专利名称：气动型节能活塞平衡式水泵控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气动型节能活塞平衡式水泵控制阀。
背景技术：
在给水排水系统的流体管网中，离心式水泵的运行特性要求关闭水泵出水口后的阀门实现零流量启动，停泵时水泵的最高反转速度不得大于水泵额定转速的1.2倍，超过额定转速的时间不得多于2min，并且水泵的启动和停止不得给管道系统造成水锤冲击。为了实现上述三个要求，常见的情况是，在水泵的出水口处采用称为“水泵控制阀”的阀门。现有的水泵控制阀结构如图1所示，它由阀体01、阀盖02、阀座03和一个类似倒T形的伸缩件04构成，再倒T形伸缩件04底部设置有下压盖05，下压盖底部圆周边缘设有密封圈06， 阀座03设于阀体01内，关闭时，倒T形伸缩件04压向阀座03，直到下压盖05上的密封圈 06压住阀座03。这种结构的水泵控制阀在开启时，由于倒T形造型的存在，导致开启时， 倒T形伸缩件04受到很大的下压力阻力，而关闭时，会受到水泵驱动流体时产生的压力阻碍，关闭也需要克服巨大的阻力，所以无论是开启还是关闭，都非常耗能。这种水泵控制阀关闭时，不能实现先快速后慢速的要求，关闭太快会导致产生水锤，关闭太慢会导致介质倒流，致使停泵时水泵的最高反转速度大于水泵额定转速的1.2倍，超过额定转速的时间多于aiiin。并且这种水泵控制阀的流阻大，压力损失大，现有的水泵控制阀由于结构缺陷，其杆体的强度不大，倒T形伸缩件只有两个状态，要么完全打开，要么完全关闭，不能在其运动轨迹上随意停留，不能实现流量调节。另外当水泵控制阀的前后没有压力差时，或压力差过小时，阀门不能关闭。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种启闭阻力小、流体通过时压力损失小，节能环保的气动型节能活塞平衡式水泵控制阀。本发明的发明目的可以通过以下的技术方案来实现气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，包括有阀体、下压盖，下密封圈、下阀座、阀盖、阀轴和控制阀轴轴向伸缩运动的装置，阀盖盖于阀体上并且阀盖向阀体内伸进一段盖体，阀轴从外活动插进阀盖内，下压盖安装在阀体内并设置在阀轴的末端，下阀座安装在阀体内腔的通道上，下密封圈设于下压盖底部外圆周上，在阀盖上活动滑套有套筒，套筒与阀盖盖体配合密封，套筒的一端与下压盖密封连接在一起，在下压盖上设有贯通流道与套筒内腔的通孔。控制阀轴轴作伸缩运动的装置为气动缸，气动缸安装在阀盖上，气动缸的主活塞与阀轴固定连接在一起，气动缸缸体内主活塞两侧的腔室分别与气动控制系统连接。在主活塞朝阀体的一侧延伸有缓冲活塞，相应地在气动缸缸体朝阀体一端壁体上设有供缓冲活塞插进的扩孔段。气动控制系统内设置有控制主活塞两侧腔室进出气的二位五通电磁阀。在下压盖的底部设有导向环。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果阀门的启闭时的阻力非常小，从而只需很小的力就能开关阀门，节约开关阀门所需的能量，节能环保，下压盖起到导流的作用，防止下压盖下方的穹腔内产生涡流，避免因涡流的存在引致流体压力损失。
图1为现有技术水泵控制阀的剖视结构图；图2为发明气动型节能活塞平衡式水泵控制阀关闭状态的结构图；图3为图2中A部分的放大图；图4为图2中B部分的放大图；图5为图2中C部分的放大图；图6为本发明气动型节能活塞平衡式水泵控制阀开启状态的结构图；图7为图6中A部分的放大图；图8为图6中B部分的放大图；图9为图6中C部分的放大图。
具体实施例方式下面结合附图对本实用专利作进一步说明。本实施例的气动型节能主活塞平衡式水泵控制阀，包括有阀体1、下压盖2，下密封圈3、下阀座4、阀盖5、阀轴6和控制阀轴6轴向伸缩运动的装置，阀盖5盖于阀体1上并且阀盖5向阀体1内伸进一段盖体如，阀轴6从外活动插进阀盖5内，下压盖2安装在阀体1内并设置在阀轴6的末端，下阀座4安装在阀体内腔的通道上，下密封圈3设于下压盖 2底部外圆周上，在阀盖5上活动滑套有套筒7，套筒7与阀盖5盖体配合密封，套筒7的一端与下压盖2密封连接在一起，这里的下压盖2可起到导流的作用，防止下方穹腔内产生涡流，避免造成流体压力损失，在套筒7上插于阀盖5内的一端外侧壁上设有上阀座8，阀盖 5的底部内壁处设有上密封圈9，在下压盖2上设有贯通流道与套筒内腔71的通孔10，当驱动下压盖2压向下阀座4时，套筒7随着下压盖2的运动被从阀盖5内拉出，流体会经通孔10进入套筒内腔71，随着下压盖2的下压，套筒内腔71容积逐步增大，直到下压盖2的下密封圈3压住下阀座4，上阀座8压住阀盖5内的上密封圈9，这时，真正起到阻隔流体流动的部件为套筒7的侧壁，而下压盖2上升和下压的过程中，套筒7侧壁要克服的阻力非常小，令到阀门启闭所需动力非常小。在下压盖2的底部设有导向环11。控制阀轴6轴作伸缩运动的装置为气动缸12，气动缸12安装在阀盖5上，气动缸 12的主活塞13与阀轴6固定连接在一起，气动缸12缸体内主活塞13两侧的腔室14、15分别与气动控制系统连接，在主活塞13朝阀体1的一侧延伸有缓冲活塞16，相应地在气动缸缸体靠近阀体1 一端壁体上设有供缓冲活塞16插进的扩孔段17。气动控制系统由第一排气管18、进气管19、第二排气管20、第一针形截止阀21、第二针形截止阀22、第三针形截止阀23、二位五通电磁阀M和单向阀25构成，第一排气管18、进气管19、第二排气管20连接在两位五通电磁阀M的一端，两位五通电磁阀M的另一端引出两路，分别与气动缸缸体内主活塞13两侧腔室14、15连接，第一排气管18与两位五通电磁阀M之间设置第一针形截止阀21，第二排气管20与两位五通电磁阀M之间设置第二针形截止阀22，气动缸12靠近阀体1 一侧的腔室14与扩孔段17的底部之间设有两管路连接，第一管路沈设有第三针形截止阀23，第二管路27与两位五通电磁阀M连接并且在通往气动缸12靠近阀体1 一侧腔室14的管路上设有单向阀25，这里的两路管路都是为了使缓冲活塞16能实现升降。采用活塞式驱动，压缩空气作为驱动介质，阀门前后压差为零时也能进行开启和关闭动作，阀门关闭时可作先快速，再慢速两阶段关闭，开启和关闭的速度可以调整，以防止水锤的产生和水泵倒转速度超过要求。如果活塞驱动介质采用清水，相对来说，水具有不可压缩性，对活塞的驱动作用就相对较缓慢，达不到快速关闭的要求。而活塞驱动介质采用压缩空气，因为空气具有可压缩性(即弹性)，因此对活塞的驱动作用就能做到快速关闭。 另外，采用压缩空气作为驱动介质，可以不污染环境，不受气候环境温度的影响。而水在寒冷气候下会结冰，会影响水泵控制阀的正常工作。由于采用了外来压缩空气作为动力源，当阀门前后压差很小或者为零时也能依靠压缩空气的弹性势能进行开启和关闭动作，从而不被为传统型水泵控制阀开启和关闭需要前后压力差的束缚。另外可以控制下压盖2处于阀体1内的任何位置，从而起到流量调节功能，活塞式驱动可以保证阀门下压盖2的开启高度大于阀门公称尺寸的1/4，即下压盖2的开启帘面积大于阀门公称尺寸管道的截面积，从而保证了阀门的过流截面积大于相应公称尺寸管道的截面积，减少流经阀门的流体的压力损失。阀门采用平衡原理，即利用套筒7的作用，阀门关闭时，流体通过下压盖2上的通孔10充满套筒内腔71，此时介质作用在套筒7和阀盖5的径上合力等于零，而作用在下压盖2上、下腔的合力接近为零，压力流体作用在启闭件上的轴向力相互平衡，从而使阀门的开启和关闭力非常小，阀门开启和关闭时所需做的功非常小，只相当于传统型水力控制阀的 1/25 1/15。采用在启闭件的底部设置下压盖2作为导流板，排除下压盖2下方的穹腔内产生漩涡造成的压力损失，提高阀门的抗汽蚀性能。采用短齿式导向环11进行入座导向，下阀座4内无任何障碍物阻碍介质流动，改变了传统的导向架导向脚过长、或需在下阀座4上设横梁支架以滑轴导向，这种结构方式流阻大、压力损失大的缺点。采用两位五通电磁阀M进行活塞驱动的换向控制，实现了阀门与水泵的联动控制，水泵意外断电时，电磁阀换向，实现了阀门自动关闭，使阀门具有止回功能。采用双主活塞(即气缸主活塞13和缓冲活塞16)工作，在关闭的前段利用主活塞 13推动阀轴6，而关闭的后段再增加多一个缓冲活塞16进一步稳定阀轴6的运动，从而实现了阀门关闭时可作先快速，再慢速两阶段关闭。并且通过对控制管路上的针形截止阀21、 22、23和进行调整，可实现阀门开启和关闭速度的快慢调整，满足水泵启闭时不同工况的要求。通过活塞缸内进出气量的控制实现了阀门的流量调节功能。本发明设计新颖，结构巧妙，功能齐全，采用平衡原理，气体活塞式驱动，与现有结构的水泵控制阀相比较，所需的启闭操作力只是现有结构水泵控制阀的1/25 1/15，并且水力损失非常小，是现有水泵控制阀的1/10，具有特别显著的节能效果，如果推广应用，将会取得极好的经济效益和社会效益以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
权利要求
1.气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，包括有阀体、下压盖，下密封圈、下阀座、阀盖、 阀轴和控制阀轴轴向伸缩运动的装置，阀盖盖于阀体上并且阀盖向阀体内伸进一段盖体， 阀轴从外活动插进阀盖内，下压盖安装在阀体内并设置在阀轴的末端，下阀座安装在阀体内腔的通道上，下密封圈设于下压盖底部外圆周上，其特征在于在阀盖上活动滑套有套筒，套筒与阀盖盖体配合密封，套筒的一端与下压盖密封连接在一起，在下压盖上设有贯通流道与套筒内腔的通孔。
2.根据权利要求1所述的气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，其特征在于控制阀轴轴作伸缩运动的装置为气动缸，气动缸安装在阀盖上，气动缸的主活塞与阀轴固定连接在一起，气动缸缸体内主活塞两侧的腔室分别与气动控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，其特征在于在主活塞朝阀体的一侧延伸有缓冲活塞，相应地在气动缸缸体朝阀体一端壁体上设有供缓冲活塞插进的扩孔段。
4.根据权利要求2所述的气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，其特征在于气动控制系统内设置有控制主活塞两侧腔室进出气的二位五通电磁阀。
5.根据权利要求1所述的气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，其特征在于在下压盖的底部设有导向环。
全文摘要
本发明公开一种气动型节能活塞平衡式水泵控制阀，包括有阀体、下压盖，下密封圈、下阀座、阀盖、阀轴和控制阀轴轴向伸缩运动的装置，阀盖盖于阀体上并且阀盖向阀体内伸进一段盖体，阀轴从外活动插进阀盖内，下压盖安装在阀体内并设置在阀轴的末端，下阀座安装在阀体内腔的通道上，下密封圈设于下压盖底部外圆周上，在阀盖上活动滑套有套筒，套筒与阀盖盖体配合密封，套筒的一端与下压盖密封连接在一起，在下压盖上设有贯通流道与套筒内腔的通孔，有益效果阀门的启闭时的阻力非常小，从而只需很小的力就能开关阀门，节约开关阀门所需的能量，下压盖起到导流的作用，防止下压盖下方的穹腔内产生涡流，避免因涡流的存在引致流体压力损失。
文档编号F16K31/122GK102562616SQ20121000516
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者陈键明 申请人:广东永泉阀门科技有限公司