CN204001062U - 一种用于供水管网的排气装置及供水管网 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于供水管网的排气装置，包括顺次电连接的第一液位传感器、运算放大器、第一继电器和电磁阀，外接在电磁阀上的供电电源；第一液位传感器设置在供水管网的供水管道的内壁上，电磁阀设置在供水管道上且电磁阀的阀口与供水管道的内腔连通，当供水管道内的液位高于第一液位传感器时，电磁阀通电闭合；当供水管道内的液位低于第一液位传感器时，电磁阀断电开启。本实用新型中的排气装置可靠性和稳定性高，依靠液位高度作为排气动作判断依据，判断标准客观可靠，液位传感器灵敏度高，误差小，且该排气装置结构紧凑，占据空间体积较小，节约了安装成本。

Description

一种用于供水管网的排气装置及供水管网

技术领域

本实用新型属于排水工程技术领域，具体涉及一种用于供水管网的排气装置及供水管网。

背景技术

供水管网是城市供水***的重要组成部分，随着我国给水事业的迅速发展，各城市供水管网已经具有一定规模。然而，远距离输水工程中，由于地形等因素的影响，管道铺设时高时低，在长距离管道中，会形成多点局部聚集气体的现象，又由于气体具有压缩性，供水管网中液体流和气体流同时存在，会导致管网中的气体流形成巨大的压力，此压力是同管网中液体压力的几倍甚至十几倍，从而导致水击爆管现象频发，管网内压力损失较大，严重者甚至引起断流，导致部分区域供水困难，造成运行成本上升，管道使用寿命降低等问题。

除了上述原因会引起管内气体聚集，造成隐患之外，发明人在长期工作积累中还发现了如下几种导致管道内气体产生的情形：

1、在管道安装完毕后，通水之前，管道内往往充满了空气。

、水在水泵工作前后因压力发生较大的变化而导致管内出现大量气体。

、管道***内部水温发生变化，产生空气。

、水中约含2VOL%的溶解空气，水在通过管道的一些附件，如阀门、三通、弯头等固件时，由于水压力发生较大变化，会导致气体析出。

、管道维修、维护时，管道泄水或水锤等工作情况下产生的负压导致管道内进气。

、管道***的渗漏。

由此可见，供水管道夹气的产生原因多种多样，且无法杜绝，因此只能在管网***中合理引进和安装排气装置对管道内气体进行实时调控，从而针对性地解决管道夹气隐患。现有技术中多采用浮球型排气阀和杠杆式排气阀作为管网***的主要排气装置，浮球型排气阀主要分为两种，一种是大量排气型，另一种为大量排气加微量排气复合型。大量排气型排气阀的排气面积大，排气量也大，当液体进入阀体后，液面上升，在浮力的作用下浮球随之上升，关闭主阀，但由于没有微量排气功能，一旦浮球被推起，只要管道内仍有压力，即使再有气体产生，浮球也不会落下，因此无法二次排除管道内聚集的气体，灵敏度较低，效果较差。而在大量排气型排气阀基础上发展起来的大量排气加微量排气复合型的排气阀，则具有较高的灵敏度，当阀体内聚集一定气体后，浮球的重力大于液体浮力与微量排气孔产生的压差吸力时，浮球下落，微量排气孔排气，但是该种复合型的排气阀在管道中有大量的气体需要迅速排放时，管道内和外界大气达到一定压差，气体流速加快，在阀瓣的上方就会产生一个低压区，导致主阀迅速关闭，大量气体无法快速排除，排气阀排气功能失效，可靠性与稳定性较差，且浮球受气压和浮力影响较大，误差因此增大，从而对排气效果影响较大。杠杆型排气阀同样具有大排量排气和微排量排气功能，杠杆型排气阀完全依靠液体的浮力作用启闭阀门，不受高速气流的影响，但它仍然存在结构弊端，即杠杆的使用增大了阀体的体积，且阀瓣关闭行程短，排气量极小，因此，杠杆型排气阀常用于小口径小排量的排气场合，适用性小，通用性差，而且成本较高，不利于推广。

因此，亟需提出一种用于供水管网的排气装置，以降低管道夹气事故的发生率，保证供水管网的正常运行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种运行稳定的排气装置。

本实用新型所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述排气装置的供水管网。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一种技术方案是：一种用于供水管网的排气装置，所述的排气装置包括顺次电连接的第一液位传感器、运算放大器、第一继电器和电磁阀，外接在所述的电磁阀上的供电电源；所述的第一液位传感器设置在供水管网的供水管道的内壁上，所述的电磁阀设置在所述的供水管道上且所述的电磁阀的阀口与所述的供水管道的内腔连通，当所述的供水管道内的液位高于所述的第一液位传感器时，所述的第一液位传感器产生电信号，从而使得所述的电磁阀通电闭合；当所述的供水管道内的液位低于所述的第一液位传感器时，所述的第一液位传感器失电，从而使得所述的电磁阀断电开启。

具体地，所述的第一液位传感器的安装位置范围为距离供水管道顶部0~20cm，具***置随实际管道段设计标准中对气体的最大容许值而定。

具体地，所述的第一继电器为通电延时继电器。延时时间随第一液位传感器的位置而调整。

具体地，所述的第一继电器通过一对设置在所述的电磁阀中的辅助触点控制所述的电磁阀的通断。

具体地，所述的电磁阀为电磁排气阀。

具体地，所述的电磁阀的阀芯和阀口的接触端面上设置有密封圈。

具体地，所述的排气装置还包括设置在所述的电磁阀与外部空气接触端上的止回阀。

更具体地，所述的止回阀为单向阀。

具体地，所述的排气装置还包括与所述的第一液位传感器并联连接在所述的运算放大器的输入端的第二液位传感器、与所述的第一继电器并联连接在所述的运算放大器与所述的电磁阀之间的第二继电器，所述的第二液位传感器设置在所述的供水管道内壁的顶部，且位于所述的第一液位传感器的上方。

更具体地，所述的第二继电器为非延时继电器。

一种采用上述排气装置的供水管网，所述的供水管网包括多节相互连通的所述的供水管道，所述的排气装置设置在两相邻的所述的供水管道之间。

本实用新型的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型中的排气装置不受供水管道内液体浮力和气压影响，可靠性和稳定性高，依靠液位高度作为排气动作判断依据，判断标准客观可靠，液位传感器灵敏度极高，误差极小，双传感器的上下设置有利于管道内聚集空气的充分排出，电磁阀开关动作迅速，精确度高，排气效果极佳，且该排气装置结构紧凑，占据空间体积较小，节约了安装成本，阀芯由电磁控制，排气时间充足准确，排气量大，可有效解决供水管网的排气问题，具有十分广阔的应用前景。

附图说明

附图1为实施例1的结构示意图；

附图2为实施例2的结构示意图；

其中：1、供水管道；2、排气装置；3、止回阀；101、内壁；102、内壁顶部；201、第一液位传感器；202、运算放大器；203、第一继电器；204、电磁排气阀；205、第二液位传感器；206、第二继电器。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细完整地说明。

实施例1

如图1所示，供水管网包括多节相互连通的供水管道1，排气装置2设置在两相邻的供水管道1之间，具体的，排气装置2包括第一液位传感器201、运算放大器202、第一继电器203和电磁排气阀204。第一液位传感器201、运算放大器202、第一继电器203和电磁排气阀204之间顺次电连接，电磁排气阀204外接一供电电源，供电电源、电磁排气阀204、第一继电器203、运算放大器202、第一液位传感器201共同构成一个完整的工作电路回路，第一继电器203中有一对辅助触点，该对辅助触点设置在电磁排气阀204中，用于控制电磁排气阀204的通断。第一液位传感器201安装在供水管道1的内壁101上，距供水管道1的内壁顶部102的垂直距离为10cm。电磁排气阀204设置在供水管道1上且电磁排气阀204的阀口与供水管道1的内腔连通。运算放大器202和第一继电器203位于供水管道1外。

正常情况下，供水管道1内无气体时，供水管道1内液位覆盖第一液位传感器201，第一液位传感器201产生电信号，并通过与之电连接的运算放大器202以预先设定好的额定倍数对其电信号进行放大，经过放大的电信号传递至第一继电器203使之得电，第一继电器203中位于电磁排气阀204内的辅助触点因此得电闭合，从而使电磁排气阀204中线圈得电并通过其产生的磁力吸合电磁排气阀204内的阀芯，使得阀芯将阀口封闭，电磁排气阀204处于闭合状态。

当供水管道1内出现气体聚集时，供水管道1内液位下降，当液位低于第一液位传感器201所在位置时，第一液位传感器201失电，相应的第一继电器203亦失电，使得第一继电器203在电磁排气阀204中的辅助触点分开，电磁排气阀204中线圈失电，阀芯复位，阀芯与阀口分离，电磁排气阀204开启，进行排气。

为了避免供水管道1内液位回复至第一液位传感器201位置时，因第一液位传感器201得电而使得电磁排气阀204瞬间关闭，从而导致供水管道1内气体排出不完全，排气装置2中的第一继电器203优选为通电延时继电器，当液位随气体的排出上升并达到第一液位传感器201的高度时，第一液位传感器得电，通电延时继电器在通电后会依照预先设定的延时时间延迟通电，因此，电磁排气阀204中的线圈亦延时通电，阀芯因而延时吸合，从而可确保第一液位传感器201上部的空气能够有充足的时间排出。

为了保证电磁排气阀204在闭合状态下具备良好的密封性能，发明人在电磁排气阀204的阀芯与阀口的接触端面上增设一密封圈（图中未显示）。

此外，为了防止供水管道1外部的不干净水源回流或者含杂质的液体通过电磁排气阀204渗入供水管道1内部污染水源，发明人在电磁排气阀204的外端还设置有一止回阀3。

实施例2

图2为一种用于供水管网的排气装置的优选实施例，与实施例1不同的是，为了提高供水管网的排气控制精度，进一步改善排气装置2的排气性能，该实施例中的排气装置2在实施例1的基础上增设了一第二液位传感器205和一第二继电器206。其中，第二液位传感器205位于在第一液位传感器201的上方，设置在供水管道1的内壁顶部102上，与内壁顶部102贴合，因此，第一液位传感器201与第二液位传感器205共同设置了最低液位与最高液位，与之对应的是最大容许气体量与最小容许气体量。

第二液位传感器205连接在运算放大器202的输入端，与第一液位传感器201并联，第二继电器206选用非延时继电器，连接在运算放大器202的输出端和电磁排气阀204之间，与第一继电器203并联。由此结构可知，由于第一继电器203与第二继电器206并联，故只有当供水管道1内的液位同时低于第一液位传感器201与第二液位传感器205时，电磁排气阀204中的线圈才会失电，继而阀芯复位，电磁排气阀204开启，进行排气；又由于第一继电器203为通电延时，断电不延时，第二继电器206通断电均不延时，故电磁排气阀204的断电排气过程是实时的，即不会超过供水管道1内的气体最大容许值，排气动作既快又准，精确度高。此外，由于实施例1中延时继电器的延时时间长短不好控制，需要多次实验方可得出有效延时时间，该实施例中采用两个液位传感器并联，一延时继电器与一非延时继电器并联的方式合理解决了上述问题。当供水管道1内液位随排气过程逐渐回升至第一液位传感器201位置时，第一液位传感器201得电，继而第一继电器203通电，通过将第一继电器203的通电延时时间延长至第二继电器206通电之后，可以实现液位回复至第二继电器206时，由第二继电器206控制电磁排气阀204的关闭，此后，第一继电器203的辅助触点再自行通电闭合。由此可见，该种控制方式下的排气装置排气动作迅速，排气量控制精确，灵敏度极高，误差极小，十分具有应用价值。

如上所述，我们完全按照本实用新型的宗旨进行了说明，但本实用新型并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本实用新型的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (10)

1. 一种用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的排气装置包括顺次电连接的第一液位传感器、运算放大器、第一继电器和电磁阀，外接在所述的电磁阀上的供电电源；所述的第一液位传感器设置在供水管网的供水管道的内壁上，所述的电磁阀设置在所述的供水管道上且所述的电磁阀的阀口与所述的供水管道的内腔连通，当所述的供水管道内的液位高于所述的第一液位传感器时，所述的第一液位传感器产生电信号，从而使得所述的电磁阀通电闭合；当所述的供水管道内的液位低于所述的第一液位传感器时，所述的第一液位传感器失电，从而使得所述的电磁阀断电开启。

2. 根据权利要求1所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的第一继电器为通电延时继电器。

3. 根据权利要求1或2所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的第一继电器通过一对设置在所述的电磁阀中的辅助触点控制所述的电磁阀的通断。

4. 根据权利要求1所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的电磁阀为电磁排气阀。

5. 根据权利要求1或4所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的电磁阀的阀芯和阀口的接触端面上设置有密封圈。

6. 根据权利要求1或4所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的排气装置还包括设置在所述的电磁阀与外部空气接触端上的止回阀。

7. 根据权利要求6所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的止回阀为单向阀。

8. 根据权利要求1所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的排气装置还包括与所述的第一液位传感器并联连接在所述的运算放大器的输入端的第二液位传感器、与所述的第一继电器并联连接在所述的运算放大器与所述的电磁阀之间的第二继电器，所述的第二液位传感器设置在所述的供水管道内壁的顶部，且位于所述的第一液位传感器的上方。

9. 根据权利要求8所述的用于供水管网的排气装置，其特征在于：所述的第二继电器为非延时继电器。

10. 一种采用权利要求1至9中任一项所述的排气装置的供水管网，其特征在于：所述的供水管网包括多节相互连通的所述的供水管道，所述的排气装置设置在两相邻的所述的供水管道之间。