近年来,跨地区、长距离输水工程越来越多,比较著名的有南水北调工程等,在长距离输水过程中,水锤问题是最常遇到的管线防护问题,特别是由弥合性水锤引发的事故对管线产生非常大的危害,轻则损坏管道设备(阀门等),重则直接爆管发生安全事故。所以,如何有效地防护弥合性水锤就变得越来越重要了。本文简述了水锤的现象、成因、危害和分类,详细分析了弥合性水锤在管线中是如何形成的,并指出了弥合性水锤防护的最佳标准和主要原则。空气阀在长距离输水管线中被广泛运用来防护水锤,本文探讨了传统空气阀在管线中的作用及其结构特点,剖析了防水锤复合式空气阀的结构,分析对比了传统空气阀和防水锤复合式空气阀,得出防水锤空气阀对防护弥合性水锤更具有理想而有效的作用。本文的设计思路是参照了国家标准CJ/T 217-2013《给水管道复合式高速进排气阀》,提出防水锤复合式空气阀设计成功应该满足四个基本要素:(1)阀门的密封比压需要满足设计要求;(2)阀门主要零件的强度和刚度需要满足要求;(3)阀门的排气量应能满足标准要求;(4)阀门功能应能满足设计要求。依托阀门的设计参数和最小壁厚计算等基本数据,通过对阀门进行相关计算、有限元分析、排气量分析和实际运行的功能分析,对这四个基本要素一一详细阐述。最后,得出结论:本文研究的防水锤复合式空气阀是符合标准,能满足要求的,此研究可以付诸实际生产,能有效避免弥合性水锤,值得推广使用。本文设计研究的空气阀是一种新型的防水锤复合式空气阀,此空气阀对一般性水锤更为复杂的弥合性水锤跟传统空气阀比较,更具有优势:首先它具有传统空气阀的全部功能,能排气,也能补气;其次在结构上进行了创新,在大排气口增加了一个缓冲装置,能实现快速大量的排气和补气,在段塞流弥合的时候,也能通过小口,缓慢地排出管线中的弥合气体,故有效阻止了段塞流的弥合,结果表明本文研究的新型防水锤复合式空气阀能解决了输水管线中的弥合性水锤问题。