專利名稱：氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥。
背景技術(shù)：
在給水排水系統(tǒng)的流體管網(wǎng)中，離心式水泵的運行特性要求關(guān)閉水泵出水口后的閥門實現(xiàn)零流量啟動，停泵時水泵的最高反轉(zhuǎn)速度不得大于水泵額定轉(zhuǎn)速的1.2倍，超過額定轉(zhuǎn)速的時間不得多于2min，并且水泵的啟動和停止不得給管道系統(tǒng)造成水錘沖擊。為了實現(xiàn)上述三個要求，常見的情況是，在水泵的出水口處采用稱為“水泵控制閥”的閥門。現(xiàn)有的水泵控制閥結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由閥體01、閥蓋02、閥座03和一個類似倒T形的伸縮件04構(gòu)成，再倒T形伸縮件04底部設(shè)置有下壓蓋05，下壓蓋底部圓周邊緣設(shè)有密封圈06， 閥座03設(shè)于閥體01內(nèi)，關(guān)閉時，倒T形伸縮件04壓向閥座03，直到下壓蓋05上的密封圈 06壓住閥座03。這種結(jié)構(gòu)的水泵控制閥在開啟時，由于倒T形造型的存在，導(dǎo)致開啟時， 倒T形伸縮件04受到很大的下壓力阻力，而關(guān)閉時，會受到水泵驅(qū)動流體時產(chǎn)生的壓力阻礙，關(guān)閉也需要克服巨大的阻力，所以無論是開啟還是關(guān)閉，都非常耗能。這種水泵控制閥關(guān)閉時，不能實現(xiàn)先快速后慢速的要求，關(guān)閉太快會導(dǎo)致產(chǎn)生水錘，關(guān)閉太慢會導(dǎo)致介質(zhì)倒流，致使停泵時水泵的最高反轉(zhuǎn)速度大于水泵額定轉(zhuǎn)速的1.2倍，超過額定轉(zhuǎn)速的時間多于aiiin。并且這種水泵控制閥的流阻大，壓力損失大，現(xiàn)有的水泵控制閥由于結(jié)構(gòu)缺陷，其桿體的強度不大，倒T形伸縮件只有兩個狀態(tài)，要么完全打開，要么完全關(guān)閉，不能在其運動軌跡上隨意停留，不能實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。另外當(dāng)水泵控制閥的前后沒有壓力差時，或壓力差過小時，閥門不能關(guān)閉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種啟閉阻力小、流體通過時壓力損失小，節(jié)能環(huán)保的氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥。本發(fā)明的發(fā)明目的可以通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，包括有閥體、下壓蓋，下密封圈、下閥座、閥蓋、閥軸和控制閥軸軸向伸縮運動的裝置，閥蓋蓋于閥體上并且閥蓋向閥體內(nèi)伸進一段蓋體，閥軸從外活動插進閥蓋內(nèi)，下壓蓋安裝在閥體內(nèi)并設(shè)置在閥軸的末端，下閥座安裝在閥體內(nèi)腔的通道上，下密封圈設(shè)于下壓蓋底部外圓周上，在閥蓋上活動滑套有套筒，套筒與閥蓋蓋體配合密封，套筒的一端與下壓蓋密封連接在一起，在下壓蓋上設(shè)有貫通流道與套筒內(nèi)腔的通孔。控制閥軸軸作伸縮運動的裝置為氣動缸，氣動缸安裝在閥蓋上，氣動缸的主活塞與閥軸固定連接在一起，氣動缸缸體內(nèi)主活塞兩側(cè)的腔室分別與氣動控制系統(tǒng)連接。在主活塞朝閥體的一側(cè)延伸有緩沖活塞，相應(yīng)地在氣動缸缸體朝閥體一端壁體上設(shè)有供緩沖活塞插進的擴孔段。氣動控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有控制主活塞兩側(cè)腔室進出氣的二位五通電磁閥。在下壓蓋的底部設(shè)有導(dǎo)向環(huán)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果閥門的啟閉時的阻力非常小，從而只需很小的力就能開關(guān)閥門，節(jié)約開關(guān)閥門所需的能量，節(jié)能環(huán)保，下壓蓋起到導(dǎo)流的作用，防止下壓蓋下方的穹腔內(nèi)產(chǎn)生渦流，避免因渦流的存在引致流體壓力損失。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)水泵控制閥的剖視結(jié)構(gòu)圖；圖2為發(fā)明氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2中A部分的放大圖；圖4為圖2中B部分的放大圖；圖5為圖2中C部分的放大圖；圖6為本發(fā)明氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)圖；圖7為圖6中A部分的放大圖；圖8為圖6中B部分的放大圖；圖9為圖6中C部分的放大圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本實用專利作進一步說明。本實施例的氣動型節(jié)能主活塞平衡式水泵控制閥，包括有閥體1、下壓蓋2，下密封圈3、下閥座4、閥蓋5、閥軸6和控制閥軸6軸向伸縮運動的裝置，閥蓋5蓋于閥體1上并且閥蓋5向閥體1內(nèi)伸進一段蓋體如，閥軸6從外活動插進閥蓋5內(nèi)，下壓蓋2安裝在閥體1內(nèi)并設(shè)置在閥軸6的末端，下閥座4安裝在閥體內(nèi)腔的通道上，下密封圈3設(shè)于下壓蓋 2底部外圓周上，在閥蓋5上活動滑套有套筒7，套筒7與閥蓋5蓋體配合密封，套筒7的一端與下壓蓋2密封連接在一起，這里的下壓蓋2可起到導(dǎo)流的作用，防止下方穹腔內(nèi)產(chǎn)生渦流，避免造成流體壓力損失，在套筒7上插于閥蓋5內(nèi)的一端外側(cè)壁上設(shè)有上閥座8，閥蓋 5的底部內(nèi)壁處設(shè)有上密封圈9，在下壓蓋2上設(shè)有貫通流道與套筒內(nèi)腔71的通孔10，當(dāng)驅(qū)動下壓蓋2壓向下閥座4時，套筒7隨著下壓蓋2的運動被從閥蓋5內(nèi)拉出，流體會經(jīng)通孔10進入套筒內(nèi)腔71，隨著下壓蓋2的下壓，套筒內(nèi)腔71容積逐步增大，直到下壓蓋2的下密封圈3壓住下閥座4，上閥座8壓住閥蓋5內(nèi)的上密封圈9，這時，真正起到阻隔流體流動的部件為套筒7的側(cè)壁，而下壓蓋2上升和下壓的過程中，套筒7側(cè)壁要克服的阻力非常小，令到閥門啟閉所需動力非常小。在下壓蓋2的底部設(shè)有導(dǎo)向環(huán)11。控制閥軸6軸作伸縮運動的裝置為氣動缸12，氣動缸12安裝在閥蓋5上，氣動缸 12的主活塞13與閥軸6固定連接在一起，氣動缸12缸體內(nèi)主活塞13兩側(cè)的腔室14、15分別與氣動控制系統(tǒng)連接，在主活塞13朝閥體1的一側(cè)延伸有緩沖活塞16，相應(yīng)地在氣動缸缸體靠近閥體1 一端壁體上設(shè)有供緩沖活塞16插進的擴孔段17。氣動控制系統(tǒng)由第一排氣管18、進氣管19、第二排氣管20、第一針形截止閥21、第二針形截止閥22、第三針形截止閥23、二位五通電磁閥M和單向閥25構(gòu)成，第一排氣管18、進氣管19、第二排氣管20連接在兩位五通電磁閥M的一端，兩位五通電磁閥M的另一端引出兩路，分別與氣動缸缸體內(nèi)主活塞13兩側(cè)腔室14、15連接，第一排氣管18與兩位五通電磁閥M之間設(shè)置第一針形截止閥21，第二排氣管20與兩位五通電磁閥M之間設(shè)置第二針形截止閥22，氣動缸12靠近閥體1 一側(cè)的腔室14與擴孔段17的底部之間設(shè)有兩管路連接，第一管路沈設(shè)有第三針形截止閥23，第二管路27與兩位五通電磁閥M連接并且在通往氣動缸12靠近閥體1 一側(cè)腔室14的管路上設(shè)有單向閥25，這里的兩路管路都是為了使緩沖活塞16能實現(xiàn)升降。采用活塞式驅(qū)動，壓縮空氣作為驅(qū)動介質(zhì)，閥門前后壓差為零時也能進行開啟和關(guān)閉動作，閥門關(guān)閉時可作先快速，再慢速兩階段關(guān)閉，開啟和關(guān)閉的速度可以調(diào)整，以防止水錘的產(chǎn)生和水泵倒轉(zhuǎn)速度超過要求。如果活塞驅(qū)動介質(zhì)采用清水，相對來說，水具有不可壓縮性，對活塞的驅(qū)動作用就相對較緩慢，達不到快速關(guān)閉的要求。而活塞驅(qū)動介質(zhì)采用壓縮空氣，因為空氣具有可壓縮性(即彈性)，因此對活塞的驅(qū)動作用就能做到快速關(guān)閉。 另外，采用壓縮空氣作為驅(qū)動介質(zhì)，可以不污染環(huán)境，不受氣候環(huán)境溫度的影響。而水在寒冷氣候下會結(jié)冰，會影響水泵控制閥的正常工作。由于采用了外來壓縮空氣作為動力源，當(dāng)閥門前后壓差很小或者為零時也能依靠壓縮空氣的彈性勢能進行開啟和關(guān)閉動作，從而不被為傳統(tǒng)型水泵控制閥開啟和關(guān)閉需要前后壓力差的束縛。另外可以控制下壓蓋2處于閥體1內(nèi)的任何位置，從而起到流量調(diào)節(jié)功能，活塞式驅(qū)動可以保證閥門下壓蓋2的開啟高度大于閥門公稱尺寸的1/4，即下壓蓋2的開啟簾面積大于閥門公稱尺寸管道的截面積，從而保證了閥門的過流截面積大于相應(yīng)公稱尺寸管道的截面積，減少流經(jīng)閥門的流體的壓力損失。閥門采用平衡原理，即利用套筒7的作用，閥門關(guān)閉時，流體通過下壓蓋2上的通孔10充滿套筒內(nèi)腔71，此時介質(zhì)作用在套筒7和閥蓋5的徑上合力等于零，而作用在下壓蓋2上、下腔的合力接近為零，壓力流體作用在啟閉件上的軸向力相互平衡，從而使閥門的開啟和關(guān)閉力非常小，閥門開啟和關(guān)閉時所需做的功非常小，只相當(dāng)于傳統(tǒng)型水力控制閥的 1/25 1/15。采用在啟閉件的底部設(shè)置下壓蓋2作為導(dǎo)流板，排除下壓蓋2下方的穹腔內(nèi)產(chǎn)生漩渦造成的壓力損失，提高閥門的抗汽蝕性能。采用短齒式導(dǎo)向環(huán)11進行入座導(dǎo)向，下閥座4內(nèi)無任何障礙物阻礙介質(zhì)流動，改變了傳統(tǒng)的導(dǎo)向架導(dǎo)向腳過長、或需在下閥座4上設(shè)橫梁支架以滑軸導(dǎo)向，這種結(jié)構(gòu)方式流阻大、壓力損失大的缺點。采用兩位五通電磁閥M進行活塞驅(qū)動的換向控制，實現(xiàn)了閥門與水泵的聯(lián)動控制，水泵意外斷電時，電磁閥換向，實現(xiàn)了閥門自動關(guān)閉，使閥門具有止回功能。采用雙主活塞(即氣缸主活塞13和緩沖活塞16)工作，在關(guān)閉的前段利用主活塞 13推動閥軸6，而關(guān)閉的后段再增加多一個緩沖活塞16進一步穩(wěn)定閥軸6的運動，從而實現(xiàn)了閥門關(guān)閉時可作先快速，再慢速兩階段關(guān)閉。并且通過對控制管路上的針形截止閥21、 22、23和進行調(diào)整，可實現(xiàn)閥門開啟和關(guān)閉速度的快慢調(diào)整，滿足水泵啟閉時不同工況的要求。通過活塞缸內(nèi)進出氣量的控制實現(xiàn)了閥門的流量調(diào)節(jié)功能。本發(fā)明設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)巧妙，功能齊全，采用平衡原理，氣體活塞式驅(qū)動，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的水泵控制閥相比較，所需的啟閉操作力只是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)水泵控制閥的1/25 1/15，并且水力損失非常小，是現(xiàn)有水泵控制閥的1/10，具有特別顯著的節(jié)能效果，如果推廣應(yīng)用，將會取得極好的經(jīng)濟效益和社會效益以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，包括有閥體、下壓蓋，下密封圈、下閥座、閥蓋、 閥軸和控制閥軸軸向伸縮運動的裝置，閥蓋蓋于閥體上并且閥蓋向閥體內(nèi)伸進一段蓋體， 閥軸從外活動插進閥蓋內(nèi)，下壓蓋安裝在閥體內(nèi)并設(shè)置在閥軸的末端，下閥座安裝在閥體內(nèi)腔的通道上，下密封圈設(shè)于下壓蓋底部外圓周上，其特征在于在閥蓋上活動滑套有套筒，套筒與閥蓋蓋體配合密封，套筒的一端與下壓蓋密封連接在一起，在下壓蓋上設(shè)有貫通流道與套筒內(nèi)腔的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，其特征在于控制閥軸軸作伸縮運動的裝置為氣動缸，氣動缸安裝在閥蓋上，氣動缸的主活塞與閥軸固定連接在一起，氣動缸缸體內(nèi)主活塞兩側(cè)的腔室分別與氣動控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，其特征在于在主活塞朝閥體的一側(cè)延伸有緩沖活塞，相應(yīng)地在氣動缸缸體朝閥體一端壁體上設(shè)有供緩沖活塞插進的擴孔段。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，其特征在于氣動控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有控制主活塞兩側(cè)腔室進出氣的二位五通電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，其特征在于在下壓蓋的底部設(shè)有導(dǎo)向環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種氣動型節(jié)能活塞平衡式水泵控制閥，包括有閥體、下壓蓋，下密封圈、下閥座、閥蓋、閥軸和控制閥軸軸向伸縮運動的裝置，閥蓋蓋于閥體上并且閥蓋向閥體內(nèi)伸進一段蓋體，閥軸從外活動插進閥蓋內(nèi)，下壓蓋安裝在閥體內(nèi)并設(shè)置在閥軸的末端，下閥座安裝在閥體內(nèi)腔的通道上，下密封圈設(shè)于下壓蓋底部外圓周上，在閥蓋上活動滑套有套筒，套筒與閥蓋蓋體配合密封，套筒的一端與下壓蓋密封連接在一起，在下壓蓋上設(shè)有貫通流道與套筒內(nèi)腔的通孔，有益效果閥門的啟閉時的阻力非常小，從而只需很小的力就能開關(guān)閥門，節(jié)約開關(guān)閥門所需的能量，下壓蓋起到導(dǎo)流的作用，防止下壓蓋下方的穹腔內(nèi)產(chǎn)生渦流，避免因渦流的存在引致流體壓力損失。
文檔編號F16K31/122GK102562616SQ20121000516
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者陳鍵明 申請人:廣東永泉閥門科技有限公司