各種排氣閥的結構原理

 （1）浮球（筒）式排氣閥

這是zui早生產的進排氣閥，一般不能在壓力大于0. 102MPa狀態自動排氣，只能進行進氣和在充水或事故檢修后充水排氣，且進排氣速度較其他形式慢，只適合于進排氣量不大的情況。

（2）浮球（筒）杠桿式排氣閥

在浮球（筒）式排氣閥的基礎上改進而成。通過杠桿原理使得在較大壓力狀態也能排氣，排氣zui大壓力一般不超過0. 08MPa。

上述兩類排氣閥結構簡單，但有一定缺陷。水氣相間時大排氣口僅能排出*段氣體，不能連續排氣。輸水管道坡度不大時，管道中大多是一段水一段氣的柱塞流狀態。浮球式排氣閥的浮力較小，排完*段氣體后水就把浮球托起，第二段氣體即有壓力， 假定壓力為0.12MPa，氣體對浮球的托力等于排氣口面積乘以管道內壓力，計算可得DN100排氣閥托球力約1500N，DiV300排氣閥托球力約1000N，故大排氣口不可能再自動開啟排氣，在柱塞流狀態中失去排氣功能。

（3）汽缸式排氣閥

汽缸式排氣閥是近幾年才出現的進排氣設備（圖 23-41），是根據汽缸原理制成的不同于其他任何一種進排氣閥的全新裝置，其原理是用浮筒杠桿等控制汽缸內氣動膜片動作，從而控制閥體排氣口啟閉。在高壓（lMPa以下）狀態下，無論是多段水柱、氣柱相 間，有壓無壓氣體均可高速排出。

這類排氣閥結構上的主要特點是：大、小排氣口或僅大排氣口的有效排氣口徑不小于排氣閥公稱直徑的70%，排氣口徑大，排氣速度快，且在任何情況下均可高速排氣。一般設計者在選擇排氣閥時以排氣閥的公稱尺寸計算排氣量。汽缸式排氣閥則完滿足設計要求，真正起到防止管道出現水錘和爆管的作用。

（4）復合式排氣閥

復合式排氣閥是我國zui常用的排氣閥（圖 23-42），它在浮球（筒）式和浮球（筒）杠桿式排氣閥的基礎上組合改進而成。在壓力狀態下微量排氣用浮球杠桿式排氣裝置，充水或其他情況下的大量進排氣用浮球（筒）式裝置?？杉哟筮M排氣口的尺寸，使得進排氣速度有很大提高。

①結構及用途本閥閥體為圓桶狀，閥門內件包括不銹鋼浮球、杠桿及閥瓣。本閥安裝在泵出口處或配水管線中，用來排除集積在管中的空氣，以提高管線及水泵的使用效率，當管內一旦產生負壓時，此 閥迅速吸入外界空氣，以防止管線因負壓而損壞。介質溫度：0?80°C。

②工作原理當管內開始注水時，閥瓣處于開啟的位置，進行大量排氣，當空氣排完時，閥內充滿水，浮球上升并帶動閥瓣關閉，停止排氣，當管內水正常輸送時，如有少量空氣聚集在閥內到相當的程度，閥內水位下降，此時空氣由小孔排出。當水泵停止時，管內水流空或遇管內產生負壓，此時塞頭迅速開啟，吸入空氣，確保管線安全。

復合式排氣閥的zui大特點是在任何高的壓差下進排氣閥都不自閉。當管道注水時，大量氣體從排氣孔迅速排出，無論排氣壓差多大，不排凈空氣排氣閥不 自閉。

空氣排出后，管內的水自閥體下部進人閥內，浮體罩內的浮體上浮，直到將升降罩頂到閥口處，而進排氣閥自動關閉停止排氣不泄水。管內水中溶解的空氣在運行中逐漸析出，自然積累在管道高點管頂的排氣閥中。由于進排氣閥中進入空氣，使得閥內水面逐漸下降，但升降罩由于面積較大，只要管內壓力略高于閥外，即能使向上的壓力大于升降罩自重，而將升降罩托住不能自動下降。而浮 體頂部小閥口面積很小，即使內外有zui大工作壓力的壓差，也小于浮體的自重；因此當閥體內水面降至浮體以下時，浮體借重力下落，將浮體頂部的小閥口打幵；于 是形成自動小量排氣。當氣體排空時，水面上升浮體升起，再將小閥口關閉，于是形成間斷地自動少量排氣。

當管內受到負壓水錘和管道排空時產生負壓，此時升降罩受內外壓差作用下降，將大閥口打開，通過進排氣閥向管道迅速大量進氣，以保證管內壓力不致過低而使管材不致失穩破壞和使管道盡快順利排空。

當用進排氣閥作為管道水錘防護時（圖23-43）， 在閥下裝一法蘭管接，下口伸到管頂下 （20%?30%）D處，此短管在管頂有一邦mm小孔， 當停泵水錘發生時起始為負壓，進排氣閥自動打開向管內大量進氣使負壓減少，不致產生水柱拉斷。進一 步發展到正壓力水錘時，管內頂部空氣通過法蘭短管，排氣閥自動向外排氣。當管內水面上升到（70%

空氣閉閥壓力：是指在大量排氣時，浮球被吹起 （吸起），堵塞大孔口，造成排氣閥關閉不能排氣的壓力。

日本標準JIS B 2063《給水管道空氣閥》規定， 排氣閥進出口壓達到O.OlMPa之前不可閉閥，美國標準AWWAC512《供水系統用自動排氣閥、空氣/ 真空閥及復合式排氣閥》對空氣閉閥壓力未做規定， 但美國各個排氣閥產品生產廠家生產的排氣閥，在樣本資料上標出的空氣閉閥壓力均在0. 07MPa左右。 德國樣本標出的大約為0. 08?0. lOMPa，’我國CJ/T 217標準規定的空氣閉閥壓力為不小于O.IMPa。工程實踐表明，實際在排氣過程中，當排氣閥進出口壓差為0.03?0.035MPa時，就能將管道中的空氣排完，這一數值在工業*國家都是承認的，特殊情況如管道搶修緊急供水，深井泵出口的排氣閥空氣閉閥 力高一些，但一般均不會超高0. lOMPa。

吸力能力：復合式排氣閥的吸力能力是排氣能力的85%，為保護管道的安全，避免管道失穩推薦用吸氣量為進氣量的80%計算。

⑥復合式高速排氣閥的作用

a.在空管充水時，自動地排出管內大量的空氣， 以免使未排凈的空氣在管道內形成氣囊阻礙水的流動。

b.在壓力管道運行中，能自動排除少量由水中分析出的空氣，以免阻水。

c.在管道發生負壓時能自動快速地進氣，以免管道由于負壓過大而發生失穩破壞，對于小口徑的球墨鑄造鐵管，zui大負壓值一般不能超過0.035MPa, 大口徑薄壁受zui大負壓值一般在0. 014?0. 025MPa 之間。超出時管道會失效。

在管道放空時，能自動大量地進氣，使放水加快，縮短停水時間。用特殊方法安裝，能消除管道上由于停泵水錘，產生拉斷水柱的破壞性水錘，以保證管道安全運行。

⑦復合式排氣閥的排氣量計算和口徑選擇一 般情況下每千米左右管道安裝一臺排氣閥，安裝位置參考圖23-46，在管道較高的若干點上裝設排氣閥， 計算出其zui大的排氣或吸氣量，由重力流計算：

Q=0. 0027 7SD5

S=tana（23-5）

式中Q流量，m3/h;

a一一管道與水平斜角，（°）;

D一~管道通徑，mm。

由于排氣壓差（壓力）在小于或等于0.035MPa 時即可排完管道內空氣，查排氣量表帥為0. 035MPa時的排氣量（m3/h），作為選擇依據排氣閥口徑的依據