防水锤空气阀及管道使用过程中的防水锤排气方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输水管线阀门领域，特别地，涉及一种顶置节流排气型防水锤空气阀。此外，本发明还涉及一种管道使用过程中的防水锤排气方法。
【背景技术】
[0002]在长距离输水管线中，管内积压的气体会使得管线充水效率降低甚至很难顺利完成，因此管线充水时需要利用高速进排气阀(空气阀)以排除管内的气体。
[0003]而现有的高速进排气阀(空气阀)主要采用:
[0004]①直接动作式或浮球操作型高速进排气阀(空气阀)，在空管充水时自动大量排气或管线系统放空时自动大量吸气；在系统充满和有压状态下，将保持关闭状态而不再开启。但是，其关闭件在高速排气过程很容易被高速气流挟持突然堵塞排气孔口而发生吹堵或气堵现象，一旦吹堵(即排气阀(空气阀)关闭)就会长时间处于关闭状态，即使管路充满需要排出的气体也不会再次开启排气，且吹堵发生时会导致空气阀关阀水锤的产生。
[0005]②复合式排气阀(空气阀)，在直接动作式或浮球操作型高速进排气阀(空气阀)的基础上增加了微量排气阀(空气阀)，虽可在系统充满和有压状态下微量排气，但排气不尽、不能有气即排、排气同时喷水、密封不严，不能抑制空腔弥合水锤和关阀水锤。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种防水锤空气阀及管道使用过程中的防水锤排气方法，以解决现有空气阀易发生关阀水锤；高速排气时易吹堵；微量排气不能实现有气即排，存在排气不净、排气时伴有喷水现象的技术问题。
[0007]根据本发明的一个方面，提供一种防水锤空气阀，包括阀体和阀盖，阀体与阀盖固接，阀体上开设有用于连通管线的阀开口，阀体内腔设有用于在管线充水过程中将管线内滞留的气体排放至外界并在管线充水完毕后关闭阀门的高速进排气装置，阀盖上开设有盖开口，高速进排气装置的输出端贯通盖开口并连通用于限制高速进排气装置气体排量的高速排气节流装置，高速排气节流装置的输出端连通外界空气，高速进排气装置内还设有用于在高速进排气装置关闭阀门后将管线中析出的气体通过高速排气节流装置排放至外界的微量排气装置。
[0008]进一步地，高速进排气装置包括固接于阀盖和/或阀体上的护筒、设于护筒内腔的浮球以及压盖于浮球上并可沿护筒内壁上下滑动用于开启或关闭阀门的滑动体；护筒与阀体之间构成环形腔，护筒的上部开设有用于将环形腔内的气体导向高速进排气装置输出端的排气窗口，护筒的底部开设有用于连通环形腔和护筒内腔的底开孔和侧开孔；浮球内设有用于使浮球的密封面始终朝上的配重块，浮球带有配重块的部位封盖于底开孔上。
[0009]进一步地，护筒上开设有多个排气窗口 ；多个排气窗口沿护筒的周向均匀排布。
[0010]进一步地，底开孔和/或侧开孔设有用于缓冲浮球下落冲击力的橡胶轴套。
[0011]进一步地，微量排气装置包括开设于滑动体上并上下贯通的开孔以及安装于开孔底部的微排阀座；微排阀座的输出端连通开孔，浮球抵靠并封盖于微排阀座的输入端。
[0012]进一步地，高速排气节流装置包括固接于阀盖和/或阀体上的节流筒、设于节流筒内腔并用于沿节流筒内壁面上下滑动自动调节气体排出量的节流板；节流板上开设有节流孔。
[0013]进一步地，高速排气节流装置顶部设有防止污浊物侵入阀体内并与上升的节流板形成接触以限制高速气流排放速度的密封板。
[0014]进一步地，高速排气节流装置的输出端设有用于防止污浊物侵入阀体内的防护罩。
[0015]进一步地，防护罩、高速排气节流装置、阀盖、阀体中的至少两个通过连接件固接。
[0016]进一步地，高速排气节流装置与阀盖之间和/或阀盖与阀体之间设置有密封圈。
[0017]根据本发明的另一方面，还提供了一种管道使用过程中的防水锤排气方法，包括:
a、管道由初始状态进入充水排气状态，管道内的气体通过阀体的入口进入阀体内腔，气流通过阀体与护筒之间的环形腔进入到阀体上部，再通过护筒的排气窗口、阀盖的盖开口、节流板与节流筒之间的通流面、密封板以及防护罩排入外界大气山、当排气速度继续上升，排气压差增大到设计值，节流板被气流吹起并封堵节流筒的排气口，仅留下节流板上的节流孔排气；c、随着管道中气体的排出，排气速度和排气压差将逐步下降，节流板所受气流推力也逐步减少，当节流板的自重大于气流推力时，节流板将下落到节流筒底部，回到初始位置；此时水位上升进入阀体内腔并淹没浮球和滑动体，浮球和滑动体随水位上浮，滑动体的密封面与密封圈接触，形成高速进排气装置排气口的密封；浮球上部与微排阀座的密封面接触，形成微量排气孔的密封；随着阀体内水压的升高，密封部位的密封比压增大，阀门关闭，水和气体均不能通过阀门排出，实现阀门密封；d、在阀门关闭后，管道中混杂的气体和/或残留的气体和/或析出的气体逐渐集聚到设于管道高点的高速进排气装置的阀体上部；随着集聚气体的增加，气压上升至超过水压，一方面使得滑动体仍然保持密封状态，另一方面使淹没浮球的水位下降，浮球随水位下落并打开微排阀座处的密封，微排阀座开始排气；当集聚的气压下降，水位上升，浮球随水位上升又重新密封微排阀座；e、当管道停泵、排空或爆管时，空气阀中水位下降，外界空气压力大于管道内的水压，滑动体和浮球因水压和水位下降而下落，高速进排气装置的进排气口打开，外界空气大量吸入至管道内而消除管道内的真空。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019]本发明防水锤空气阀，当管线充水时，排出管道内留存的空气。即便在高速排气的时候，空气阀也始终保持开启状态，不会发生“吹堵”现象，直至水位上升使得高速进排气装置关闭，从而将阀门关闭。设计在排气出口的高速排气节流装置，可以在设定的排气量和排气压差下投入节流，仅对可能造成断流弥合水锤的高速排气进行节流，而不会对高速吸气和微量排气造成任何影响，能在管线中形成起缓冲作用的缓冲空气囊，防止因排气过快而引起管网的压力波动，达到减消水锤保护管线安全的目的，消除采用现有技术的空气阀不能避免的关阀水锤现象。微量排气装置集成于高速进排气装置内部，密封接触和脱离可靠，动作灵敏，能真正实现有气即排、全压排气、排气彻底、只排气不排水的功能，提高管道输水效率；在管线因停泵、排空或爆管而压力下降接近负压时，空气阀腔内的水压和水位同时下降，阀门开启，管道得以吸入空气，避免管线出现真空或负压，防止由于负压造成的管线崩Mo
[0020]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座和节流板均未投入状态的结构示意图；
[0023]图2是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座未投入以及节流板投入状态的结构示意图；
[0024]图3是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座投入以及节流板未投入状态的结构示意图；
[0025]图4是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座投入并进入微量排气状态以及节流板未投入状态的结构示意图。
[0026]图例说明:
[0027]1、阀体；2、阀盖；3、阀开口 ；4、高速进排气装置；401、护筒；402、浮球；403、滑动体；5、高速排气节流装置；501、节流筒；502、节流板；6、微量排气装置；601、开孔；602、微排阀座；7、排气窗口 ；8、橡胶轴套；9、密封板；10、防护罩；11、连接件；12、密封圈；13、配重块。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]图1是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座和节流板均未投入状态的结构示意图；图2是本发明优选实施例的防水锤空气阀的微排阀座未投入以及节流板投入状态的结构示意图；图3是本发明优选实施例的防水锤空