CN102748527A - 一种多功能自动排气阀 - Google Patents

Abstract

一种多功能自动排气阀。自动排气阀，是水循环管网***中不可或缺的重要配件。它的功能是：阻水排气。一是要将循环水中气体及时从***中自动排出，消除气泡对工质运行的阻力；二是要求在排出气体同时，不许漏水。功能上属于节能产品。但目前相当部分自动排气阀满足不了这些基本要求——该排气时不排气，不该漏水却漏水。达不到提高采暖空调效果、实现节能减排的目的。本发明的目的，就是要解决保证排气阀开关灵敏、安全可靠技术问题；针对我国管网和水质现状，设计一种由阀嘴、阀壳、阀芯、阀体、导流槽、杠杆、浮球等组成的排气阀，并通过结构、工艺等技术手段，赋予排气阀无滤网保洁防堵、减反压快开、免拆卸快速冲洗、免拆卸快速故障诊断、免更换延寿多种内在功能性技术，彻底解决上述问题。

Description

一种多功能自动排气阀

技术领域

自动排气阀，是供热、空调、冷却等水循环管网***中不可或缺的重要配件。因为在供暖、空调等水循环管网运行过程中，由于种种原因，循环水中不断有气泡积聚，形成气阻，增加了介质运行阻力，甚至造成局部水循环停滞，暖气不热、空调失效，锅炉白烧，达不到采暖、空调效果，造成能源极大浪费。

所以，为了消除水循环***的气阻，保证循环畅通，就要安装自动排气阀。

自动排气阀的功能是：阻水排气。也就是将循环水中的气体从***中自动排出，但又不许漏水。这就是说，排气阀要有很好的选择功能和良好的安全性能，见气就开，见水就关。才能保证既要排气及时、灵敏，又要滴水不漏。所以，排气阀在功能上属于节能产品。

技术背景

现在国内、外市场上的排气阀，全部为机械式的。由阀壳、阀嘴、阀芯、浮球、杠杆等基本元件组成。排气阀安装在供热管道末端或用热设备最高点，阀壳为密闭式的，只有通过阀嘴与阀外相通。而阀嘴开、闭又由阀芯控制，阀芯的动作又由浮球、杠杆制动。非工作时，浮球在自重作用下落到阀的最低点，同时通过杠杆带动阀芯向下放开阀嘴，阀嘴呈开启状，阀内外相通；

当供热或空调设备开启时，通过水泵加压，将循环水注入供热、空调管网。同时，将管网内空气通过排气阀排出网外。当空气基本排完，循环水进入阀内，浮球在水的浮力作用下向上运动，同时也通过杠杆带动阀芯向上，最终将阀嘴封闭，使阀内、外隔断，水不能溢出，保证管网正常运行。

供热、空调管网运行过程中，循环水中气体不断向最高处的排气阀内上部聚集，迫使阀内水位不断降低，到一定程度，浮球失去浮力也随之下降，同时带动阀芯向下离开阀嘴，使阀嘴开启，阀内空气在水的压力下迅速通过阀嘴排出阀外。循环水在挤出阀内空气的同时，填补空气排出后所腾出的空间。并推动浮球、杠杆、阀芯向上运动，再将阀嘴关闭。当管网内空气又聚集到一定程度，阀又打开……如此反复循环，保证管网正常循环。

问题是，目前市场上相当部分国产自动排气阀满足不了用户要求——该排气它不排气，不该漏水它漏水；进口排气阀虽然制造精密，但不适应我国管网——绝大部分使用的碳钢管道，长期处在潮湿、干燥交替环境，极易受氧化、腐蚀，加之水处理不严格，水质杂质多、太脏——特点，容易堵塞，达不到保证循环畅通、提高采暖空调效果、实现节能减排的目的。

比如，由于结构设计技术问题：阀芯、阀嘴与水隔离不开，长期浸泡在脏水中(图1)，水中赃物沉积阀芯、阀芯室等周围，这些结垢，造成阀芯运动阻力增大，排气阀动作失灵；结垢又可使阀芯、阀嘴接触不良，封闭不严，不该漏水他漏水。这也是一些进口排气阀在他们国家好用(管道为不锈钢管道，水处理也严格)，到我国也就不好用的问题所在。有些排气阀厂商为了克服赃物困扰，采取在阀的进口加装滤网的办法，试图过滤水中赃物，试图过滤水中赃物，结果事与愿违。因为水中赃物多为粉末状，滤网孔目大了，对于这些粉末起不到拦截作用。孔目小了，由于水具有表面张力特性，会在网面造成隔膜，反倒影响气体通过，又造成通气不畅；

再如，就是阀内无沉积物影响时，排气阀仍不能正常开启，造成排气不畅。就是用户经常抱怨的排气阀不顶用。原因是，作用于阀芯背端的反向压力大于开启时的正向压力，阀门无力开启。这是因为，循环水是靠水泵压力推动而循环，排气阀与水循环管网相连，阀内也存在与管网同等压强。这压强同样作用在阀内各个零件的各个方向。也就是说，各个零件各个面承受单位压强是相同的。由于阀芯一般设计为原柱体，上下两个端面面积是相等的，承受到的压强也是相等的。但在阀芯关闭阀嘴时，阀嘴遮盖了阀芯上端一半以上的面积，也就是阀芯顶部丞压面积减少一半以上，作用于阀芯底部的压强成为反向阻力，大于阀芯的正向开启压力(图4)，就造成阀门开启困难、或缓慢、或不能打开。

还如，排气阀一般安装在管道盲端，水流动量小，相对静止。特别是管道距离天花板太近，排气阀用侧孔与管道连接卧式安装时，水中赃物容易在阀下部沉淀，日复一日，越来越多，越积越厚，占据阀内空间。浮球上下运动行程越来越小，影响阀门开启，造成排气阀不排气。要想排除，就得将排气阀卸下来冲洗清理。因排气阀安装在管道末端最高点，拆卸时须登高作业，既危险，又非常麻烦，既加大管理人员工作量，还要影响管网工作；

再还如，采暖空调***是个包括热(冷)源、水泵、管道、各类闸阀等，非常庞大复杂***。因此，故障的机率也就多，原因也很复杂。有管道安装坡度问题、有其他阀门质量原因、也有送水方式原因、排气阀质量原因、还有沉积物、异物堵塞原因等等，等等。但当前故障究竟是哪一个原因，徃徃需要将可能发生故障原因逐个排查，过程也就非常复杂。一般是先要将排气阀拆卸下来检查，从高处拆卸排气阀，既麻烦又危险；

又再还如，排气阀多为各种金属材料制作，本应有较长使用寿命。但事实上，现有排气阀使用一段时间容易漏水。原因是阀芯胶块长期受压体积收缩，与阀嘴产生间隙。而阀嘴设计为固定的，无法调整间隙，也就无法防止漏水。虽然其他零件完好，整个排气阀不得不报废更新，造成不应有浪费。

要改善采暖、空调***循环现状，实现节能减排目的，一个办法是将管道改用不锈钢、加强循环水处理；二是改进排气阀；但从当前我国国情出发，管道全部改为不锈钢，在相当长时期是不现实的。

目前可行的办法就是改进排气阀，使之适应我国管网水质特点。

发明内容

本发明的目的，就是设计一种由阀嘴、阀嘴改锥槽、上阀壳、手动放风阀、紧固螺帽、阀体、密封圈、阀芯室、导流槽、导向减磨线、阀芯、密封胶快、杠杆拨头孔、杠杆拨头、联接耳、杠杆轴、杠杆、浮球、下阀壳、侧联接孔、底联接孔、排污阀、紧固螺钉组成的排气阀，并通过结构、材料、工艺等技术手段，赋予排气阀无滤网保洁防堵、减反压快开、免拆卸快速冲洗、免拆卸快速故障诊断、免更换延寿多种内在技术性功能，彻底解决上述问题。

附图说明

下面结合实施图例附图，对本发明做进一步说明。

图1是原有排气阀阀芯、阀嘴浸泡在水中示意图：

图2是改进后阀芯阀嘴与循环水隔开一定距离：

图3装有手动放风阀示意图；

图4未改进前的圆柱状阀芯示意图；

图5是装有排污阀的示意图。

图6是改进后的阀芯示意图；

图7是改进前现有排气阀阀芯及阀芯室结构剖视图；

图8是改进前现有排气阀阀芯及阀芯室结构仰视图；

图9是改进后阀芯在阀芯室及阀芯室导流槽、导向减磨线形状仰视图；

图10是改进后阀体总成在阀壳上部位置及各零件关系图；

图11是阀体顶部俯视图；

图中零件：

1，阀嘴；2，阀体；3，紧固螺帽；4，上阀壳，5，手动放气阀；6，密封圈；7，阀芯室；8，密封胶块；9，阀芯侧(拨头)孔；10，杠杆拨头；11，对流槽；12阀芯本体；13，杠杆轴；14，联接耳；15，杠杆；16，浮球；17，导向减磨线；18，阀嘴改锥口；19，下阀壳；20，紧固螺钉；21，侧接口；22，下接口；23，排污阀。

具体实施方式

本发明的目的是这样实现的：设计一种保洁防堵技术，使排气阀具有不需滤网的无滤网保洁防堵功能。即利用空气比重轻、向上聚集、气体也占据空间的原理，将上阀壳安装阀体的位置部分向上抬高一定距离，阀体置于上阀壳凸起顶端最高处(图10)；用紧固螺帽与阀体外螺纹连接，将阀体在上阀壳上部固定，阀体一部分露出阀壳以上，大部分在阀壳以内；阀嘴靠外螺纹与阀体上部内螺纹连接，并通过旋转使阀嘴高度可调；阀芯室设在阀体中部，改变以往阀芯室、阀芯均为圆柱式传统设计方式——两个圆面直接接触，接触面积大，两个圆面之间易附着污物不断加厚而运动受阻(图7、图8)——周边设计有竖向梅花状对流槽，(图9)便于气水对流；对流槽两边设计有4-6个竖状突起，为阀芯上下运动的导向减磨线，减磨线顶部为弧形，以减少与阀芯接触面积、减少阀芯上下运动摩擦阻力(图9)；阀体下部设计有联接耳，用于通过轴，将带有用不锈钢制作的浮球、杠杆与之连接(图10)。当开始供水时，浮球在水的浮力作用下向上运动，通过杠杆、拨头带动阀芯向上。由于在生产制造时，通过旋转阀嘴，调整至合适高度，使浮球在尚未达到上死点、阀内空气尚未排完时，阀芯已将阀嘴提前关闭，阀内剩余空气无法排出，在阀壳内上部，始终保持6-10毫米左右的空气隔离层(图2)，使循环水不能接近、污染阀嘴、阀芯，保证阀嘴、阀芯始终保持清洁，永远不会因脏水污染而堵塞，始终排气畅通。正常运行中，不断自动排气也是如此，阀内始终保持空气隔离带。

再设计有一种减反压技术，赋予排气阀具有减反压快开功能。即改原来阀芯底部圆柱平面型为锥形底面(图4、图6)，使其承压面积几乎等于零，阀芯下面承受的反向压力绝对小于阀芯正面开启压力，实现阀门启闭自如；还设计一种不拆卸排污冲洗设施，使排气阀具有免拆卸快速冲洗功能。方法是，在排气阀下壳设计制做两个带螺纹接口。一个口设在排气阀侧面，用于与管道联接正常工作；另一个口设在排气阀下部，安装排污阀门及导流管(图5)。管网运转正常时，排污阀处于关闭状态；如发现可能阀内赃物沉积影响排气阀工作时，在不用拆卸排气阀情况下，只要打开下口处安装的排污阀，放出阀内赃物，利用阀内水将其冲洗干净，既简单又方便。

再还设计一种故障诊断技术，使排气阀具有免拆卸快速诊断故障功能。方法就是，在排气阀上壳顶部安装一个小型手动放风阀(图3)，用于在不拆卸排气阀情况下，只要打开放风阀，检查阀内排出物是什么——如果排气阀排出的是空气，而且连续不断，就证明阀内有气不能自动排出，是排气阀失灵、不工作，就要检修、更换；如果排出的是水，就证明排气阀是正常的。管网运行不正常，肯定是由于其他原因，气体未能到达排气阀，对故障部位能快速做出判断，避免盲目拆卸排气阀。

又再还设计一种延长排气阀使用寿命技术，使排气阀具有免更换延寿功能。方法是，将阀嘴设计成带有外螺纹、便于通过旋转调整阀嘴高度(图10)。阀嘴与阀芯之间间隙增大漏水时，通过旋转螺纹调整阀嘴高度，消除阀嘴阀芯之间间隙，在不更换整个排气阀情况下，延长使用寿命，达到节约目的。

Claims (5)

1.一种多功能自动排气阀，其特征在于：采用保洁防堵技术，将上阀壳安装阀***置部分，向上抬高一定距离，阀体安装于凸起顶端最高处，用紧固螺帽固定在上阀壳；阀芯室设计有竖向梅花状对流槽，便于水气对流；对流槽两边设计有4-6个竖状阀芯上下运动的导向减磨线，减磨线顶部为弧形，以减少摩擦阻力；阀嘴用外螺纹与阀体内螺纹连接，并通过旋转调节高度来控制阀内空气隔离层，将水与阀嘴隔开，水中赃物无法接近污染阀芯、阀嘴，具有无滤网保洁防堵功能。

2.根据权利要求1所述的多功能自动排气阀，其特征还在于：设计有一种减反压快开技术，改原来阀芯底部圆柱平面为锥形底面，使其承压面积几乎等于零，阀芯下面承受的反向压力绝对小于阀芯正面压力，赋予排气阀具有减反压快开功能。实现阀门启闭自如、动作灵敏，快开快关。

3.根据权利要求1所述的多功能自动排气阀，其特征还在于，设计有不拆卸排污冲洗设施。下阀壳做侧、底两个接口。侧口用于与管道联接正常工作，下口安装排污阀及导流管。使排气阀具有免拆卸快速清洗功能，在不用拆卸排气阀情况下，只要打开下口处安装的排污阀，利用阀内水将阀内污物冲洗干净。

4.根据权利要求1所述的多功能自动排气阀，其特征还在于：设计有免拆卸故障快速诊断技术，在排气阀顶部设计安装一个小型手动放风阀，使排气阀具有免拆卸快速诊断故障功能。在不拆卸排气阀情况下，只要打开放风阀，检查排出物状况，就可快速判断是否属于排气阀故障，避免盲目拆卸。

5.根据权利要求1所述的多功能自动排气阀，其特征还在于：设计有免更换延寿技术，通过旋转调整阀嘴高度，消除与阀芯间隙，防止漏水，不更换排气阀延长使用寿命。 

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