球篮的顶部固定连接于所述排气阀体的内壁的顶部。

优选的，还包括微排阀座；所述活动阀芯中心位置开设有微排通孔；所述微排阀座嵌设于所述微排通孔中，且所述微排阀座的底部伸出于所述活动阀芯的底侧面；所述微排阀座开设有微排气孔；所述浮球能与所述微排气孔密封接触。

优选的，所述微排阀座为橡胶微排阀座。

优选的，所述微排通孔内还穿设有与所述微排气孔连通的微排防护管。

优选的，还包括节流组件；所述节流组件包括节流阀体、节流阀轴、节流阀芯、节流阀密封圈和导向压盖；

所述节流阀体连接于所述排气阀体的底部；所述导向压盖设置于所述节流阀体和所述排气阀体之间；所述节流阀密封圈连接于所述导向压盖的底侧；所述导向压盖开设有导向孔和第二进排气口；所述节流阀轴活动穿设于所述导向孔；所述节流阀轴固定套设有节流阀芯；所述节流阀芯能与所述节流阀密封圈密封接触；所述节流阀芯开设有第三进排气口；

所述节流阀体内部设置有限位件，所述限位件位于所述节流阀芯的下方；所述节流阀轴活动穿设于所述限位件中。

优选的，所述导向孔内嵌设有第一导向套；所述节流阀轴活动穿设于所述第一导向套内。

优选的，所述排气阀盖的上方还连接设置有防护罩。

优选的，所述防护罩内还设置有罩设所述第一进排气口的防护网。

优选的，所述浮球的外径和所述球篮的上部的内径之差小于预设尺寸。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

本发明提出的一种防弥合水锤排气阀，使用时，将排气阀体的底部通过螺栓密封连通安装于管道，因本防弥合水锤排气阀的活动阀芯和排气阀密封圈组成密封副，且活动阀芯竖直活动嵌设于球篮内，管道内开始充液体时(例如水，后续介绍均以水为例)；此时，排气阀体内没有水，浮球在自重的作用下与球篮的内底部接触，活动阀芯在自重的作用下与浮球的顶部接触(即与排气阀密封圈脱离)，此时，管道内的空气经过排气阀体内部→上通孔→第一进排气孔排出，即能够满足管道快速排气的需求，且整个排气过程中，因浮球位于球篮内，不易在过快的气流作用下被吹起，防止出现阀门吹堵现象，避免因排气不尽，而导致管道内水的输送效率降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种防弥合水锤排气阀一实施例的结构示意图；

图2为本发明一种防弥合水锤排气阀一实施例的球篮的立体结构示意图；

图3为本发明一种防弥合水锤排气阀一实施例大量排气时的示意图；

图4为本发明一种防弥合水锤排气阀一实施例大量吸气时的示意图；

图5为本发明一种防弥合水锤排气阀另一实施例大量排气时的示意图；

图6为本发明一种防弥合水锤排气阀另一实施例限制排气时的示意图；

图7为本发明一种防弥合水锤排气阀另一实施例大量排气时的示意图；

图8为本发明一种防弥合水锤排气阀另一实施例微量排气时的示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种防弥合水锤排气阀。

请参考附图1-附图4，一种防弥合水锤排气阀的一实施例，本防弥合水锤排气阀包括排气阀盖110、排气阀体120、活动阀芯160、排气阀密封圈130、球篮140和浮球150。

如附图1所示，排气阀盖110同轴心连接于排气阀体120的顶部；排气阀体120内部中空，排气阀盖110开设有第一进排气口111，这里的第一进排气口111用于进排气；排气阀密封圈130固定连接于排气阀盖110的底部，排气阀密封圈130为橡胶密封圈；球篮140固定于排气阀体120的内部，优选的，球篮140和排气阀体120同轴心设置；球篮140的上部呈桶状，球篮140的下部呈半球状，球篮140的具体结构请参考附图2，球篮140的顶部固定连接于排气阀体120的内壁的顶部；球篮140的上方敞口，浮球150设置于球篮140内部；球篮140的中部开设有中通孔142，球篮140的上部开设开设有上通孔141，球篮140的底部开设有下通孔143；优选的，上通孔141的数量为4个，且4个上通孔141周向均匀分布于球篮140的侧壁；中通孔142的数量为4个，且4个中通孔142周向均匀分布于球篮140的侧壁；下通孔143的数量为1个，下通孔143开设于球篮140的底部的中心位置。这里的所有的上通孔141的开口面积之和不小于公称通径的面积。

活动阀芯160活动嵌入球篮140且位于浮球150的上方，即活动阀芯160能沿球篮140的长度方向移动(正常情况下为竖直方向)；活动阀芯160的顶部能与排气阀密封圈130密封接触。上述浮球150为不锈钢空心浮球150。

通过上述技术方案，使用时，将排气阀体120的底部通过螺栓密封连通安装于管道，本防弥合水锤排气阀适合安装于泵出水管、长距离输水管线的局部高点、长水平段、长上下坡段、水平段末端等位置；本防弥合水锤排气阀的活动阀芯160和排气阀密封圈130组成密封副，且活动阀芯160竖直活动嵌设于球篮140内；如附图3所示，管道内开始充液体时(例如水，后续介绍均以水为例)；此时，排气阀体120内没有水，浮球150在自重的作用下与球篮140的内底部接触，活动阀芯160在自重的作用下与浮球150的顶部接触(即与排气阀密封圈130脱离)，此时，管道内的空气经过排气阀体120内部→上通孔141→第一进排气口111排出，即能够满足管道快速排气的需求，且整个排气过程中，因浮球150位于球篮140内，不易在过快的气流作用下被吹起，防止出现阀门吹堵现象，避免因排气不尽，而导致管道内水的输送效率降低。

当管道内排气将尽时排气阀体120内水位上升进入球篮140内，浮球150上升，活动阀芯160在浮球150的顶升作用下会先于水位与排气阀密封圈130密封接触，建立密封比压以完成密封，即不再排气。

如附图4所示，当管道产生负压时，受负压影响阀体内的水向管道内流动，阀内水位下降，浮球150再次下降，活动阀芯160随之下降，外界空气从第一进排气口111→上通孔141→排气阀体120进而管道，以平衡管道内的压力。

在上述技术方案中，排气阀体120的内部通道符合流体力学要求，球篮140能起到导流作用和隔离作用，避免了因气流冲击而产生的吹堵和杂质污染造成堵塞，进排气通道流畅，无阻碍。

在快速排气和吸气时，气流在球篮140的引流作用下对浮球150和活动阀芯160冲击较小。可以有效防止出现高速气流对浮球150产生扰动，撞击阀体，导致浮球150变形或破裂的现象。

虽然通过上述技术方案，已经能够实现在快速排气时防止出现阀门吹堵现象，但是并不具备管道正常运行时的微量排气功能。

有鉴于此，在本发明的另一实施例中，本防弥合水锤排气阀还包括微排阀座162；活动阀芯160中心位置开设有微排通孔161；微排阀座162嵌设于微排通孔161中，且微排阀座162的底部伸出于活动阀芯160的底侧面；微排阀座162开设有微排气孔164；浮球150能与微排气孔164密封接触。这里的微排阀座162为橡胶微排阀座162，以便于浮球150和微排气孔164达成密封接触。此外，微排通孔161内还穿设有与微排气孔164连通的微排防护管163。

通过上述技术方案，能够实现管道正常运行时的微量排气，如附图8所示，当管道排气将尽时排气阀体120内水位上升并进入球篮140内，浮球150上升，活动阀芯160在浮球150的顶升作用下先于水位与排气阀密封圈130密封接触，建立密封比压完成密封，确保低压密封。此时，管道内水中夹杂和析出的气体会不断积聚在排气阀体120上部，随着聚集的气体体积的增加，排气阀体120内水位会下降，浮球150随之下降，浮球150与微排阀座162的微排气孔164脱离，以实现高压微量排气；即浮球150会在压差力和重力的作用下与微排阀座162脱离开，微排气孔164贯通，当气体排出后，排气阀体120内的气压下降，排气阀体120内重新水位上升，浮球150在浮力的作用下再次上浮并与微排阀座162接触以密封微排气孔164，重新建立密封比压，确保整个阀体的密封。

为了保证浮球150运动的精准性及与微排阀座162的配合精准性，浮球150的外径和球篮140的上部的内径之差小于预设尺寸(预设尺寸优选为2mm)，这样浮球150升降运动时能通过球篮140内壁进行自动定心，保证了其运动的精准性以确保与微排阀座162达到密封接触，避免微排阀座162喷出水而影响其他设备运行。

此外，浮球150的形状为圆球形自由空心球，且浮球150与排气阀体120内其它部件无连接，具有足够的自由活动空间。能够避免发生浮球150错位、卡堵导致的出现泄漏和杂质堵塞现象。

上述微排防护管163能够防止蚊虫、水从上方进入微排阀座162(水进入微排阀座162后如果冻住则会堵塞微排气孔164)，保证了微排气孔164的畅通。

此外，当活动阀芯160和排气阀密封圈130密封接触时，且浮球150与微排阀座162密封接触时，会在排气阀体120与球篮140之间形成一段高压空气腔，即活动阀芯160始终不与管道内的水接触，微排阀座162始终不与管道内的水接触，以防止污垢堆积导致通道堵塞，还能防止低温时密封部位被水被冻住，或者通道被水冻住，提升了工作稳定性。

虽然通过上述技术方案，能够实现管道正常运行时的微量排气功能，但是并不具备防弥合水锤的作用。

有鉴于此，在另一实施例中，本发明还包括节流组件；节流组件包括节流阀体250、节流阀轴240、节流阀芯270、节流阀密封圈230和导向压盖210。

节流阀体250连接于排气阀体120的底部；导向压盖210设置于节流阀体250和排气阀体120之间；节流阀密封圈230连接于导向压盖210的底侧，节流阀密封圈230为为橡胶密封圈；导向压盖210开设有导向孔212和第二进排气口211；节流阀轴240活动穿设于导向孔212，具体的，导向孔212内嵌设有第一导向套220，第一导向套220的中心开设有第一套孔221，节流阀轴240活动穿设于第一套孔221内；节流阀轴240固定套设有节流阀芯270；节流阀芯270能与节流阀密封圈230密封接触；节流阀芯270开设有第三进排气口271。这里的第三进排气口271的数量为多个(本实施例优选为4个)，所有的第三进排气口271的开口面积之和优选为公称通径面积的5％，这是为了保证节流阀芯270的限制排气效果。

节流阀体250内部设置有限位件260，且限位件260位于节流阀芯270的下方，这里的限位件260和节流阀体250为一体成形制作而成(铸造)，限位件260通过筋板连接于节流阀体250的内壁；节流阀轴240活动穿设于限位件260中，具体的，限位件260开设限位孔261，限位孔261内嵌设有第二导向套262，第二导向套262的中心开设有第二套孔263，节流阀轴240活动穿设于第二套孔263；节流阀轴240和节流阀体250的中轴线重合。

通过上述技术方案，能够实现防弥合水锤的功能，具体的，如附图5所述，管道充水开始排气，当管道充水速度过快时，气流速度加快，当节流阀芯270上下表面气流压力差达到预设值(如1.5KPa)时，节流阀芯270上升，节流阀芯270与节流阀密封圈230密封接触；排气通道的面积大量减少，排气流量减少，被截留的气体在管道内形成缓冲气囊，能够大幅吸收水柱弥合能量(如附图6)，当气流压力差低于预设值时，节流阀芯270在重力的作用下下落到初始位置，排气通道再次打开(如附图5)，不会影响管道的正常排气功能，即具备防止弥合水锤的功能。在本实施例中，本防弥合水锤排气阀同样具备大量吸气功能，如附图7所示，即本防弥合水锤排气阀采用快吸缓排的结构形式，且阀体内快吸通道的开口面积不小于公称通径的面积。

本发明提出的防弥合水锤排气阀采用一体式结构，由上部的进排气阀部分和下部的节流阀部分通过螺栓连接构成；结构设计简单，工作可靠、经久耐用，阀内无杠杆，连杆，转轴等机械运动部件，不会产生因机械磨损，错位，卡死，断裂，变形，开焊等故障而导致的空气阀失效现象。

排气阀盖110具备辅助支撑排气阀密封圈130的作用，导向压盖210具备辅助支撑节流阀密封圈230的作用，即能在密封圈的接触面压缩一定程度后其他部件传递而来的管道内压，防止出现密封橡胶被压溃，粘连以及长期持续承压导致的橡胶加速老化等故障现象。

本发明提出的防弥合水锤排气阀为全通径结构，阀体内部各通道的开口面积均不小于公称通径的面积。

此外，如附图1所示，排气阀盖110的上方还连接设置有防护罩170。防护罩170能够对排气阀体120进行防护，防护罩170内还设置有罩设第一进排气口111的防护网180，防护网180能够防止外界杂质进入排气阀体120内。防护罩170上设置有环形螺母190，方便起吊安装。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，包括排气阀盖、排气阀体、活动阀芯、排气阀密封圈、球篮和浮球；

所述排气阀盖连接于所述排气阀体的顶部；所述排气阀体内部中空，所述排气阀盖开设有第一进排气口；所述排气阀密封圈固定连接于所述排气阀盖的底部；所述球篮固定于所述排气阀体的内部；所述球篮的上部呈桶状，所述球篮的下部呈半球状；所述球篮的上方敞口，所述浮球设置于所述球篮内部；所述球篮的中部开设有中通孔，所述球篮的上部开设开设有上通孔，所述球篮的底部开设有下通孔；

所述活动阀芯活动嵌入所述球篮且位于所述浮球的上方；所述活动阀芯的顶部能与所述排气密封圈密封接触。

2.根据权利要求1所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述球篮的顶部固定连接于所述排气阀体的内壁的顶部。

3.根据权利要求1所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，还包括微排阀座；所述活动阀芯中心位置开设有微排通孔；所述微排阀座嵌设于所述微排通孔中，且所述微排阀座的底部伸出于所述活动阀芯的底侧面；所述微排阀座开设有微排气孔；所述浮球能与所述微排气孔密封接触。

4.根据权利要求3所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述微排阀座为橡胶微排阀座。

5.根据权利要求4所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述微排通孔内还穿设有与所述微排气孔连通的微排防护管。

6.根据权利要求1所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，还包括节流组件；所述节流组件包括节流阀体、节流阀轴、节流阀芯、节流阀密封圈和导向压盖；

所述节流阀体连接于所述排气阀体的底部；所述导向压盖设置于所述节流阀体和所述排气阀体之间；所述节流阀密封圈连接于所述导向压盖的底侧；所述导向压盖开设有导向孔和第二进排气口；所述节流阀轴活动穿设于所述导向孔；所述节流阀轴固定套设有节流阀芯；所述节流阀芯能与所述节流阀密封圈密封接触；所述节流阀芯开设有第三进排气口；

所述节流阀体内部设置有限位件，所述限位件位于所述节流阀芯的下方；所述节流阀轴活动穿设于所述限位件中。

7.根据权利要求6所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述导向孔内嵌设有第一导向套；所述节流阀轴活动穿设于所述第一导向套内。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述排气阀盖的上方还连接设置有防护罩。

9.根据权利要求8所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述防护罩内还设置有罩设所述第一进排气口的防护网。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种防弥合水锤排气阀，其特征在于，所述浮球的外径和所述球篮的上部的内径之差小于预设尺寸。

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