CN102128287A - 输气管万向排水阀 - Google Patents

Abstract

输气管万向排水阀，属于闸阀技术领域。在中空的圆柱状阀壳环向设有至少4个阀芯安装孔和至少4个阀芯，阀芯安装在阀芯安装孔内，阀芯的轴线与阀壳的轴线垂直。本发明结构科学合理，生产制造容易，成本低，安装使用方便。用于复杂安装条件下水下非刚性输气管的排水和进水，能在任意横向和纵向安装角度下工作。在管道输气时排除管道内积水，消除管道内气水相间形成的U形管存水现象，降低输气压力，节约能源。当管道停止输气泄压时，能使外水进入管道，保持内外水压平衡，防止管道受外压变形而破裂，延长输气管使用寿命。阀芯的进出水孔外侧覆盖有滤网，防止水中漂浮物进入阀壳内，避免因水中杂物影响阀芯的密闭性能和输气管输气效率。

Description

输气管万向排水阀

技术领域

本发明涉及一种输气管排水阀，尤其涉及一种水下复杂安装环境下输气管排水阀。

背景技术

扬水曝气器、同温层曝气器等充氧混合设备安装于水库和湖泊中，用于改善水库湖泊水质。充氧混合设备以压缩空气为气源，由安装于岸边的空压机，通过水下输气管向其供气。在大型水体中安装输气管时，不可能将水抽干后在水底安装，而是在水面接管后绑缚重块下沉到水底。由于水下地形复杂，高低起伏，因此只能采用低密度聚乙烯管、橡胶管等柔性管道，安装好的管道也随地形高低起伏。输气管起端与大气相通，末端与水库水体相通，在经历了几次输气、停气周期后，在高低起伏的输气管中会出现气、水相间的现象，即空气聚集到管道上弯的高处，水积蓄到管道下弯的低处。这种高处集气、低处积水的现象犹如一个个串联的U形管，对流体的输送产生了很大的阻力，引起两个严重的后果。一是空压机向设备输气时需要更高的压力，将每个U形弯下部的水向管道末端驱赶，通过管道出口进入水库，才能使输气畅通。二是当空压机停止供气后，输气管进口与空气相通，管内空气压力降为零，在输气管末端，水倒灌到输气管中，维持管内外压力平衡，但由于众多U形管阻力的存在，水不能倒灌到输气管靠近水库岸边的起端，输气管在外水压力挤压下被压扁，长此以往会在管道两侧产生纵向裂缝，使管道破裂。为了解决这一问题，需要在输气管U形弯的下凹处安装一种阀件，当输气时能排除管道内积水，当停止运行时能使外水进入管道，但不能让管道内气体排出。现有的技术中，疏水阀能排除管道积水而不排气，止回阀能让外水进入而不排气。这两种阀门在管道上的安装位置、安装角度有较高要求，从水面下沉的非刚性输气管在下沉过程中会发生扭转、歪斜等移位，下沉到水底后也不能保证疏水阀和单向阀所需的安装角度，两阀将不能正常工作，还可能发生漏气现象。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术的不足，提供一种输气管万向排水阀，该排水阀能够在各种安装角度下排除管道内积水，消除U形存水弯现象，降低输气压力。当安装于水下输气管上时，在不输气时能使外水进入管道，防止管道被外水压力压扁。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：在中空的圆柱状阀壳环向设有至少4个阀芯安装孔和至少4个阀芯，阀芯安装在阀芯安装孔内，阀芯的轴线与阀壳的轴线垂直。

所述的阀芯由阀瓦、浮球、弹力盖、O型密封圈、导向杆、滤网、滤网压环、外螺栓、弹力盖压环、内螺栓组成，阀瓦为圆管形，一端开口，一端有底板，底板上开有进出水孔，滤网由滤网压环和外螺栓固定在阀瓦底板外侧，O型密封圈沾粘在阀瓦底板内侧进出水孔四周，至少6根导向杆环向围绕O型密封圈的外侧固定在阀瓦底板和侧壁上，浮球放置在导向杆围成的圆柱形笼内，弹力盖由弹力盖压环和内螺栓覆盖固定在阀瓦开口端。

所述的阀芯的阀瓦开口向下放置于空气中时，弹力盖应能承受浮球的自重，并将浮球顶托挤靠在O型密封圈上，当阀芯开口向上淹没于水中时，浮球能上浮顶起弹力盖，使浮球离开O型密封圈，在浮球与O型密封圈之间出现缝隙。

所述的弹力盖为橡胶弹性材料制成，其上开有过流孔。

所述的导向杆为L形杆。

阀壳由直筒和法兰组成。在直筒环向开有阀芯安装孔，用于安装阀芯，两端法兰用于与输气管连接。阀壳两端直接与输气管相连，将输气管万向排水阀安装于输气管上，输送的气体从阀壳内流过，阀芯能有控制地排除管道内积水，并在外水压力大于阀壳内压力时进水。

输气管万向排水阀工作方式是：阀壳两端直接与输气管相连，将输气管万向排水阀安装于输气管上。当阀壳所处的输气管道内积水时，位于阀壳下侧阀芯中的浮球在浮力作用下浮起，向上顶托弹力盖，浮球不再挤压在O型密封圈上，它们之间出现了能过流的缝隙，此时如果空压机向输气管内供气，使管内压力大于管外压力，管内积水将从弹力盖过流孔、浮球与O型密封圈之间的缝隙、进出水孔、滤网排出。当管内积水排完后，浮球失去浮力，自动回落到O型密封圈上，封住进出水孔，阻止气体排出。位于阀壳两侧和上侧的阀芯中的浮球被弹力盖挤压在O型密封圈上。当空压机停止供气，管内空气压力下降到小于管外水压时，位于阀壳上侧阀芯中的浮球在自重和外水压力作用下向下顶托弹力盖，浮球不再挤压在O型密封圈上，它们之间出现了能过流的缝隙，外水从滤网、进出水孔、浮球与O型密封圈之间的缝隙、弹力盖过流孔进入阀壳内，当阀壳内进水并将位于下侧的阀芯淹没时，下侧阀芯中的浮球在浮力作用下浮起，水将从下侧的阀芯进入阀壳内。进出水孔外侧覆盖有滤网，防止水中漂浮物进入阀壳内。当管道内充满水，管道内外水压平衡时，除了位于阀壳下侧的阀芯中的浮球外，其他浮球均被弹力盖挤压到O型密封圈上。

由于本发明阀壳环向多个方向均匀安装有至少4个阀芯，各自能独立工作，将本发明安装在非刚性输气管上，下沉到水底时，无论管道发生扭转还是倾斜，总有某些阀芯位于阀壳下侧或上侧，能联合发挥排水和进水功能，保障本发明功能的发挥。

本发明结构科学合理，生产制造容易，成本低，安装使用方便。其有益效果是：在非刚性输气管水下复杂安装条件下，本发明不受安装角度限制，在管道输气时排除管道内积水，消除管道内气水相间形成的U形管存水现象，降低输气压力，节约能源。当管道停止输气泄压时，能使外水进入管道，保持内外水压平衡，防止管道受外压变形而破裂，延长输气管使用寿命。阀芯的进出水孔外侧覆盖有滤网，防止水中漂浮物进入阀壳内，避免因水中杂物影响阀芯的密闭性能和输气管输气效率。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

图1是本发明的横剖面结构示意图；

图2是本发明的纵剖面结构示意图；

图3是本发明的横向任意角度安装示意图；

图4是本发明的纵向任意角度安装示意图。

图中，1-阀壳，2-阀芯，3-直筒，4-法兰，5-阀芯安装孔，6-阀瓦，7-浮球，8-弹力盖，9-O型密封圈，10-导向杆，11-滤网，12-外压环，13-外螺栓，14-内压环，15-内螺栓，16-进出水孔，17-过流孔。

具体实施方式

如图1、图2所示，输气管万向排水阀由阀壳1和4个阀芯2组成。阀壳1和阀芯2均为柱状，阀芯2垂直安装于阀壳1上。阀壳1由直筒3和法兰4组成，在直筒3环向开有4个阀芯安装孔5，用于安装阀芯2。阀芯2通过螺纹固定于阀芯安装孔5内。阀壳1通过两端的法兰4与输气管相连。阀壳1用金属或硬质非金属材料制成。阀芯2由阀瓦6、浮球7、弹力盖8、O型密封圈9、导向杆10、滤网11、滤网压环12、外螺栓13、弹力盖压环14、内螺栓15组成。阀瓦6为圆管形，一端开口，一端有底板，底板上开有进出水孔16，阀瓦6用金属或硬质非金属制成。滤网11用防腐金属丝或非金属丝编织而成，用圆环形的滤网压环12、外螺栓13将滤网11固定在阀瓦6底板外侧。O型密封圈9沾粘在阀瓦底板内侧进出水孔16四周。6根L形导向杆10环向围绕O型密封圈9的外侧，垂直焊接固定在阀瓦6底板和侧壁上。在导向杆10围成的圆柱形笼内放置浮球7，浮球7采用金属空心球或硬质塑料空心球。弹力盖8为圆盘形，其上开有能过流的过流孔17，弹力盖8用橡胶等具有较强弹性的材料制成。用圆环形的弹力盖压环14和内螺栓15将弹力盖8覆盖固定在阀瓦6开口端。阀芯2的特征是，当阀芯2开口向下放置于空气中时，弹力盖8应能承受浮球7的自重，并将浮球7顶托挤靠在O型密封圈9上。当阀芯2开口向上淹没于水中时，浮球7能上浮顶起弹力盖8，使浮球7离开O型密封圈9。阀瓦6开口端向内垂直安装于阀壳1上。

输气管万向排水阀工作方式是，将阀壳1两端直接与输气管相连。当阀壳1所处的输气管道内积水时，位于阀壳1下侧阀芯2中的浮球7在浮力作用下浮起，向上顶托弹力盖8，浮球7不再挤压在O型密封圈9上，它们之间出现了能过流的缝隙，此时如果空压机向输气管内供气，使管内压力大于管外压力，管内积水将从弹力盖过流孔17、浮球7与O型密封圈9之间的缝隙、进出水孔16、滤网11排出。当管内积水排完后，浮球7失去浮力，自动回落到O型密封圈9上，封住进出水孔16，阻止管道内空气泄漏出管道。位于阀壳两侧和上侧的阀芯2中的浮球7被弹力盖8挤压在O型密封圈9上。当空压机停止供气，管内空气压力下降到小于管道外水压时，位于阀壳1上侧阀芯2中的浮球7在自重和外水压力作用下向下顶托弹力盖8，浮球7与O型密封圈9之间出现了能过流的缝隙，外水从滤网11、进出水孔16、浮球7与O型密封圈9之间的缝隙、弹力盖过流孔17进入阀壳1内，当阀壳1内进水并将位于下侧的阀芯2淹没时，下侧阀芯中的浮球7在浮力作用下浮起，水将从下侧的阀芯2进入阀壳1内。当管道内充满水，管道内外水压平衡时，除了位于阀壳1下侧的阀芯2中的浮球7外，其他浮球7均被弹力盖8挤压到O型密封圈9上。

图3所示，当输气管发生旋转，输气管万向排水阀处于横向任意角度时，处于下侧的两个阀芯2中的浮球浮起，相应的两个进出水孔能过水。输气管停气泄压时，上侧的两个阀芯2中的浮球7在自重和外压作用下下降，相应的进出水孔能进水。

图4所示，当输气管纵向倾斜，输气管万向排水阀处于纵向任意角度时，处于下侧的阀芯2中的浮球浮起，相应的进出水孔能过水。输气管停气泄压时，上侧的阀芯2中的浮球在自重和外压作用下下降，相应的进出水孔能进水。

Claims (4)

1.一种输气管万向排水阀，包括中空的圆柱状阀壳(1)，其特征是所述阀壳(1)环向设有至少4个阀芯安装孔(5)和至少4个阀芯(2)，阀芯(2)安装在阀芯安装孔(5)内，阀芯(2)的轴线与阀壳(1)的轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的输气管万向排水阀，其特征是所述的阀芯(2)由阀瓦(6)、浮球(7)、弹力盖(8)、O型密封圈(9)、导向杆(10)、滤网(11)、滤网压环(12)、外螺栓(13)、弹力盖压环(14)、内螺栓(15)组成，阀瓦(6)为圆管形，一端开口，一端有底板，底板上开有进出水孔(16)，滤网(11)由滤网压环(12)和外螺栓(13)固定在阀瓦(6)底板外侧，O型密封圈(9)沾粘在阀瓦(6)底板内侧进出水孔(16)四周，至少6根导向杆(10)环向围绕O型密封圈(9)的外侧固定在阀瓦(6)底板和侧壁上，浮球(7)放置在导向杆(10)围成的圆柱形笼内，弹力盖(8)由弹力盖压环(14)和内螺栓(15)覆盖固定在阀瓦(6)开口端。

3.根据权利要求1或2所述的输气管万向排水阀，其特征是所述的阀芯(2)的阀瓦(6)开口向下放置于空气中时，弹力盖(8)应能承受浮球(7)的自重，并将浮球(7)顶托挤靠在O型密封圈(9)上，当阀芯(2)开口向上淹没于水中时，浮球(7)能上浮顶起弹力盖(8)，使浮球(7)离开O型密封圈(9)，在浮球(7)与O型密封圈(9)之间出现缝隙。

4.根据权利要求1所述的输气管万向排水阀，其特征是所述的弹力盖(8)为橡胶弹性材料制成，其上开有过流孔(17)。

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