专利名称：水位调节阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水位调节阀，水位调节阀用于在一水箱和紧邻水箱设置的一竖直水管之间构成一流动通道，从而使流动通道与水箱和水管都垂直。
背景技术：
图4和图5示出了现有技术中的水位调节阀的结构。水位调节阀a具有在其下端与一水管P连接的入口b；一个角形阀盒d，该角形阀盒包括一出口c，出口c在水位调节阀a的侧部与一水箱T连接；一用作盖的阀帽e，阀帽与阀盒d结合起来；以及位于阀内部的水位调节机构f。在水位调节机构f中，一个阀口i与入口b同轴地向上形成，一个通向入口b的初始压力室g通过阀口i连接到一个通向出口c的次生压力室h，一个用于打开和关闭阀口i的阀盘j可自由附上/分离地设置，并由一个弹簧k沿着阀口i被关闭的方向推动。一个隔膜n借助于一个阀杆m设置在阀盘j之上，并且位于阀盒d和设置在阀盒d上部上的阀帽e之间。由隔膜n和阀帽e围成的空间被称作隔膜室p，隔膜室p和次生压力室h由隔膜n分开。隔膜室p和初始压力室g通过一个支管q通向设置在水箱T上、用作控制阀的浮球开关S。当水位调节阀a处于供水停止状态，阀盘j由作用在隔膜室p内部的初始压力和弹簧k的弹力沿着阀关闭的方向通过阀杆m关闭。当水箱T的水位下降并因而使浮球开关S打开时，隔膜室p的内部压力小于初始压力室g的压力，结果，初始压力室g的内部压力克服弹簧k的弹力打开阀盘j，从而将水供到水箱T。
但是，在上述结构的水位调节阀a的供水停止状态，隔膜n由作用在隔膜室p的初始压力沿着阀关闭方向(即，向下)移动，换句话说，压力仅仅作用在隔膜n的一侧(即，作用在隔膜室p那一侧)，因此，阀很容易破裂，除非其硬度被加强。为此，将使用的隔膜n在水位调节阀a中必须较厚。但是，这种厚的隔膜n不能灵活地运行，并且导致妨碍阀盘的打开和关闭，从而阻碍调节阀的正常功能。为了克服这个缺点，隔膜n承受压力的直径必须大大地增大。但是，这也是不利的，因为水位调节阀a的尺寸变得很大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的水位调节阀的特征在于，它包括设置在主体下部的入口；设置在主体一个侧部的出口；通过分隔主体内部而形成的分别通向入口和出口的初始压力室和次生压力室，初始压力室和次生压力室通过与入口同轴地向上形成的一个阀口相互连接；设置用于打开和关闭阀口的阀盘，阀盘被一个弹簧沿着阀关闭方向推动；通过一个结合到阀盘上的隔膜分隔一个设置在主体内部的隔膜背侧的隔膜室和初始压力室；隔膜在隔膜室一侧的压力承受区域设定成大于隔膜在初始压力室一侧的压力承受区域，初始压力室和隔膜室通过一个旁路流动通道相互连接，以及隔膜室连接到用作控制阀的浮球开关的主侧。因此，在水位调节阀的供水停止状态，初始压力作用到由隔膜分隔的初始压力室和隔膜室，即，同一压力作用到隔膜的两个压力承受表面以减小作用到隔膜本身上的负荷，阀盘被由于隔膜压力承受区域在隔膜室一侧大于在初始压力室一侧导致的所承受压力差值产生的阀关闭力、以及弹簧沿着阀关闭方向的弹力所关闭。
图1显示了使用中的水位调节阀。
图2是水位调节阀的横断面图。
图3是显示旁路流动通道的放大横断面图。
图4显示了现有技术的水位调节阀。
图5是现有技术的水位调节阀的横断面图。
具体实施例方式
以下将结合附图对本发明的一个实施例进行描述。标号1表示设置成在一水箱T和紧邻水箱T竖直安装的一水管P之间构成一垂直流动通道的水位调节阀的主体。主体1主要由阀盒2、阀帽3和水位调节机构4构成。
阀盒2具有一个与水管P连接的入口5和一个与形成在水箱T侧壁上部的喷口连接的出口6。入口5形成在阀盒2的下部，而出口6形成在阀盒2的侧部上，以使入口5和出口6的中心线相互交叉。分别通向入口5和出口6的初始压力室7和次生压力室8设置在阀盒2的内部。次生压力室8和初始压力室7由分隔件9在阀盒2的内部分别分成内侧和外侧。一个向上的阀口10与入口5同轴地形成在分隔件9上，初始压力室7和次生压力室8通过阀口10相互连接。通过阀口10通向初始压力室7和次生压力室8的开口2a形成在阀盒2的上部。
水位调节机构4主要由一个设置用于打开和关闭阀口10的阀盘11、一个用于沿着阀关闭方向推动阀盘11的弹簧12、一个与阀盘11结合的隔膜13、以及阀盘11的阀杆14。阀帽3在其内侧具有一个凹形空间15，并用作封闭阀盒2的开口2a的盖。阀帽3和阀盒2的上部通过隔膜13相互结合起来。通向阀盒2的开口2a的初始压力室7和在隔膜13的背侧(即，上表面)上的阀帽3的内部空间15由隔膜13分隔，结果，内部空间15限定了一个隔膜室15。
阀盘11制作成，使隔膜13的下表面大体上环状地突出，以便与环绕阀口10设置的阀座16相对应。形状几乎象一个盘的隔膜加压件17和17a分别连接到在阀盘11内侧的隔膜13下表面和与阀盘11对应的隔膜13上表面。在隔膜室15一侧的隔膜13的压力承受区域L2(即，包括隔膜加压件17的隔膜13的整个上表面的区域)设定成大于在初始压力室7一侧的隔膜13的压力承受区域L1(即，在阀盘11外侧的隔膜13下表面的环形区域)。阀杆14固定在阀盘11的中心(对应于隔膜13的中心)，使得其从阀盘上下表面突出。阀杆14的上端可自由滑动地插入在阀杆导向部19中，阀杆导向部19是通过挖空设置在隔膜室15上部的调节螺钉18的下端部而形成的。阀杆14的下端可自由滑动地插入在一圆柱形阀杆导向部20中，阀杆导向部20向着次生压力室8的底部突出。调节螺钉18被拧入在阀帽3的上部中心以便从外侧插入。从阀帽3的上部突出的调节螺钉18上端部可被旋转以便上下移动调节螺钉18，当隔膜13移动时，通过使调节螺钉18的下端与隔膜加压件17接触或者使其下端与隔膜加压件17分开来调节隔膜13的移动量，因而调节阀盘11的打开程度，即，被喷出的水量。阀杆14穿过的弹簧12被压缩并置于隔膜室15和隔膜加压件17之间，弹簧12沿着阀关闭方向推动阀盘11。在初始压力室7中，一个滤网21环绕阀口10设置。在该实施例中，阀盘11与隔膜13成一体地形成，以便将隔膜13与阀盘11结合起来，结果，主体1形成得较为紧凑。但是，象图5所示的水位调节阀a一样，阀盘11和隔膜13可以是相互分开的，并且隔膜13可以结合到阀盘11上，使得阀盘11连接到向着隔膜13中心下部突出的阀杆14上。如果作为单独部件的阀盘11和隔膜13按照这种方式相互结合起来，阀盘11在其背侧(即，与隔膜13的下表面相对的表面)沿着阀关闭方向承受初始压力，如后所述，因为初始压力室7和隔膜室15是相互连接的。因而，隔膜13在初始压力室7一侧的压力承受区域L1是通过从隔膜13的整个下表面的区域减去沿着阀关闭方向承受初始压力的阀盘11背部区域而计算出来的，因此，隔膜13在与隔膜13的整个上表面区域对应的隔膜室15一侧的有效区域L2设定成比隔膜13在初始压力室7一侧的压力承受区域L1大。
如图3所示，初始压力室7和隔膜室15通过一个旁路流动通道22相互连接。旁路流动通道22被包括在设置用于将阀盒2连接到阀帽3上的法兰23和24中。旁路流动通道22的进口22a形成通向初始压力室7，其出口22b形成通向隔膜室15。在旁路流动通道22中，一个通孔13a形成在置于法兰23和24之间的隔膜13外缘上，从而不阻止水沿着旁路流动通道22流动。如图3所示，在旁路流动通道22中，一个流入孔25邻近出口22b设置在上游侧。流入孔25由流动通道A至E构成，每个流动通道是十分细长，并且在相互竖直地叠置的几乎成盘状的块体26和26a的内部蜿蜒。流入孔25是如下构成的。即，在下部块体26a中，沿向上/向下方向穿透的第一超细竖直流动通道A形成为通向旁路流动通道22的下游侧。在上部块体26中，通向第一竖直流动通道A的上游端的第一超细环状流动通道B形成在底部表面部分上。在第一环状流动通道B中，沿向上/向下方向穿透上部块体26的第二超细竖直流动通道C与第一竖直流动通道A平行地连续形成在一个部分上，该部分使连续部分朝向第一竖直流动通道A的上游端，通向第二竖直流动通道C上游端的第二超细环状流动通道D形成在上部块体26的上表面上。在第二环状流动通道D中，以下降方式倾斜地通向出口22b的超细倾斜流动通道E连续地形成在一个部分上，该部分使连续部分朝向第二竖直流动通道C的上游端。在块体26和26a中，弹簧销SP插入在没包括在流动通道A至E的中心部分中，块体26的底表面和块体26a的上表面相互结合，以将流动通道A和B相互连接起来，流动通道D是由上部块体26的上表面和其接合面J构成的。隔膜室15也通向用作控制阀的浮球开关S的主侧，一个流动通道面积比流入孔25大的流出孔28设置在通向浮球开关S的通道27的下游端。旁路流动通道22的进口22a覆盖有滤网29。
浮球开关S包括一个阀盘(未示出)，主侧和辅助侧通过阀盘在设置在水箱T的顶板上的主体中被相互分隔，并且辅助侧连接到水箱T。阀盘结合到可上下自由移动的杆SR上，以通过连杆机构SL打开和关闭阀盘，可自由滑动地穿过浮球SF的竖直轴SV的上端部可枢转地安装到杆SR的末端上。竖直轴SV的上端部制作成可通过一对平行的连杆ST沿着同一轴线上下往复运动，平行连杆ST中的一个设置有平衡重SW，平衡重SW沿着竖直轴SV被上推的方向起作用。竖直轴SV插入水箱T的内部，同时使上端侧安装到杆SR上。在竖直轴SV的插入部分上，一个止挡部SS和一个浮球下降止挡部SN分别设置在上部合适的位置和下部合适的位置。止挡部SS设置成，使与止挡部SS接触的浮球SF的浮动状态对应于设定在水箱T中的水位。在该状态，浮球SF通过止挡部SS上推竖直轴SV，并且也上推杆SR以保持阀盘的关闭状态。在该状态，平衡重SW支承由浮球SF产生的竖直轴SV的提升力。当水箱T的水位从上述设定值变化到低于一预定范围，即，当浮球SF向下与止挡部SS分开一预定距离，通过浮球SF的浮力和平衡重SW已处于被提升状态的竖直轴SV下降，杆SR向下旋转以打开阀盘。结果，浮球开关S的主侧和辅助侧相互连接，在主体1的隔膜室15中的加压水喷到水箱T。浮球开关S不局限于上述结构。简而言之，用作水位调节阀的控制阀的浮球开关所要做的就是根据水箱T的水位变化来打开和关闭阀。
接着，将描述本发明的水位调节阀的运行。在图1中的状态，其中，水箱T中的贮存水保持一预定水位，浮球开关S关闭，水位调节阀的主体1处于供水停止状态。在供水停止状态，初始压力施加到由隔膜13分开的初始压力室7和隔膜室15上，因此，同样的压力作用在隔膜13的两个压力承受表面上。阀盘11承受阀关闭力，阀关闭力是由以下事实导致的所承受压力差产生的，即，隔膜13在隔膜室15一侧的压力承受区域L2大于隔膜13在初始压力室7一侧的压力承受区域L1以及弹簧的弹力沿着阀关闭方向，因而，保持阀关闭状态。此后，当水箱T中的水位移动到预定范围内的设定水位以下时，浮球开关S被打开，浮球开关S的主侧和辅助侧相互连接。因此，隔膜室15中的加压水通过浮球开关S喷到水箱T中。结果，隔膜室15的压力降低，并且变化到初始压力室7的压力以下。因此，初始压力室7的压力克服隔膜室15的压力和弹簧12的弹力打开阀盘11，水被供给到水箱T。此后，当水箱T的水位达到设定值时，浮球开关S关闭，从隔膜室15到浮球开关S的水流停止。由于通过旁路流动通道22从初始压力室7到隔膜室15的水流，隔膜室15变得与初始压力室7的压力相同，阀盘11关闭，向水箱T的水供给停止。当隔膜室15中的加压水被输送到浮球开关S时，隔膜室15通过旁路流动通道22接受来自初始压力室7的水。该水流减缓了流到隔膜室15的水流，因为设置在旁路流动通道22的上游侧的流入孔25减小了流动截面积并增大了压力损失。另一方面，也是在从隔膜室15到浮球开关S的水流中，流出孔28减缓了水流。由于流出孔28的流动通道截面积大于流入孔25的流动通道截面积，流出到浮球开关S的量大于流入到隔膜室15的量，隔膜室15中的压力降低，因而沿着阀关闭方向移动隔膜13。
根据本发明，入口5设置在水位调节阀的主体1的下部，并与竖直水管P连接。此外，出口6设置在主体1的侧部，并与水箱T连接。因此，主体1可以安装成在竖直水管P和水箱T之间构成一垂直的流动通道。
另外，通过分隔主体1的内部而形成的初始压力室7和次生压力室8通过与入口5同轴地向上形成的阀口10相互连接，以分别通向人口5和出口6，阀盘11设置用于打开和关闭阀口10。因此，阀口10可以与竖直水管P在同一轴线上设置，用于打开和关闭阀口10的阀盘11、驱动阀盘11的隔膜13以及弹簧12可以设置在主体1的上部。因此，当与例如这样一个结构进行比较时，在该结构中诸如阀口和阀盘的一组机构设置到主体的侧部，主体1的维护可以在更舒适的位置进行，而且工作可以更有效地进行。
而且，阀盘11被弹簧12沿着阀关闭方向推动，结合到阀盘11上的隔膜13将设置在主体内的隔膜13背侧的隔膜室15与初始压力室7分开。此外，隔膜13在隔膜室15一侧的压力承受区域L2大于隔膜13在初始压力室7一侧的压力承受区域L1，初始压力室7和隔膜室15通过旁路流动通道22相互连接。因此，在主体1的供水停止状态，初始压力作用到由隔膜13分隔的隔膜室15和初始压力室7，阀盘11被由隔膜13在初始压力室7一侧和在隔膜室15一侧的压力承受区域L1和L2之间的差值产生的阀关闭力以及弹簧12沿着阀关闭方向的弹力所关闭。因此，隔膜13的两个压力承受表面可以由同一压力支承，阀破裂的可能性可通过减小作用在隔膜13上的负荷而降低。因此，本发明的水位调节阀可以消除象现有技术的水位调节阀a在供水停止状态压力仅仅作用在隔膜n在隔膜室p一侧的侧部上的结构所产生的缺点，即，使隔膜n增厚和为了极大地扩大压力承受直径而增大水位调节阀a的主体的缺点。此外，即使采用具有正常厚度和正常压力承受直径的隔膜13也可以进行灵活的运行，可以提供具有足以与额定流量相对应尺寸的水位调节阀的主体1。而且，由于通过旁路流动通道22通向初始压力室7的隔膜室15连接到用作控制阀的浮球开关S的主侧，当浮球开关S打开时隔膜室15中的加压水流到浮球开关S，隔膜室15中的压力变化到初始压力室7中的压力以下。因此，初始压力室7中的压力克服隔膜室15的压力和弹簧12的弹力打开阀盘11，水可自动地供给到水箱T。
而且，由于流入孔25和流出孔28分别设置在旁路流动通道22和通向浮球开关S的通道27上，当浮球开关S被打开时，通过旁路流动通道22从初始压力室7到隔膜室15的水的流动以及从隔膜室15到浮球开关S的水的流动可被控制和减缓。此外，由于流出孔28在流动通道截面积上设定成比流入孔25的大，隔膜13和阀盘11可以移动，从而不导致隔膜室15中快速的压力波动。因此，响应隔膜室15的快速压力波动而剧烈地上升和下降的作用在隔膜13上的负荷或者此时由隔膜13产生的刺耳噪音可显著地减小。此外，也可以防止浮球开关S关闭时发生在水管侧的水锤。因此，其经济效果毫无疑问地是很大。
权利要求
1.一种水位调节阀，包括主体；设置在主体下部的入口；设置在主体一个侧部的出口；通过分隔主体内部而形成的分别通向入口和出口的初始压力室和次生压力室，初始压力室和次生压力室通过与入口同轴地向上形成的一个阀口相互连接；设置用于打开和关闭阀口的阀盘，阀盘被一个弹簧沿着阀关闭方向推动；结合到阀盘上的隔膜，一个隔膜室设置在主体内部中的隔膜背侧，并且初始压力室被隔膜所分隔；其中，隔膜在隔膜室一侧的压力承受区域设定成大于隔膜在初始压力室一侧的压力承受区域，初始压力室和隔膜室通过一个旁路流动通道相互连接，以及隔膜室连接到用作控制阀的浮球开关的主侧。
2.如权利要求1所述的水位调节阀，其特征在于，还包括分别设置在旁路流动通道和通向浮球开关的通道上的流入孔和流出孔，其中，流出孔具有比流入孔大的流动通道面积。
全文摘要
通向设置在主体下部的入口(5)和设置在主体侧部的出口(6)的初始压力室(7)和次生压力室(8)是分隔主体内部形成的,室(7,8)通过与入口(5)同轴向上形成的阀口(10)相互连接。打开和关闭阀口(10)的阀盘(11)由弹簧(12)沿阀关闭方向推动。结合到阀盘(11)上的隔膜(13)将设置在主体内部的隔膜背侧的隔膜室(15)与初始压力室(7)隔开。隔膜在隔膜室一侧的压力承受区域大于隔膜在初始压力室一侧的压力承受区域。室(7,15)通过一个旁路流动通道(22)相互连接。隔膜室连接到浮球开关(S)的主侧。因此,在供水停止状态,隔膜的两个压力承受表面由同一压力支承,作用在隔膜上的负荷减小,隔膜破裂的可能性减小。
文档编号F16K31/16GK1355389SQ01120329
公开日2002年6月26日 申请日期2001年7月24日 优先权日2000年11月27日
发明者松浦伸幸, 山口寿之 申请人:兼工业株式会社