管道系统中的空气阀

液体管道系统容易从进入的流体、泵和连接处收集空气。

大多数人都熟悉用于排出管道中滞留空气的空气释放阀，但还有许多其他类型的空气阀，它们具有特殊功能、独特的废水结构和高达 NPS 20 的尺寸。相关问题需要知道如何选择和安装正确的空气阀。



空气阀的类型

美国水厂协会 (AWWA) 标准 C512 定义了三种基本类型的空气阀，用于水和废水中，包括：

• 空气释放

• 空气/真空

• 组合

AWWA 空气阀由铁或不锈钢阀体制成，带有耐腐蚀的内件，适用于供水和污水处理。这里重要的一点是，这些空气阀的功能不同于压力和真空释放阀，后者安装在气体或蒸汽压力容器和液体储罐的顶部，以提供过压保护。泄压阀的设定点旨在提供过压保护，不在本讨论范围内。本文中介绍的空气阀可在所有操作条件下自动控制进出液体管道系统的空气或气体流量。

排气阀

空气/真空阀

空气/真空阀的常见应用是立式涡轮泵的排放。这是因为停机后，泵和止回阀之间的管道充满了空气。立式涡轮泵启动时，迅速提升水柱，必须在水打开止回阀之前排出滞留的空气。空气/真空阀非常适合这种应用，因为它可以快速排出大量空气并在流体充满空气阀时关闭。

空气/真空阀的另一个可选装置是缓闭装置。该设备通常用于可能发生柱分离的管道应用。该装置的一个目的是在可能发生高排气率时关闭。也是调节气阀的排气量，使水柱不至于撞击气阀而造成水锤或损坏气阀。当可能出现柱分离或真空条件时，缓闭装置可安装在清水阀的入口和废水空气阀的出口。

第三种空气阀是组合式空气阀，它包含空气/真空阀和放气阀的功能。组合空气阀可以作为单体设计提供，其中单体包含空气释放和空气/真空组件，或作为双体设计（图 6），其中空气释放阀通过管道连接到侧面一个空气/真空阀。这两种配置执行相同的功能。然而，单体设计可以更经济，而双体设计可以在调整孔口尺寸时提供设计灵活性。

管道沿线位置

空气阀通常安装在液体管道系统上以排出空气或气体并允许空气进入以防止真空条件和与空气相关的浪涌。AWWA 空气阀手册建议在不同位置安装空气阀，包括高点、长距离、靠近主管线阀、泵下游以及管道坡度变化的地方。阀门制造商提供在线计算机软件来帮助定位和确定空气阀的尺寸。

空气阀的安装方法对于确保其正常功能很重要（AWWA，2016）。当空气阀直接安装在管道顶部时，可获得最佳效果。不幸的是，一些管道位于道路下方，这需要将空气阀安装在单独的拱顶中。在这些情况下，重要的是根据流动条件确定连接管的尺寸并向上倾斜到空气阀。此外，延长的空气阀管道会对浪涌产生倍增效应，因此可能需要进行瞬态分析来评估该管道。

出于维护目的，所有安装都应在空气阀下方包括一个截止阀。此外，为了帮助收集沿管道流动的空气，建议使用比空气阀入口大的立管（图 8）。排水阀可用于每年检查空气阀的功能。如果排水阀排出空气，则空气阀的空气释放部分可能需要维护或修理。否则，在泵运行期间应观察空气阀，以验证其是否排气并关闭而没有过多泄漏。

检查或维护空气阀时需要小心。这是因为当系统运行时，空气阀可以在压力下释放大量空气或在真空条件下允许大量空气。两者都会造成身体伤害。对空气阀的任何维护都需要关闭空气阀下方的截止阀。但是，即使关闭阀关闭，压缩空气也可能被困在空气阀中。这就是为什么在卸下空气阀盖之前通过排水阀或管塞排出空气时需要小心的原因。

结论

当空气在加压管道中积聚时，会牺牲效率，并可能发生严重的系统损坏。通过了解各种类型的气阀，系统设计人员可以更好地选择和安装气阀来保护液体管道系统。