专利名称：一种液面控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到液面高度控制机构，属于机械领域。
现有技术中，常用的液面控制阀有液压式、电磁式、漂浮式的，在民用中最通用的算是漂浮式的。这种漂浮式的液面控制阀，多用在水箱的水位控制上，如家庭卫生间里的水箱就是用这种控制阀。它的工作原理是利用水箱里水位变化通过浮球带动杠杆一端的堵塞开闭进水管的进水口，是利用浮力加杠杆原理，这种液面控制机构的优点是结构简单，使用较为方便，但这种传统的结构，有下列不足①由于浮球对杠杆的支点和堵塞产生很大的压力，因此，在长时间工作中容易损坏，②工作中由于浮球对堵塞需要提供较大的压力，以克服来自水管里的压力和密封，因此，杠杆要做的比较长，这样杠杆若是金属制作就会生锈，若是塑料制作就会变形，结果导致阀口密封不好，漏水现象较为普遍，③对堵塞的加工和装配要求较高，改用不易生锈和变形的材料，如铜等价格又较贵重。
为了解决上述已有技术的不足，并提供一种阀口密封性好，不易损坏，结构简单，价格便宜的液面控制阀，特提出本实用新型技术解决方案。
本实用新型的基本构思是利用液体浮力加液压原理，来取代利用液体浮力加杠杆原理，即利用把堵塞的位置放在液管的液流进阀口方向侧而不是放在液流离开阀口方向侧，这样，液流对堵塞的压力与液体对浮球产生的浮力方向相一致。它们的共同合力把堵塞密封在阀口上，克服了已有技术浮力与液体管中的液压方向相反相互抵消密封堵塞压力的现象，因此密封性好，不会产生控制阀变形的问题。
本实用新型所设计的一种液面控制阀，主要是由球帽[1]、球体[2]组成的浮球[3]和堵塞环[10]及其连接机构所构成，其特征在于，它还包括在垂直于水平面的液管(接头)[13]同一轴线上，设计有其一端通过螺纹装有阀帽[7]，其另一端通过螺纹联接在液管(接头)[13]端头上的圆柱形阀体[12]，其阀体[12]的内腔与液管[13]的内腔相连通；在圆柱形阀体[12]轴线上，通过阀体[12]上的阀口[9]和阀帽[7]上的滑孔[6]，装设有由浮球[3]带动可以沿其轴线上，下垂直滑动的阀杆[4]，它的一端通过螺纹与浮球[3]联接在一起，其另一端，通过螺帽[11]固定有堵塞环(或堵塞锥)[10]；堵塞环(或堵塞锥)[10]应当设在阀口[9]进液方向的一侧；在浮球[3]与阀杆[4]的联接处同阀帽[7]之间，绕其阀杆[4]设计有缓冲弹簧(或垫)[5]；在阀杆[4]与浮球[3]的联接处，加有密封垫[17]。本实用新型所设计的一种液面控制阀，其进一步的特征在于，阀体[12]的上部在与阀帽[7]相联接端至阀口[9]段的侧壁，开有多个供出液用的阀孔[8]；阀口[9]的直径应大于阀杆[4]的直径，并保证阀口[9]的口径断面积减去阀杆[4]的断面积等于或大于液管(接头)[13]内腔的断面积，以使进液时能保持足够的流量；开设在阀帽[7]轴线上的滑孔[6]与阀杆[4]之间是动配合，以保证阀杆[4]沿其轴线能上、下自由运动；设在阀帽[7]上起导向作用的滑孔[6]，应有足够的长度，以保证阀杆[4]在上、下垂直移动时，不产生摆动；由球帽[1]和球体[2]所组成的浮球[3]是一个具有浮球内腔[14]和浮球盔腔[15]的圆桶形结构，它与阀杆[4]、阀体[12]及液管(接头)[13]都处在同一个轴线上，浮球[3]可以带动阀杆[4]在浮球盔腔[15]内，沿其轴线相对于阀体[12]作上、下移动；液槽(箱、罐)[18]中液面的控制高度，可以用阀杆[4]两端的螺纹与螺帽[11]，通过调节阀杆[4]的行程距离及液管(接头)[13]伸进液槽(箱、罐)[18]中的高度来实现；在阀杆[4]与浮球[3]的联接处，应加有密封垫[17]，以防液体进入浮球内腔[14]；浮球下落时所加的缓冲机构，可以用弹簧，也可以用缓冲垫；本实用新型所设计的一种液面控制阀，其结构零件可以用金属材料，也可以全部改为非金属材料；本实用新型所设计的一种液面控制阀，其阀口[9]的空腔可以是圆柱形，也可以是正圆锥形；浮球[3]的重量，可以通过向浮球内腔[14]中加入一定数量的填加物来调整。
本实用新型所设计的一种液面控制阀，主要优点是①开闭性能好，由于本实用新型采用了浮力加液压相结合的结构，因此，液压越大，越能发挥其独特的优势，封密越好，不会产生漏液的现象，②由于除掉了杠杆机构，因此使结构简单、紧凑、体积小，长期使用不易损坏，寿命长，③成本低兼，这是由于全部零件可以用塑料铸成，不用金属，特别是可以不用铜等较贵重的材料，同时，机加工也节省费用，④本实用新型，不用杠杆，整个机构不工作时均在一个小圆柱形的筒内，因此，具有美观大方的特点。
以下结合附图，进一步说明本实用新型结构细节
图1是本实用新型所设计的一种液面控制阀正视剖面结构示意图。
由球帽[1]和球体[2]所组成的浮球[3]，打开出液槽的阀门开始下移时，与浮球[3]联接在一起的阀杆[4]，便也开始下移，此时，通过螺帽[11]紧固在阀杆[4]下端的堵塞环(或堵塞锥)[10]便离开了处在阀体[12]上的阀口[9]，因此，阀口[9]被打开，液管中的液体，在液压的作用下，经过阀口[9]与阀杆[4]间的空隙，从阀孔[8]。沿其阀体[4]与浮球[3]之间流进液内槽，但液槽中，由于打开阀门，放出的液量远远大于进入的流量，因此，仍使液面不断下降，浮球也继续下落，浮球盔腔[15]内的液体，也随着浮球的下降，沿其阀体[12]的周围流到液槽内。浮球[3]的下落由于在阀帽[7]上设计有滑孔[6]对阀杆[4]起导向作用，下移时比较平稳。最后，直至液槽中的流体流完时，对浮球没有浮力了，此时，在浮球自身重力的作用下达到最低位置。为了防止浮球重力的冲击，在阀帽[7]与浮球[3]之间的阀杆[4]联接处，绕其阀杆[4]设计有缓冲弹簧[5]，在阀杆[4]与浮球[3]通过螺纹(孔)[16]用螺帽[11]的联接处，加有密封垫[17]，以防液体进入浮球内腔[14]。液管接头[13]用于联接阀体[12]与液管。箭头方向为进液方向。
图2是本实用新型所设计的一种液面控制阀，浮球[3]处于最高位量，阀体[4]上的阀口[7]被堵塞环[10]密封时的正视剖面结构示意图。
由于液槽阀门的关闭，液体在液压的作用下进入液槽，液量不断增加，在浮力作用下，使浮球[3]上升，最后，当堵塞[10]靠近阀口[9]时，由于此处液流的流速加大，在堵塞环的内侧(靠近阀口[10]侧)压力远远小于其外侧(螺帽[11]侧)，因此，堵塞环[10]对阀口[9]产生很大的压力，再加上浮力也对堵塞环[10]又产生向上对阀口[9]的作用力产生非常好的密封效果。其他符号均同
图1。箭头方向为进液方向。
图3是本实用新型所设计的一种液面控制阀，浮球[3]处于最低位置时，正视剖面结构示意图。
此时，液槽中的流体已全部排掉，堵塞环[10]已远远离开了阀口[9]，浮球[3]的重力便缓冲弹簧[5]处于被压缩状态。这时的液流仍由液管经过阀口[9]、阀孔[8]、浮球盔腔[15]而进入液槽内，如果此时关上放液阀门，液位就会再度升高，浮球也随之再度升高，重复图2的过程。图中其他符号均同
图1。箭头指向为进液方向。
图4是本实用新型所设计的浮球的球体[2]的正视剖面结构示图。
它是一个柱形结构，浮球内腔[14]是上开口的环形空腔，浮球盔腔[15]是开口朝下的柱形空腔，在柱形空腔的封头端，设有用于同阀杆[4]相联接的螺纹孔[16]。
图5是图4的俯视结构示意图。符号均同图4。
图6是图4的仰视结构示意图。符号均同图4。
图7是本实用新型所设计的一种液面控制阀的阀体[12]正视剖面结构示意图。
在阀体[12]的内腔设计有阀口[9]及在阀口[9]的上部穿过阀体[12]侧壁，设计有双排供向外部排液用的阀孔[8]，两端的螺纹分别用于与阀帽[7]和液管接头[13]的联接。A-A为向视。
图8是图7的A-A向视图。
位于阀体[12]上的阀孔[8]，每排中的4个阀孔指向4个方向。
图9是本实用新型所设计的一种液面控制阀，阀杆[4]的正视结构示意图。
阀杆[4]是一个圆柱形的细长杆件，在其两个端部均加工一定长度的螺纹。
图10是本实用新型所设计的一种液面控制阀的一个实例示意图。
在一个具有进液管[19]、出(放)液管[20]和阀门[21]的液槽[18]内，盛装着液体，其液体的液面[22]已达到规定的控制要求，此时，已不再从进流管[20]向液槽[18]中进液。在进液管[19]的上端部用液管接头[13]与阀体[12]相联接，浮球[3]，在液体的浮力和来自液管[19]中的液压共同作用下，处于最高的位置，此时，阀体中的阀口已被堵塞环牢牢的密封住。如果这时打开阀门[21]，由于液体的迅速放出，使液面[22]迅速下降，因而使浮球[3]随之下降，浮球[3]的下降，必然会使与它联成一体的阀杆[4]下降，从而也就使堵塞环离开阀口，导致液体由阀口进入阀体[12]，但由于出(放)液管[20]的直径比进液管[19]大许多，故在放液的瞬间，液面仍在继续下降，浮球[3]仍在下移，直至全部液体放完为止，如果此时，再将闸门[21]关闭，液体从进液管[19]中进液不断增加，浮球[3]又会升起，最后当堵塞环封闭阀口时，液面已达到了规定的高度，浮球也就稳定这个位置，使液体不能再进入。如果再打开闸门，又重复上述动作。进液管[19]和出液管[20]中的箭头方向分别是进液和出液方向。
下面是本实用新型的具体实施例实施例1家庭卫生间用冲水箱安设本实用新型液面控制阀，水箱尺寸(单位为mm，下同)为200×400×200，水箱上部为开口，水箱底部靠近一端设有进水管，并使水管垂直于液面，在底部的另一端设有出水管。液面控制阀的浮球[3]外径75，高170，盔腔[15]直径为30，阀体[12]外径25，阀体长，80，阀帽[7]高12，阀杆[4]直径5，阀杆长为150，阀体[12]与进水管用液管接头[13]联接在一起。阀杆[4]与浮球[3]联接是在卸掉球帽[1]后。，将阀杆[4]的一端通过螺纹孔[16]用螺帽[11]固定，并加密封垫[16]，最后通过螺纹将球帽[1]与球体[2]合上密封。水位高度为150，以此为据，再调整阀杆的最大行程50。
当出液管[20]的闸门[21]关闭时，水从进液管[19]中进入水箱，(即液槽)，液槽[18]中的水位(液面)上升，当达到一定的高度时，浮球由于水的浮力开始上升，当达到规定的液面[22]高度时，浮球[3]所带动的阀杆[4]的行程正好为50，此时，堵塞环[10]正好将阀口[9]密封，进水停止。当需要用水箱中的水冲便时，便要打开闸门[21]，此时，水迅速流出，液面的下降，使浮球[3]下降，因此，在液面开始下降时，由于堵塞环[10]开始离开阀口[9]，进水又开始了，但由于放水管的直径远大于进水管的直径，所以进水量很少时，水箱中的水已放完，此时，关闭闸门[21]、出水停止，进水仍在进行，当水量达到一定时，浮球[3]又开始上升，如此，重复前面的过程，达到要求水位后待用，但是，如果冲便用水很少时，可以不等水放完，就可以关闭闸门，可以随时调节水的用量，以达到节约用水的目的，这一点现有技术是无法做到的。
实施例2啤酒罐装机上的装酒罐采用本实用新型所设计的一种液面控制阀，控制液面的高度。
装酒罐尺寸为1500×800(单位mm，下同)，在罐底的中间设计有60的进酒管，在进酒管的上端垂直于液面安设本实用新型所设计的液面控制阀，在进酒罐周围设计有40个直径为8的出酒管，但进酒管的截面总面积要大于出酒管各断面积之总和值，由传送带所带动的在转盘上排列运转的酒瓶与设计在其上方的装酒罐同步转动，并保持出酒管与酒瓶相对应。当出酒管与转盘所传送的酒瓶相对应时，由于，酒瓶位置的上升，使出酒管正好插入酒瓶内，此时，该出酒管上的出酒阀便自动打开，于是，开始向瓶内装酒，随着机器的转动，后面的第二个，第三个……第四十个酒瓶相继传来，也与第二个，第三个……第四十个酒管先后相对应，同时，也先后使酒管插入相应的瓶内，因此，随之第二个，第三个……第四十个出酒阀相继被打开，这样，不断的进行连续装酒，当第一个酒瓶装满时，酒瓶下移，出酒管离开瓶口，此时，出酒阀也随之关闭，随后，酒瓶也离开转盘由传送带传走，之后，第二个、第三个……第四十个酒瓶也如此，装满、关闭出酒阀、传走，然后，完成上过程的出酒管，继续运转，又迎来了由传送带传到转盘上的第四十一个第四十二个……酒瓶，不断重复上面的装酒过程。
这个装酒过程，要求酒罐内的液面，要保持一定的高度和压力，这就要靠浮球的作用来完成。
当因出酒而酒罐内的酒面下降时，浮球[3]下降，此时，阀口[9]被打开，进酒管便开始向酒罐内进酒，酒面回升，又使浮球[3]上升，关闭阀口，又停止向酒罐内进酒，此时，酒罐内的酒仍然向瓶内注入，因此，酒罐内的酒面又开始下降，浮球[3]又开始下降，阀口又再次被打开，进酒又再次开始，这样，不断的产生上述的重复动作，使液面保持稳定的高度，始终保持装酒工序的良好运转。
权利要求1.一种液面控制阀，主要是由球帽[1]、球体[2]组成的浮球[3]和堵塞环[10]及其连接机构所构成，其特征在于，它还包括a)在垂直于水平面的液管(接头)[13]同一条轴线上，设计有其一端通过螺纹装有阀帽[7]，其另一端通过螺纹联接在液管(接头)[13]端头上的圆柱形阀体[12]，其阀体[12]的内腔与液管(接头)[13]的内腔相连通，b)在圆柱形阀体[12]轴线上，通过阀体[12]上的阀口[9]和阀帽[7]上的滑孔[6]，装设有由浮球[3]带动可以沿其轴线上、下垂直滑动的阀杆[4]，它的一端通过螺纹与浮球[3]联接在一起，其另一端，通过螺帽[11]固定有堵塞环(或堵塞锥)[10]，c)堵塞环(或堵塞锥)[10]应当设在阀口[9]进液方向的一侧，d)在浮球[3]与阀杆[4]联接处同阀帽[7]之间，绕其阀杆[4]设计有缓冲弹簧(或垫)[5]，e)在阀杆[4]与浮球[3]的联接处，加有密封垫[17]。
2.根据权利要求1所述的一种液面控制阀，其特征在于，阀体[12]的上部在与阀帽[7]相联接端至阀口[9]段的侧壁，开有多个供出液用的阀孔[8]。
3.根据权利要1或2所述的一种液面控制阀，其特征在于，阀口[9]的直径应大于阀杆[4]的直径，并保证阀口[9]的口径断面积减去阀杆[4]的断面积等于或大于出液管(接头)[13]内腔的断面积，以使进液时能保持足够的流量。
4.根据权利要求1所述的一种液面控制阀，其特征在于，开设在阀帽[7]轴线上的滑孔[6]与阀杆[4]之间是动配合，以保证阀杆[4]在沿其轴线能上下自由运动。
5.根据权利要1或4所述的一种液面控制阀，其特征在于，设在阀帽[7]上起导向作用的滑孔[6]，应有足够的长度，以保证阀杆[4]在上下垂直移动时，不产生摆动。
6.根据权利要求1所述的一种液面控制阀，其特征在于，由球帽[1]和球体[2]所组成的浮球[3]是一个具有浮球内腔[14]和浮球盔腔[15]的圆桶形结构，它与阀杆[4]、阀体[12]及液管(接头)[13]都处在同一个轴线上，浮球[3]可以带动阀杆[4]在浮球盔腔[15]内，沿其轴线相对于阀体[4]作上、下移动。
7.根据权利要求1所述的一种液面控制阀，其特征在于，液槽(箱、罐)[18]中液面的控制高度，可以用阀杆[4]两端的螺纹与螺帽[11]，通过调节阀杆[4]的行程距离及液管(接头)[13]伸进液槽(箱、罐)[18]中的高度来实现。
专利摘要属于机械领域用的一种液面控制阀，主要是由球帽(1)和球体(2)组成的浮球(3)和堵塞环(10)及其连接机构所构成，特点是，它还包括在垂直于液面的液管(接头)(13)同一轴线上，设计有其一端通过螺纹装有阀帽(7)，其另一端通过螺纹联接在液管(接头)端头的圆柱形阀体(12)，在阀体中心线上通过阀口(9)、滑孔(6)装有可沿轴线滑动的其一端与浮球联接，另一端带有堵塞环(锥)(10)的阀杆(4)。优点是①密封性好，②结构紧凑、美观，③使用寿命长，④价格便宜。
文档编号F16K31/18GK2226679SQ9523187
公开日1996年5月8日 申请日期1995年8月1日 优先权日1995年8月1日
发明者曹润弼, 朴炳国 申请人:曹润弼, 朴炳国