一、管道中空氣的來(lái)源與危害
空氣來(lái)源
直接進(jìn)氣：初始未充水的管道或管道使用中放空時(shí)的進(jìn)氣。自由狀態(tài)空氣的進(jìn)氣：如管道進(jìn)口，負(fù)壓管道系統(tǒng)或設(shè)備封閉不嚴(yán)，以及當(dāng)管道系統(tǒng)中形成負(fù)壓時(shí)空氣從排氣閥、排氣管等處進(jìn)入的空氣。
溶解在水中釋放出來(lái)的空氣：清水中溶解的空氣有2%，污水中有3%。
產(chǎn)生的危害
加大沿程摩阻：氣泡使水的流動(dòng)體積變大，水與管壁的相對(duì)流速加大，即摩阻水頭損失加大，則水泵揚(yáng)程提高，出水量減少。
加大局部阻力：氣泡集聚成為氣囊，使管道流水截面減小，增加了水頭損失，形成氣阻時(shí)，甚至水泵不能按設(shè)計(jì)流量出水：當(dāng)管道沿程起伏較大，形成多個(gè)較大的跌水，多個(gè)頂端氣阻高差疊加，接近或達(dá)到水泵揚(yáng)程時(shí)出水困難甚至管道終端出口不出水。
造成管道水壓試驗(yàn)失真：如DN400及以下管道不作漏水量試驗(yàn)，只以10分鐘落壓不大于5m為合格時(shí)，當(dāng)管道排氣不凈，試壓過(guò)程將空氣壓縮，雖然管道漏水量較大，但被大量壓縮空氣體積膨脹所彌補(bǔ)，而表現(xiàn)為壓力降落不大，不能真實(shí)反映管道質(zhì)量。
綜上所述，特別對(duì)于長(zhǎng)距離大、中口徑輸配水管道的排氣問(wèn)題十分重要，DN600管道對(duì)應(yīng)水泵流量2500m3/h，揚(yáng)程提高1m,每年耗電要8萬(wàn)度左右。對(duì)于短距離小口徑輸配水管道，由于流速快，出口多，安全系數(shù)大，問(wèn)題相對(duì)要小一些。
二、復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥的性能要求
在空管充水時(shí)，自動(dòng)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(dòng)。
在壓力管道運(yùn)行中，能自動(dòng)排除少量由水中析出的空氣，以免阻水。
在管道發(fā)生負(fù)壓時(shí)能自動(dòng)快速地進(jìn)氣，以免管道由于負(fù)壓過(guò)大而發(fā)生失穩(wěn)破壞，對(duì)于小口徑的球墨鑄造鐵管，zui大負(fù)壓值一般不能超過(guò)0.035MPa，大口徑薄壁受zui大負(fù)壓值一般在0.014～0.025MPa之間。同一排氣閥進(jìn)氣是排氣能力的80～85％，和減小自管道漏水處吸入污水對(duì)管道的污染。
在管道放空時(shí)，能自動(dòng)大量地進(jìn)氣，使放水加快，縮短停水時(shí)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(yùn)行。
三、復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥的構(gòu)造及工作原理
排氣閥構(gòu)造如圖1，當(dāng)空管注水時(shí)，浮體（4）和升降罩（5）在重力作用下，下落到浮體罩的底部。空氣可以順利地通過(guò)浮體罩的窗口和閥孔向上，經(jīng)閥蓋向四周排出。
該型號(hào)進(jìn)排氣閥的zui大特點(diǎn)是在任何高的壓差下進(jìn)排氣閥都不自閉。空氣關(guān)閉壓力大于國(guó)內(nèi)外排氣閥，當(dāng)空管注水時(shí)，大量壓力氣體從排氣孔迅速排出，無(wú)論排氣壓差多大，不排凈空氣閥不自閉（見(jiàn)附表）。
空氣排出后，管內(nèi)的水自閥體下部進(jìn)入閥內(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(jìn)排氣閥自動(dòng)關(guān)閉停止排氣不泄水。
管內(nèi)水中溶解的空氣在運(yùn)行中逐漸析出，自然積累在管道高點(diǎn)管頂?shù)呐艢忾y中。由于進(jìn)排氣閥中進(jìn)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(dòng)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(dāng)閥體內(nèi)水面降至浮體以下時(shí)，浮體借重力下落，將浮體頂部的小閥口打開(kāi)；于是形成自動(dòng)小量排氣。當(dāng)氣體排空時(shí)，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(dòng)少量排氣。當(dāng)管內(nèi)受到負(fù)壓水錘和管道排空時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，此時(shí)升降罩受內(nèi)外壓差作用下降，將大閥口打開(kāi)，通過(guò)進(jìn)排氣閥向管道內(nèi)迅速大量進(jìn)氣，以保證管內(nèi)壓力不致過(guò)低而使管材不致失穩(wěn)破壞和使管道盡快順利排空。
當(dāng)用進(jìn)排氣閥作為管道水錘防護(hù)時(shí)（如圖2），在閥下裝一法蘭短管，下口伸到管頂下0.2～0.3D處，此短管在管頂處有一Φ6小孔，當(dāng)停泵水錘發(fā)生時(shí)起始為負(fù)壓，進(jìn)排氣閥自動(dòng)打開(kāi)向管內(nèi)大量進(jìn)氣使負(fù)壓減少，不致產(chǎn)生水柱拉斷。進(jìn)一步發(fā)展到正壓力水錘時(shí)，管內(nèi)頂部空氣通過(guò)法蘭短管，排氣閥自動(dòng)向外排氣。當(dāng)管內(nèi)水面上升到70%～80%D的高度，即達(dá)到法蘭短管的下口，而向進(jìn)排氣閥內(nèi)進(jìn)水，使管內(nèi)的負(fù)壓程度減少，而保證不產(chǎn)生水柱拉斷水錘，有效地起到水錘防護(hù)作用。即在負(fù)壓水錘波過(guò)去后，管道頂部20%～30%高度氣囊內(nèi)的空氣，在正壓力水錘到來(lái)時(shí)利用空氣的可壓縮性起到了良好的能量吸收作用，而使壓力上升大幅度地減少，保證了管道的安全。在水錘波過(guò)去后通過(guò)小閥孔緩慢地經(jīng)過(guò)進(jìn)排氣閥的小孔口自動(dòng)排出。在此階段管內(nèi)水面高度在管斷面70%～80%高度以上，接近*充滿(mǎn)度并不致影響輸水功能，直到頂部空氣全部緩慢排出恢復(fù)正常。
四、復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥主要性能參數(shù)
建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 217-2005《給水管道高速進(jìn)排氣閥》，對(duì)其主要性能參數(shù)都做了明確的規(guī)定。
排氣能力：CJ/T 217標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排氣量能力如表，本文所介紹的復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥的排氣能力，要比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大10%以上。
空氣閉閥壓力：空氣閉閥壓力是指在大量排氣時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)JISB2063《給水管道空氣閥》規(guī)定，排氣閥進(jìn)出口壓差達(dá)到0.01MPa之前不可閉閥，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AWWA C512《供水系統(tǒng)用自動(dòng)排氣閥、空氣閥/真空閥及復(fù)合式排氣閥》對(duì)空氣閉閥壓力未作規(guī)定，但美國(guó)各個(gè)排氣閥產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的排氣閥，在樣本資料上標(biāo)出的空氣閉閥壓力均在0.07MPa左右。德國(guó)樣本標(biāo)出的大約為0.08～0.10MPa，我國(guó)ＣＪ／Ｔ２１７標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的空氣閉閥壓力為不小于0.1MPa。本文所介紹的排氣閥空氣閉能壓力在0.4MPa以上，工程實(shí)踐中，實(shí)際在排氣過(guò)程中，當(dāng)排氣閥進(jìn)出口壓差（壓力）0.03～0.035MPa時(shí)，就能將管道中的空氣排完，這一數(shù)值在工業(yè)*國(guó)家都是承認(rèn)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壓力高一些，但一般均不會(huì)超過(guò)0.10MPa。
吸氣能力：復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥的吸氣能力是排氣能力的85%，為保護(hù)管道的安全，避免管道失穩(wěn)推薦用吸氣量為進(jìn)氣量的80%計(jì)算。中小口徑球墨鑄造鐵管等，zui大負(fù)壓值一般不能超過(guò)0.035MPa，大口徑薄壁管zui大負(fù)壓值一般在0.014MPa～0.025MPa范圍內(nèi)，超出時(shí)管道會(huì)失穩(wěn)，選擇排氣閥口徑應(yīng)充分注意。
管道需安裝排氣閥的排氣量和口徑選擇：一般情況下每km左右管道安裝一臺(tái)排氣閥，安裝位置參考圖3，在管道較高的若干點(diǎn)上裝設(shè)排氣閥，共需排氣量可按下述公式計(jì)算：
在管道若干點(diǎn)上，共需排氣量：
按泵的提升流量：Ｑ＝m3/h
重力流時(shí)：Ｑ＝0.0027 SD5 m3/h
式中：
S——tanα（α為管道與水平斜角）
d——管道通徑mm。
由于排氣壓差（壓力）在≤0.035MPa時(shí)即可排完管道內(nèi)空氣，查排氣量表△Ｐ為0.035MPa時(shí)的排氣量（m3/h），做為選擇依據(jù)或查樣本中的配置表確定。
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