一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统的制作方法

本发明涉及应用于真空污水连续收集、临时储存和周期性输送系统的气动控制器技术领域，其中气动控制器用于与真空排污阀连接并控制真空排污阀工作，其具有通气、集水、排水及真空源稳压等功能，本发明则特别涉及一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统。

背景技术：

真空污水连续收集、临时储存和周期性输送系统(即：真空井)是一种收集生活污水并将其排放进行处理的系统，主要工作原理是凭借基于一端吸入空气，而另一端排出空气的真空或者负压气流输送力原理的管路，将来自建筑物的生活污水输送至较远的污水池或者真空收集输送管路系统中，而该过程中则需要采用一个临时污水储液罐，该污水罐具有与建筑物污水口相连的入口，以及与真空污水输送管路相连的排污吸入口，以及将排污吸入口和真空污水输送管路相连的真空排污阀；该真空排污阀具有一个控制装置，它的基本操作流程是当储液罐中污水水位达到第一预设值控制器对真空排污阀施加真空力而将污水吸走排空，直到污水罐中的污水水位降到另一个预设值时控制系统关闭真空排污阀，此装置即为本发明中涉及到的全自动气动控制装置。

在液体或污水收集技术领域，采用真空技术来收集液体或者污水是已公知的技术，国内的技术积累时间比较短，只在近几年来有较快速的发展，而相较于国外的长久发展而言，还具有广阔的发展空间，其中更加细分到该领域内的各个组成系统，包括全自动气动控制装置。

全自动气动控制装置中涉及到真空管路的流通，而真空源的稳压效果直接影响整体设备的可控性和稳定性；目前，已公知的实现真空源稳压的技术方案是分体式真空源稳压和排水装置，即该装置是和真空排污阀、气控控制器装置独立开来的三个装置，并采用气管进行连接；参考美国专利号为us4171853的发明专利中的工作原理及结构设计，以及参考美国专利号为us5570715的发明专利中的实际应用，现有技术中主要有一种结构形式，即与真空排污阀下壳体独立的鸭嘴阀式排水技术方案，其存在如下缺陷：

(1)独立结构设计方案，安装过程中容易碰坏；

(2)鸭嘴型单向阀的密封效果差，容易受到污水影响；

(3)稳压效果不佳；美国专利号为us4171853的发明专利中，当气控控制器和真空排污阀关闭或待机stat-off时(关闭状态时)，经34下面的小管路联通管路3的34稳压腔室中的压力等于真空；气控控制器和真空排污阀打开时(由关闭转变为打开状态时)，管路3中的污水和空气混合体经过34的下面管路，此时34稳压腔室相连的管路3中的对用的管路入口处的压力由于污水和空气混合体的存在(抵消了一部分真空)而升高了真空值，这时34和管路3之间存在压力差，而且是34中的真空值更低，导致污水和空气迅速进入34稳压腔室，在进入冲击过程中，污水中的杂质会造成鸭嘴式单向阀组件38膜片39闭合的不良，造成在阀和控制器关闭状态时，有水汽进入阀体内部的情况；更重要的是鸭嘴式单向阀的不能有效闭合，造成了稳压器的稳压效果的大幅下降，收效甚微。

因此本发明研制了一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统。以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统，以解决现有技术中结构设计不合理而导致稳压可靠性及稳定性差的问题。

本发明的技术方案是：一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统，包括壳体、设置在壳体外部的真空管路接口及设置在壳体内部的空腔、连通真空管路接口及空腔的侧流道、顶部流道、第一内流道及第二内流道；所述侧流道内部设置有单向阀；所述第一内流道与第二内流道分别独立与顶部流道及空腔相连通。

优选的，所述壳体上端面盖设有密封盖板，所述真空管路接口设置在壳体下端面；所述侧流道沿壳体内部周向分布，并呈s型流通，由真空管路接口一端延伸至壳体上端面；所述顶部流道呈弧形设置在壳体上端面，并与侧流道通过第一真空出入口相连通；所述第一内流道沿壳体中轴线方向设置在壳体内部，上端与顶部流道通过第二真空出入口相连通，下端与空腔之间设置有水平流道，所述水平流道与第一内流道之间通过第三真空出入口相连通，与空腔之间通过第四真空出入口相连通；所述第二内流道沿壳体中轴线方向设置在壳体内部，上端与顶部流道通过第五真空出入口相连通，下端与空腔之间通过第六真空出入口相连通。

优选的，所述侧流道包括分别沿壳体中轴线方向设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室、第六腔室及第七腔室，所述第一腔室下端与真空管路接口相连通，所述第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室、第六腔室及第七腔室相连通的位置依次上下错开设置；所述单向阀分别设置在第一腔室、第三腔室及第五腔室内。

优选的，所述第一腔室、第三腔室及第五腔室内均具有与壳体呈一体结构设置的导流块，所述导流块上端面呈漏斗状，中部设置有导流孔，所述单向阀固定在导流块下端，包括阀座、固定在导流块与阀座之间的第一波纹膜片、贯穿阀座及第一波纹膜片并与导流块连接的若干螺杆；所述阀座沿竖直方向的截面呈山字形，中部形成一环形腔；所述第一波纹膜片中部呈水平状，并处在导流孔下端，且与导流块下端面相抵，侧边与环形腔相对的位置处沿环形呈下凹状；若干所述螺杆呈环形分布，并贯穿环形腔下端面及呈下凹状的第一波纹膜片，所述螺杆与第一波纹膜片非接触式贯穿，侧边形成第一通槽，所述螺杆与阀座贯穿位置两侧设置有第二通槽。

优选的，所述空腔内设置有第二波纹膜片及与第二波纹膜片连接的阀杆，所述第二波纹膜片将空腔分隔为上腔室及下腔室，所述第四真空出入口与下腔室相连通，所述第六真空出入口与上腔室相连通。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)本发明充分利用了壳体周围的有限空间和体积，设计成腔室结构，并在腔室内设置了由单向阀构建的三级稳压结构，从而构成真空源稳压系统，实现了一体化的结构设计，在结构上更加紧凑，并充分降低了零部件的种类和数量，可靠性更高。

(2)真空源稳压系统内部的连通主要通过侧流道、顶部流道及相互独立设置的第一内流道及第二内流道实现，侧流道呈s型流通，增加了流通路径，并在该流通路径上设置三级稳压腔室结构，其中第一腔室为第一级稳压腔室结构、第三腔室为第二级稳压腔室结构、第五腔室为第三级稳压腔室结构，三级稳压腔室结构的设置优点在于：当第一级稳压腔室内受到来自真空管路接口处的打开动作时的压力波动，不会造成第三级稳压腔室结构内的压力波动，从而实现稳压的可靠性和稳定性。

(3)本发明中侧流道、顶部流道、第一内流道及第二内流道主要用于通真空，实现真空管路的流通，同时也具有一定的集水与排水功能，由于全自动气动控制装置在使用时内部必然会出现冷凝水，此时冷凝水将能沿着连通的管路进行有效的排出。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统的结构示意图；

图2为本发明所述的一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统与侧流道相对应的局部剖视结构图；

图3为本发明所述的一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统与空腔相对应的局部剖视结构图；

图4为本发明所述空腔处的局部结构剖视图；

图5为本发明所述侧流道的第一腔室、第二腔室、第三腔室及第四腔室的连通结构示意图；

图6为本发明所述侧流道的第四腔室、第五腔室、第六腔室及第七腔室的连通结构示意图；

图7为本发明所述单向阀的剖视图；

图8为本发明所述的一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统拆除密封盖后的结构示意图；

图9为本发明所述顶部流道的俯视图；

图10为本发明所述第一内流道的连通结构示意图；

图11为本发明所述水平流道与空腔的连通结构示意图；

图12为本发明所述水平流道与第一内流道下端连通的结构示意图；

图13为本发明所述第二内流道及第一内流道与顶部流道连通的结构示意图；

图14为本发明所述第一内流道、第二内流道、顶部流道及侧流道的第七腔室的连通结构示意图；

图15为本发明所述上腔室与第六真空出入口、下腔室与第四真空出入口相连通的局部放大图。

其中：1、壳体，2、密封盖板，3、真空管路接口，4、空腔，5、上腔室，6、下腔室，7、侧流道，8、第一腔室，9、第二腔室，10、第三腔室，11、第四腔室，12、第五腔室，13、第六腔室，14、第七腔室，15、单向阀，16、导流块，17、导流孔，18、阀座，19、第一波纹膜片，20、螺杆，21、第一通槽，22、第二通槽，23、顶部流道，24、第一内流道，25、水平流道，26、第二内流道；

a点：第一真空出入口，b点：第二真空出入口，c点：第三真空出入口，d点：第四真空出入口，e点：第五真空出入口，f点：第六真空出入口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

如图1、图2、图3所示，一种应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统，包括壳体1、设置在壳体1外部的真空管路接口3及设置在壳体1内部的空腔4、连通真空管路接口3及空腔4的侧流道7、顶部流道23、第一内流道24及第二内流道26；其中第一内流道24与第二内流道26分别独立与顶部流道23及空腔4相连通。

如图1所示，壳体1上端面盖设有密封盖板2，真空管路接口3设置在壳体1下端面侧边；如图3所示，壳体1中部设置有空腔4，由于本发明涉及到的全自动气动控制装置在应用过程中，如图4所示，空腔4内具有第二波纹膜片及阀杆，第二波纹膜片将空腔4分隔为不连通的上腔室5及下腔室6，其工作原理为：上腔室5通真空、下腔室6间歇式的通入真空及空气，从而由于上下压力差的原因使第二波纹膜片发生运动，进而通过阀杆带动一系列组件工作(由于第二波纹膜片及阀杆并非本发明所需保护内容，因此对其具体结构将不做详细赘述)，此时上腔室5及下腔室6均需与真空管路接口3实现连通，由此诞生了本发明所涉及的应用于全自动气动控制装置的真空源稳压系统。

为了充分利用壳体1周围的空间，如图5、图6所示，侧流道7沿壳体1内部周向分布，并呈s型流通，由真空管路接口3一端延伸至壳体1上端面，其包括分别沿壳体1中轴线方向设置的第一腔室8、第二腔室9、第三腔室10、第四腔室11、第五腔室12、第六腔室13及第七腔室14，其中第一腔室8下端与真空管路接口3相连通，第一腔室8、第二腔室9、第三腔室10、第四腔室11、第五腔室12、第六腔室13及第七腔室14相连通的位置依次上下错开设置，直至第七腔室14上端延伸至壳体1上端面；结合图2所示，第一腔室8、第三腔室10及第五腔室12内(即图5、图6中椭圆虚线对应的区域内)均设置有单向阀15，且第一腔室8、第三腔室10及第五腔室12内均具有与壳体1呈一体结构设置的导流块16，导流块16上端面呈漏斗状，中部设置有导流孔17，单向阀15固定在导流块16下端，如图7所示，包括阀座18、固定在导流块16与阀座18之间的第一波纹膜片19、贯穿阀座18及第一波纹膜片19并与导流块16连接的若干螺杆20；阀座18沿竖直方向的截面呈山字形，中部形成一环形腔；第一波纹膜片19中部呈水平状，并处在导流孔17下端，且与导流块16下端面相抵，侧边与环形腔相对的位置处沿环形呈下凹状；若干螺杆20呈环形分布，并贯穿环形腔下端面及呈下凹状的第一波纹膜片19，螺杆20与第一波纹膜片19非接触式贯穿，侧边形成第一通槽21，螺杆20与阀座18贯穿位置两侧设置有第二通槽22。

单向阀15在常态下，第一波纹膜片19中部上端面封堵在导流孔17下端面，工作状态下，由于两端压力差的原因，当导流孔17一侧有气体或凝结的积水需通过时，压力会推动第一波纹膜片19中部与阀座18中部相贴合，此时导流孔17、第一通槽21及第二通槽22即实现了连通，对应腔室内即可流通。

如图8、图9所示，顶部流道23呈弧形设置在壳体1上端面，并与侧流道7中的第七腔室14上端通过第一真空出入口相连通，该第一真空出入口即为图6、图9中的a点。

如图10所示，第一内流道24沿壳体1中轴线方向设置在壳体1内部，上端与顶部流道23通过第二真空出入口相连通，第二真空出入口即图中的b点，下端与空腔4之间设置有水平流道25，水平流道25与第一内流道24之间通过第三真空出入口相连通，第三真空出入口即图中的c点，水平流道25与空腔4之间通过第四真空出入口相连通，第四真空出入口即图中的d点；结合图11、图12所示，空腔4下方通过第四真空出入口与水平流道25连通，并通过水平流道25的延伸及第三真空出入口，与第一内流道24连通；此时，真空管路接口3与空腔4之间的连通路径为：真空管路接口3--第一腔室8--第二腔室9--第三腔室10--第四腔室11--第五腔室12--第六腔室13--第七腔室14--第一真空出入口(a点)--顶部流道23--第二真空出入口(b点)--第一内流道24--第三真空出入口(c点)--水平流道25--第四真空出入口(d点)--空腔4。

如图13所示，第二内流道26沿壳体1中轴线方向设置在壳体1内部，上端与顶部流道23通过第五真空出入口相连通，第五真空出入口即为图中的e点，下端与空腔4之间通过第六真空出入口相连通，第六空腔4即为图中的f点；此时，真空管路接口3与空腔4之间的连通路径为：真空管路接口3--第一腔室8--第二腔室9--第三腔室10--第四腔室11--第五腔室12--第六腔室13--第七腔室14--第一真空出入口(a点)--顶部流道23--第五真空出入口(e点)--第二内流道26--第六真空出入口(f点)--空腔4。

结合图13及图14所示，图中的虚线部分均为壳体1内部的连通路径，第一内流道24及第二内流道26上端通过顶部流道23相连通，并连通至侧流道7的第七腔室14，最终即实现与真空管路接口3实现连通；如图15所示，为空腔4内的连通路径，由于第二波纹膜片将空腔4分隔为上腔室5及下腔室6，上下两端相互独立，第四真空出入口与下腔室6相连通，第六真空出入口与上腔室5相连通，从而实现第一内流道24与第二内流道26相互独立。

本发明的工作原理具体如下：

真空管路接口3用于与真空管路连接并通真空，关于下腔室6与真空管路接口3的连通路线依次如图11、图10、图6、图5中的虚线所示，此时即实现了下腔室6通真空；关于上腔室5与真空管路接口3的连通路线依次如图13、图6、图5中的虚线所示，此时即实现了上腔室5通真空；同时侧流道7内的第一腔室8、第三腔室10及第五腔室12内设置了由单向阀15构建的三级稳压结构，使第一腔室8内形成第一级稳压，第三腔室10内形成第二级稳压，第五腔室12内形成第三级稳压，当第一级腔室内受到真空排污阀打开动作时的压力波动时，不会造成第三级稳压对应的腔室及后续腔室内的压力波动，从而实现了有效稳压，可靠性及稳定性高；同时壳体1内部的冷凝水还可通过连通的路线实现排出，有效提高结构的使用寿命。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。