复合式污水排气阀及污水排放系统的制作方法

本发明涉及污水排放领域，具体而言，涉及一种复合式污水排气阀及污水排放系统。

背景技术：

目前，国内对于污水排气阀采用的往往是长体型的设计，该长体型排气阀无法有效降低污水进入阀体的流速，在极端的情况下，有可能会造成污水外泄，造成环境污染，甚至人员的伤亡。同时，污水排送泵平凡的启动、停止所产生的压力密封差造成排气阀密封后水位上升，导致污水接触到密封面，从而影响密封。长体型排气阀在微压状态下也易泄漏。在高压时，与浮球连接的密封结构容易切割密封阀盖的橡胶密封圈，对橡胶密封圈造成损坏。再者，当进行大量排气时，快速通过的空气易把密封结构吹起，造成后续大量空气无法继续排出。而小排气过程中，顶塞易被顶芯冲坏，寿命不长。最后，现有的长体型排气阀还存在流通截面积小，大排气孔完全不能对应口径尺寸，导致排气不畅、不尽的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合式污水排气阀，其能够进行安全、可靠、高效地排气，有效避免污水从排气阀中溢出。

本发明的另一目的在于提供一种污水排放系统，其能够安全、可靠、高效地排放污水。

本发明的实施例是这样实现的：

一种复合式污水排气阀，其包括阀体、中间体、阀盖、浮球、阀杆和密封组件，阀体包括设置在其底部的倒锥形入口，中间体设置在阀体和阀盖之间，并且中间体包括向阀体内部延伸的止挡部，浮球设置在阀体内并与倒锥形入口相对，阀杆的一端连接至浮球的顶部，阀杆的另一端与密封组件连接，密封组件设置在阀盖的排气口处。

在本发明较佳的实施例中，上述密封组件包括套管，套管悬设在中间体的顶部开口处并且与中间体间隔设置，套管包括管底壁、管侧壁和排气窗口，管底壁具有供阀杆穿过的通孔，管侧壁与管底壁连接，排气窗口开设在管侧壁上。

在本发明较佳的实施例中，上述密封组件还包括密封盖，密封盖设置在套管内并且位于阀杆的上方，密封盖包括弧形盖体和连接杆，连接杆的一端与弧形盖体连接，连接杆的另一端穿过阀盖，并且连接杆与阀盖之间具有排气间隙。

在本发明较佳的实施例中，上述弧形盖体包括朝向阀盖的凸面，凸面与阀盖的排气口形状配合。

在本发明较佳的实施例中，上述密封盖还包括排气孔，排气孔设置在弧形盖体和连接杆的连接处，排气孔包括径向孔以及与径向孔连通的轴向孔，径向孔沿连接杆的径向设置，轴向孔沿连接杆的轴向设置并且贯穿弧形盖体。

在本发明较佳的实施例中，上述密封组件还包括密封圈，密封圈设置在中间体和阀盖之间，并且密封圈将套管压紧至中间体的顶部开口边缘。

在本发明较佳的实施例中，上述阀杆包括杆体和杆头，杆头设置在杆体的远离浮球的端部，杆头包括本体和密封垫，本体的顶部设有凹槽，密封垫设置在凹槽内，凹槽的边缘形成一环形台阶，使得本体相对于密封垫向上凸出。

在本发明较佳的实施例中，上述阀体包括设置在其顶部的锥形出口，止挡部设置在锥形出口处并向下延伸，使得止挡部与阀体的内壁间隔设置。

在本发明较佳的实施例中，上述复合式污水排气阀还包括防尘组件，防尘组件包括防尘盖、防尘网和支柱，支柱与阀盖连接，防尘盖通过支柱与阀盖间隔设置，防尘网设置在阀盖和防尘盖之间。

一种污水排放系统，其包括管道系统以及上述复合式污水排气阀，复合式污水排气阀设置在管道系统的最高处。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例的复合式污水排气阀及污水排放系统包括阀体、中间体、阀盖、浮球、阀杆和密封组件。阀体包括设置在其底部的倒锥形入口，通过倒锥形入口能够有效减缓污水进入阀体后的流速，避免污水在阀体内因流速过高而外泄，或者对排气阀内的密封组件进行切割。设置在阀体和阀盖之间的中间体通过其向阀体内部延伸的止挡部能够有效阻挡流入阀体内的高压水对密封组件的冲击，同时改变高压水的冲击方向，防止污水冲至排气阀外部。浮球与倒锥形入口相对设置，能够进一步减缓污水的流速。密封组件设置在阀盖的排气口处，其位于整个复合式污水排气阀的排气流道的最高处，即便阀体内存在较大的压力差时，上升的污水也无法到达密封组件的位置。

因此，本发明实施例的复合式污水排气阀及污水排放系统通过具有倒锥形入口的阀体、在阀体内向下延伸的中间体以及浮球能够有效减缓污水进入阀体内的流速，并且改变污水在阀体内的流向，从而有效避免了污水因流速和压力过大而冲出阀体外以及对密封组件的损坏，进而实现安全、可靠、高效地排气。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例复合式污水排气阀的结构示意图；

图2为本发明实施例复合式污水排气阀的剖视图；

图3为本发明实施例复合式污水排气阀在Ⅲ处的放大图；

图4为本发明实施例复合式污水排气阀在Ⅳ处的放大图；

图5为本发明实施例复合式污水排气阀在Ⅴ处的放大图；

图6为本发明实施例复合式污水排气阀的局部结构的剖视图；

图7为本发明实施例复合式污水排气阀的局部结构的剖视图。

图中：100－复合式污水排气阀；110－阀体；111－倒锥形入口；112－锥形出口；113－锥形壁；114－倒锥形壁；115－排水孔；116－密封塞；120－中间体；121－止挡部；122－安装部；123－耳板；130－阀盖；131－排气口；140－浮球；150－阀杆；151－杆体；152－杆头；153－本体；154－密封垫；155－凹槽；160－密封组件；161－套管；162－密封盖；163－密封圈；164－管底壁；165－管侧壁；166－排气窗口；167－弧形盖体；168－连接杆；169－排气孔；170－挡块；171－径向孔；172－轴向孔；180－防尘组件；181－防尘盖；182－支柱。

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。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1和图2分别示出的本发明实施例的复合式污水排气阀100的结构示意图以及剖视图，其包括阀体110、中间体120、阀盖130、浮球140、阀杆150、密封组件160以及防尘组件180。中间体120设置在阀体110和阀盖130之间并且分别与阀体110和阀盖130连接。浮球140设置在阀体110内，其与阀体110的倒锥形入口111相对。阀杆150的一端连接至浮球140的顶部，阀杆150的另一端与密封组件160连接。密封组件160设置在阀盖130的排气口131处。防尘组件180设置在阀盖130的顶部，并且与阀盖130间隔设置。

请参照图1和图2，阀体110的底部和顶部分别大致呈锥体形，其包括设置在底部的倒锥形入口111以及设置在顶部的锥形出口112。阀体110还包括分别位于阀体110上下两部分的锥形壁113和倒锥形壁114，通过锥形壁113和倒锥形壁114分别限定出倒锥形入口111与锥形出口112。当污水从阀体110的倒锥形入口111流入后，由于倒锥形入口111在沿水流的方向上其尺寸不断增大，进而使得污水进入阀体110后其流速迅速减小，避免污水在阀体110内因流速过大而冲出排气阀之外，造成环境污染和人员伤亡。当进行排气时，由于锥形出口112在沿气体流动的方向上其尺寸不断减小，进而有利于聚集在阀体110内的气体能够通过锥形出口112快速排出，尤其是在刚开始污水排送泵启动时，水管内存在大量气体，需要快速排气将水管内的气体排出。同时，在锥形出口112处对应的阀体110的内壁，其是倾斜设置的，能够在一定程度上阻挡高压污水冲击密封组件160，改变污水流向，进一步减缓污水在阀体110内的流速。

请参照图2，阀体110还包括设置在倒锥形壁114上的排水孔115以及与排水孔115配合的密封塞116。排水孔115的作用在于将汇集在阀体110下部的污水排出。在阀体110的顶部设置有安装孔，用于阀体110与中间体120之间的连接固定。在本实施例中，阀体110与中间的连接固定为螺栓连接。

请参照图2和图6，中间体120大致呈圆筒结构，其包括止挡部121、安装部122和耳板123。止挡部121与安装部122连接，并且两者为同轴线的圆筒。止挡部121保持在阀体110内，并且向阀体110的内部延伸，即，止挡部121在阀体110内向远离安装部122的方向延伸。在图2所展示的状态下，止挡部121向下延伸。向下延伸的止挡部121与阀体110的锥形壁113之间形成一段距离，使得止挡部121与阀体110的内壁(具体为锥形壁113)间隔设置，这种设置将阀体110内的污水挡在了止挡部121和阀体110之间，能够有效阻挡高压水头对阀体110上部密封组件160的冲击，避免污水对密封组件160造成损害，进而影响排气阀的密封性。同时，由于止挡部121的存在改变了高压水头的冲击方向，进而也避免了污水冲至阀门外部。

请参照图2和图6，安装部122与止挡部121、耳板123连接，并向远离耳板123的方向向上延伸，其与止挡部121的延伸方向相反。安装部122大致呈圆筒，其与止挡部121彼此连通，形成同轴的圆筒结构。在安装部122向上延伸的末端形成有在安装部122的周向向外凸出的凸台，其用于阀盖130的安装、固定。

请参照图2和图6，耳板123设置在止挡部121和安装部122的外侧，并且位于止挡部121和安装部122的连接处。耳板123包括多个贯穿其表面的安装孔，用于将中间体120固定至阀体110的锥形出口112处，实现中间体120与阀体110的连接。

在本实施例中，止挡部121、安装部122和耳板123一体成型，有利于简化中间体120的生产和安装工序。

请参照图2和图7，阀盖130为中间开口的盘状结构，其与中间体120的安装部122相配合。设置在阀盖130中间的开口即为排气口131，排气口131与中间体120连通，使得阀体110内的气体能够在流经中间体120后从排气口131排出。

请参照图2，浮球140大致呈圆柱形，其顶面和底面为向外凸出的弧形面。在图2所呈现的视角上，即浮球140的顶面向上凸出，浮球140的底面向下凸出。浮球140设置在阀体110内，并且与阀体110的倒锥形入口111相对。当高压污水从倒锥形入口111进入后，与倒锥形入口111相对设置的浮球140能够阻挡部分污水直接冲击阀体110以阀体110内的密封组件160，进一步减缓污水进入阀体110后的速度，避免污水因流速过高或压力过大而喷射出去。

请参照图2和图6，阀杆150的一端连接至浮球140的顶部，阀杆150的另一端与密封组件160连接。阀杆150与浮球140连接，随着浮球140的上下浮动而上下移动，实现与密封组件160的接触或分离，进而实现复合式污水排气阀100的密封或排气。请参照图2和图3，阀杆150包括杆体151和杆头152，杆头152设置在杆体151的远离浮球140的端部，用于将密封组件160向上顶至阀盖130的排气口131处，以密封排气口131。杆体151穿过密封组件160与杆头152连接。请参照图3，杆头152包括本体153和密封垫154。本体153的顶部设有凹槽155，密封垫154设置在凹槽155内。凹槽155的边缘形成一环形台阶，使得本体153相对于密封垫154向上凸出。本体153相对于密封垫154向上凸出，能够避免阀杆150在推动密封组件160向上运动的过程中因频繁撞击密封组件160而对密封垫154造成损害，进而降低密封性能。环形台阶将密封垫154限定在凹槽155内有保护密封垫154的作用。

请参照图2和图6，密封组件160设置在阀盖130的排气口131处，当复合式污水排气阀100不进行排气时，对排气口131进行密封。密封组件160包括套管161、密封盖162和密封圈163。套管161悬设在中间体120的顶部开口处并且与中间体120间隔设置。密封盖162设置在套管161内并且位于阀杆150的上方。密封圈163设置在中间体120和阀盖130之间，并且密封圈163将套管161压紧至中间体120的顶部开口边缘。

请参照图4和图6，套管161与密封圈163一起固定在阀盖130和中间体120之间。套管161包括管底壁164、管侧壁165和排气窗口166。管底壁164具有供阀杆150穿过的通孔。通孔的孔径与阀杆150的直径向匹配，使得阀杆150能够自由地在通孔内上下移动。阀杆150通过设置在管底壁164上的通孔与套管161活动连接。在本实施例中，管底壁164的面向浮球140的外壁具有向下延伸的限位管。限位管用于控制阀杆150在上下移动过程的方向，避免阀杆150倾斜，从而影响阀杆150的正常工作。管侧壁165与管底壁164连接。并且管侧壁165环绕管底壁164的圆周边缘设置。排气窗口166开设在管侧壁165上。如图6所示，在本实施例中，多个排气窗口166均匀分别在管壁侧上。

请参照图2和图6，密封盖162设置在套管161内，并且在阀杆150的作用下向上移动顶至阀盖130的排气口131处，将排气口131密封。当需要大量排气时，由于浮球140因水位下降而下沉，带动阀杆150向下移动，进而导致阀杆150与密封盖162分离，由于没有阀杆150的支撑，密封盖162落入至套管161的管底壁164，此时，管侧壁165上的排气窗口166将中间体120与阀盖130的排气口131连通，最终进行大量排气。

请参照图5和图6，密封盖162包括弧形盖体167、连接杆168和排气孔169。连接杆168的一端与弧形盖体167连接，连接杆168的另一端穿过阀盖130，并且连接杆168与阀盖130之间具有排气间隙。该排气间隙与排气孔169相互协同，用于进行微量排气。

弧形盖体167包括朝向阀盖130的凸面，凸面与阀盖130的排气口131形状配合。当密封盖162被阀杆150顶至阀盖130的排气口131时，通过凸面与排气口131的形状配合将排气口131密封。弧形盖体167还包括朝向阀杆150的凹面，凹面与凸面相对。并且凹面具有向阀杆150凸出的挡块170。挡块170与连接杆168同轴并且两者具有相同的尺寸。可以将挡块170理解为连接杆168反向延伸后在凹面形成的结构。挡块170与阀杆150相对，阀杆150在向上移动的过程中，通过推动挡块170来推动密封盖162向上移动。同时，当阀杆150与密封盖162分离，密封盖162在重力的作用下落至套管161的管底壁164时，通过挡块170将密封盖162定位至阀杆150的杆头152。由此可以理解，前述杆头152的本体153相对于密封垫154向上凸出，其目的在于，当密封盖162下落时，避免挡块170对密封垫154的冲击，减少对密封垫154的损害，保证整个复合式污水排气阀100的密封性。

本发明实施例的弧形盖体167通过呈弧形的凸面与排气口131配合，其相对于现有平面密封盖162其密封性更好，并且在进行大量排气时，由于凸面为流线型设计，减少了对气体的阻力，更有利于气体的排出。

连接杆168设置在弧形盖体167的凸面，并向上延伸穿过阀盖130，与阀盖130保持活动连接。在本实施例中，连接杆168主要起到定位的作用，防止密封盖162在上下移动的过程中发生倾斜，从而影响弧形盖体167与排气口131的配合度。

请参照图5，排气孔169设置在弧形盖体167和连接杆168的连接处，用于与排气间隙协同作用进行微量排气。排气孔169包括径向孔171以及与径向孔171连通的轴向孔172。径向孔171沿连接杆168的径向设置，轴向孔172沿连接杆168的轴向设置并且贯穿弧形盖体167。具体地，如图5所示，轴向孔172同时贯穿弧形盖体167和设置在弧形盖体167凹面上的挡块170。在复合式污水排气阀100密封的状态下，将阀内存在的微量气体通过排气孔169排出。

请参见图2，防尘组件180包括防尘盖181、防尘网(图未示)和支柱182。支柱182与阀盖130连接，防尘盖181通过支柱182与阀盖130间隔设置，防尘网设置在阀盖130和防尘盖181之间。

本发明实施例的复合式污水排气阀100能够进行大量排气(简称大排)、微量排气(简称微排)和大量吸气(简称大吸)，即吸气排气于一体的复合式阀门，下面通过介绍不同状态的复合式污水排气阀100的工作原理来对其进一步说明。

1、大排

请参照图7，图中白色箭头表示水流方向，黑色箭头表示气流方向。图7所呈现的状态即为大排。在实际使用过程中，一般刚开始启动污水排送泵时，由于水管内存在大量空气，因此需要进行大排。根据排气阀的工作原理，当水管内的气体随水管攀升至水管的最高处，并汇集在水管最高处的排气阀内，具体到本发明实施例，即气体汇集到复合式污水排气阀100内。随着复合式污水排气阀100内的气体不断增多，阀体110内的污水在气体压力的作用下，其水位不断下降，浮球140随之下降，阀杆150与密封盖162分离。密封盖162在自身重力的作用下落入至套管161底部，原本有密封盖162密封的排气口131被打开，与复合式污水排气阀100内部连通，从而进行排气。整个气体的流向如图6所示。

2、微排

请参照图2和图6所示出的微排状态，当最开始的大排完成后，在整个污水排放的过程中，复合式污水排气阀100一般只进行微排。也即是，将水管内存在的微量气体通过复合式污水排气阀100实时排出。具体地，如图2所示，密封盖162在复合式污水排气阀100内部压力的作用下被顶至排气口131，将排气口131密封，阀杆150与密封盖162分离。汇集在密封盖162下方的微量气体通过排气孔169排出。

3、大吸

当复合式污水排气阀100内为负压时，其吸气方式与大排相反。在大气压的作用下，密封盖162与阀盖130分离，气体从排气口131进入，通过排气窗口166进入到阀体110内。

综上所述，本发明实施例的复合式污水排气阀100通过具有倒锥形入口111的阀体110设计能够有效减缓污水进入阀体110后的流速。并通过向下延伸的中间体120能够有效阻挡高压水头对密封室的冲击，改变高压水头的冲击方向，防止污水冲至阀门外部。由套管161安装在阀盖130与中间体120之间，能够阻挡高速空气对密封盖162的直接冲击，同时高速空气通过套管161窗口绕过密封盖162上部排出。密封组件160设计在复合式污水排气阀100内腔的最顶部，即便有较大的压力差时，上升的水位也无法到达密封组件160，避免了污水对密封组件160的损害。在低压状态下，密封盖162跟密封垫154形成线性密封，当压力升高密封盖162将密封圈163往外推，直接与阀盖130接触，有效避免高压时密封盖162切割密封圈163。本发明实施例的进行微量排气的大截面的排气孔169能够实时排出复合式污水排气阀100内存在的气体，密封垫154不易损坏。全流域截面积的设计，满足大排气量的要求。

本发明实施例的复合式污水排气阀100通过阀体110、中间体120、阀盖130、浮球140、阀杆150以及密封组件160的相互配合，形成一个有机整体，有效避免了污水外泄的问题。由中间体120构成的防护装置，阻碍了阀体110内污水与密封组件160的接触，确保了复合式污水排气阀100的密封性。本发明实施例的套管161不仅用于收容密封盖162，同时通过设置在套管161管侧壁165上的排气窗口166，其还作为连通排气口131与阀体110内的连通部件，而且由于套管161将密封盖162收纳在其内部，在进行大排时，还能够避免快速通过的气体把密封组件160吹起，而导致后续大量空气无法继续排出的问题。

本发明实施例的污水排放系统(图未示)，其包括管道系统以及本发明实施例的复合式污水排气阀100。复合式污水排气阀100设置在管道系统的最高处。本发明实施例的污水排放系统的管道系统根据实际运用场所进行设置布局，所采用的水管(管路)按照本领域行业标准进行。复合式污水排气阀100与管道系统的连接方式也为本领域的常规设置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。