空氣閥

圖2中左圖是我國早期采用的一種空氣閥結(jié)構(gòu)圖。其下部有尺寸較大的浮筒，保證水位上升時能較好上抬，以減少密封面處的冒水。其活塞缸上帶罩，即使有冒水也會被擋住。其上部有兩套緩沖裝置，其中一套為可調(diào)，另一套為逆止式，藉以防止密封面受到過大的撞擊。另外還有一套加油裝置，以保證閥桿與銅套間有良好的潤滑。

圖2中右圖則是我國20世紀60年代設計的空氣閥，結(jié)構(gòu)簡單，但有冒水較大的缺點。

圖3則是最新設計，它既有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，又有防冒水的功能。

空氣閥設計中要注意以下幾點：①有足夠大的浮筒，其產(chǎn)生的浮力應大于運動部分的重量；②閥桿應采用不銹鋼制作，以防生銹卡住而影響動作靈活性；③閥門在自重作用下的開度應保證必須的補氣面積；④密封面應認真研磨，關閉后不得有任何滲漏水現(xiàn)象。

空氣閥是發(fā)動機啟動暖機時，用來克服發(fā)動回轉(zhuǎn)之摩擦力的裝置，它可以給發(fā)動機提供暖機時必要的空氣量。發(fā)動機溫度低時，為了使發(fā)動機暖車更加順利，將空氣閥打開，讓額外的空氣由節(jié)氣門的旁通道供給發(fā)動機。由于此時通過空氣閥的空氣，是從空氣流量計的后方進入進氣歧管的，也受到了空氣流量計的檢測，故這些多加入的空氣量與節(jié)氣門稍微打開的效果是相同的，也會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，進而縮短了暖車時間。

空氣閥有與節(jié)流閥體裝在一起的，也有單獨裝在發(fā)動機上的。當發(fā)動機再啟動時，為了不使怠速太高而浪費汽油，采用熱容量進行控制。當空氣閥熱容量比發(fā)動機小時，由于空氣閥比發(fā)動機冷卻早，空氣閥的開口面積大，通過空氣閥的空氣量多，發(fā)動機怠速將提高。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，必須使空氣閥的雙金屬片或石蠟和發(fā)動機冷卻水保持相同的溫度，故而空氣閥的溫度檢測部位是裝在發(fā)動機上的。

空氣閥工作原理

空氣閥有兩種：一種是雙金屬型；另一種是蠟柱型。雙金屬型是利用熱線圈加熱使雙金屬產(chǎn)生位移來驅(qū)動空氣閥的。蠟柱型是利用發(fā)動機水溫使蠟柱膨脹和收縮來驅(qū)動空氣閥的。

空氣閥構(gòu)造

1.雙金屬型空氣閥

圖4給出雙金屬型空氣閥的構(gòu)造。它由雙金屬元件和加熱線圈組成，發(fā)動機開始運行時，溫度低，空氣閥處于開啟狀態(tài)，空氣經(jīng)節(jié)氣門的旁通道和空氣閥進入進氣總管。此時，雖然節(jié)氣門是全閉的，但進氣量較大，怠速轉(zhuǎn)速高，電流流入加熱線圈，使雙金屬元件溫度升高，產(chǎn)生變形并慢慢地關閉閥門，從而降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。發(fā)動機暖機后，雙金屬元件不僅被線圈加熱，而且還被發(fā)動機的熱量加熱，使閥門保持關閉，發(fā)動機處于正常怠速狀態(tài)。當熱機再啟動時，閥門保持關閉，以免發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速過高。

2.蠟柱型空氣閥

蠟柱型空氣閥裝在節(jié)流閥體內(nèi)，其構(gòu)造（如圖5）和工作原理如下：

蠟柱型空氣閥依靠發(fā)動機冷卻水溫度的變化來控制空氣閥的通路面積?？刂频尿?qū)動力來源是發(fā)動機冷卻水溫度的變化，這種變化使蠟柱膨脹驅(qū)動閥門。蠟柱型空氣閥由溫度調(diào)節(jié)閥、閥門彈簧A和B組成（如圖6），溫度調(diào)節(jié)閥內(nèi)充滿了石蠟。

溫度低時，溫度調(diào)節(jié)閥收縮，閥門被彈簧A打開，使空氣經(jīng)空氣閥進氣總管。冷卻水溫度升高時，溫度調(diào)節(jié)閥膨脹，彈簧B伸長，使閥門關閥。由于彈簧B比彈簧A硬，所以閥門是逐漸關閉的，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速緩慢降低到正常怠速狀態(tài)。冷卻水達到80℃后，閥門總是處在關閉狀態(tài)，發(fā)動機在正常怠速下運行。若發(fā)動機冷卻水溫高于80℃時，溫度調(diào)節(jié)閥繼續(xù)伸長，壓縮彈簧B，使彈簧力增大，閥門將緊緊地關閉。

空氣閥是管道的呼吸器，是管道安全的保障器，又稱通氣閥、排氣閥，但它有吸氣功能，故稱空氣閥較確切?？諝忾y分單排氣功能的小口徑空氣閥，又稱微量排氣閥；兼有排氣、進氣功能的大口徑空氣閥，包括高速進排氣空氣閥、復合式空氣閥等；單進氣功能的空氣閥，又稱吸氣閥、真空破壞閥。當向管道內(nèi)充水時，管內(nèi)的氣體排出越快，充水的速度也就越快；若充水的水壓過高，流速過快，空氣閥迅速封球，容易產(chǎn)生水錘；當管道在排水過程中，若不及時通過空氣閥或吸氣閥（真空破壞閥）向管內(nèi)吸進空氣，一方面排水不暢，另一方面容易出現(xiàn)負壓（形成真空現(xiàn)象）。對于常用的管材，這種負壓不會造成危害。若一些管材的剛度不足，如大型薄壁鋼管，容易引起管材幾何形狀的變形，造成漏水的故障，同時管外污水、污泥會抽吸至管內(nèi)，危害供水安全。

水中通常溶有一定數(shù)量的氣體，這種氣體的溶解程度隨水的溫度和壓力而變化。在輸水過程中也隨水流給管道帶進了一些氣體，這些氣體混合在水流中又逐漸釋放出來，積累在管內(nèi)頂部，壓縮過水斷面，增加輸水過程中額外的水頭損失，因此必須及時通過空氣閥排除。

空氣閥有單口空氣閥和雙口空氣閥兩種。下面以雙口空氣閥為例，介紹其構(gòu)造及其工作原理。（如圖1）

水泵起動過程中，閥體內(nèi)未充滿水時，閥體內(nèi)的浮球因自重而下落，氣孔均處于開敞狀態(tài)。隨著水泵起動工作揚程的升高，管道充水，空氣鬩可自動排除管中的空氣，當閥體內(nèi)開始充水時，浮球浮起。

管道及閥體內(nèi)空氣全部排除，閥體內(nèi)充滿水；若管中壓力高于大氣壓，浮起的浮球在管中壓力作用下阻塞排氣孔，管中水不會排出閥外。

水泵在運行過程中，如溶于水中的空氣離析出來，積蓄在空氣閥閥體內(nèi)，則浮球失去浮力而自動下落。若氣量較少，則小孔的浮球下落進行排氣；若氣量較多，則大孔的浮球下落進行排氣。浮球下落的落差達到管中水壓頂托力與浮球重力相平衡時為止。排氣完畢后，浮球恢復到是閉氣孔的位置。

事故停泵后，管中壓力降低形成負壓時，盡管閥體內(nèi)充滿水，但由于閥內(nèi)壓力低于大氣壓，在大氣壓與管中壓力之差的作用下，浮球下落，進行補氣，補氣過程中，首先大孔的浮球下落，當壓力降低較大時，隨即小孔的浮球下落。因兩個浮球下落時間不同，緩沖了管道中的壓力波動。

當水泵進入第二階段制動耗能工況時，管中壓力增加，水流開始倒流，處于下落狀態(tài)的浮球使氣孔打開，進行排氣，直至空氣閥門充滿水，浮球浮起，關閉閥孔。關閉過程中，由于大小排氣孔的壓力作用不同，大孔的浮球先頂起關閉，然后再關閉小孔，延緩全閉過程，緩和水柱再彌合時的壓力上升。

怠速空氣閥的功用是實現(xiàn)發(fā)動機的冷車快怠速。在發(fā)動機冷起動的暖機過程中，怠速空氣閥開啟，使部分空氣經(jīng)怠速空氣閥和旁通氣道繞過節(jié)氣門，直接進入節(jié)氣門后的進氣管內(nèi)，保證冷車快怠速運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。在發(fā)動機達到正常溫度的過程中，這部分附加空氣量隨著怠速空氣閥的逐漸關閉而不斷減少，直至怠速空氣閥完全關閉。 2100433B

電磁空氣閥是一種由電磁鐵操作啟閉的空氣閥門，主要用于水電站內(nèi)發(fā)電機制動系統(tǒng)，蝴蝶閥密封圍帶或油壓設備自動補氣等控制系統(tǒng)的壓縮空氣管路上，借以對制動氣缸或密封圍帶的自動供氣及自動排氣遠距離控制。

電磁空氣閥作為一種三通電磁閥。由電磁鐵和空氣閥兩部分組成。用于機組翩動系統(tǒng)和蝶閥控制系統(tǒng)中，自動控制壓縮空氣的進入或排出。常用的電磁空氣閥有DK-20型和DK-15/7 型。如圖1為DK-20電磁空氣閥結(jié)構(gòu)圖。

電磁空氣閥門的構(gòu)造，如圖2所示。電磁空氣閥由電磁鐵和空氣系統(tǒng)兩個基本部分組成。電磁鐵是圓柱形的，其內(nèi)部的線圈是環(huán)氧樹脂澆鑄件。在線圈孔內(nèi)移動的鐵芯，可借助于空氣系統(tǒng)控制氣門座錐。較小直徑的鐵芯正靠在黃銅墊圈上，防止鐵芯卡到頂蓋上。

軸是靠凸緣的墊圈和卡環(huán)密封的，頂蓋是靠端蓋凸緣上的四個位置封閉的，端蓋上的孔通過其上的銷釘和墊圈密封的。與伸出的鐵芯末端相連接的中心孔，是靠帶頂蓋的墊圈封閉的。在墊圈和伸出的鐵芯末端能在電磁鐵失靈的情況下，用手動來關閉閥門。

用兩個M3×3的螺栓將頂蓋緊固到端蓋上?？諝庀到y(tǒng)的基本部分是鋁合金制作的殼體，將輸送空氣的管接頭擰入殼體內(nèi)部，擰緊空氣排進工作機構(gòu)的管線接頭和從工作機構(gòu)排出空氣的管接頭。將帶橡皮襯墊的座錐固定到殼體內(nèi)部，在汽門座錐之問裝有空氣門芯錐，氣門座錐的凹處和管接頭的凹處安裝上彈簧。將帶襯墊的氣門座錐壓到殼體底座處。

空氣系統(tǒng)要緊固到電磁鐵上，通過O形密封圈、彈性圓柱銷固定。