[0001] 自动排气阀，是供热、空调、冷却等水循环管网系统中不可或缺的重要配件。因为在供暖、空调等水循环管网运行过程中，由于种种原因，循环水中不断有气泡积聚，形成气阻，增加了介质运行阻力，甚至造成局部水循环停滞，暖气不热、空调失效，锅炉白烧，达不到采暖、空调效果，造成能源极大浪费。

[0002] 所以，为了消除水循环系统的气阻，保证循环畅通，就要安装自动排气阀。

[0003] 自动排气阀的功能是：阻水排气。也就是将循环水中的气体从系统中自动排出，但又不许漏水。这就是说，排气阀要有很好的选择功能和良好的安全性能，见气就开，见水就关。才能保证既要排气及时、灵敏，又要滴水不漏。所以，排气阀在功能上属于节能产品。技术背景

[0004] 现在国内、外市场上的排气阀，全部为机械式的。由阀壳、阀嘴、阀芯、浮球、杠杆等基本元件组成。排气阀安装在供热管道末端或用热设备最高点，阀壳为密闭式的，只有通过阀嘴与阀外相通。而阀嘴开、闭又由阀芯控制，阀芯的动作又由浮球、杠杆制动。非工作时，浮球在自重作用下落到阀的最低点，同时通过杠杆带动阀芯向下放开阀嘴，阀嘴呈开启状，阀内外相通；

[0005] 当供热或空调设备开启时，通过水泵加压，将循环水注入供热、空调管网。同时，将管网内空气通过排气阀排出网外。当空气基本排完，循环水进入阀内，浮球在水的浮力作用下向上运动，同时也通过杠杆带动阀芯向上，最终将阀嘴封闭，使阀内、外隔断，水不能溢出，保证管网正常运行。

[0006] 供热、空调管网运行过程中，循环水中气体不断向最高处的排气阀内上部聚集，迫使阀内水位不断降低，到一定程度，浮球失去浮力也随之下降，同时带动阀芯向下离开阀嘴，使阀嘴开启，阀内空气在水的压力下迅速通过阀嘴排出阀外。循环水在挤出阀内空气的同时，填补空气排出后所腾出的空间。并推动浮球、杠杆、阀芯向上运动，再将阀嘴关闭。当管网内空气又聚集到一定程度，阀又打开……如此反复循环，保证管网正常循环。

[0007] 问题是，目前市场上相当部分国产自动排气阀满足不了用户要求——该排气它不排气，不该漏水它漏水；进口排气阀虽然制造精密，但不适应我国管网——绝大部分使用的碳钢管道，长期处在潮湿、干燥交替环境，极易受氧化、腐蚀，加之水处理不严格，水质杂质多、太脏——特点，容易堵塞，达不到保证循环畅通、提高采暖空调效果、实现节能减排的目的。

[0008] 比如，由于结构设计技术问题：阀芯、阀嘴与水隔离不开，长期浸泡在脏水中(图1)，水中赃物沉积阀芯、阀芯室等周围，这些结垢，造成阀芯运动阻力增大，排气阀动作失灵；结垢又可使阀芯、阀嘴接触不良，封闭不严，不该漏水他漏水。这也是一些进口排气阀在他们国家好用(管道为不锈钢管道，水处理也严格)，到我国也就不好用的问题所在。有些排气阀厂商为了克服赃物困扰，采取在阀的进口加装滤网的办法，试图过滤水中赃物，试图过滤水中赃物，结果事与愿违。因为水中赃物多为粉末状，滤网孔目大了，对于这些粉末起不到拦截作用。孔目小了，由于水具有表面张力特性，会在网面造成隔膜，反倒影响气体通过，又造成通气不畅；

[0009] 再如，就是阀内无沉积物影响时，排气阀仍不能正常开启，造成排气不畅。就是用户经常抱怨的排气阀不顶用。原因是，作用于阀芯背端的反向压力大于开启时的正向压力，阀门无力开启。这是因为，循环水是靠水泵压力推动而循环，排气阀与水循环管网相连，阀内也存在与管网同等压强。这压强同样作用在阀内各个零件的各个方向。也就是说，各个零件各个面承受单位压强是相同的。由于阀芯一般设计为原柱体，上下两个端面面积是相等的，承受到的压强也是相等的。但在阀芯关闭阀嘴时，阀嘴遮盖了阀芯上端一半以上的面积，也就是阀芯顶部丞压面积减少一半以上，作用于阀芯底部的压强成为反向阻力，大于阀芯的正向开启压力(图4)，就造成阀门开启困难、或缓慢、或不能打开。

[0010] 还如，排气阀一般安装在管道盲端，水流动量小，相对静止。特别是管道距离天花板太近，排气阀用侧孔与管道连接卧式安装时，水中赃物容易在阀下部沉淀，日复一日，越来越多，越积越厚，占据阀内空间。浮球上下运动行程越来越小，影响阀门开启，造成排气阀不排气。要想排除，就得将排气阀卸下来冲洗清理。因排气阀安装在管道末端最高点，拆卸时须登高作业，既危险，又非常麻烦，既加大管理人员工作量，还要影响管网工作；

[0011] 再还如，采暖空调系统是个包括热(冷)源、水泵、管道、各类闸阀等，非常庞大复杂系统。因此，故障的机率也就多，原因也很复杂。有管道安装坡度问题、有其他阀门质量原因、也有送水方式原因、排气阀质量原因、还有沉积物、异物堵塞原因等等，等等。但当前故障究竟是哪一个原因，徃徃需要将可能发生故障原因逐个排查，过程也就非常复杂。一般是先要将排气阀拆卸下来检查，从高处拆卸排气阀，既麻烦又危险；

[0012] 又再还如，排气阀多为各种金属材料制作，本应有较长使用寿命。但事实上，现有排气阀使用一段时间容易漏水。原因是阀芯胶块长期受压体积收缩，与阀嘴产生间隙。而阀嘴设计为固定的，无法调整间隙，也就无法防止漏水。虽然其他零件完好，整个排气阀不得不报废更新，造成不应有浪费。

[0013] 要改善采暖、空调系统循环现状，实现节能减排目的，一个办法是将管道改用不锈钢、加强循环水处理；二是改进排气阀；但从当前我国国情出发，管道全部改为不锈钢，在相当长时期是不现实的。

[0014] 目前可行的办法就是改进排气阀，使之适应我国管网水质特点。

[0030] 本发明的目的是这样实现的：设计一种保洁防堵技术，使排气阀具有不需滤网的无滤网保洁防堵功能。即利用空气比重轻、向上聚集、气体也占据空间的原理，将上阀壳安装阀体的位置部分向上抬高一定距离，阀体置于上阀壳凸起顶端最高处(图10)；用紧固螺帽与阀体外螺纹连接，将阀体在上阀壳上部固定，阀体一部分露出阀壳以上，大部分在阀壳以内；阀嘴靠外螺纹与阀体上部内螺纹连接，并通过旋转使阀嘴高度可调；阀芯室设在阀体中部，改变以往阀芯室、阀芯均为圆柱式传统设计方式——两个圆面直接接触，接触面积大，两个圆面之间易附着污物不断加厚而运动受阻(图7、图8)——周边设计有竖向梅花状对流槽，(图9)便于气水对流；对流槽两边设计有4-6个竖状突起，为阀芯上下运动的导向减磨线，减磨线顶部为弧形，以减少与阀芯接触面积、减少阀芯上下运动摩擦阻力(图9)；阀体下部设计有联接耳，用于通过轴，将带有用不锈钢制作的浮球、杠杆与之连接(图10)。
当开始供水时，浮球在水的浮力作用下向上运动，通过杠杆、拨头带动阀芯向上。由于在生产制造时，通过旋转阀嘴，调整至合适高度，使浮球在尚未达到上死点、阀内空气尚未排完时，阀芯已将阀嘴提前关闭，阀内剩余空气无法排出，在阀壳内上部，始终保持6-10毫米左右的空气隔离层(图2)，使循环水不能接近、污染阀嘴、阀芯，保证阀嘴、阀芯始终保持清洁，永远不会因脏水污染而堵塞，始终排气畅通。正常运行中，不断自动排气也是如此，阀内始终保持空气隔离带。

[0031] 再设计有一种减反压技术，赋予排气阀具有减反压快开功能。即改原来阀芯底部圆柱平面型为锥形底面(图4、图6)，使其承压面积几乎等于零，阀芯下面承受的反向压力绝对小于阀芯正面开启压力，实现阀门启闭自如；还设计一种不拆卸排污冲洗设施，使排气阀具有免拆卸快速冲洗功能。方法是，在排气阀下壳设计制做两个带螺纹接口。一个口设在排气阀侧面，用于与管道联接正常工作；另一个口设在排气阀下部，安装排污阀门及导流管(图5)。管网运转正常时，排污阀处于关闭状态；如发现可能阀内赃物沉积影响排气阀工作时，在不用拆卸排气阀情况下，只要打开下口处安装的排污阀，放出阀内赃物，利用阀内水将其冲洗干净，既简单又方便。

[0032] 再还设计一种故障诊断技术，使排气阀具有免拆卸快速诊断故障功能。方法就是，在排气阀上壳顶部安装一个小型手动放风阀(图3)，用于在不拆卸排气阀情况下，只要打开放风阀，检查阀内排出物是什么——如果排气阀排出的是空气，而且连续不断，就证明阀内有气不能自动排出，是排气阀失灵、不工作，就要检修、更换；如果排出的是水，就证明排气阀是正常的。管网运行不正常，肯定是由于其他原因，气体未能到达排气阀，对故障部位能快速做出判断，避免盲目拆卸排气阀。

[0033] 又再还设计一种延长排气阀使用寿命技术，使排气阀具有免更换延寿功能。方法是，将阀嘴设计成带有外螺纹、便于通过旋转调整阀嘴高度(图10)。阀嘴与阀芯之间间隙增大漏水时，通过旋转螺纹调整阀嘴高度，消除阀嘴阀芯之间间隙，在不更换整个排气阀情况下，延长使用寿命，达到节约目的。