[0001] 本发明涉及给水工程技术领域，具体涉及一种设有开闭压力阈值的排气阀。

[0002] 排气阀安装于管路上的各个高点位置，担负着由外界向管道内充气或由管道内向外界排气的任务，是保障自来水管网安全运行的重要部件。排气阀通过阀芯在阀壳内的上下移动来实现阀门的开闭，长时间使用后，阀壳内水垢堆积、锈蚀生长都会对阀芯的活动造成障碍，进而导致阀门开闭功能失效。给阀芯的运动增加一定的外力，使其始终保持一定大小的开闭行程，可以磨擦掉阻碍阀芯运动的水垢、锈蚀，达到流水不腐、户枢不蠹的效果。然而，现用的排气阀阀芯为重量固定的浮球或浮碗，浮球或浮碗所受重力即为开阀动力，浮球或浮碗受到的浮力与其所受重力之差为关阀动力，如果用增加阀芯重量的方法来提高开阀动力，则阀芯重量会抵消掉更多的浮力，造成关阀动力不足；如果用减轻阀芯重量的方法提高关阀动力，则阀芯重量过轻，会造成开阀动力不足，难以达到两全其美。

[0003] 本发明提出一种设有开闭压力阈值的排气阀，利用阻尼套为阀门开闭设定压力阈值，利用“凸”字形空腔结构替换现用阀门内的浮球或浮碗，“凸”字形空腔结构在阀门开闭过程中具有自主改变重量功能，使排阀门开启、关闭同样有力，并且开关到位，消除水垢、锈蚀对阀芯行动的影响。

[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：

[0005] 一种设有开闭压力阈值的排气阀，包括阀壳、阀芯，所述阀壳包括底座、上盖，所述底座、上盖通过螺纹连接，所述底座、上盖之间设有密封垫，所述底座的内腔下部设有阻挡阀芯下沉的下行限位台，所述上盖内部设有竖向的排气导向管，所述排气导向管内设有阻挡阀芯上浮的上行限位台，所述阀芯为下部开放的“凸”字形空腔结构，所述“凸”字形空腔结构包括下侧的大柱段、上侧的小柱段，所述大柱段与小柱段之间设有过渡段，所述小柱段穿插在排气导向管之中，所述上行限位台下侧设有为做上升或下降运动的阀芯小柱段提供滑动摩擦阻力的阻尼套，所述阻尼套上设有贯穿排气导向管侧壁的径向排气孔，所述阀芯大柱段的侧壁上设有至少一道上下贯通的凹陷，所述凹陷与底座内腔之间构成气体上行或下行的通道，所述阀芯过渡段上设有漏气孔，所述漏气孔上设有双向截止阀。

[0006] 方案进一步是，所述双向截止阀为双头封冒或是分别位于过渡段上下两侧的两个膜片，所述双头封冒包括位于两端的封冒和连接两个封冒的连杆，所述连杆的直径至少小于漏气孔直径1毫米。

[0007] 方案进一步是，所述上行限位台上设有轴向密封槽，所述轴向密封槽上设有轴向密封圈。

[0008] 方案进一步是，所述排气导向管下端设有支撑隔板，所述支撑隔板上设有支撑板通气孔。

[0009] 本发明的有益效果是：

[0010] 1.本发明排气导向管上的阻尼套给上下运动的阀芯提供滑动摩擦阻力，相当于给阀门开闭设定了压力阈值，开闭阀门的压力在积聚后的突然释放使阀门开关迅速且开关到位，缩短阀门处于开闭临界状态下受到水、气冲击的时间。

[0011] 2.本发明中的阀芯在开关阀门时重量可变，由外界向管道内充气时，管道内水位下降，双向截止阀在自重和水流的作用下从过渡段上部将过渡段上的漏气孔封闭，使“凸”字形空腔结构内形成封闭空间，依据真空常识，本封闭空间内的储水无法流出，此时阀芯的重量等于“凸”字形空腔结构重量与其内部储水重量的总和，增加了排气阀打开的动力，保障开阀压力突破压力阈值，阀门打开；当水位完全低于“凸”字形空腔结构底面时，“凸”字形空腔结构内的储水流出，阀芯重量即为“凸”字形空腔结构的重量，在排气阀关阀过程中，阀芯自身重量处于最小，所抵消掉的水对阀芯的浮力很少，保证关阀有力，关阀到位。

[0012] 3.阀门开启、关闭同样有力，并且开关到位，阀芯反复上下磨擦，可以抑制水垢、锈蚀的发展，保障阀门正常使用。附图说明

[0013] 下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。

[0014] 图1是本发明的整体结构示意图；

[0015] 图2是本发明的结构细节示意图；

[0016] 图3是本发明的上盖结构示意图；

[0017] 图4是使用膜片作为双向截止阀的阀芯结构示意图；

[0018] 图5是双头封冒的结构示意图；

[0019] 图6是本发明由外界向管道内充气时的工作状态图；

[0020] 图7是本发明由管道向外界排气时的工作状态图。

[0021] 图中：1底座、101下行限位台、102进水口、2上盖、201排气导向管、201‑1上行限位台、201‑1‑1轴向密封槽、201‑2径向排气孔、202支撑隔板、202‑1支撑板通气孔、203防尘盖、204阀门排气孔、3阀芯、301大柱段、301‑1凹陷、302小柱段、303过渡段、303‑1漏气孔、4阻尼套、5双向截止阀、501封冒、502连杆、6轴向密封圈、7阀芯外液面、8阀芯内液面、9膜片。

[0022] 一种设有开闭压力阈值的排气阀，整体结构见图1、图2所示，排气阀包括阀壳、阀芯。阀壳包括底座1、上盖2，底座1、上盖2通过螺纹连接，底座1、上盖2之间设有密封垫。底座1下部设有连接自来水管道的法兰，法兰中部设有进水口。底座1的内腔下部设有阻挡阀芯3下沉的下行限位台101。上盖2结构见图3所示，上盖2内部设有竖向的排气导向管201，排气导向管201内设有阻挡阀芯3上浮的上行限位台201‑1。排气导向管201上口为阀门排气孔
204，阀门排气孔204上方设有防尘盖205。排气导向管201下部设有支撑隔板202，支撑隔板
202上设有支撑板通气孔202‑1。阀芯3为下部开放的“凸”字形空腔结构。“凸”字形空腔结构包括下侧的大柱段301、上侧的小柱段302，大柱段301与小柱段302之间设有过渡段303。小柱段302穿插在排气导向管201之中，本实施例中，小柱段302与排气导向管201之间设有不大于两毫米的间隙。阀芯3在下行限位台101、上行限位台201‑1之间做上下往复运动。上行限位台201‑1下侧设有为做上升或下降运动的阀芯小柱段302提供滑动摩擦阻力的阻尼套
4，本实施例中，阻尼套4采用耐磨的丁晴橡胶环，小柱段302与阻尼套4之间的滑动摩擦阻力设定为“凸”字形空腔结构的重量与大柱段301中最大储水的重量之和的二分之一。阻尼套4上设有贯穿排气导向管201侧壁的径向排气孔201‑2。阀芯大柱段301的侧壁上设有至少一道上下贯通的凹陷301‑1，凹陷301‑1与底座1内腔之间构成气体上行或下行的通道。阀芯过渡段303上设有漏气孔303‑1，漏气孔303‑1上设有双向截止阀5。双向截止阀5为双头封冒或是分别位于过渡段303上、下侧的两个膜片，见图4、图5所示，双头封冒包括位于两端的封冒
501和连接两个封冒的连杆502，连杆502的直径至少小于漏气孔303‑1直径1毫米。使用膜片作为双向截止阀，膜片9具有可以覆盖漏气孔303‑1的面积，两个膜片之间用软线连接，相当于加大的双头封冒。上行限位台201‑1底面上设有轴向密封槽201‑1‑1，轴向密封槽201‑1‑1上设有轴向密封圈6。

[0023] 本发明处于由外界向管道内充气时的工作过程，见图6所示，首先是阀芯外液面7不断下降，阀芯3的大柱段301内的储水产生下泻流出的趋势。此时，双向截止阀5的上部封冒501随水流下移并封住阀芯过渡段303上的漏气孔303‑1，构成阀芯的这个“凸”字形空腔结构内部形成一个封闭空间，依据真空常识，只要阀芯外液面7不低于“凸”字形空腔结构底部，阀芯内的储水就不会流出，“凸”字形空腔结构的重量加上处在阀芯内的、高于阀芯外液面7的这部分储水的重量就为打开阀门的动力。随着阀芯外液面7不断降低，阀芯内液面8与阀芯外液面7高度差越来越大，开阀动力不断增大，直至开阀动力累加到大于阻尼套4与阀芯的小柱段302之间的摩擦阻力之后，阀芯3突破阻力迅速下沉，直到阀芯的大柱段301被位于底座1内腔下部的下行限位台101截住，即阀芯打开到位。外界空气依次经过阀门排气孔204、径向排气孔201‑2、支撑板通气孔202‑1进入底座1内部，顺着阀芯大柱段侧壁上的凹陷
301‑1与底座1内腔之间构成气体上行或下行的通道进入自来水管道。

[0024] 由管道内向外界排气，见图7所示，水流驱赶管道内空气进入排气阀，空气排出路线有两条，第一条是依次经过凹陷301‑1与底座1内腔之间的气体上行或下行的通道、支撑板通气孔202‑1、径向排气孔201‑2、阀门排气孔204：第二条是从“凸”字形空腔结构开放的底部进入阀芯内部的空气，依次经过漏气孔303‑1、支撑板通气孔202‑1、径向排气孔201‑2、阀门排气孔204。由于阀芯内外都有气路，所以水在通过进水口102后，直到水位上升到过渡段303时，阀芯内外水位相同，当水面接触到双向截止阀5的下部封冒501时，水从漏气孔303‑1与连杆502的间隙向上喷涌，水流带动双向截止阀5上行，双向截止阀5的下部封冒从过渡段303下侧封闭漏气孔303‑1，此时，作为阀芯的“凸”字形空腔结构内部形成封闭空间，阀芯外液面7逐渐高于阀芯内液面8，阀芯受到水的浮力逐渐增大，阀芯整体上升，小柱段
302与阻尼套4接触，二者之间的摩擦力阻止阀芯上行。当浮力与“凸”字形空腔结构重量之差大于小柱段302与阻尼套4之间的摩擦阻力时，阀芯迅速上行，小柱段302侧壁堵住径向排气孔201‑2，顶面堵住排气口204，切断水外涌通道。需要指出的是，小柱段302内部是个封闭空间，水压对这个空间内的空气是有压缩作用，在阀芯上行动力突破压力阈值后，小柱段
302内部等同于一个空气弹簧，使阀芯上升动作更猛烈，关阀动作更快，缩短关阀临界状态时，水、气对阀门的冲击。阀门开启、关闭同样有力，并且开关到位，阀芯反复上下磨擦，可以抑制阀芯周围的水垢、锈蚀的发展，保障阀门正常使用。