专利名称：水压机流量平衡调节装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种水压机流量平衡调节装置，特别是指一种使用在压力开关控制式衡压水压机的水压机流量平衡调节装置。
按，目前一般的大楼及其他公共场所的供水系统为了维持供水管路的水压稳定，且使得建筑物内各处皆可维持适当的水压，因此通常会在供水管路上设置用以稳定水压的水压机。而用以控制稳压用水压机的控制系统，依其构造主要可分为机械式的压差式水压机，及使用变频马达控制的变频式恒压式水压机。
其中变频式的恒压水压机使用可改变转速的变频式马达驱动加压泵，搭配一个变频器控制马达的转速。变频器可受一个水压感测器控制，而改变该变频马达的转速。其运作方式。是由水压感测装置感测供水管路的压力，当管路压力低时，可控制马达以较高的转速运转，而当水压接近供水管路的水压上限时，便降低马达的转速，而当水压超过压力上限时，便控制马达停止进转。因此当供水管路的用水量大时，管路的压力下降幅度较大，此时变频器便可以控制马达以较高的转速运转，将泵的出水量提升，使供水管路的压力上升；而当供水管路的用水量小时，则供水管路的压力下降幅度较小，此时变频器便可以控制马达以较低的转速运转，使得泵的出水量减少，使供水管路的压力不会快速上升。
变频式恒压水压机的优点是可以箱由变频器控制加压马达的转速，使得泵的出水量可以与供水管路的用水量配合，因此可以精确地控制马达的转速，而避免马达启动后，供水管路压力快速上升，而使得马达急速启动后又立刻停止的情形，因此可以使水压机马达平顺地运转，且马达的运转效率提升，节省能源。
然而变频式恒压水压机必须采用构造复杂的变频式马达，且变频控制器的成本相当昂贵，因此该种变频式水压机的售价相当高昂，且其维修保养的成本也相当高。而且变频器使用时会产生高热，因此水压机的控制组必须设置适当的散热系统，且使用时常常会因为过热而使得变频器烧毁，由于以上原因，习用的变频式恒压水压机的成本昂贵，且维修保养不易，因此变频式水压机通常仅能够在大型的供水系统使用。
另一种机械式压差式水压机则是使用一个压力开关控制马达的启动与停止，该马达使用固定转速的马达，而该压力开关是可设定一压力上限与一压力下限，当供水管路的水压低于压力下限时，便启动马达带动泵加压；而当管路压力高于压力上限时，便控制马达停止运转，直到供水管路的压力因为管路用水消耗而使得水压降低到压力下限以后，才又再重新启动马达加压。另外，为了延迟供水管路压力上升与下降的速度，该供水管路通常会在水压机的出口设置一储压筒，该储压筒内部是可盛装空气或是弹性膜片，其可储存水压，当水压机启动加压时，水流进入到储压筒内，而当水压机停止运转后，则可由储压筒的空气压力或膜片的压力将水流注入到供水管路中，以缓和供水管路压力下降的速度。
该种机械压差式水压机因为使用的马达构造及控制系统较为简单，因此整体构造也较为简单，且成本相对低廉，操作维修工作也较为容易，然而其使用的马达是以固定转速运转，因此当压力开关控制该水压机的马达启动后，水压机的泵便只能够以最大的出水量供水，因此不论供水管路的用水量如何，水压机的泵的出水量皆维持固定的流量。
而水压机为了要能够符合供水管路在用水尖峰时刻的流量，因此其使用的泵的出水量必须要能够符合尖峰用水状况的流量，才能够提供足够的出水流量。然而，当供水管路在用水低峰时段时，供水管路的用水量虽然减小，但是水压机马达仍然只能够以全速运转，因此使得泵的出水量远高于供水管路的用水需求量，当水压机启动后，短时间内供水管路的压力便会上升超过压力开关所设定的压力上限，水压机马达启动后，在短时间内便会立刻停止，因此使得马达的启动与停止动作变得相当频繁。
而马达在运转时，最耗电的时刻便是启动的一瞬间，因此马达频繁地启动与停止便会造成相当严重的电力消耗。而且在供水管路低用水状态下，水压机的马达仍然以全速运转，使得水压机马达仍然维持高用水状态的高耗电状态，因此进成了不小的能源消耗。而且更严重的是在低用水状态下，水压机泵的出水流量远高于供水管路的用水量，水压机泵的出口管路会造成严重的压力反压，使得水压机泵的运转负荷更为加重，水压机马达电力消耗的情形也非常严重。
由于以上的原因，习用的水压机稳压装置使用上存有相当多的缺点，而有改进的必要，本发明人有鉴于此，乃苦思细索，积极研究，加以多年从事相关产品研发的经验，并经不断试验及改良，终于发展出本发明。
本发明的主要目的在于提供一种可以避免水压机急速启动停止，减少能源消耗的情形的水压机流量平衡调节装置。
本发明的另一目的在于提供一种可以使得水压机的出水量与供水管路的用水状态配合，以避兔水压机出水量大于用水量，造成能源消耗的水压机流量平衡调节装置。
本发明的又一目的在于提供一种可以搭配机械式压差式水压机使用，而使得机械式压差式水压机能够发挥与变频式水压机接近功效的水压机流量平衡调节装置。
一种水压机流量平衡调节装置，包括一控制阀，装于一水压机的进水管路上，该控制阀具有一供该水压机的进水管的水流通过的水流通道；一控制阀片，上下滑动地设置于该控制阀内部，该控制阀片具有一扁平状的阀舌，并且其顶端具有一方形截面的活塞构件；该控制阀片移动到最底端位置时，将该水流通道完全遮蔽，当其移动到最上方位置时，使该水流通道成为开放状态；一容纳室，设置在该控制阀的内部，供该控制阀片的阀舌滑动地套设于其中，其顶端具有一缸体，供该活塞构件套合于其中；二弹性元件，设置于该控制阀片的二侧；及二螺栓，设置于该控制阀片二侧，且供前述弹性元件套合于其上；二容纳槽，设置于该控制阀的容纳室的二侧，容纳前述弹性元件与螺栓；该二弹性元件的顶端与该螺栓卡合，而其底端与该二容纳槽的底端卡合；一水压入口，设置于该控制阀顶端，与该缸体连通；该水压入口藕由一连接管与该水压机的出口管路连接，将该水压机的出口管路的水压导引进入该缸体内部；通过以上元件的组合，可由该水压机的出口管路水压推动该控制阀片，且由该水压与弹性元件的弹力相互作用，而使得该控制阀片的高度位置改变，使该水流通道受到该控制阀片的阀舌遮蔽的程度改变，而使得该水流通道的流量改变。
如上所述的水压机流量平衡调节装置，该控制阀片的活塞构件的顶端设置有一密封构件，与该缸体的内侧壁面密合。
如上所述的水压机流量平衡调节装置，该控制阀片于该阀舌底端设置有一缺口，以使该阀舌与该水流流道密合时，保留有一供水流通过的缝隙。
应用本发明提供的一种水压机流量平衡调节装置，能够使用机械式压差式水压机，使得机械式压差式水压机能够发挥与变频式水压机接近功效；并使得水压机的出水量与供水管路的用水状态配合，以避兔水压机出水量大于用水量，造成能源消耗；而且避免水压机急速启动停止，减少能源消耗。
本发明为达成上述及其他目的，其所采用的技术手段、元件及其功效用较佳实施例配合相关图式详细说明如下。
图式说明
图1为本发明的水压机流量平衡调节装置设置于一水压机供水系统的具体实施例的构造示意图。图2为本发明所使用的控制阀的组合剖面图。图3为本发明的控制阀的控制阀片受水压推动向下位移的动作示意图。图4为本发明的控制阀沿图2的1-1线所取的剖面图。图5为本发明的控制阀沿图2的2-2线所取的剖面图。图号说明10 控制阀 11 水流通道12、13 块状体 14 容纳室15 缸体17 水压入口18 容纳槽 19 卡合部20 水压机 21 进口管路22 出口管路23 连接管24 压力开关25 储压筒30 控制阀片31 活塞构件32 阀舌33 螺栓34 凸缘35 垫圈36 密封构件40 弹性元件如图1及图2所示，本发明的水压机流量平衡调节装置，其中包括一控制阀10，装于一水压机20的进口管路21之上(如图1所示)；及一连接管23，从该水压机的出口管路22连接到该控制阀10，用以将水压机20的出口管路22的水压导引进入该控制阀10之中；以及一压力开关24，设置在该出口管路22之上，用以感测该出口管路22的水压，并可控制该水压机20的启动与停止；以及一储压筒25，设置在该出口管路22之上，用以储存该出口管路22的水压。该控制阀10内部具有一控制阀片30，该控制阀片30可受该出口管路22的水压推动，而产生垂直方向的位移，藉此改变该控制阀10的流量，而使得该水压机20的进水管路21的流量改变，赖以使得该水压机20在不同用水状态下，具有不同的出水量(容后再述)。
该控制阀10内部的下方具有一个水流通道11；及一控制阀片30，可垂直滑动地装置于该控制阀10之中，该控制阀片30的底端是可插入到该水流通道11之中，且如图3所示，当该控制阀片30向下降低到最低位置时，可与该水流通道11周围的内侧壁面相互接触，而将该水流通道11适当遮蔽住。以及至少一弹性元件40，设置在该控制阀片30的两侧边，该两弹性元件40可将该控制阀片30向上顶推，而使得该控制阀片30在水压机未动作时，可保持在其活动行程的最上端，而使得水流通道11成为开放状态。
如图2所示，该控制阀片30的形状是为一个扁平的板状体，其中央的上端具有一个活塞构件31，而其顶端具有一个阀舌32，该阀舌32的宽度大于活塞构件31的宽度。该阀舌32底端的二侧分别设置有一个固定螺栓33，用以供前述的弹性元件40套设于其上。该二固定螺栓的底端锁附于该阀舌32的顶端，而其顶端具有一个直径大于该弹性元件40的凸缘34。该二弹性元件40套设于该二螺栓33之上，且其顶端抵压于该凸缘34的下方，而其底端抵压于一个垫圈35之上。该垫圈35可滑动地套设于该螺栓33之上。
如图2及图4所示，该控制阀10由前后二个块状体12、13所组成，该二块状体12、13由若干螺丝相对锁合在一起。如图2及图3所示，该控制阀10中的一个块状体13之上设置用以容纳前述控制阀片30的容纳室14，用以供该控制阀片30可活动地装置在该控制阀10之中。该容纳室14呈扁平状而能够容纳该控制阀片30的阀舌32，且其顶端具有一个形状可与该控制阀片30的活塞构件31相互配合的缸体15。该活塞构件31可滑动地套设于该缸体15之中。且其顶端设置有一个密封构件36，该密封构件36固设于活塞构件31顶部，概呈长方形的软质胶体，其周边与缸体15的壁面密合。该控制阀10的顶端设置有一个水压入口17，该水压入口17藕由连接管23与水压机的出口管路22连接(如图1所示)，而将水压机的出口水压导引进入该控制阀10内部的缸体15之中，而使得该活塞构件31可以被水压推动而向下移动。
此外，如图2及图5所示，该块体13于缸体15的二侧分别设有一容纳槽18，用以容纳前述的弹性元件40与螺栓33。该二容纳槽18的直径与长度大于该二弹性元件40与螺栓33的宽度与长度，且其底端具有一个卡合部19，该卡合部19可以供前述垫圈35卡合于其上，而使得该弹性元件40的底端被该卡合部19卡合，而受到抵压，因此当该控制阀片30向下移动时，该二弹性元件40可受到压缩。
如图3所示，该控制阀片30可以受到该水压机的出口管路22的水压椎动，而朝向下方移动，而此时该弹性元件40可受到压缩。由于弹性元件40的作用力是将控制阀片30向上推顶，因此使得该水压机的出口管路22的水压推动该控制阀片30向下移动时，必须克服该弹性元件40的弹力且当水压越大时，可推动该控制阀片30产生的位移也随之加大，反之，当水压减低时，该弹性元件40的弹力可将该控制阀片30向上推动。
藉由该出口管路22的水压与弹性元件40的弹力相互作用，可使得该控制阀片30在不同水压状态下，位移到不同的高度位置，而当该控制阀片30的高度位置改变时，该水流通道11受该控制阀片30的阀舌32遮蔽的程度也随之改变，因此使得通过该水流通道11的水流流量改变。
本发明在供水管路压力上升时，该控制阀片30可受水压推动下移，而缩小可通过该控制阀10的水流通道11的水流的流量，而当出口管路22的压力下降时，则该控制阀片30可受弹性元件40推动上移，而使得水流通道11开放的程度增加。因此使得水流流量增加。
当出口管路22处于低用水状态时，该水压机20的出水量大于供水管路的用水量时，会使得出口管路22的压力上升，而此时该控制阀片30亦随着水压的增加，而逐渐向下移动，使得水压机20的进口管路21的水流量减少，因此使得通过水压机20的泵输出的水量减少，水压机20的出水量也随之减少；反之，当供水管路用水量大，而使得出口管路22的压力降低时，则该控制阀片30可位移到较上方的位置，因此使得通过水流通道11的水流量增加，而使得水压机20的进口管路21的水流量增加，而使得水压机20的出水量增加。
由该控制阀10可以使得水压机20启动后，其出水量可以与供水管路的用水状态相互配合，当供水管路处于低用水状态时，水压机20的出水量可随之缩小，因此可避免水压机启动后，出口管路22的压力急速上升的情形，而能够延长水压机20启动后运转的时间，并避免水压机20启动停止频繁的情形，而达到节省水压机20的能量消耗的目的。同时，在水压机低用水状态时，通过水压机20的泵的轮叶的水量也随之减少，使得水压机20的负荷量减轻，而更能够达到节省水压机能源消耗的目的。
权利要求
1.一种水压机流量平衡调节装置，其特征在于，包括一控制阀，装于一水压机的进水管路上，该控制阀具有一供该水压机的进水管的水流通过的水流通道；一控制阀片，上下滑动地设置于该控制阀内部，该控制阀片具有一扁平状的阀舌，并且其顶端具有一方形截面的活塞构件；该控制阀片移动到最底端位置时，将该水流通道完全遮蔽，当其移动到最上方位置时，使该水流通道成为开放状态；一容纳室，设置在该控制阀的内部，供该控制阀片的阀舌滑动地套设于其中，其顶端具有一缸体，供该活塞构件套合于其中；二弹性元件，设置于该控制阀片的二侧；及二螺栓，设置于该控制阀片二侧，且供前述弹性元件套合于其上；二容纳槽，设置于该控制阀的容纳室的二侧，容纳前述弹性元件与螺栓；该二弹性元件的顶端与该螺栓卡合，而其底端与该二容纳槽的底端卡合；一水压入口，设置于该控制阀顶端，与该缸体连通；该水压入口藕由一连接管与该水压机的出口管路连接，将该水压机的出口管路的水压导引进入该缸体内部。
2.如权利要求1所述的水压机流量平衡调节装置，其特征在于，该控制阀片的活塞构件的顶端设置有一密封构件，与该缸体的内侧壁面密合。
3.如权利要求1所述的水压机流量平衡调节装置，其特征在于，该控制阀片于该阀舌底端设置有一缺口，以使该阀舌与该水流流道密合时，保留有一供水流通过的缝隙。
全文摘要
本发明是水压机流量平衡调节装置，包括控制阀，装于水压机的进水管之上，内部具有方形的容纳室，容纳控制阀片；容纳室顶端有缸体，阀片顶端具有活塞构件，套设在缸体内；控制阀与水压机的出口管路连接，将出口管路的水压导入缸体内；二弹性元件，设置在控制阀片两侧，于控制阀片向下位移时受到压缩，并推动控制阀片向上移动；以上元件的组合，由出口管路水压与弹性元件的弹力相互作用，控制阀片的高度位置改变。
文档编号F16K3/02GK1391048SQ0111595
公开日2003年1月15日 申请日期2001年6月8日 优先权日2001年6月8日
发明者沈锝桓 申请人:沈锝桓