CN112324978A - 一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀，该复合排气阀摒弃了常规的安装在阀体下方、通过小孔降低水流流水的方式，改将缓冲阀体安装于阀体的上方，并通过增加阀体内的压力，以防止水锤的生产。具体的，当管线介质流速增大，缓冲阀腔内的缓冲板感应空气流速及时上行关闭缓冲阀腔上部的缓冲大阀口，高速空气只能由缓冲板上开设的节流孔排出，限制了管道空气排泄速度，增大了阀体内的压力，从而限制了空气排尽时介质流入排气阀的速度，使水流缓缓流入排气阀，如此防止了介质高速冲击浮子时产生的水锤。

Description

一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀

技术领域

本发明涉及排气阀领域，尤其涉及一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀。

背景技术

输水管线启泵充水，若充水速度过快，当空气排尽，排气阀浮子在高速水流的冲击下瞬间撞击、堵塞阀口，会形成充水水锤。当管线停水时，管线拐点处上、下游会形成水柱拉断再弥合，当两股拉断再弥合的水流冲向排气阀，排气阀浮子在高速水流的冲击下瞬间撞击、堵塞阀口，会形成弥合水锤。充水水锤和弥合水锤是管线时有发生、并且难以控制的，其对管路设施的损坏很大，常常是爆管的罪魁祸首，尤其是弥合水锤。

普通排气阀难以适应，常需在排气阀进口端加装一种缓冲塞阀，以降低进入排气阀的水流速度。

中国发明专利申请CN201910743969.0中公开的一种防水锤复合排气阀，通过在阀体底部设置阀瓣，利用弧形阀瓣来减弱水锤对阀瓣的冲击，阀瓣上设有可形成对射水柱的通孔，以对水锤进行消弱。在中国实用新型专利CN201620937538.X中公开了一种自带防水锤装置的高速进排气阀，同样在阀体底部设置带通孔的防水锤阀芯，当高压流体通过防水锤阀芯，经过其上面有序排列的通孔进行了有效减压；防水锤阀芯与防水锤阀芯上的缓冲弹簧将管路中突然产生的巨大能量缓慢吸纳从而有效的防止了水锤的产生。

上述的两种方案中，阀瓣/阀芯长期浸泡在水中，阀瓣/阀芯上的孔受水质影响容易被堵塞失效，仅通过反冲洗的方式不易清洗彻底，需要频繁的拆卸维护，弹簧等零件也易生锈，而维护时需要将排气阀整体拆卸下来，管路停止使用，维修工作量大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既能够防止了介质高速冲击浮子时产生的水锤，又便于维修的带缓冲防水锤结构的复合排气阀。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀，包括阀体、配合固定于阀体顶部的阀盖、及固定于阀盖顶部的排气罩，于阀体与阀盖之间设有密封圈，于阀体内腔设有活动的浮子，于阀盖内的阀口处设有用于与上升的浮子顶端接触的环向的密封副，其特征在于，还包括：

缓冲阀体，固定于排气罩与阀盖之间，于缓冲阀体的顶部开设有排气阀口，于排气罩上固定有竖直向下并伸入缓冲阀体内的滑杆，于滑杆上滑动设有缓冲板、并套设有弹簧，所述缓冲板上开设有若干个节流孔，所述缓冲板沿滑杆上升压缩弹簧、并能够关闭排气阀口。

进一步的技术方案在于，所述节流孔呈螺纹孔。

进一步的技术方案在于，于阀体的内腔固定有用于支撑浮子的弧形托架，于弧形托架的上表面上具有垫块。

进一步的技术方案在于，所述弧形托架的底部具有导向套，所述浮子的底部固定有置于导向套内的导向杆。

进一步的技术方案在于，所述导向套底部开设有缺口，所述导向杆呈小端朝下的锥形杆，所述导向套与导向杆之间形成有环向的间隙。

进一步的技术方案在于，所述密封副包括阀座和抱紧于阀座外壁上的阀座密封圈，所述阀座密封圈的下端凸出于阀座，且于阀座密封圈下端的内圈具有内钩形楔角，于阀座密封圈下端的外圈具有自动补偿锥面，使得阀座密封圈与阀盖内壁之间留有被挤压的空间。

进一步的技术方案在于，所述浮子由不锈钢材质制得的空心球，所述阀座由铜制得。

进一步的技术方案在于，所述阀体内腔还连接有旁路微排系统，所述旁路微排系统包括微量排气阀和带阀门的排水管口。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该复合排气阀摒弃了常规的安装在阀体下方、通过小孔降低水流流水的方式，改将缓冲阀体安装于阀体的上方，并通过增加阀体内的压力，以防止水锤的生产。具体的，当管线介质流速增大，缓冲阀腔内的缓冲板感应空气流速及时上行关闭缓冲阀腔上部的缓冲大阀口，高速空气只能由缓冲板上开设的节流孔排出，限制了管道空气排泄速度，增大了阀体内的压力，从而限制了空气排尽时介质流入排气阀的速度，使水流缓缓流入排气阀，如此防止了介质高速冲击浮子时产生的水锤。

该复合排气阀采用减缓排气，以增加浮子上方阀腔内的压力，从而增加了浮子上升的阻力，从而防止了介质高速冲击浮子时产生的水锤。该工作原理优于通过小孔降低水流流水的方式，不会因水中的杂质堵塞，维护成本低，可靠性高，使用寿命长。

缓冲阀体安装于阀体的上方，不仅避免了缓冲阀长时间浸泡在介质中造成的零件损坏，而且在长期使用后，需要维修缓冲阀体时，不需将排气阀整体拆离管线，只需将阀盖上安装的缓冲部件连同排气罩组件一起卸下维修，此时主阀腔内的浮子仍然堵塞阀口，不影响使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本复合排气阀的剖视结构示意图；

图2是图1中A部的放大结构示意图。

具体实施方式

下面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，本领域技术人员在没有做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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀，包括阀体1、配合固定于阀体1顶部的阀盖2、及固定于阀盖2顶部的排气罩3，于阀体1与阀盖2之间设有密封圈，于阀体1内腔设有活动的浮子4，于阀盖2的阀口处设有用于与上升的浮子4顶端接触的环向的密封副。

复合排气阀还包括缓冲阀体5。缓冲阀体5固定于排气罩3与阀盖2之间，阀体1、阀盖2、缓冲阀体5和排气罩3可通过螺栓等紧固件由下至上连接为一体，内面形成介质流通的空腔。缓冲阀体5的顶部开设有排气阀口51，于排气罩3上固定有竖直向下并伸入缓冲阀体5内的滑杆52，滑杆52的底部具有限位，于滑杆52上滑动设有缓冲板53、并套设有弹簧54。缓冲板53的重量远小于浮子4，在缓冲板53上开设有若干个节流孔531，节流孔531的孔径远小于排气阀口51，并且缓冲板53的下端面为圆锥面，以增加下表面积。当缓冲板53沿滑杆52上升后会压缩弹簧54、并能够封堵住排气阀口51从而关闭排气阀口51。

当管线启泵初期，管路介质流速低时，管路介质推动管路空气经由排气阀下口进入主阀腔，后经阀座61口进入缓冲阀腔后经排气阀口51从排气罩3排出。

当管线介质流速增大，推动管线空气快速冲进阀腔，此时缓冲阀腔内的缓冲板53感应空气流速，缓冲板53被气流托起及时上行关闭缓冲阀腔上部的排气阀口51，高速空气只能由缓冲板53上开设的节流孔531排出，限制了管道空气排泄速度，增大了阀体1内的压力，从而限制了空气排尽时介质流入排气阀的速度，使水流缓缓流入排气阀，主阀腔内的浮子4在水浮力作用下随水缓慢稳定上升，堵住阀座61口，与密封副密封，同时缓冲板53因无空气托力，在自重及弹簧54复位力作用下复位，如此防止了介质高速冲击浮子4时产生的水锤。

该复合排气阀摒弃了常规的安装在阀体1下方、通过小孔降低水流流水的方式，改将缓冲阀体5安装于阀体1的上方，并通过增加阀体1内的压力，以防止水锤的生产。

该复合排气阀采用减缓排气，以增加浮子4上方阀腔内的压力，从而增加了浮子4上升的阻力，从而防止了介质高速冲击浮子4时产生的水锤。该工作原理优于通过小孔降低水流流水的方式，不会因水中的杂质堵塞，维护成本低，可靠性高，使用寿命长。

缓冲阀体5安装于阀体1的上方，不仅避免了缓冲阀长时间浸泡在介质中造成的零件损坏，而且在长期使用后，需要维修缓冲阀体5时，不需将排气阀整体拆离管线，只需将阀盖2上安装的缓冲部件连同排气罩3组件一起卸下维修，此时主阀腔内的浮子4仍然堵塞阀口，不影响使用。

节流孔531呈螺纹孔，可根据现场情况通过螺栓堵塞部分节流孔531，实现节流量的调整。

在阀体1的内腔固定有用于支撑浮子4的弧形托架41，弧形托架41与浮子4的弧度相匹配，将弧形托架41与浮子4接触处设置成向上凹的弧面，这种流线型的设计，可防止浮子4在阀门排气阶段被阀门内原有空气吹起，进而提早上浮与密封副形成密封，将排气阀关闭，而非正常情况下的水位提升将浮子4浮起封堵。在弧形托架41的上表面上具有垫块，优选采用弹性的垫块，可完全避免浮子4与弧形托架41直接接触并相撞，从而保护浮子4。为了使介质通过，弧形托架41的边缘与阀体1内壁之间具有缝隙，并且在弧形托架41上还具有缺口。

在弧形托架41的底部具有导向套42，浮子4的底部固定有置于导向套42内的导向杆43，导向套42与导向杆43配合，可保证浮子4近似竖直的上升下降。在导向套42底部开设有缺口，该缺口的目的为了在管线内无介质后，导向套42内的水能够排出，使导向杆43回落。导向杆43呈小端朝下的锥形杆，所述导向套42与导向杆43之间形成有环向的间隙，保证导向杆43与导向套42配合顺滑，且起到导向纠正的作用。

如图2所示，密封副包括阀座61和抱紧于阀座61外壁上的阀座密封圈62。由于排气阀浮子4关闭阀口，浮子4承受很大的压力，浮子4又压在阀座61上，若阀座61结构设计不当，或因阀座61材质硬，压坏浮子4变形，或因浮子4直接压在橡胶密封圈上，密封圈过压加速橡胶老化，或因橡胶密封圈部分暴露在空气中受空气侵蚀老化，凡此种种均会造成阀门外漏，影响阀门的使用寿命。

在该复合排气阀中，阀座密封圈62的下端凸出于阀座61，且于阀座密封圈62下端的内圈具有内钩形楔角621，于阀座密封圈62下端的外圈具有自动补偿锥面622，使得阀座密封圈62与阀盖2内壁之间留有被挤压的空间，所述阀座密封圈62下端被浮子4挤压后填充在该空间内并与阀盖内壁接触。所述浮子4由不锈钢材质制得的空心球，所述阀座61由铜制得。

当浮子4随介质上浮到阀座61处时，浮子首先接触的是阀座密封圈62(橡胶材质)的尖尖的唇边，唇边设计有对浮球具有抱紧作用的内勾形楔角，唇边的外侧面设计有自动补偿锥面622，当浮球继续上升，阀座密封圈62受压，此自动补偿锥面622可提供浮球低压密封力，阀座密封圈底部被挤压变形后，自动补偿锥面贴在阀盖内壁上，通过阀盖支撑密封圈与浮子紧密接触，确保主密封副的密封。

随着管道压力升高，浮球继续上升，阀座密封圈62适当受压形成软密封副后，浮球接触到铜阀座61形成硬密封副，此时浮球受到水压经由铜阀座61传递到阀盖2上，阀座密封圈62并不会过压老化，同时由于阀座61是铜材质，浮球是不锈钢材质，此硬密封副不会使浮球密封的外球面过压出现压痕而影响密封性能。

工作时阀座密封圈62起密封作用的唇形部分全部浸入介质中，不会暴露在空气中，介质对密封圈唇部相当于起到润滑和冷却作用，防止高温、氧化的侵蚀，延长了密封圈寿命。而且阀座密封圈62与铜阀座61镶嵌抱成一体的阀座61组件，可直接压入阀座61孔，不需螺钉紧固，结构简单。

阀体1内腔还连接有旁路微排系统7，所述旁路微排系统7包括微量排气阀和带阀门的排水管口，优选的是旁路微排系统7连接于浮子4下方的阀腔内。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带缓冲防水锤结构的复合排气阀，包括阀体(1)、配合固定于阀体(1)顶部的阀盖(2)、及固定于阀盖(2)顶部的排气罩(3)，于阀体(1)与阀盖(2)之间设有密封圈，于阀体(1)内腔设有活动的浮子(4)，于阀盖(2)的阀口处设有用于与上升的浮子(4)顶端接触的环向的密封副，其特征在于，还包括：

缓冲阀体(5)，固定于排气罩(3)与阀盖(2)之间，于缓冲阀体(5)的顶部开设有排气阀口(51)，于排气罩(3)上固定有竖直向下并伸入缓冲阀体(5)内的滑杆(52)，于滑杆(52)上滑动设有缓冲板(53)、并套设有弹簧(54)，所述缓冲板(53)上开设有若干个节流孔(531)，所述缓冲板(53)沿滑杆(52)上升压缩弹簧(54)、并能够关闭排气阀口(51)。

2.根据权利要求1所述的复合排气阀，其特征在于，所述节流孔(531)呈螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的复合排气阀，其特征在于，于阀体(1)的内腔固定有用于支撑浮子(4)的弧形托架(41)，于弧形托架(41)的上表面上具有垫块。

4.根据权利要求3所述的复合排气阀，其特征在于，所述弧形托架(41)的底部具有导向套(42)，所述浮子(4)的底部固定有置于导向套(42)内的导向杆(43)。

5.根据权利要求4所述的复合排气阀，其特征在于，所述导向套(42)底部开设有缺口，所述导向杆(43)呈小端朝下的锥形杆，所述导向套(42)与导向杆(43)之间形成有环向的间隙。

6.根据权利要求1所述的复合排气阀，其特征在于，所述密封副包括阀座(61)和抱紧于阀座(61)外壁上的阀座密封圈(62)，所述阀座密封圈(62)的下端凸出于阀座(61)，且于阀座密封圈(62)下端的内圈具有内钩形楔角(621)，于阀座密封圈(62)下端的外圈具有自动补偿锥面(622)，使得阀座密封圈(62)与阀盖(2)内壁之间留有被挤压的空间。

7.根据权利要求6所述的复合排气阀，其特征在于，所述浮子(4)由不锈钢材质制得的空心球，所述阀座(61)由铜制得。

8.根据权利要求1所述的复合排气阀，其特征在于，所述阀体(1)内腔还连接有旁路微排系统(7)，所述旁路微排系统(7)包括微量排气阀和带阀门的排水管口。

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