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(1)浮球(筒)式排氣閥
這是zui早生產(chǎn)的進排氣閥,一般不能在壓力大于0. 102MPa狀態(tài)自動排氣,只能進行進氣和在充水或事故檢修后充水排氣,且進排氣速度較其他形式慢,只適合于進排氣量不大的情況。
(2)浮球(筒)杠桿式排氣閥
在浮球(筒)式排氣閥的基礎(chǔ)上改進而成。通過杠桿原理使得在較大壓力狀態(tài)也能排氣,排氣zui大壓力一般不超過0. 08MPa。
上述兩類排氣閥結(jié)構(gòu)簡單,但有一定缺陷。水氣相間時大排氣口僅能排出*段氣體,不能連續(xù)排氣。輸水管道坡度不大時,管道中大多是一段水一段氣的柱塞流狀態(tài)。浮球式排氣閥的浮力較小,排完*段氣體后水就把浮球托起,第二段氣體即有壓力, 假定壓力為0.12MPa,氣體對浮球的托力等于排氣口面積乘以管道內(nèi)壓力,計算可得DN100排氣閥托球力約1500N,DiV300排氣閥托球力約1000N,故大排氣口不可能再自動開啟排氣,在柱塞流狀態(tài)中失去排氣功能。
(3)汽缸式排氣閥
汽缸式排氣閥是近幾年才出現(xiàn)的進排氣設(shè)備(圖 23-41),是根據(jù)汽缸原理制成的不同于其他任何一種進排氣閥的全新裝置,其原理是用浮筒杠桿等控制汽缸內(nèi)氣動膜片動作,從而控制閥體排氣口啟閉。在高壓(lMPa以下)狀態(tài)下,無論是多段水柱、氣柱相 間,有壓無壓氣體均可高速排出。
這類排氣閥結(jié)構(gòu)上的主要特點是:大、小排氣口或僅大排氣口的有效排氣口徑不小于排氣閥公稱直徑的70%,排氣口徑大,排氣速度快,且在任何情況下均可高速排氣。一般設(shè)計者在選擇排氣閥時以排氣閥的公稱尺寸計算排氣量。汽缸式排氣閥則完滿足設(shè)計要求,真正起到防止管道出現(xiàn)水錘和爆管的作用。
(4)復(fù)合式排氣閥
復(fù)合式排氣閥是我國zui常用的排氣閥(圖 23-42),它在浮球(筒)式和浮球(筒)杠桿式排氣閥的基礎(chǔ)上組合改進而成。在壓力狀態(tài)下微量排氣用浮球杠桿式排氣裝置,充水或其他情況下的大量進排氣用浮球(筒)式裝置??杉哟筮M排氣口的尺寸,使得進排氣速度有很大提高。
①結(jié)構(gòu)及用途本閥閥體為圓桶狀,閥門內(nèi)件包括不銹鋼浮球、杠桿及閥瓣。本閥安裝在泵出口處或配水管線中,用來排除集積在管中的空氣,以提高管線及水泵的使用效率,當管內(nèi)一旦產(chǎn)生負壓時,此 閥迅速吸入外界空氣,以防止管線因負壓而損壞。介質(zhì)溫度:0?80°C。
②工作原理當管內(nèi)開始注水時,閥瓣處于開啟的位置,進行大量排氣,當空氣排完時,閥內(nèi)充滿水,浮球上升并帶動閥瓣關(guān)閉,停止排氣,當管內(nèi)水正常輸送時,如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當?shù)某潭?,閥內(nèi)水位下降,此時空氣由小孔排出。當水泵停止時,管內(nèi)水流空或遇管內(nèi)產(chǎn)生負壓,此時塞頭迅速開啟,吸入空氣,確保管線安全。
復(fù)合式排氣閥的zui大特點是在任何高的壓差下進排氣閥都不自閉。當管道注水時,大量氣體從排氣孔迅速排出,無論排氣壓差多大,不排凈空氣排氣閥不 自閉。
空氣排出后,管內(nèi)的水自閥體下部進人閥內(nèi),浮體罩內(nèi)的浮體上浮,直到將升降罩頂?shù)介y口處,而進排氣閥自動關(guān)閉停止排氣不泄水。管內(nèi)水中溶解的空氣在運行中逐漸析出,自然積累在管道高點管頂?shù)呐艢忾y中。由于進排氣閥中進入空氣,使得閥內(nèi)水面逐漸下降,但升降罩由于面積較大,只要管內(nèi)壓力略高于閥外,即能使向上的壓力大于升降罩自重,而將升降罩托住不能自動下降。而浮 體頂部小閥口面積很小,即使內(nèi)外有zui大工作壓力的壓差,也小于浮體的自重;因此當閥體內(nèi)水面降至浮體以下時,浮體借重力下落,將浮體頂部的小閥口打幵;于 是形成自動小量排氣。當氣體排空時,水面上升浮體升起,再將小閥口關(guān)閉,于是形成間斷地自動少量排氣。
當管內(nèi)受到負壓水錘和管道排空時產(chǎn)生負壓,此時升降罩受內(nèi)外壓差作用下降,將大閥口打開,通過進排氣閥向管道迅速大量進氣,以保證管內(nèi)壓力不致過低而使管材不致失穩(wěn)破壞和使管道盡快順利排空。
當用進排氣閥作為管道水錘防護時(圖23-43), 在閥下裝一法蘭管接,下口伸到管頂下 (20%?30%)D處,此短管在管頂有一邦mm小孔, 當停泵水錘發(fā)生時起始為負壓,進排氣閥自動打開向管內(nèi)大量進氣使負壓減少,不致產(chǎn)生水柱拉斷。進一 步發(fā)展到正壓力水錘時,管內(nèi)頂部空氣通過法蘭短管,排氣閥自動向外排氣。當管內(nèi)水面上升到(70%
空氣閉閥壓力:是指在大量排氣時,浮球被吹起 (吸起),堵塞大孔口,造成排氣閥關(guān)閉不能排氣的壓力。
日本標準JIS B 2063《給水管道空氣閥》規(guī)定, 排氣閥進出口壓達到O.OlMPa之前不可閉閥,美國標準AWWAC512《供水系統(tǒng)用自動排氣閥、空氣/ 真空閥及復(fù)合式排氣閥》對空氣閉閥壓力未做規(guī)定, 但美國各個排氣閥產(chǎn)品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的排氣閥,在樣本資料上標出的空氣閉閥壓力均在0. 07MPa左右。 德國樣本標出的大約為0. 08?0. lOMPa,’我國CJ/T 217標準規(guī)定的空氣閉閥壓力為不小于O.IMPa。工程實踐表明,實際在排氣過程中,當排氣閥進出口壓差為0.03?0.035MPa時,就能將管道中的空氣排完,這一數(shù)值在工業(yè)*國家都是承認的,特殊情況如管道搶修緊急供水,深井泵出口的排氣閥空氣閉閥 力高一些,但一般均不會超高0. lOMPa。
吸力能力:復(fù)合式排氣閥的吸力能力是排氣能力的85%,為保護管道的安全,避免管道失穩(wěn)推薦用吸氣量為進氣量的80%計算。
⑥復(fù)合式高速排氣閥的作用
a.在空管充水時,自動地排出管內(nèi)大量的空氣, 以免使未排凈的空氣在管道內(nèi)形成氣囊阻礙水的流動。
b.在壓力管道運行中,能自動排除少量由水中分析出的空氣,以免阻水。
c.在管道發(fā)生負壓時能自動快速地進氣,以免管道由于負壓過大而發(fā)生失穩(wěn)破壞,對于小口徑的球墨鑄造鐵管,zui大負壓值一般不能超過0.035MPa, 大口徑薄壁受zui大負壓值一般在0. 014?0. 025MPa 之間。超出時管道會失效。
在管道放空時,能自動大量地進氣,使放水加快,縮短停水時間。用特殊方法安裝,能消除管道上由于停泵水錘,產(chǎn)生拉斷水柱的破壞性水錘,以保證管道安全運行。
⑦復(fù)合式排氣閥的排氣量計算和口徑選擇一 般情況下每千米左右管道安裝一臺排氣閥,安裝位置參考圖23-46,在管道較高的若干點上裝設(shè)排氣閥, 計算出其zui大的排氣或吸氣量,由重力流計算:
Q=0. 0027 7SD5
S=tana(23-5)
式中Q流量,m3/h;
a一一管道與水平斜角,(°);
D一~管道通徑,mm。
由于排氣壓差(壓力)在小于或等于0.035MPa 時即可排完管道內(nèi)空氣,查排氣量表帥為0. 035MPa時的排氣量(m3/h),作為選擇依據(jù)排氣閥口徑的依據(jù)
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