一种自锁式机械浮球阀装置及其自锁方法与流程

本发明涉及阀门装置领域，更具体地说是指一种自锁式机械浮球阀装置及其自锁方法。

背景技术：

目前，地球上淡水越来越缺乏，节省水资源成了人们的共识。现在很多水资源设备中都会用到阀门装置，很多是靠电动来实现开启或关闭阀门，既要浪费电源，也增加了结构的复杂性。所以，靠自身的结构和水压的结合就能实现开启和关闭的阀门，应用越来越广泛，如浮球阀。

中国专利CN200920126018.0公开了一种自锁式浮球阀，在阀体的底部设有出水口，该出水口与阀体的阀腔相通，在阀腔内设有环形凸台，环形凸台的内孔与阀体前端的进水口相通，在阀体的后端设置阀盖，该阀盖上开有控制水孔，且阀盖的内腔与阀体内的皮膜之间形成阀室，该阀室通过皮膜上的通孔与环形凸台的内孔连通，在所述阀盖的后部设有泄水腔，该泄水腔通过泄水通道与出水口相通；滑块的后端通过驱动机构与浮球连接，滑块的前端穿过泄水腔的后腔壁，伸入到泄水腔内，滑块前端设置的胶堵能够将控制水孔密封住。上述专利进水口与皮膜是正对应，皮膜会承受较大的压力，在频繁的开启和闭合中，容易疲劳磨损和动作失灵；还有，阀室的相对于皮膜的面积和进水口相对于皮膜的面积的比例过小，压差过小，导致密封效果差，达不到大流量的要求。

还有，市面上控制水位装置的机械式浮球阀多数不能自锁，且封水多数是靠浮球自身浮力封水，导致流量比较小，满足不了人们对流量的需求。而且当水位到达最高水位线后仍不能快速切断进水。

针对上述问题，有必要设计一种新的球阀结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种自锁式机械浮球阀装置及其自锁方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自锁式机械浮球阀装置，包括阀体；所述阀体内侧设有密封片，以将阀体内腔形成有进液腔、控制腔及出液腔；所述进液腔与出液腔处于密封片的同一侧；所述控制腔设有与进液腔联通的通孔；所述控制腔设有泄流口；所述泄流口开启或关闭，使密封片朝控制腔移动或朝出液腔移动，构成进液腔与出液腔的关闭或相通。

其进一步技术方案为：所述的阀体包括阀座，及与阀座固定联接的阀盖；所述阀盖设有用于控制泄流口开启或关闭的控制组件；所述进液腔通过密封片设有的通孔与控制腔联通；所述控制组件与浮球件传动联接。

其进一步技术方案为：所述的密封片设于阀盖与阀座的连接处，以使控制腔位于阀盖的一侧；所述进液腔与出液腔之间设有隔板；所述密封片位于隔板的一端，以将进液腔与出液腔隔开。

其进一步技术方案为：所述的阀座内侧设有环形凹槽；所述密封片设有与环形凹槽相匹配环形凸起；所述密封片的环形凸起镶嵌于环形凹槽，并通过阀盖设有的卡紧块固定于阀体内。

其进一步技术方案为：所述的密封片包括设于外周的环形凸起，联接于环形凸起内侧迂回形状的弯曲部，及与弯曲部联接的承压部；所述承压部位于与进液腔相对的位置设有通孔。

其进一步技术方案为：所述的控制组件包括滑动联接于阀盖的密封杆，及设于密封杆的两个限位块；所述阀盖设有与控制腔联通的锥形通孔；所述密封杆内端位于锥形通孔内，外端位于阀盖外侧；所述密封杆于锥形通孔接触处设有密封圈；所述限位块相隔设于密封杆外端；所述锥形通孔与密封杆之间设有间隙，以形成所述的泄流口。

其进一步技术方案为：所述的阀盖外侧设有用于旋转联接浮球件的安装块；所述浮球件设有卡紧于两个限位块之间的卡合块；所述浮球件绕安装块设有的转轴下降或上升，带动密封杆运动，以使泄流口的开启和关闭。

其进一步技术方案为：还包括设于密封杆末端的卸压杆组件；所述卸压杆组件包括固定座，及滑动联接于固定座内侧的卸压杆；所述固定座设有用于穿过卸压杆的滑动通孔；所述卸压杆设有一端止抵于固定座，另一端止抵于卸压杆上端设有的压杆帽的弹性件；所述卸压杆下端设有用于限位的台阶部；所述卸压杆与密封杆接触处设有斜坡面部。

一种浮球阀装置的自锁方法，所述的浮球阀包括处于密封片同一侧的进液腔和出液腔，及处于密封片另一侧的控制腔，控制腔与进液腔之间设有通孔，控制腔还设有泄流口；其自锁方法是：

关闭泄流口时，以通孔来实现控制腔内的压力与进液腔的相同，以使控制腔对密封片产生的压力大于进液腔对密封片产生的压力，使密封片朝进液腔、出液腔的一侧移动，产生密封自锁力；

打开泄流口时，控制腔处于泄压状态，进液腔的压力将密封片朝远离进液腔、出液腔的方向移动，使进液腔和出液腔相通。

其进一步技术方案为：所述浮球阀装置设有浮球件；所述浮球件与控制腔设有的密封杆传动联接；所述浮球件通过设有的连接杆驱动密封杆运动，以控制泄流口的开启或关闭；所述浮球件随液面上升，连接杆驱使密封杆朝关闭泄流口方向运动，以使泄流口关闭，控制腔保压；浮球件随液面下降，连接杆驱使密封杆朝开启泄流口方向运动，以使泄流口开启，控制腔卸压。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明是通过与浮球体传动联接的密封杆来调节控制腔的泄流口的开启或关闭，以使密封片受压差的作用将进液腔和出液腔的隔开或联通，以达到阀体本身结构和液体压力的作用实现阀体自动开启或关闭。本发明进液腔处于密封片的偏心的一侧，且出液腔的面积大于进液腔的面积，使阀体适应更大的流量，而且使密封片的两侧的压差更大，更有利于密封，同时还有使密封片更加灵敏，能快速切断进液；当水位到达最高水位线后锁住进水更安全。本发明还具有流量大、结构简单、自锁可靠、安装方便的优点。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的爆炸视图；

图2为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的剖视图；

图3为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的局部剖视图及局部放大图；

图4为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的局部剖视图；

图5为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的密封圈剖视图；

图6为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的卸压杆组件剖视图；

图7为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的浮球件局部视图；

图8为本发明一种自锁式机械浮球阀装置的工作视图。

附图标记

10 阀体 11 密封片

111 通孔 112 环形凸起

1121 止挡凹槽

113 弯曲部 114 承压部

12 进液腔 121 隔板

13 控制腔 131 泄流口

14 出液腔 15 先导孔

16 螺纹座 17 阀座

171 环形凹槽 18 阀盖

181 卡紧块 1811 止挡凸缘

182 锥形通孔 183 安装块

184 卡合块 185 转轴

19 控制组件 191 密封杆

192 限位块 1921 卡紧口

1911 固定槽 1912 安装槽

193 密封圈 1931 斜坡面部

20 浮球件 21 浮球体

22 连接杆 23 连接座

24 连接块 30 液箱盖

40 卸压杆组件 41 固定座

411 滑动通孔

42 卸压杆 421 台阶部

43 压杆帽 44 弹性件

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1至图8所示，一种自锁式机械浮球阀装置，包括阀体10，与阀体10连接的浮球件20。阀体10内侧设有密封片11，以将阀体10内腔形成有进液腔12、控制腔13及出液腔14。控制腔13设有与进液腔12联通的先导孔15。控制腔13设有泄流口131。浮球件20的下沉或上浮与泄流口131开启或关闭相关联。阀体10上设有螺纹座16，以固定于设有的液箱盖30上。进液腔12与出液腔14处于密封片11的同一侧。泄流口111开启或关闭，使密封片11朝控制腔13移动或朝出液腔14移动，构成进液腔12与出液腔14的关闭或相通。

其中，如图2至图4所示，阀体10包括阀座17，及与阀座17固定联接的阀盖18。阀座17和阀盖18通过螺栓固定联接。泄流口131设于阀盖18上，且阀盖18设有用于控制泄流口131开启或关闭的控制组件19。进液腔12通过密封片11设有的通孔111(即是上述的先导孔15)与控制腔13联通。控制组件19与浮球件20传动联接。

密封片11设于阀盖18与阀座17的连接处，将控制腔13与进液腔12、出液腔14相互隔开，且使控制腔13位于阀盖18的一侧，进液腔12、出液腔14位于阀座17的一侧。还有，进液腔12与出液腔14之间设有隔板121。密封片11位于隔板121的一端，以将进液腔12与出液腔14隔开。而且，进液腔12位于密封片11偏心的一侧，以减少进液腔12对密封片11的接触面积，增大压差，以使密封片11更贴紧于隔板121，有利于密封。同时，进液腔12的面积小于出液腔14的面积，还有控制腔13的面积大于或等于进液腔12和出液腔14的面积之和，也是有利于密封片11两侧的压差，使密封片11密封效果更高的同时，也增加密封片11的反应灵敏性。

具体的，阀座17内侧设有环形凹槽171，密封片11设有与环形凹槽171相匹配环形凸起112。密封片11的环形凸起112镶嵌于环形凹槽171内，并通过阀盖18设有的卡紧块181固定于阀体内，以使控制腔13与进液腔12和出液腔14相互隔开，且控制腔13位于阀盖18的一侧。

优选的，卡紧块181近于控制腔13内侧设有止挡凸缘1811，并与环形凸起112设有的止挡凹槽1121相匹配，防止密封片11在压力下，由于变形而脱落。

更具体的，如图5所示，密封片11包括上述设于外周的环形凸起112，联接于环形凸起112内侧迂回形状的弯曲部113，及与弯曲部113联接的承压部114。通孔111设于承压部113且位于与进液腔12相对的位置。迂回形状的弯曲部113有利于在得到更大的形变，且回复力也更强。

其中，如图4所示，控制组件19包括滑动联接于阀盖18的密封杆191，及设于密封杆191的两个限位块192。阀盖18设有与控制腔13联通的锥形通孔182。密封杆192内端位于锥形通孔182内，外端位于阀盖18外侧。密封杆191于锥形通孔182接触处设有密封圈193。两个限位块192相隔设于密封杆191外端。锥形通孔182与密封杆191之间设有间隙，以形成所述的泄流口131。

具体的，密封圈193设于密封杆191设有的固定槽1911内。密封圈193设有与锥形通孔182内壁相匹配的斜坡面部1931。限位块192设有卡紧口1921，且卡紧口与密封杆191外设有安装槽1912上。

具体的，阀盖18外侧设有用于旋转联接浮球件20的安装块183。浮球件20设有卡紧于两个限位块192之间的卡合块184。浮球件20绕安装块183设有的转轴185下降或上升，带动密封杆191运动，以使泄流口131的开启和关闭。

其中，如图6所示，还包括设于密封杆191末端的卸压杆组件40。卸压杆组件40包括固定于液箱盖30上的固定座41，及滑动联接于固定座41内侧的卸压杆42。固定座41设有用于穿过卸压杆42的滑动通孔411。卸压杆42设有一端止抵于固定座41，另一端止抵于卸压杆42上端设有的压杆帽43的弹性件44。优选的，弹性件44为弹簧。卸压杆42下端设有用于限位的台阶部421。卸压杆42与密封杆192接触处设有倾斜部422，倾斜部422用于推动密封杆192移动，使密封杆192与锥形通孔182分离，泄流口131开启进行卸压。

如图7所示，浮球件20包括浮球体21，及与浮球体21联接的连接杆22，及与联接杆21联接的连接座23。上述的卡合块184固定在连接座23上，且连接座23还设有与安装块183联接的连接块24。浮球体21浮力通过连接杆22的杠杆式传送至密封杆192，以较小的浮力就能驱动密封杆192运动，以实现泄流口131的关闭。

一种浮球阀装置的自锁方法，包括以下的工作过程：

进液状态时，液体从进液腔12流入，并通过密封片11上的设有的通孔111流入控制腔13；泄流口131在浮球件20重力作用下开启，控制腔13的液体从泄流口131流出，以使进液腔12与控制腔12形成压差，密封片11朝控制腔13方向移动，进液腔12与出液腔14联通，液体自进液腔12通过出液腔14流出；自锁状态时，浮球件20上升，以使泄流口131关闭，进液腔12和控制腔13的压差消失，密封片11恢复形变，密封片11朝反方向移动，将进液腔12与出液腔13隔开，液体断流；解锁状态时，浮球件20下降以使泄流口131开启，控制腔13内的液体流出并卸压，进液腔12与控制腔13形成压差，密封片11朝向控制腔13方向移动，进液腔12与出液腔14联通，液体自进液腔12经出液腔14流出。

具体的，控制腔12设有与浮球件20连接的密封杆191，以控制泄流口131的开启或关闭。浮球件20随液面上升，驱使密封杆191向后运动，以使泄流口131关闭，控制腔13保压；浮球件20随液面下降，驱使密封杆191向前运动，以使泄流口131开启，控制腔13卸压。

更具体的，正常进液体状态：开始进液体时(浮球体20未上浮时)，液体从阀体10上面的孔进入阀体10的进液腔12，液体会经过密封片11的通孔111进入右侧的控制腔13，因浮球体20靠自身的重力把密封杆191向左边推，使密封圈193离开阀盖18的中间的锥形通孔182，密封片11右侧进液腔12的液体会经过密封杆191与阀盖18的中间锥形通孔182的间隙(即泄流口131)流到液体箱，密封片11右侧的控制腔13液体压力小于密封片11左侧进液腔12的液体压力，所以密封片11向右移使得进液腔12和出液腔14连为一体，大部分的液体就从进液腔12流经出液腔14，再流到液体箱。

封堵液体或自锁状态：当液体位到达最高液体位线时(浮球体20向上浮)，流进进液腔12的液体会经过密封片11的通孔111进入右侧的控制腔13，因液体位涨高浮球体20，以转轴185为中心向上旋转，把密封杆191朝后边拉使密封圈193与阀盖18的中间锥形通孔182的间隙(即泄流口131)越来越小直至完全贴紧，密封片11右侧的控制腔13的液体压力变大就会把密封杆191和密封圈193向右推，直至将间隙封死(即泄流口131关闭)，而密封片11收到控制腔13的压力向左推，直至把密封片11贴紧进液腔12与出液腔14的隔板121上，从而将进液腔12和出液腔14隔断，液体断流。

卸压或解锁状态：当液体位下降到最高液体位线下方后，按压卸压杆42复位，使得卸压杆42的斜面部1931把密封杆191向左推，使密封圈193离开阀盖18的中间锥形通孔182，密封片11右侧的控制腔13的液体会经过密封杆191与阀盖18的中间锥形通孔182的间隙(即泄流口131)流到液体箱，密封片11右侧控制腔13液体压力小于密封片11左侧的进液腔12的液体压力，所以密封片11向右移，使得进液腔12和出液腔14连为一体，大部分的液体就从进液腔12流经出液腔14流到液体箱。

综上所述，本发明是通过与浮球体传动联接的密封杆来调节控制腔的泄流口的开启或关闭，以使密封片受压差的作用将进液腔和出液腔的隔开或联通，以达到阀体本身结构和液体压力的作用实现阀体自动开启或关闭。本发明进液腔处于密封片的偏心的一侧，且出液腔的面积大于进液腔的面积，使阀体适应更大的流量，而且使密封片的两侧的压差更大，更有利于密封，还有使密封片更加灵敏，能快速切断进液；当水位到达最高水位线后锁住进水更安全。本发明还具有流量大、结构简单、自锁可靠、安装方便的优点。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。