专利名称：水力驱动的隔膜式排水阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理工程设施排水阀门，尤其是ー种水力驱动的隔膜式排水阀。
背景技术：
目前，沉淀池和重力式快滤池是广泛应用于水处理工程的エ艺设施。沉淀池排污、快滤池反冲洗排水通常采用手动的阀杆、阀瓣升降式阀门，其缺点是因开闭频繁阀门动密封零部件易磨损渗漏；操作人员手动操作，劳动强度较大；在原水水质变化情况下常因操作不及时影响出水水质。为改善操作エ况，有的水厂将电动阀门用于沉淀池排污和滤池反冲洗排水，但也存在结构复杂、造价高、需动カ电源、维修工作量増大等问题，推广应用受ー定限制。
发明内容
本发明的目的是提供ー种水力驱动的隔膜式排水阀，它结构简单，无须动カ电源就能实现对水流体通道进行关闭和开启，成本低廉，以克服现有技术的不足。本发明是这样实现的水力驱动的隔膜式排水阀，包括阀体，在阀体的竖向圆筒内设有与其同心的圆管形的阀座，阀座的下部为排水腔，在阀体的顶部设有圆拱形的阀盖，在阀盖的顶部设有向上凸出的管头，在管头上连接有顶盖，在顶盖的顶部连接有吸水管；在阀座与阀盖之间设有隔膜，在隔膜的顶部中心设有阀瓣，阀瓣固定在隔膜上，在阀瓣的顶部与顶盖的底部之间设有弹簧；阀体的进水腔通过连通管与阀盖的阀盖腔连通。阀瓣通过螺栓、螺母及垫板固定在隔膜上。阀座、阀体的竖向圆筒、隔膜，阀瓣、阀盖及顶盖的顶视中心位于同一竖直中轴线上。本发明的工作原理是隔膜上侧面为阀盖腔，下侧面与阀体进水腔连通。水流体充满隔膜上下两侧的腔体，因属同一水源，隔膜上下两侧表面受到的静水压强相等，但是，上表面受カ面积大于下下表面受カ面积，而且在隔膜上部还设有弹簧，因此，隔膜承受的向下总压カ明显大于其下表面承受的向上总压力，此压カ差推动隔膜快速向下位移，关闭水流体通道。圆拱形阀盖顶部装有吸水管，吸水管与水力抽气三通真空装置的吸水ロ连接，当需要开启排水阀时，启动水力抽气三通真空装置，阀盖腔内的水经吸水管被吸出，阀盖腔内形成负压，隔膜上侧面承受的向下总压カ降低至小于其下侧面承受的向上总压カ时，隔膜向上位移，快速开启水流体通道排水直至排水过程结束，水力抽气三通真空装置停止吸水，阀盖腔内负压消失，隔膜向下位移，水流体通道关闭。以下数学式进ー步说明本隔膜式水力排水阀工作原理
排水阀进水腔内的水流体通过连通管进入阀盖腔，此时隔膜上、下两侧表面分别承受垂直向下的压カF1和垂直向上的压カF2。F1=A · Pj+ft...... (I)式中Pj_静水压强 A为隔膜受压面积 A=jiD2/4 其中D为隔膜有效直径 ft为弹簧形变弹カ 式(I)又可写成
F1= 31 D2/4 · Pj+ft...... (2)
隔膜下侧面承受向上压カF2
F2= (A-a) · Pj.... .. (3)
式中a为管座顶端流通孔面积a= π d2/4 其中d为管座顶孔直径 式(3)又可写成
F2=Ji (D2-d2)/4 · Pj...... (4)
式(2)，(4)表明F1SF2,其差值为Λ F。Δ F= F1-F2= 31 d2/4 · Pj+ft
在压カ差Λ F的作用下隔膜向下移动，封闭阀座顶ロ关闭阀门。当与吸水管连接的真空装置启动，阀盖腔内水流体被抽吸，腔内存水呈现负压，此时隔膜承受的向下压カF1发生变化。F1=JiD2^ · (Pj-Pz) +ft...... (5)
其中Pz为负压值。式(5)表明，负压值Pz増大，F1相应减小，当F1CF2吋，隔膜向上位移，脱离与阀座顶面的接触，水流体通道开启排水。随着排水过程结束，真空装置停止工作，阀盖腔内负压消失在水压差和弹簧形变压カPj作用下，隔膜向下位移，阀门关闭。由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明采用隔膜及阀瓣作为排水阀的启闭元件，利用水力驱动隔膜及阀瓣的上下位移，从而控制阀座顶部孔ロ的开启与关闭，以实现对水流体通道的无电源控制，它与现有的水力抽气三通真空装置组合应用于沉淀池自动排污和重力式快滤池自动反冲洗排水。本发明的方法简单，容易实施，所采用的装置成本低廉，节约能源，使用效果理想。
附图I为本发明的结构示意 附图2为本发明的排水时的结构示意 附图中箭头表示水流体的流动方向。
具体实施例方式
具体实施例方式水力驱动的隔膜式排水阀的结构如图I所示，包括阀体1，在阀体I的竖向圆筒内设有与其同心的圆管形阀座2，阀座2的下部为排水腔7，在阀体I的顶部设有圆拱形的阀盖3，在阀盖3的顶部设有向上凸出的管头16，在管头16上连接有顶盖15，在顶盖15的顶部连接有吸水管13 ;在阀座2与阀盖3之间设有隔膜5，在隔膜5的顶部中心设有阀瓣4，阀瓣4通过螺栓9、螺母10及垫板11固定在隔膜5上；在阀瓣4的顶部与顶盖15的底部之间设有弹簧8 ;阀体I的进水腔6通过连通管12与阀盖3的阀盖腔14连通；阀座2、阀体I的竖向圆筒、隔膜5，阀瓣4、阀盖3及顶盖15的顶视中心位于同一竖直中轴线上。隔膜5采用橡胶材料制作，其余零部件采用普通碳钢等金属材料制造。在使用过程中，先将吸水管13连接到水力抽气三通真空装置的吸口上，排水阀的启、闭过程如下水流体由进水腔6进入并通过连通管12充满隔膜5上下的两个腔体，由于隔膜5上侧面承受的向下水压カ与弹簧8弾力之和明显大于隔膜5下侧面承受的向上静水压力，在此压カ差作用下，阀瓣4与隔膜5向下位移，隔膜5紧贴封堵阀座2孔ロ，则阀门关闭；当须开启排水阀时，启动水力抽气三通真空装置，阀盖腔 14内的水经吸水管13被吸出，阀盖腔14内形成负压，隔膜5上侧面承受的向下总压カ降低至小于其下侧面承受的向上总压カ吋，隔膜5及阀瓣4向上位移，阀开启排水，如图2所示。排水过程结束，关闭真空装置停止吸水，阀盖腔内负压消失，隔膜向下位移，阀关闭。本发明的工作压カ为O. IMPa，按排放流量要求，可形成不同口径规格产品。
权利要求
1.一种水力驱动的隔膜式排水阀，包括阀体(1)，其特征在于在阀体(I)的竖向圆筒内设有与其同心的圆管形的阀座(2)，阀座(2)的下部为排水腔(7)，在阀体(I)的顶部设有圆拱形的阀盖(3)，在阀盖(3)的顶部设有向上凸出的管头(16)，在管头(16)上连接有顶盖(15)，在顶盖(15)的顶部连接有吸水管(13);在阀座(2)与阀盖(3)之间设有隔膜(5)，在隔膜(5)的顶部中心设有阀瓣(4)，阀瓣(4)固定在隔膜(5)上，在阀瓣(4)的顶部与顶盖(15)的底部之间设有弹簧(8);阀体(I)的进水腔(6)通过连通管(12)与阀盖(3)的阀盖腔(14)连通。
2.根据权利要求I所述的水力驱动的隔膜式排水阀，其特征在于阀瓣(4)通过螺栓(9)、螺母(10)及垫板(11)固定在隔膜(5)上。
3.根据权利要求I所述的水力驱动的隔膜式排水阀，其特征在于阀座(2)、阀体(I)的竖向圆筒、隔膜(5)，阀瓣(4)、阀盖(3)及顶盖(15)的顶视中心位于同一竖直中轴线上。
全文摘要
本发明公开了一种水力驱动的隔膜式排水阀，包括阀体，在阀体的竖向圆筒内设有圆管形的阀座，阀座的下部为排水腔，在阀体的顶部设有圆拱形的阀盖，在阀盖的顶部设有向上凸出的管头，在管头上连接有顶盖，在顶盖的顶部连接有吸水管；在阀座与阀盖之间设有隔膜，在隔膜的顶部中心设有阀瓣，阀瓣固定在隔膜上，在阀瓣的顶部与顶盖的底部之间设有弹簧；阀体的进水腔通过连通管与阀盖的阀盖腔连通。本发明采用隔膜及阀瓣作为排水阀的启闭元件，利用水力驱动隔膜及阀瓣的上下位移，从而控制阀座顶部孔口的开启与关闭，以实现对水流体通道的无电源控制，它与现有的水力抽气三通真空装置组合应用于沉淀池自动排污和重力式快滤池自动反冲洗排水。
文档编号F16K7/17GK102678960SQ20121017330
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者潘景炜, 郑安犁 申请人:郑安犁