一种水力流量控制装置的制作方法

本实用新型涉及给排水技术领域，具体涉及一种水力流量控制装置。

背景技术：

在排水工程中，雨水、污水等待排水体通过地下管网等管道排入处理单元(如污水处理厂等)或自然水体，由于降雨、居民生活规律等因素的影响，待排的雨水、污水等水量时刻发生变化，且有时波动较大，如下暴雨时。这种水量的波动会对排水管网造成较大影响，如管道压力过大等；大量雨水、污水同时排入处理单元也会对处理系统造成较大负荷冲击。

为避免上述问题，在现有的排水管网中，通常设置有流量控制装置，在不同的水量条件下，通过流量控制装置的调节，使得排入管网的水体流量保持恒定，从而可以避免对排水管网、处理系统等造成冲击或影响。

现有技术中，电动流量调节装置是一种常用的流量控制装置，但电动流量调节装置通常存在安装、维护困难，无法做到无人值守，对传感器及设备工作环境要求较高等缺陷；现有技术中公开了一种浮控截流阀(详见中国专利cn106759837a)，由包括浮筒、主板、侧板、闸板、出水口等构成，其中，主板安装在墙体上，使得设置于主板的出水口对应排水通道，侧板垂直固定于主板，主板上设有两压块，闸板设置于两个压块之间，并可以沿压块上下移动，用于封闭所述出水口，闸板通过连杆机构与浮筒相连，连杆机构固定于所述侧板，如图1所示，此浮控截流阀可以根据自身的水位、并通过浮力的作用自动控制闸板上下移动，实现对出水口流量的控制，利用该浮控截流阀可以有效避免电动流量调节装置的诸多弊端；然而，该浮控截流阀还存在一些不足，1、如图1所示，结构不紧凑、体积较大，对安装位置的空间要求较高，尤其是侧板的设置，使得该浮控截流阀在各个方向(包括竖直方向的尺寸、横向尺寸、纵向尺寸)的尺寸都较大，严重影响该浮控截流阀的实用性；2、根据该浮控截流阀的结构，当浮筒向上或向下移动，驱动闸板向下或向上移动的过程中，连杆机构中的第一连杆会对闸板产生垂直于主板的压力分量，导致闸板与主板之间的摩擦力大大增加，使得闸板或设置于闸板上的耐磨板非常容易磨损、使用寿命较短，尤其是当浮筒处理较低位置时，磨损情况最为严重；3、在浮筒向上或向下移动的过程中，连杆机构中的第一连杆会对闸板的压紧力时刻变化，容易出现密封不严的问题，尤其是当浮筒处于较高位置时，磨损后的闸板或耐磨板对出水口的密封效果大大降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改善现有技术中所述浮控截流阀存在的，结构不紧凑、体积较大、容易磨损、闸板所承受的压紧力不均一等问题，提供了一种水力流量控制装置，包括安装板、挡水门、第一连杆、第二连杆以及浮力装置，所述安装板上设置有过水孔和两根滑轨，所述挡水门设置于两根滑轨之间，并与滑轨构成移动副，所述第一连杆的一端铰接于挡水门，另一端铰接于所述第二连杆的一端，第二连杆的另一端与所述浮力装置相连，所述第二连杆固定于所述安装板，并与安装板构成转动副，过水孔位于所述滑轨内或位于所述滑轨的一端，挡水门用于在浮力装置的驱动下控制所述过水孔的开度。通过将第二连杆直接固定在安装板上，使得第一连杆、第二连杆、挡水门以及过水孔所在的平面相互平行，从而使得在挡水门上下移动的过程中，第一连杆对挡水门的作用力均在作用在平行于挡水门的平面内(或称为平行于安装板的平面内)，而在垂直于挡水门的方向上没有应力分量，一方面，可以保证在挡水门上下移动的过程中，挡水门作用在安装板上的压紧力保持均一(即不变)，既有利于挡水门顺畅且平稳的上下移动，又有利于挡水门与安装板之间实现更好的密封效果；另一方面，挡水门作用在安装板上的压力适中、且分布均匀，不会受到第一连杆的影响，故在挡水门相对于安装板上下移动的过程中，二者之间的磨损小，且磨损缓慢(正常磨损速度)，有利于延长使用寿命；此外，在本方案中，装置的结构更加紧凑，且整体体积较小，尤其是在纵向尺寸大大减小，有利于降低对安装位置空间大小的需求，实用性更强。

为进一步增强密封效果，在优选的方案中，还包括密封垫，所述密封垫固定于所述安装板，并包围住所述过水孔。在挡水门的移动过程中，密封垫正好位于挡水门与安装板之间，尤其是在过水孔被挡水门完全封闭的情况下，可以实现更好的密封，防止漏水。

优选的，所述安装板上设置有若干安装孔。安装板是各零部件的安装承载体，安装孔的设置，便于安装板可以通过膨胀螺栓等安装于排水系统的指定位置。

为便于在挡水板处于不同位置时，比较准确的计算过水孔的实时过水面积，在优选的方案中，所述过水孔的应该比较规则，例如，所述过水孔可以优先采用圆孔或方孔。

当本装置的安装位置的液位高度逐渐增加时，所述浮力装置在浮力的作用下，位置不断升高，在浮力装置的驱动下，挡水门的位置逐渐降低，此时，过水孔逐渐被挡水门所遮挡，当液位达到所设定的高度时，过水孔被挡水门完全遮挡，此时，通常需要限制挡水门的继续下移(如果液位继续增加，则挡水门在浮力装置的驱动下还会继续向下移动)，避免被完全封闭的过水孔再次被打开，故在本方案中，还包括用于限制挡水门继续下移的下部挡板，所述下部挡板设置于所述过水孔的下方，并固定于所述安装板；通过在过水孔的下方设置下部挡板，当挡水门移动到最低位置时正好与下部挡板相接触，从而利用下部挡板有效限制挡水门继续向下移动。

在优选的方案中，所述挡水门下边沿为弧形结构。

优选的，所述下部挡板的形状与所述挡水门下边沿的形状相适配。以便挡水门与下部挡板可以更好的配合在一起。

在一种优选的方案中，所述下部挡板包括弧形结构的挡板、及与所述挡板相连的若干加强板，所述加强板分别垂直与所述挡板。该下部挡板的结构简单，加工制造方便，且成本低，而且在使用过程中，还具有较大的刚度。

在优选的方案中，所述浮力装置为一空心体。以便浮力装置可以在浮力的作用下浮在水面上。

优选的，所述浮力装置为圆柱形结构或球形结构或长方体形结构。

进一步的，还包括中心轴，所述中心轴垂直固定于所述安装板，第二连杆固定于所述中心轴，并与中心轴构成转动副。

在一种优选的方案中，所述中心轴为阶梯轴，所述第二连杆通过轴承与中心轴相连。

优选的，用于连接中心轴的连接孔设置于所述第二连杆，或，用于连接中心轴的连接孔设置于一支耳上，所述支耳与所述第二连杆相连。

在优选的方案中，所述滑轨、下部挡板及中心轴分别通过焊接、粘接、螺栓连接等方式固定于所述安装板。

优选的，所述挡水门采用的是双层结构。

一种方案中，所述挡水门包括第一门板和第二门板，所述第一门板与第二门板通过若干支撑板相连，且第一门板与第二门板相互平行，支撑板分别垂直于第一门板和第二门板，所述第一连杆铰接于第一门板。

进一步的，还包括用于封装所述滑轨、第一连杆的封装壳，所述封装壳可拆卸的固定于所述安装板，封装壳的下端设置有用于通过所述挡水门的开口，且开口对应所述过水孔。

优选的，所述第二连杆包括用于连接所述第一连杆的第一段、用于连接所述浮力装置的第二段，其中第一段与第二段通过第三段相连，且第三段分别垂直于第一段和第二端，且用于连接所述中心轴的连接孔设置于所述第三段。

与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种水力流量控制装置，具有以下有益效果：

1、本装置，一方面，可以保证在挡水门上下移动的过程中，挡水门作用在安装板上的压紧力保持均一(即不变)，既有利于挡水门顺畅且平稳的上下移动，又有利于挡水门与安装板之间实现更好的密封效果；另一方面，挡水门作用在安装板上的压力适中、且分布均匀，不会受到第一连杆的影响，故在挡水门相对于安装板上下移动的过程中，二者之间的磨损小，且磨损缓慢，有利于延长使用寿命；此外，在本方案中，装置的结构更加紧凑，且整体体积较小，尤其是在纵向尺寸大大减小，有利于降低对安装位置空间大小的需求，实用性更强。

2、本装置中，通过挡水门与滑轨的配合，可以有效消除滑轨与挡水门之间的安装间隙，使得在挡水门的移动过程中，可以确保挡水门精确的沿滑轨的长度方向移动，既不会出现左右晃动的情况，也不会出现前后(即垂直于安装板的方向)晃动的情况，此外，由于挡水门被完全固定于滑轨，从而使得挡水门与安装板或密封垫之间的距离(或压力大小是确定的)是确定的，进而可以有效避免现有技术中存在的过渡磨损问题。

3、本水力流量控制装置采用水力驱动，无需额外的动力，不产生能耗。

4、本水力流量控制装置无需额外设备提供动力，避免动力装置泄漏、损坏造成的污染。

5、本水力流量控制装置的土建结构简单，土建施工简单

6、本水力流量控制装置结构设计灵活，结构简单，设备安装和维护方便。

7、本水力流量控制装置采用防锈、防腐的金属及非金属材料制成，经久耐用，使用寿命极长。

8、本水力流量控制装置可保证排水流量的恒定，调整至合适的流量后，可保证后端排水管网运行的稳定。在前端水量激增的情况下，装置可自动关闭，防止对后端排水系统的冲击。

9、在前端水量激增的情况下，装置可自动关闭，防止对后端排水系统的冲击。

10、本水力流量控制装置无易损件，故障点少，故障率底。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置的局部结构示意图。

图4为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置中，浮力装置的结构示意图。

图5为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置中，第二连杆的一种结构示意图。

图6为本实用新型实施例1中提供的一种水力流量控制装置中，第二连杆的另一种结构示意图。

图7为本实用新型实施例2中提供的一种水力流量控制装置中，挡水门的结构示意图。

图8为本实用新型实施例2中提供的一种水力流量控制装置中，挡水门处的横截面结构示意图。

图9为本实用新型实施例3中提供的一种水力流量控制装置中，第二连杆的一种结构示意图。

图10为本实用新型实施例3中提供的一种水力流量控制装置的结构示意图。

图中标记说明

安装板101，挡水门102，第一连杆103，第二连杆104，浮力装置105，安装孔106，过水孔107，滑轨108，下部挡板109，中心轴110，密封垫111，连接孔112，支耳113，

挡板201，加强板202，

第一门板301，第二门板302，支撑板303，

第一段401，第二段402，第三段403，

封装壳501。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如背景中所述，现有浮控截流阀通常存在的，结构不紧凑、体积较大、容易磨损、闸板所承受的压紧力不均一等问题，本实施例中提供了一种水力流量控制装置，如图1及图2所示，包括安装板101、挡水门102、第一连杆103、第二连杆104以及浮力装置105，所述安装板101上设置有过水孔107和两根滑轨108，所述挡水门102设置于两根滑轨108之间，并与滑轨108构成移动副，即挡水门102可以相对于滑轨108上下移动；所述第一连杆103的一端铰接于挡水门102，另一端铰接于所述第二连杆104的一端，第二连杆104的另一端与所述浮力装置105相连，所述第二连杆104固定于所述安装板101，并与安装板101构成转动副，即第二连杆104可以相对于与安装板101的连接处转动；过水孔107位于所述滑轨108内或位于所述滑轨108的一端，以便挡水门102在上下移动的过程中可以正好遮挡或部分遮挡过水孔107，挡水门102用于在浮力装置105的驱动下控制所述过水孔107的开度(包括完全开启、部分开启、完全关闭等状态)。通过将第二连杆104直接固定在安装板101上，使得第一连杆103、第二连杆104、挡水门102以及过水孔107所在的平面相互平行，从而使得在挡水门102上下移动的过程中，第一连杆103对挡水门102的作用力均在作用在平行于挡水门102的平面内(或称为平行于安装板101的平面内)，而在垂直于挡水门102的方向上没有应力分量，一方面，可以保证在挡水门102上下移动的过程中，挡水门102作用在安装板101上的压紧力保持均一(即不变)，既有利于挡水门102顺畅且平稳的上下移动，又有利于挡水门102与安装板101之间实现更好的密封效果；另一方面，挡水门102作用在安装板101上的压力适中、且分布均匀，不会受到第一连杆103的影响，故在挡水门102相对于安装板101上下移动的过程中，二者之间的磨损小，且磨损缓慢(通常小于正常的磨损速度，因为长期浸泡在水中)，有利于延长使用寿命；此外，在本方案中，装置的结构更加紧凑，且整体体积较小，尤其是在纵向尺寸大大减小，有利于降低对安装位置空间大小的需求，实用性更强。

可以理解，在本实施例中，所述铰接通常采用转轴与孔的相互配合实现，这里不再赘述。

本水力流量控制装置中的所有部件，均采用采用防锈、防腐的金属(如不锈钢等)及非金属材料制成，经久耐用，使用寿命极长。

为进一步增强密封效果，在优选的方案中，本水力流量控制装置还包括密封垫111，所述密封垫111固定于所述安装板101，并包围住所述过水孔107。在挡水门102的移动过程中，密封垫111正好位于挡水门102与安装板101之间，尤其是在过水孔107被挡水门102完全封闭的情况下，可以实现更好的密封，防止漏水。作为举例，如图2所示，在本实施例中，密封垫111采用的是环状结构的密封垫111，且密封垫111的材质为尼龙或高密度聚乙烯。

如图1或图2所示，在优选的方案中，所述安装板101上设置有若干安装孔106。安装板101是各零部件的安装承载体，安装孔106的设置，便于安装板101可以通过膨胀螺栓等安装于排水系统的指定位置。

为便于在挡水板处于不同位置时，比较准确的计算过水孔107的实时过水面积，在优选的方案中，所述过水孔107的应该比较规则，例如，所述过水孔107可以优先采用圆孔或方孔。作为举例，如图2所示，在本实施例红中，过水孔107采用的是圆孔。

当本装置安装位置的液位高度逐渐增加时，所述浮力装置105在浮力的作用下，位置不断升高，在浮力装置105的驱动下，挡水门102的位置逐渐降低，此时，过水孔107逐渐被挡水门102所遮挡，当液位达到所设定的高度时，过水孔107被挡水门102完全遮挡，此时，通常需要限制挡水门102的继续下移(如果液位继续增加，则挡水门102在浮力装置105的驱动下还会继续向下移动)，为避免被完全封闭的过水孔107再次被打开，故在本方案中，还包括用于限制挡水门102继续下移的下部挡板109，所述下部挡板109设置于所述过水孔107的下方，并固定于所述安装板101；通过在过水孔107的下方设置下部挡板109，当挡水门102移动到最低位置时正好与下部挡板109相接触，从而利用下部挡板109有效限制挡水门102继续向下移动；可以理解，当水位交底或浮力装置105运动到最低位时，可以直接与地面相接触，所以可以用于设置限制浮力装置105向下移动的限位部件。

为与过水孔107的形状相适配，在优选的方案中，所述挡水门102下边沿为弧形结构。

在优选的方案中，所述下部挡板109的形状与所述挡水门102下边沿的形状相适配。以便挡水门102与下部挡板109可以更好的配合在一起。

如图1或图3所示，在一种优选的方案中，所述下部挡板109包括弧形结构的挡板201、及与所述挡板201相连的若干加强板202，所述加强板202分别垂直与所述挡板201。该下部挡板109的结构简单，加工制造方便，且成本低，而且在使用过程中，还具有较大的刚度。

在在优选的方案中，所述浮力装置105为一空心体。以便浮力装置105可以在浮力的作用下浮在水面上。优选的，所述浮力装置105为圆柱形结构或球形结构或长方体形结构；作为举例，如图4所示，在本实施例中，所述浮力装置105采用的是圆柱形结构的浮筒；第二连杆104采用焊接的方式与所述浮筒相连，且第二连杆104连接于浮筒一端的侧壁。

在优选的方案中，还包括中心轴110，所述中心轴110垂直固定于所述安装板101，第二连杆104固定于所述中心轴110，并与中心轴110构成转动副。在进一步的优选方案中，所述中心轴110为阶梯轴，所述第二连杆104通过轴承与中心轴110相连，作为举例，在一种实施方式中，中心轴110为包括两个阶梯(即包括横截面不同的三段轴)的阶梯轴，其中，中心轴110上横截面较大的一端固定于安装板101，轴承的内圈固定于横截面排第二的轴段上，轴承的外圈固定于第二连杆104上的连接孔112，横截面最小的轴段上设置用于锁紧轴承的轴端盖等。

在本实施例中，如图1及图5所示，用于连接中心轴110的连接孔112设置于第二连杆104上，或如图6所示，用于连接中心轴110的连接孔112设置于一支耳113上，所述支耳113与所述第二连杆104相连，在浮力装置105上下移动时，第二连杆104绕中心轴110的中心轴110线转动。

在优选的方案中，所述滑轨108、下部挡板109及中心轴110分别通过焊接、粘接、螺栓连接等方式固定于所述安装板101。作为举例，在本实施例中，所述滑轨108、下部挡板109及中心轴110分别采用焊接的方式固定于安装板101。

如图2所示，当本装置前端的水位较低时，浮力装置105靠自身重力处于低处，挡水门102受第一连杆103和第二连杆104的拉动处于上端位置，此时挡水门102处于开启状态，排出介质(即水)可通过安装板101上的过水孔107流出。通过图2表明，在本实施例中，挡水门102相对于中心轴110的转矩小于浮力装置105相对于中心轴110的转矩。

如图1所示，当本装置前端的水量增大，水位上升时，浮力装置105会受到大于自身重力的浮力向上运动，随着浮力装置105的上升，第二连杆104围绕中心轴110转动，推动第一连杆103及挡水门102向下运动，挡水门102逐渐遮挡过水孔107，当浮力装置105运动至最高位置时，挡水门102完全遮挡过水孔107，本装置处于完全关闭的截流状态。

在浮力装置105、第二连杆104、第一连杆103及挡水门102运动的过程中，由滑轨108形成的轨道限制了挡水门102的左右晃动，在装置处于关闭状态时，密封垫111与挡水门102的接触面形成密封作用，防止泄漏。作为举例，在本实施例中，滑轨108的横截面可以为l形结构。以便将挡水门102限制在滑轨108与安装板101之间。

装置在开启与关闭状态转换的过程中，由浮力装置105控制的挡水门102上下移动，同时由于挡水门102的特殊曲线，使得过水孔107的过水面积精确变化，保证在装置前端液位不断变化的条件下，过水孔107的出水流量保持一致。

实施例2

本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例所提供的水力流量控制装置中，所述挡水门102采用的是双层结构，双层结构的挡水门102强度更好，能承受比较高水位下的压力，如图7所示，作为举例，挡水门102包括第一门板301和第二门板302，所述第一门板301与第二门板302通过若干支撑板303相连，且第一门板301与第二门板302相互平行，支撑板303分别垂直于第一门板301和第二门板302，所述第一连杆103铰接于第一门板301。

如图8所示，在安装时，第一门板301设置于所述滑轨108与安装板101之间，第一门板301设置于滑轨108的上端，从而使得滑轨108正好卡在第一门板301与第二门板302之间，可以有效消除滑轨108与挡水门102之间的安装间隙，使得在挡水门102的移动过程中，可以确保挡水门102精确的沿滑轨108的长度方向移动，既不会出现左右晃动的情况，也不会出现前后(即垂直于安装板101的方向)晃动的情况，此外，由于挡水门102被完全固定于滑轨108，从而使得挡水门102与安装板101或密封垫111之间的距离(或压力大小是确定的)是确定的，进而可以有效避免现有技术中存在的过渡磨损问题。

实施例3

本实施例3与上述实施例2的主要区别在于，本实施例所提供的水力流量控制装置，还包括用于封装所述滑轨108、第一连杆103的封装壳501，所述封装壳501可拆卸的固定于所述安装板101，封装壳501的设置可以有效避免周围环境中的异物干扰本装置的正常运行，例如，可以有效防止水中所携带的条状异物，如树枝等，卡住第一连杆103。

为便于封装壳501更好的安装，作为举例，如图10所示，在本实施例中，封装壳501采用螺栓固定于安装板101，封装壳501的下端设置有开口，且开口对应所述过水孔107，所述挡水门102可以通过所述开口延伸出封装壳501，实现对过水孔107的过水面积的调节；为使本装置的结构更加紧凑，在进一步的方案中，所述第二连杆104包括用于连接所述第一连杆103的第一段401、用于连接所述浮力装置105的第二段402，其中第一段401与第二段402通过第三段403相连，第三段403分别垂直于第一段401和第二端，且用于连接所述中心轴110的连接孔112设置于所述第三段403，如图9所示，当第一段401与第二端的夹角为180度时，第二连杆104为z形结构，从而使得第二连杆104的第一段401可以封装在封装壳501内，第三段403与中心轴110相连，第二段402可以露在封装壳501外，如图10所示，并与浮力装置105相连，从而有利于本水力流量控制装置的结构更加紧凑；可以理解，第一段401与第二端之间的夹角，可以根据实际需求而定，这里不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。