排氣閥的工作原理

（一）浮球式排氣閥原理

浮球式排氣閥是最常見的排氣閥類型之一，其工作原理基于浮力和重力的相互作用。排氣閥內(nèi)部設(shè)有一個(gè)浮球，當(dāng)系統(tǒng)中無氣體或氣體量較少時(shí)，閥體內(nèi)充滿液體，浮球在液體浮力的作用下上升，緊密貼合在閥座上，此時(shí)排氣口處于關(guān)閉狀態(tài)，防止液體泄漏。當(dāng)系統(tǒng)中積聚氣體時(shí)，氣體進(jìn)入排氣閥，使閥體內(nèi)的液位下降，浮球隨之下降，排氣口打開，氣體迅速排出。隨著氣體的排出，液位逐漸上升，浮球再次上升，排氣口關(guān)閉，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排氣功能。這種工作方式使得浮球式排氣閥能夠根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)氣體的實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)地進(jìn)行排氣操作，有效保證系統(tǒng)內(nèi)氣體的及時(shí)排出，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）杠桿浮球式排氣閥原理

杠桿浮球式排氣閥在基本原理上與浮球式排氣閥相似，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有所不同。它通過杠桿機(jī)構(gòu)來放大浮球的運(yùn)動(dòng)，從而更有效地控制排氣口的開閉。杠桿的一端連接浮球，另一端連接排氣閥瓣。當(dāng)系統(tǒng)中氣體積聚導(dǎo)致液位下降時(shí)，浮球下降，通過杠桿的作用，使閥瓣克服彈簧力或其他阻力而打開，排出氣體。氣體排出后，液位上升，浮球上升，杠桿帶動(dòng)閥瓣關(guān)閉排氣口。杠桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)用使得這種排氣閥在排氣過程中更加靈敏，能夠更快速地響應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)氣體的變化，適用于對排氣及時(shí)性要求較高的系統(tǒng)。

（三）熱動(dòng)力式排氣閥原理

熱動(dòng)力式排氣閥利用蒸汽或氣體與液體之間的密度差和壓力變化來實(shí)現(xiàn)排氣。在系統(tǒng)運(yùn)行初期，管道內(nèi)充滿空氣等不凝性氣體，這些氣體在流經(jīng)排氣閥時(shí)，由于其密度與液體不同，會(huì)在閥內(nèi)形成特定的壓力分布。熱動(dòng)力式排氣閥內(nèi)部設(shè)有一個(gè)特殊的碟片或活塞結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣體通過時(shí)，碟片或活塞在氣體壓力的作用下被頂起，排氣口打開，氣體排出。隨著系統(tǒng)內(nèi)溫度升高，蒸汽或液體開始流動(dòng)，由于蒸汽或液體的密度較大，對碟片或活塞產(chǎn)生的壓力與氣體不同，碟片或活塞在新的壓力作用下回落，關(guān)閉排氣口，防止蒸汽或液體泄漏。這種排氣閥適用于蒸汽系統(tǒng)等高溫環(huán)境，能夠在高溫、高壓的工況下穩(wěn)定工作，有效排出系統(tǒng)中的不凝性氣體，提高系統(tǒng)的熱效率。

二、排氣閥的結(jié)構(gòu)類型

（一）單口排氣閥

單口排氣閥結(jié)構(gòu)相對簡單，只有一個(gè)排氣口。它主要由閥體、閥蓋、浮球、閥座等部件組成。這種排氣閥適用于一些氣體積聚量較小、對排氣速度要求不高的系統(tǒng)，如小型供水管道、簡單的灌溉系統(tǒng)等。單口排氣閥的優(yōu)點(diǎn)是成本較低、安裝方便，但由于只有一個(gè)排氣口，其排氣能力相對有限，在氣體積聚較多的情況下，可能無法快速有效地排出氣體。

（二）雙口排氣閥

雙口排氣閥設(shè)有一個(gè)大氣孔和一個(gè)小氣孔。大氣孔主要用于在系統(tǒng)啟動(dòng)初期或氣體大量積聚時(shí)快速排出大量空氣，小氣孔則用于在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中持續(xù)排出微量氣體。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得雙口排氣閥既能夠滿足系統(tǒng)快速排氣的需求，又能在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)保持微排氣狀態(tài)，確保系統(tǒng)內(nèi)始終無氣體積聚。雙口排氣閥廣泛應(yīng)用于各類供水、供熱管道系統(tǒng)，尤其是長距離輸水管道和大型供熱管網(wǎng)，能夠有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

（三）復(fù)合式排氣閥

復(fù)合式排氣閥結(jié)合了多種排氣原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通常由主排氣閥和輔助排氣閥組成。主排氣閥負(fù)責(zé)排出大量氣體，輔助排氣閥則用于排出微小氣泡和維持系統(tǒng)內(nèi)的微正壓。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，大量空氣通過主排氣閥迅速排出，隨著系統(tǒng)內(nèi)氣體量的減少，輔助排氣閥開始工作，持續(xù)排出系統(tǒng)中殘留的微小氣泡，同時(shí)防止外界空氣進(jìn)入系統(tǒng)。復(fù)合式排氣閥的排氣性能更為優(yōu)越，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工況和系統(tǒng)要求，在大型工業(yè)管道系統(tǒng)、城市供水和污水處理系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

三、排氣閥的性能參數(shù)

（一）公稱通徑

公稱通徑是指排氣閥進(jìn)出口的名義直徑，它反映了排氣閥的流通能力。在選擇排氣閥時(shí)，需要根據(jù)系統(tǒng)管道的直徑和氣體流量來確定合適的公稱通徑。如果公稱通徑過小，會(huì)導(dǎo)致排氣不暢，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；而公稱通徑過大，則會(huì)增加設(shè)備成本，并且可能在小流量情況下影響排氣閥的控制精度。例如，在一般的小型建筑供水系統(tǒng)中，可能會(huì)選用公稱通徑為 DN20 - DN50 的排氣閥；而在大型工業(yè)管道系統(tǒng)中，可能需要公稱通徑為 DN100 甚至更大的排氣閥。

（二）工作壓力

工作壓力是排氣閥能夠正常工作的壓力范圍。不同類型和材質(zhì)的排氣閥具有不同的工作壓力等級。在實(shí)際應(yīng)用中，必須確保系統(tǒng)的工作壓力在排氣閥的允許工作壓力范圍內(nèi)，否則可能導(dǎo)致排氣閥損壞、泄漏甚至引發(fā)安全事故。排氣閥的工作壓力通常以 MPa（兆帕）為單位進(jìn)行標(biāo)注，常見的工作壓力等級有 0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa 等。在高溫高壓的系統(tǒng)中，如蒸汽供熱系統(tǒng)，需要選擇工作壓力較高的排氣閥，以滿足系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

（三）排氣量

排氣量是指排氣閥在單位時(shí)間內(nèi)能夠排出的氣體體積。它是衡量排氣閥性能的重要指標(biāo)之一，直接影響系統(tǒng)的排氣效率。排氣量的大小與排氣閥的結(jié)構(gòu)類型、公稱通徑以及系統(tǒng)的壓力差等因素有關(guān)。一般來說，通徑越大、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越合理的排氣閥，其排氣量越大。在設(shè)計(jì)和選擇排氣閥時(shí)，需要根據(jù)系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的氣體量和排氣時(shí)間要求，計(jì)算所需的排氣量，并選擇相應(yīng)排氣量的排氣閥。例如，在大型污水處理廠的曝氣系統(tǒng)中，由于氣體產(chǎn)生量較大，需要選擇排氣量較大的排氣閥，以確保曝氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行和污水處理效果。

（四）密封性能

密封性能是排氣閥的關(guān)鍵性能之一，它關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。良好的密封性能可以防止液體泄漏和外界空氣進(jìn)入系統(tǒng)。排氣閥的密封性能主要取決于密封材料的質(zhì)量和密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。常用的密封材料有橡膠、聚四氟乙烯等，這些材料具有良好的耐腐蝕性和密封性能。在密封結(jié)構(gòu)方面，通常采用閥座與閥瓣緊密貼合的方式，通過適當(dāng)?shù)膹椈闪蚱渌饔昧Υ_保密封面的緊密接觸。對于一些對密封要求極高的系統(tǒng)，如食品飲料行業(yè)的流體輸送系統(tǒng)，需要選擇密封性能優(yōu)異的排氣閥，并定期檢查和維護(hù)密封件，以保證系統(tǒng)的衛(wèi)生和安全。

四、排氣閥的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）供水系統(tǒng)

在城市供水和工業(yè)供水系統(tǒng)中，排氣閥起著至關(guān)重要的作用。供水管道在鋪設(shè)和運(yùn)行過程中，不可避免地會(huì)混入空氣。這些空氣如果不能及時(shí)排出，會(huì)在管道內(nèi)形成氣阻，增加水流阻力，降低供水效率，甚至導(dǎo)致管道局部腐蝕和爆管事故。排氣閥安裝在供水管道的高處和起伏點(diǎn)，能夠及時(shí)排出管道內(nèi)積聚的空氣，保證供水的順暢和穩(wěn)定。同時(shí)，在供水系統(tǒng)啟動(dòng)和停止時(shí)，排氣閥可以有效防止水錘現(xiàn)象的發(fā)生，保護(hù)管道和設(shè)備的安全。

（二）供熱系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)中的熱水或蒸汽在循環(huán)過程中也會(huì)產(chǎn)生氣體。這些氣體如果不及時(shí)排出，會(huì)在散熱器和管道內(nèi)形成氣堵，影響供熱效果，降低能源利用率。排氣閥安裝在供熱管道的最高點(diǎn)、散熱器的頂部以及系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，能夠自動(dòng)排出系統(tǒng)中的空氣和不凝性氣體，確保供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，在蒸汽供熱系統(tǒng)中，排氣閥還可以排出蒸汽中的冷凝水，提高蒸汽的品質(zhì)和供熱效率。

（三）石油化工系統(tǒng)

在石油化工生產(chǎn)過程中，涉及到大量的液體和氣體輸送。排氣閥在石油化工系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是為了排出管道和設(shè)備內(nèi)的不凝性氣體，防止氣體積聚對生產(chǎn)過程造成影響。例如，在原油輸送管道中，排氣閥可以排出管道內(nèi)的空氣和輕質(zhì)氣體，保證原油的順利輸送；在化工反應(yīng)釜和精餾塔等設(shè)備中，排氣閥可以排出反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體，維持設(shè)備內(nèi)的壓力穩(wěn)定，確?；瘜W(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行。同時(shí)，由于石油化工行業(yè)的介質(zhì)具有腐蝕性和易燃易爆性，對排氣閥的材質(zhì)和密封性能要求極高，必須選擇耐腐蝕、防爆的排氣閥，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝和維護(hù)。

（四）污水處理系統(tǒng)

污水處理系統(tǒng)中的曝氣池、沉淀池等設(shè)備需要不斷地進(jìn)行氣體交換和排放。排氣閥在污水處理系統(tǒng)中用于排出曝氣過程中產(chǎn)生的多余空氣和污水中的氣體，保證污水處理設(shè)備的正常運(yùn)行。在污水提升泵站中，排氣閥可以防止管道內(nèi)形成氣塞，提高污水的提升效率。此外，在污水處理系統(tǒng)的污泥處理環(huán)節(jié)，排氣閥也可以用于排出污泥中的氣體，改善污泥的脫水性能。

五、排氣閥的安裝與維護(hù)

（一）安裝要點(diǎn)

安裝位置選擇：排氣閥應(yīng)安裝在管道系統(tǒng)的最高點(diǎn)或容易積聚氣體的部位，如管道的起伏點(diǎn)、彎頭處等。這樣可以確保氣體能夠自然上升并進(jìn)入排氣閥，便于及時(shí)排出。同時(shí)，安裝位置應(yīng)便于操作和維護(hù)，周圍應(yīng)留有足夠的空間。

安裝方式：根據(jù)排氣閥的類型和連接方式，選擇合適的安裝方法。常見的連接方式有螺紋連接、法蘭連接和焊接連接等。在安裝過程中，要確保連接牢固，密封良好，避免出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。對于螺紋連接的排氣閥，要注意螺紋的擰緊力度，避免過緊或過松；對于法蘭連接的排氣閥，要保證法蘭之間的密封墊安裝正確，螺栓均勻擰緊；對于焊接連接的排氣閥，要由專業(yè)的焊工進(jìn)行焊接，確保焊接質(zhì)量。

管道坡度設(shè)置：在安裝排氣閥的管道系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置一定的坡度，使氣體能夠順利流向排氣閥。一般來說，管道的坡度不應(yīng)小于 0.3% - 0.5%，坡向排氣閥。這樣可以保證在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，氣體能夠自然地積聚在排氣閥處，便于排出。