快速排气阀.pdf

O 7 2 L2 2 一 阀 门 1 0 0 2年 第 2期 快 速 排 气 阀 铁 峙阀 门厂 竺至． 广Il 3 牛 摘要介绍结构简单、 体积小 、 重量轻 、 排吸 气量大的新型快速排 气阀的结构、 I作原理及排吸 气流 量特 性 。 主题 调 排 出罔结构排 气吸气特性 一 、前言 供水工程中 ， 为 了排除水管路 内的气体 如 管路 空管通水 或工 作压力下排气 ， 减少系统 的 压力损失 ， 提高系统的工作效率 ， 通常要设计安 装排气装置 另外 ， 在管路 系统检修或其 他原 因 放出管路中水时 ， 则需要吸入大量的空气 ， 以防 止管路 由于产 生负压和 水速分离 ， 使管路 出现 变形或破裂等事故 。所 以排气 阀在供水工 程上 广泛应用 。我国低 压供 水系统 多年来一直采 用 圈 ’ 单 口排气 阀 l闺体2 ． 塞子3 ． 浮 球 { ． 密 封嚷5 ． 垫片6 ． 阀盖7 排 L嘴 单 、 双 口排气阀 图 1 、 2 。 其双 口排气阀公称通 径 为 DN5 0 2 0 0 mm， 此 阀结构庞 大 ． 流 体通路 弯曲 ， 流阻 很大 ， 在排 吸气 过程 中常产 生涡流 ． 减 小了排 吸气 量 ， 而且在工 作 中时有排 吸气机 能 失 灵 现象 单 I 1 排气 阀公 称 通径 为 D N1 6 、 2 0 、 2 5 ram， 该 阀只有 一个排 吸气孔 ， 其孔 很 小 ， 一 般 为 1 ． 2 ～3 ram， 所 以 排吸气 量很 小 。由于 单 、 双 口排气阀存在的问题 ， 设计 了高性 能快速 排气 阀。 圈 2 双 口排 气 阔 1 ． 阆杆帽z ． 阆轩 3 ． 上 盖{ 闷体5 ． 浮球6 ． 阀门 二 、 结构特性 1 ． 结构及工作原理 快速排气 阀 图 3 的大排 气孔 与小排气孔 在 同一轴 线上 ， 在大 排气孔 和浮桶之 间设置 了 一 个 可上下 移 动 的用不锈 钢材料 制 造 的密封 盖 。它既能密封大排气孔 ， 又具备 了小排气孔的 排气功能 。 7 6 4 ， 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 I 9 9 2 年 第 2朋 阀 门 9 7 6 5 { 图 3 快速排 气 阀 1 ． 阿体2 ． 导 向托架 3 ． 浮桶4 ． 排 气嚼5 ． 密 封盖 6 密封垫7 ． 阀盖8 ． 防尘罩9 导 向套 图 4 网 门处 于密 封状 态 排气 阀安装在 水平 管路 的最高位 置 上 ， 在 管路充水 前 ， 浮桶和 密封盖等在 自身质量作 用 下落 入导 向托 架 内， 使大排 气孔处于全开状态 ， 在充水过 程 中 ， 管路 内的气体在 水介质 压强作 用下进 入阀体腔后 由大排气孔迅速排 出。随着 空气的排 出 ， 水逐 渐进 入阔体 内， 浮起密封盖及 浮桶 ， 密封住 大排气孔及小排气孔 图 4 。充满 水 的管路 中 ， 空 气逐 渐进 入管路 最高处 的排 气 阀阔体 内 ， 待 空气积聚 到一 定量时 ， 浮桶 失去 浮 力而下 降， 露 出小排气孔 ， 空气从小排气孔 中排 出 图 5 。当管路 内产生负压 检修 、 管路排 图 5 空气从 小排 气嘴 中排 出 筐 d 图 6 阀 门 吸人大量 空气 水等原 因 ， 需补 气时 ， 密封盖等件 在其 自身质 量和压差作用下落至浮桶上 ， 打开 了大排 气 I1， 吸入大量空气 ， 防 止了 由负压引起 的管 路损坏 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 阀 门 1 9 9 2年 第 2期 图 6 。 从 图 中可看 出， 快速 排气 阀用一 个浮桶 代 替双 口排 气 阀 的两个 浮球 ， 结构 紧 凑 ， 重 量 轻 约 为同 [ f 径 双 口排气 阀的 1 ／ 2 ． 导 向托架 上 对称开设 数个通 气窗 ， 其排吸 气过 程不会产 生 涡流 ， 提高 了排吸气量。另外 ， 由于密封盖部件 采用 不锈钢材料 ， 上下活动 自如 ， 不会产生排吸 气功能失灵现象 。 2 ． 性能 快速排气阀 的大排气孔可与它本身的公称 通径 同一尺寸 ， 流 体通 路 为阀体 内腔 和导 向托 架之间的环状流路 ， 气体流动性较好 ， 流阻低于 双 口排气阀 ， 排 吸气量增加数十倍 。 三 、 排吸气流量特性 1 ． 排气流量特性 快 速 排气 阀 的大 量排气 工作状 态如 图 3 。 两个通 流截 面 I I 和 Ⅱ～ Ⅱ的伯 努利 方程 式 为 c1 v g d P Y f q _ cz 2 h E h ⋯ 式中P - ’ I I截面上的压力 Y I I截面上的流体重 度 c - I I 截 面上流速分 布不均匀 的校正系数 V ⋯I I 截面上的平均流速 P Ⅱ一 I截面上 的压力 I I 截 面的流体 重度 C I I 截 面上流速分布不均匀 的校正系数 V2 I一 Ⅱ截面上的平均流速 ∑ 通过 阀门的局部能量损失 ∑ h L 沿程能量损失 ， 它与流体牯 度 和 密度 p 等有关 由于 十时 h 十， ●时 h {， 而空 气粘 度 u 很 小 ， 并且 I I与 I I截 面之 间的距 离较 短 ， 所以 功 略去不 计。式 1 变 为 c】 v g d P i q _ c ∑ ㈤ 该 阀的 局部 能量 损 失 划 分 成 两 部 分 计 算 ， 从 I I 截 面 至 I 一 1 截 面 的 局部 压 力 损 失 h 一E V ／2 g， 从I I 截 面 至 I Ⅱ截 面 的 局部压力 损失 h 一 V 。 ／ 2 s ， 故 ZNN1 h 口 一 v z g d v z d g 3 又根据 流动的连续性 方程 V I Fl y a V s F2 得 Vt 出 4 将式 4 代入式 3 得 ∑ 一} - 而F 2 y V 2 2 V 2 2 - H 令 则 E h } 5 将式 、 5 代 入式 2 得 c V 2 4 _ V 2 2 则、 ， 一 P 2 。 则V _ 一 百 6 式中} I一 Ⅱ通路 上的阻力系数 F _ 阀 门公称通径下截面面积 F 截面 Ⅱ一 I上流束收缩到最小处 的截面 面积 为简化公式 ， 假设 流体 不可压缩 ， 则 Y Y 一Y z ． 代 入 式 6 v 2 一 PI -- P／ ． 一 c q - t． 一 c l 设n F ／ F 。 ， mF 。 ／ Fl ， 则 F 2 ／ F 】 t l l T I ， 而 v 一 鬲 √ 一 尼 石 Y 一 ⋯ ⋯ 式 中n 一流束的收缩系数 ， n F ／ F 。 m一排气孔 面积与公称通径截面面积 之 比 ， mF o ／ F 排气孔面积 按式 7 计算流速时 ， 压力 P - 和 ， 必须在 截 面 I I和 Ⅱ一 Ⅱ的 位 置 上 测 得 ， 而 截 面 I I 和 Ⅱ一 Ⅱ的位置是随流速的不同而改变 的 。在测量时 ， 实际上两个 压力取 出点的位置是 严格 固定 的 ， 如果 以 P - 和 表示这 两个压力 ， 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 0 s～毽 ≤ 一量 ㈨， 恤 蛾 趣 ， 直 通 式 止 回 闼 要 ， 蔷 三 薯 嚣 善 菠 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载