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)有一個浮球，當(dāng)系統(tǒng)中無氣體或氣體量較少時，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，氣體進入排氣閥，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)，實現(xiàn)自動排氣功能。這種工作方式使得浮球式排氣閥能夠根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)氣體的實際情況，動態(tài)地進行排氣操作，有效保證系統(tǒng)內(nèi)氣體的及時排出，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（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)計上有所不同。它通過杠桿機構(gòu)來放大浮球的運動，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，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，杠桿帶動閥瓣關(guān)閉排氣口。杠桿機構(gòu)的運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，適用于對排氣及時性要求較高的系統(tǒng)。

（三）熱動力式排氣閥原理

熱動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現(xiàn)排氣。在系統(tǒng)運行初期，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，由于其密度與液體不同，會在閥內(nèi)形成特定的壓力分布。熱動力式排氣閥內(nèi)部設(shè)有一個特殊的碟片或活塞結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣體通過時，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，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)點是成本較低、安裝方便，但由于只有一個排氣口，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)有一個大氣孔和一個小氣孔。大氣孔主要用于在系統(tǒng)啟動初期或氣體大量積聚時快速排出大量空氣，小氣孔則用于在系統(tǒng)正常運行過程中持續(xù)排出微量氣體。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計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)定運行時保持微排氣狀態(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，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)啟動時，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，同時防止外界空氣進入系統(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，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，會導(dǎo)致排氣不暢，影響系統(tǒng)的正常運行；而公稱通徑過大，則會增加設(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)的運行要求。

（三）排氣量

排氣量是指排氣閥在單位時間內(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)計越合理的排氣閥，其排氣量越大。在設(shè)計和選擇排氣閥時，需要根據(jù)系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的氣體量和排氣時間要求，計算所需的排氣量，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。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)和運行過程中，不可避免地會混入空氣。這些空氣如果不能及時排出，會在管道內(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，能夠及時排出管道內(nèi)積聚的空氣，保證供水的順暢和穩(wěn)定。同時，在供水系統(tǒng)啟動和停止時，排氣閥可以有效防止水錘現(xiàn)象的發(fā)生，保護管道和設(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)過程中也會產(chǎn)生氣體。這些氣體如果不及時排出，會在散熱器和管道內(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、散熱器的頂部以及系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，能夠自動排出系統(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，確保化學(xué)反應(yīng)的正常進行。同時，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)進行安裝和維護。

（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

（一）安裝要點

安裝位置選擇：排氣閥應(yīng)安裝在管道系統(tǒng)的最高點或容易積聚氣體的部位，如管道的起伏點、彎頭處等。這樣可以確保氣體能夠自然上升并進入排氣閥，便于及時排出。同時，安裝位置應(yīng)便于操作和維護，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)運行過程中，氣體能夠自然地積聚在排氣閥處，便于排出。