本发明属于阀门领域，涉及多功能空气阀及使用方法。
背景技术：
在长距离输水管路中，由于地形的不同，会出现多处局部高点，坡度改变段，在高点，拐点处容易产生弥合性水锤，对管道危害极大，严重时会造成管道爆管，安装防水锤型空气阀，通过防水锤空气的吸气和排气，可以减少管道内的压力波动，能有效的预防弥合性水锤。
在现有技术中，防水锤空气阀的功能单一，往往要通过加装过滤器、检修阀等保障防水锤空气阀的正常使用，缺少过滤器，防水锤空气阀就不能适应原水等工况，缺少检修阀，当防水锤空气阀发生泄漏时，只能将管道排空才能检修，但是加装过滤器和检修阀会增加安装空间，加大安装成本。
防水锤空气阀由于加装防水锤装置，使空气阀的排气性能大大降低。并且一旦空气阀发生故障，往往只能依靠人为巡检查出，费时费力，检查出来后已经造成一些不可挽回的后果，如淹没农田或损坏执行器等，而且现有技术中防水锤空气阀功能性单一，在使用过程中需要过多的组件，降低排气效率，并不能实时检测报警及处理的不足。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是在于提供多功能空气阀及使用方法，具有多种功能、不需要其他组件、可调节排气量、可以实时检测报警。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：多功能空气阀及使用方法，包括阀体、浮球和阀盖，所述阀盖固设在所述阀体的上端，所述浮球设在所述阀体与阀盖的内部且上下浮动，所述阀盖的下端嵌设有与所述浮球对应的密封圈；
所述阀体内部设有向内凸起的固定凸台，所述固定凸台上固设有安装座，所述浮球设在所述安装座与密封圈之间；
所述安装座包括向下延伸设置的导向筒，所述导向筒内设有上下滑动设置的活塞，所述活塞的下端面为向下凸起的弧形，所述阀体的进口处嵌设有密封环，所述活塞的下极限位置与所述密封环接触且二者密封设置。
进一步的，所述固定凸台的数量至少为三个且相对阀体的轴线周向均布设置，所述安装座的断面为t形，所述安装座通过螺丝固锁在所述固定凸台上，所述安装座的上端设有下凹的定位槽，所述定位槽与所述浮球对应设置，所述定位槽的底部设有支撑凸起，所述支撑凸起的上端为下凹的弧形其与所述浮球贴合设置。
进一步的，所述安装座的中部设有透气孔，所述安装座的下端面中部为平面结构，平面的两侧与所述定位槽平行设置。
进一步的，所述导向筒的下端外圈设有避位倒角，所述导向筒的内圈设有多个导向筋，所述活塞的外圈与所述导向筋间隙配合，所述导向筒的深度大于所述活塞的运动行程，所述密封环由橡胶材质制成为一体结构。
进一步的，多个所述导向筋均布在所述导向筒的内部，所述导向筋为堆焊的铜合金材质。
进一步的，所述活塞为开口向上的桶状结构，所述活塞内部的底端中部铰接有连杆的一端，所述连杆的另一端铰接曲柄的一端，所述曲柄的另一端与阀轴固定连接，所述阀轴水平设置且相对阀体转动设置，所述导向筒与所述阀轴对应的位置设有开口向上的u形的避位槽。
进一步的，所述阀盖的上端架设有防雨盖，所述防雨盖的上端为开口向下的槽型结构且上端面为拱形，所述防雨盖的截面大于所述密封圈的开口设置，所述防雨盖与所述阀盖之间设有防虫网。
进一步的，所述密封圈的断面内径为八字形结构且为阶段状结构，所述密封圈的外圈中部设有定位槽。
进一步的，所述阀体的内部设有对浮球进行上下导向的导向柱，所述阀体的进口处设有过滤网，所述过滤通过卡扣固定在所述阀体上，所述过滤网由不锈钢材质一体成型。
进一步的，所述阀盖上端的出气口处设有第一泄漏传感器，第一泄漏传感器与密封圈之间设有激光传感器，所述阀体的进口处设有第二泄漏传感器和压力传感器，所述阀体的下端接设有微量排气阀，所述微量排气阀的出气口端设有第三泄漏传感器，所述第一泄漏传感器、第二泄漏传感器、第三泄漏传感器和激光传感器均与监测系统电连接。
使用多功能空气阀的方法，按照以下步骤进行，s1、设定参数条件，第一泄漏传感器、第二泄漏传感器和第三泄漏传感器在介质为水时处于开启状态，为气体时处于关闭状态，激光传感器40在激光未被遮挡时处于开启状态，被遮挡时处于关闭状态，即浮球落下为开启状态，浮球上升到位为关闭状态，压力传感器可以读出并显示压力传感器所在位置的压力值；
s2、划分状态，当管道初次通水时，处压力传感器从0开始上升为正值，第二泄漏传感器处于关闭状态，此时设定空气阀的状态为状态1，在状态1的情况下，驱动装置带动阀轴83转动，从而带动曲柄连杆机构动作，最终带动活塞运动，活塞升到安装座最顶部使结构处于全开状态，空气阀大量排气；
当管道充水完成，压力传感器处于正值，第二泄漏传感器50因为阀腔内充满水处于开启状态，此时设定空气阀的状态为状态2，在状态2的情况下，结构处于全开状态；
当管道处于负压时，压力传感器由正值变为负值，浮球落下，激光传感器处于开启状态，此时设定空气阀的状态为状态3，在状态3的情况下，结构处于全开状态；
当管道弥合性水锤来临时，管道由负压变为正压，此时压力传感器由负值变为正值，第二泄漏传感器处于关闭状态，此时设定空气阀的状态为状态，在状态的情况下，结构处于全开状态，当压力传感器的值达到设定值时，活塞开始关闭，最后关到设定的值，使防水锤空气阀少量排气，降低弥合水锤的影响，当防水锤空气阀阀腔内再次充满水时，此时空气阀恢复为状态2，结构随即缓慢全开。
s3、故障判定，当防水锤空气阀处于任意时，若第一泄漏传感器检测到漏水，处于开启状态且时间大于t1，则判定为阀门主排气口泄漏，此时通讯模块将发送主排气口泄漏信号到中控室和客户指定的手机上，同时活塞开始关闭最终使结构处于全关状态，防止继续泄漏；
当防水锤空气阀处于状态2时，若第三泄漏传感器检测到漏水，处于开启状态且时间大于t2,则判定为微量排气组件泄漏，此时通讯模块将发送微量排气组件泄漏信号到中控室和客户指定的手机上，同时活塞开始关闭最终使结构处于全关状态，防止继续泄漏；
当防水锤空气阀处于状态1、状态4时，检测到激光传感器由开到关，即表明浮球被吹起，此时通讯模块将发送防水锤空气阀气堵信号到中控室和客户指定的手机上；
当防水锤空气阀处于状态3时，检测到激光传感器始终处于关状态，且时间大于t3，即表明浮球在密封处被粘合，此时通讯模块将发送防水锤空气阀浮球被粘合信号到中控室和客户指定的手机上；
当防水锤空气阀先处于状态2，然后压力传感器始终为正值，第二泄漏传感器由开启状态变为关闭状态，则说明微量排气组件堵住，此时通讯模块将发送防水锤空气阀微量排气组件堵住信号到中控室和客户指定的手机上。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。
1、本发明无需另外增加过滤器，检修阀，节约成本和空间，可以在未发生水锤时大量的排气，解决现有防水锤空气阀排气性能不足的问题；
2、对可以在阀门出现泄漏时及时关闭阀门，更加安全可靠，可以在阀门出现其他故障时及时报警，不用人为巡检，大大的减少了人力物力；
3、设置防雨盖和防虫网，有效防止外部的不干净水质或其他介质或杂物进入，降低被堵塞的几率，延长了结构的使用寿命，保证了空气阀内部的干净度，一定程度上提升了结构的使用寿命；
4、采用曲柄连杆结构驱动活塞上下运动，在阀体有限的空间内，设置活塞结构，将连杆设置在活塞的内部，曲柄通过设置在阀体外部的驱动装置实现转动，驱动装置为电机驱动，电机固定在阀体外部的轴座上，电机可采用微型电机或者小型的伺服电机，结构简单紧凑，布局合理；
5、本发明可以根据工况来调节防水锤发生时空气阀的排气量，防水锤效果更好。
附图说明
构成本发明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：
图1是本发明多功能空气阀及使用方法在关闭状态横向的剖视图；
图2是本发明图1的a部详图；
图3是本发明多功能空气阀及使用方法在打开状态横向的剖视图；
图4是本发明多功能空气阀及使用方法在打开状态纵向的剖视图；
图5是本发明密封圈的结构示意图。
附图标记：
1、阀体；11、导向柱；12、固定凸台；2、浮球；3、阀盖；4、防雨盖；5、密封圈；51、固定槽；6、防虫网；7、安装座；71、定位槽；72、支撑凸台；73、透气孔；74、导向筒；741、避位倒角；75、导向筋；8、活塞；81、连杆；82、曲柄；83、阀轴；84、电机；841、轴座；9、密封环；10、过滤网；101、卡扣；20、微量排气阀；30、第一泄漏传感器；40、激光传感器；50、第二泄漏传感器；60、压力传感器；70、第三泄漏传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1-图5所示，本发明为多功能空气阀及使用方法，包括阀体1、浮球2和阀盖3，阀盖3固设在阀体1的上端，浮球2设在阀体1与阀盖3的内部且上下浮动，阀盖3的下端嵌设有与浮球2对应的密封圈5；
阀体1内部设有向内凸起的固定凸台12，固定凸台12上固设有安装座7，浮球2设在安装座7与密封圈5之间；
安装座7包括向下延伸设置的导向筒74，导向筒74内设有上下滑动设置的活塞8，活塞8的下端面为向下凸起的弧形，阀体1的进口处嵌设有密封环9，活塞8的下极限位置与密封环9接触且二者密封设置，安装座7采用铸件结构、铸钢件或不锈钢结构，根据不同的使用情况和生产的批量选择不同的材质，量大的时候可采用铸件，量少或布局空间更加紧凑的时候采用不锈钢，对使用寿命有严格要求的时候采用铸钢件。
优选地，固定凸台12的数量至少为三个且相对阀体1的轴线周向均布设置，安装座7的断面为t形，安装座7通过螺丝固锁在固定凸台12上，固定凸台12的结构简单，可直接与阀体1一体铸造成型，采用铸件的结构，成本低，强度高，而且采用模具铸造，在大批量生产的前提下，成本低，介质可以通过固定凸台12之间的间隙向上传递，安装座7的上端设有下凹的定位槽71，定位槽71与浮球2对应设置，即定位槽71的球半径与浮球2的球半径一致，定位槽71的底部设有支撑凸起，支撑凸起的上端为下凹的弧形其与浮球2贴合设置，支撑凸起的设置使得浮球2与定位槽71之间有一定的间隙，避免介质在突然向上急速喷出的过程中，水流向浮球2使其不浮起，提升结构的稳定性；更优选地，安装座7的中部设有透气孔73，进一步保证浮球2可以受冲压后浮起，安装座7的下端面中部为平面结构，平面的两侧与定位槽71平行设置，保证厚度均衡的结构，提升结构的稳定性。
优选地，导向筒74的下端外圈设有避位倒角741，避免操作过程中碰上操作者，而且避免介质冲击后产生大的水花，造成水锤加重问题，导向筒74的内圈设有多个导向筋75，活塞8的外圈与导向筋75间隙配合，导向筒74的深度大于活塞8的运动行程，导向筋75的设置提升导向筒74的强度，密封环9由橡胶材质制成为一体结构，实际使用的过程中，密封环9嵌设在阀座上，阀座通过螺纹与阀体固定连接，活塞8向下对密封环9有一定的预压作用，提升密封性；更优选地，多个导向筋75均布在导向筒74的内部，导向筋75为堆焊的铜合金材质，耐磨性能高。
优选地，活塞8为开口向上的桶状结构，活塞8内部的底端中部铰接有连杆81的一端，连杆81的另一端铰接曲柄82的一端，曲柄82的另一端与阀轴83固定连接，阀轴83水平设置且相对阀体1转动设置，导向筒74与阀轴83对应的位置设有开口向上的u形的避位槽，对导向筒74起到导向的作用，提升活塞8上下运动的精度，采用曲柄82连杆81结构驱动活塞8上下运动，在阀体1有限的空间内，设置活塞8结构，将连杆81设置在活塞8的内部，曲柄82通过设置在阀体1外部的驱动装置实现转动，驱动装置为电机84驱动，电机84固定在阀体1外部的轴座841上，电机84可采用微型电机84或者小型的伺服电机84，结构简单紧凑，布局合理。
优选地，阀盖3的上端架设有防雨盖4，防雨盖4的上端为开口向下的槽型结构且上端面为拱形，防雨盖4的截面大于密封圈5的开口设置，有效防止外部的不干净水质或其他介质或杂物进入，降低被堵塞的几率，延长了结构的使用寿命，防雨盖4与阀盖3之间设有防虫网6，进一步保证了空气阀内部的干净度，一定程度上提升了结构的使用寿命。
优选地，密封圈5的断面内径为八字形结构且为阶段状结构，密封圈5的外圈中部设有定位槽71，实现更好的密封性能，更优选地，密封圈5外圈的中部设有固定槽51，密封圈5通过固定槽51卡设在阀盖3上，提升密封圈5与阀盖3固定的牢固性。
优选地，阀体1的内部设有对浮球2进行上下导向的导向柱11，阀体1的进口处设有过滤网10，过滤通过卡扣101固定在阀体1上，过滤网10由不锈钢材质一体成型，防止外部的杂质进入，提升内部的清洁度，延长零件的使用寿命。
优选地，阀盖3上端的出气口处设有第一泄漏传感器30，第一泄漏传感器30与密封圈5之间设有激光传感器40，阀体1的进口处设有第二泄漏传感器50和压力传感器60，阀体1的下端接设有微量排气阀20，微量排气阀20的出气口端设有第三泄漏传感器70，第一泄漏传感器30、第二泄漏传感器50、第三泄漏传感器70和激光传感器40均与监测系统电连接，监测系统包含电源、中控模块、通讯模块，电源、中控模块、通信模块均安装在阀体1外部，电源用来给监测系统中的所有电器元件进行供电，中控模块和通讯模块均采用市购品即可，实现电信号的及时传输和处理，根据监测到的不同参数执行不同的动作。
在实际工作过程中，首先设定以下条件，第一泄漏传感器30、第二泄漏传感器50和第三泄漏传感器70在介质为水时处于开启状态，为气体时处于关闭状态，激光传感器40在激光未被遮挡时处于开启状态，被遮挡时处于关闭状态，即浮球落下为开启状态，浮球上升到位为关闭状态，压力传感器60可以读出并显示压力传感器60所在位置的压力值。
当管道初次通水时，处压力传感器60从0开始上升为正值，第二泄漏传感器50处于关闭状态，此时设定空气阀的状态为状态1，在状态1的情况下，驱动装置带动阀轴83转动，从而带动曲柄82连杆81机构动作，最终带动活塞8运动，活塞8升到安装座7最顶部使结构处于全开状态，空气阀大量排气；
当管道充水完成，压力传感器60处于正值，第二泄漏传感器50因为阀腔内充满水处于开启状态，此时设定空气阀的状态为状态2，在状态2的情况下，结构处于全开状态；
当管道处于负压时，压力传感器60由正值变为负值，浮球2落下，激光传感器40处于开启状态，此时设定空气阀的状态为状态3，在状态3的情况下，结构处于全开状态；
当管道弥合性水锤来临时，管道由负压变为正压，此时压力传感器60由负值变为正值，第二泄漏传感器50处于关闭状态，此时设定空气阀的状态为状态4，在状态4的情况下，结构处于全开状态，当压力传感器60的值达到设定值(可调)时，活塞8开始关闭，最后关到设定的值(可调)，使防水锤空气阀少量排气，降低弥合水锤的影响，当防水锤空气阀阀腔内再次充满水时，此时空气阀恢复为状态2，结构随即缓慢全开。
故障报警：
当防水锤空气阀处于任意时，若第一泄漏传感器30检测到漏水，处于开启状态且时间大于t1，则判定为阀门主排气口泄漏，此时通讯模块将发送主排气口泄漏信号到中控室和客户指定的手机上，同时活塞8开始关闭最终使结构处于全关状态，防止继续泄漏；
当防水锤空气阀处于状态2时，若第三泄漏传感器70检测到漏水，处于开启状态且时间大于t2,则判定为微量排气组件泄漏，此时通讯模块将发送微量排气组件泄漏信号到中控室和客户指定的手机上，同时活塞8开始关闭最终使结构处于全关状态，防止继续泄漏；
当防水锤空气阀处于状态1、状态4时，检测到激光传感器40由开到关，即表明浮球2被吹起，此时通讯模块将发送防水锤空气阀气堵信号到中控室和客户指定的手机上；
当防水锤空气阀处于状态3时，检测到激光传感器40始终处于关状态，且时间大于t3，即表明浮球2在密封处被粘合，此时通讯模块将发送防水锤空气阀浮球2被粘合信号到中控室和客户指定的手机上；
当防水锤空气阀先处于状态2，然后压力传感器60始终为正值，第二泄漏传感器50由开启状态变为关闭状态，则说明微量排气组件堵住，此时通讯模块将发送防水锤空气阀微量排气组件堵住信号到中控室和客户指定的手机上。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。