液位控制阀的制作方法

1.本实用新型涉及罐式加油车技术领域，具体涉及一种液位控制阀。


背景技术：

2.罐式加油车是一种常见的加油、运油设备，原理如图1所示，当油罐1通过泵油系统向其他受油设备加油时，为防止压缩空气进入管路从而损坏油泵以及影响计量精度，油罐底部设置低液位阀2，直接控制加油底阀3的开关；当外部设备向油罐1装油时，为防止油罐1装油过量溢出而产生的安全隐患，油罐顶部设置高液位阀4，直接控制装油底阀5的开关。高、低液位阀4、2工作原理相似，下面以低液位阀2为例对其工作过程进行说明：低液位阀2一侧具有与气源连通的进气口，另一侧具有与加油底阀3连通的工作口，阀腔内部设有与阀芯连接的浮筒，当浮筒处于下沉位置时(油罐内的燃油液面处于设定的最低液位时)，阀芯处于使进气口关闭、工作口排气的状态，加油底阀3失压后随之自动关闭，加油作业停止；而当油罐内存有一定量的燃油时，低液位阀2因浮筒浮起，阀芯处于使进气口打开、排气口关闭，进气口与工作口处于连通的状态，此时压缩空气从工作口出来，在气压的作用下打开加油底阀3，允许由加油底阀3处向外部设备加油。
3.名称为《一种自检型磁控液位阀》(授权公告号cn209606855u)的实用新型专利公开了以下技术方案：包括开设有气体腔室的气室壳体、气盖室、固定连接在气室壳体下方的活塞筒组件、设置于气体腔室内的磁控开关组件和设置于活塞筒组件内部并浮动连接在气室壳体下方的浮筒组件，浮筒内部沿其中心轴线开设有通孔，浮筒通过通孔套设于浮筒导杆的下部并与浮筒导杆的位置相对锁定，第二卡销插入位置靠下的卡销孔以限制浮筒的位置，从而使得浮筒在浮起时能够带动浮筒导杆向上运动。上述方案中，虽然提到浮筒与浮筒导杆的位置相对锁定，但是却没有能够实现该目的的技术特征，在液位阀装在油罐顶部作为高液位阀使用时勉强可以调节浮筒位置高度，但是却无法装在油罐底部作为低液位阀使用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种既能用作高液位又能用作低液位且控制液面位置高度可调的液位控制阀。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案作为：一种液位控制阀，阀体上开设有与阀腔相通的进气口、排气口和工作口，浮筒通过顶杆与阀腔内的阀芯组件相连，浮筒因自重或浮力上下移动时，带动阀芯组件交替打开/关闭进气口和排气口，浮筒包括筒体，顶杆插入筒体内，筒体与顶杆之间的空腔内设置有第三弹簧，第三弹簧的长度方向与顶杆的长度方向一致，第三弹簧提供弹力限制顶杆与浮筒的轴向位置，顶杆上沿其长度方向均匀间隔设置有多个第一插孔，第一弹簧卡插入第一插孔内并与浮筒相抵靠限制浮筒的轴向位置并控制油罐的液面位置高度。
6.上述方案中，当浮筒带动阀芯组件打开进气口的同时关闭排气口，这时进气口与
工作口相通，压缩空气从工作口出来，控制加油底阀或装油底阀的打开，进行正常加油或装油作业；当浮筒带动进阀芯组件关闭进气口的同时打开排气口，这时排气口与工作口相通，压缩空气从排气口排出，加油底阀或装油底阀关闭，加油或装油作业停止；第一弹簧卡插入不同的第一插孔内用以改变浮筒的位置，第三弹簧的弹力始终驱动浮筒和顶杆相互远离，再加上第一弹簧卡的阻挡，浮筒和顶杆的位置相对锁定，从而实现控制液面位置高度可调的目的。
附图说明
7.图1为罐式加油车的液位控制原理图；
8.图2为液位控制阀的外形图；
9.图3、图4为图2的内部结构示意图；
10.图5为阀体、阀芯组件的爆炸视图；
11.图6为阀体、阀芯组件的俯视图；
12.图7为图6的a
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a剖视图；
13.图8为图6的b
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b剖视图；
14.图9为阀杆的结构示意图；
15.图10为低液位阀在油罐内的燃油液面低于设定的最低液位状态下的结构示意图；
16.图11为低液位阀在油罐的燃油液面高于设定的最低液位状态下的结构示意图；
17.图12为高液位阀在油罐内的燃油液面高于设定的最高液位状态下的结构示意图；
18.图13为高液位阀在油罐内的燃油液面低于设定的最高液位状态下的结构示意图。
具体实施方式
19.当液位控制阀安装在油罐1的底部控制加油底阀3的开关时，我们称之为低液位阀，当液位控制阀安装在油罐1的顶部控制装油底阀5时，我们称之为高液位阀。下面结合图1
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图13对本实用新型作进一步详细论述。
20.一种液位控制阀，阀体10上开设有与阀腔14相通的进气口11、排气口12和工作口13，浮筒30通过顶杆40与阀腔14内的阀芯组件20相连，浮筒30因自重或浮力上下移动时，带动阀芯组件20交替打开/关闭进气口11和排气口12，浮筒30包括筒体31，顶杆40插入筒体31内，筒体31与顶杆40之间的空腔内设置有第三弹簧34，第三弹簧34的长度方向与顶杆40的长度方向一致，第三弹簧34提供弹力限制顶杆40与浮筒30的轴向位置，顶杆40上沿其长度方向均匀间隔设置有多个第一插孔44，第一弹簧卡45插入第一插孔44内并与浮筒30相抵靠限制浮筒31的轴向位置并控制油罐1的液面位置高度。浮筒30带动阀芯组件20打开进气口11的同时关闭排气口12，这时进气口11与工作口13相通，压缩空气从工作口13出来，控制加油底阀3或装油底阀5的打开，进行正常加油或装油作业；当浮筒30带动进阀芯组件20关闭进气口11的同时打开排气口12，这时排气口12与工作口13相通，压缩空气从排气口12排出，加油底阀3或装油底阀5关闭，加油或装油作业停止；顶杆40上沿其长度方向均匀间隔设置有多个第一插孔44，第一弹簧卡45插入第一插孔44内并与浮筒31相抵靠限制浮筒31的轴向位置并控制油罐1的液面位置高度，第一弹簧卡45插入不同位置的第一插孔44内，调节浮筒30在顶杆40上的安装位置，也就是说，液位阀控制油罐1的液面高度位置是可调的，作为低
液位阀来说，可以调整油罐1的余油量即前文提到的“设定的最低液位”，作为高液位阀来说，可以调整油罐1的满罐油量即前文所提到的“设定的最高液位”；第一弹簧卡45插入不同的第一插孔44内用以改变浮筒30的位置，第三弹簧34的弹力始终驱动浮筒30和顶杆40相互远离，再加上第一弹簧卡45的阻挡，浮筒30和顶杆40的位置相对锁定，从而实现控制液面位置高度可调的目的。
21.进一步的，筒体31内腔中心位置处同芯设置有套筒33，筒体31的两端设置有端盖32，端盖32将筒体31和套筒33固定连接，端盖32的外壁通过密封圈与筒体31内壁构成密封配合，端盖32的中心位置处设置有供顶杆40通过的台阶孔，套筒33的端部置于台阶孔内且两者通过密封圈构成密封配合，顶杆40插入套筒33内，第三弹簧34设置在套筒33与顶杆40之间的空腔内，第三弹簧34套设在顶杆40外周且第三弹簧34的一端与顶杆40端部固定的端板47抵靠、另一端与端盖32抵靠，第三弹簧34提供弹力限制顶杆40与浮筒30的轴向位置。套筒33的设置，保证浮筒30是沿着顶杆40的长度方向作直线运动，不会发生倾斜；考虑到液位阀控制液面位置可调，浮筒30和顶杆40不是固定连接的关系，而是依靠第三弹簧34的弹力将浮筒30是沿着顶杆40连为一体。
22.所述的阀芯组件20包括阀杆21，阀杆21的中段通过铰接轴销22与阀体10铰接，铰接轴销22的轴芯与顶杆40垂直布置，阀杆21上与进气口11、排气口12对应位置处分别设置有进气门23和排气门24，浮筒30因自重或浮力上下移动时，阀杆21绕着铰接轴转动带动进气门23和排气门24交替打开/关闭进气口和排气口。对于低液位阀来说，当油罐1内的燃油液面低于设定的最低液位时，浮筒30因自重推动阀芯组件20动作，进气门23关闭进气口11、排气门24打开排气口12，这时排气口12与工作口13相通，压缩空气从排气口13排出，这样加油底阀2关闭，停止从油罐1中泵油；当油罐1的燃油液面高于设定的最低液位时，浮筒30的浮力浮起，阀芯组件20动作，进气门23打开进气口11、排气门24关闭排气口12，这时进气口11与工作口13相通，压缩空气自进气口11进入从工作口13出去，加油底阀2打开进行正常加油作业。对于高液位阀来说，当油罐1的燃油液面低于设定的最高液位时，浮筒30因自重下沉，阀芯组件20动作，进气门23打开进气口11、排气门24关闭排气口12，这是进气口11与工作口13相通，压缩空气自进气口11进入从工作口13出去，装油底阀5打开，油罐1能进行正常的装油作业；当油罐1内燃油液面达到设定的最高液位时，浮筒30因浮力上浮，阀芯组件20动作，进气门23关闭进气口11、排气门24打开排气口12，这时排气口12与工作口13相通，压缩空气从排气口12排出，这样装油底阀5关闭，油罐1装油作业停止。
23.作为本实用新型的优选方案，阀杆21上设置有第一磁铁25，顶杆40上邻近第一磁铁25一侧的端部设置有第二磁铁41，第一、二磁铁25、41的邻近侧磁极相异，阀杆21与阀体10之间设置有第一弹簧26，浮筒30的浮力/重力驱动第二磁铁41靠近第一磁铁25，第一、二磁铁25、41的磁力克服第一弹簧26的弹力而吸合，驱动阀杆21绕着铰接轴销22转动带动进气门23关闭进气口11，同时排气门24打开排气口12，工作口13与排气口12相通；阀体10与顶杆40之间设置有第二弹簧42，浮筒30的浮力和第二弹簧42的合力克服第一、二磁铁25、41的磁力或浮筒30的重力克服第一、二磁铁25、41的磁力，驱动第二磁铁41远离第一磁铁25，第一、二磁铁25、41的磁力减弱或消失后，第一弹簧26驱动阀杆21绕着铰接轴销22转动带动进气门23打开进气口11，同时排气门24关闭排气口12，工作口13与进气口11相通。低液位阀中，如图10所示，因浮筒30的自重下压第二磁铁41靠近第一磁铁25，当第一、二磁铁25、41之
间的距离达到一定短时，第一、二磁铁25、41的磁力增大到足以克服第一弹簧26的弹力，第一、二磁铁25、41吸合，对于阀杆21来说，其中部通过铰接轴销22与阀体10铰接，也就是说阀杆21相当于是一个杠杆，根据杠杆原理，位于杠杆一端的第一磁铁25被第二磁铁41吸合向上移动一段距离，那么位于杠杆一端的进气口11便会被进气门23关闭，同时排气门24打开排气口12，工作口13与排气口12相通；当液位逐渐升高时，首先浮筒30的浮力和第二弹簧42的合力克服第一、二磁铁25、41之间的磁力，驱动第二磁铁41远离第一磁铁25，当第一、二磁铁25、41的磁力逐渐消失或减弱到一定程度之后，第一弹簧26的弹力能够驱动阀杆21绕着铰接轴销22转动，第一磁铁25在第一弹簧26的弹力的作用下向下移动，根据杠杆原理，位于杠杆一端的进气口11便会被进气门23打开，同时排气门24关闭排气口12，如图11所示。高液位阀中，如图13所示，当油罐1的燃油液面低于设定的最高液位时，浮筒30的重力克服第一、二磁铁25、41之间的磁力，驱动第二磁铁41远离第一磁铁25，当第一、二磁铁25、41的磁力逐渐消失或减弱到一定程度之后，第一弹簧26驱动阀杆21绕着铰接轴销22转动，第一磁铁25在第一弹簧26的弹力的作用下向上移动，根据杠杆原理，位于杠杆一端的进气口11便会被进气门23打开，同时排气门24关闭排气口12；当油罐1的燃油液位达到设定的最高液位时，因浮筒30的浮力推动第二磁铁41向上移动并靠近第一磁铁25，当第一、二磁铁25、41之间的距离达到一定短时，第一、二磁铁25、41的磁力增大到足以克服第一弹簧26的弹力，第一、二磁铁25、41吸合，进气口11便会被进气门23关闭，同时排气门24打开排气口12，如图12所示。需要说明的是，在高液位阀中，浮筒30的重力已经足够克服第一、二磁铁25、41之间的磁力并驱动第二磁铁41远离第一磁铁25，所以这里可以不用再设置第二弹簧42；当然在低液位阀中，如果浮筒30的浮力足够大，也可以取消第二弹簧42的设置，但是浮力要加大，浮筒30轴向尺寸也要加大，这样势必加大整个液位控制阀的轴向尺寸，所以这里优选在低液位阀中设置第二弹簧42、而高液位阀中取消第二弹簧42，这样高低液位的浮筒30可以设计成一样，简化工艺。
24.如图9所示，阀杆21整体呈条板状，阀杆21的一端开设有贯通板面的活动式卡孔211，第一磁铁25置于卡孔211内且卡孔211的两活动端位置处通过螺栓组件212固定连接，装配时，先将第一磁铁25放入活动式卡孔211内，然后再用螺栓组件212锁紧，阀杆21上还开设有通孔213，通孔213的两侧开设有销孔214，铰接轴销22自两侧的销孔214中插入，通孔213两侧的阀杆21上各设置有一个齿形孔215，齿形孔215内固定有螺套216，进气门23和排气门24分别置于螺套216内并构成固定连接且可调节，进气门23邻近第一磁铁25布置。阀杆21采用非金属材料制成，杜绝阀杆21对第一、二磁铁25、41运动的影响，将进气门23和排气门24分置于铰接轴销22的两侧布置，两个气门的运动方向始终相反，从而实现进气门23和排气门24交替打开/关闭进气口11和排气口12的目的，其中进气门23邻近第一磁铁25布置，也就是说进气门23和第一磁铁25位于铰接轴销22的同一侧，当第一磁铁25与第二磁铁41吸合时，进气门23也向靠近进气口11的一侧移动，进而关闭进气口11。
25.为了固定铰接轴销22，阀腔14内固定有安装座27，安装座27整体呈u型槽状，阀杆21的铰接轴销22固定在安装座27的两侧槽壁上，槽底上与进气门23和排气门24对应位置处开设有圆孔。
26.进一步的，阀体10上与第一、二磁铁25、41对应位置处开设有贯通内外的工艺孔，工艺孔内设置有导向套15，为了不影响第一、二磁铁25、41之间的吸合，导向套15要采用不
影响第一、二磁铁25、41作用的材料，这里优选铜，导向套15与阀体10之间密封配合，阀体10外部的燃油无法从导向套15与阀体10之间进入到阀腔14内，从而保证阀芯组件20的正常工作，第一磁铁25凸伸至阀杆21外部，第一弹簧26套设在第一磁铁25外周，第一弹簧26的一端与阀杆21板面上设置的台阶抵靠、另一端抵靠在导向套15外壁上设置的台阶面上。第一弹簧26的两端分别与阀杆21板面上的台阶、导向套15外壁上的台阶面抵靠，这里第一弹簧26是压簧，压簧释放弹力驱动阀杆21和导向套15有相互远离的趋势，但是由于导向套15的位置是固定不动的，因此阀杆21有朝向远离导向套15一侧运动的趋势，继而克服第一磁铁25、第二磁铁42的磁力使得两者分离，将第一弹簧26套设在第一磁铁25外周，这样第一弹簧26的弹力能够最大程度的转化为克服第一磁铁25的外力。
27.导向套15整体呈桶状，导向套15的外壁设置的外螺纹与工艺孔内壁的内螺纹构成螺纹连接，桶口处设置有外置翻边与阀体10外部贴靠，第二磁铁41上方的顶杆40上设置有挡圈43，第二弹簧42套设在第二磁铁41外周，第二弹簧42的一端与导向套15的外置翻边抵靠、另一端抵靠在挡圈43上。由于浮筒30周围充斥着燃油，而阀腔14内是不允许有燃油进入的，所以这里设置导向套15，导向套15呈桶状，由于桶底的设置以及导向套15与阀体10之间密封配合，燃油无法进入阀腔14内，从而保证了阀的正常使用，第一、二磁铁25、41隔着薄薄的桶底仍然可以相互吸合。导向套15的另一个重要作用就是：在阀体10上开设有工艺孔，在安装时第一弹簧26从孔内置入，然后再用导向套15进行定位，其次导向套15还能够对第二磁铁41和顶杆40的运动进行导向，一举三得。顶杆40上邻近挡圈43位置处还开设有第二插孔46，第二弹簧卡48插置于第二插孔46内，第二弹簧卡48与挡圈43相抵限制挡圈43的位置。
28.为了保护浮筒30，顶杆40与浮筒30的外周设有保护筒罩51，保护筒罩51的内径大于浮筒30的外径，保护筒罩51远离阀体10的一端设置有滤网52邻近滤网52的保护筒罩51内设置有挡板53，挡板53周边设置的卡块与保护筒罩51上开设的卡槽511构成卡接配合。在低液位阀中，为了防止燃油中的一些杂质进入保护筒罩51内，在保护筒罩51的上部设置滤网52，在高液位阀中则不需要设置。挡板53具有一定的弹性变形量，可方便的插入卡槽511内，挡板53能够对浮筒30的行程进行限位，保护筒罩51上邻近连接法兰60位置处开设有进油孔512。
29.为了与油罐1连接，阀体10与保护筒罩51交界处设置有连接法兰60，连接法兰60的盘面上沿其圆周方向均匀、间隔设置有多个安装孔61。阀体10、阀芯组件20以及连接法兰60是安装在油罐1的外部，然后与气源以及其他阀类部件连接，顶杆40、浮筒30、保护筒罩51位于油罐1的内部。
30.综上所述，高液位阀相比于低液位阀来说，省去第二弹簧42、以及用于限定第二弹簧42位置的挡圈43、第二插孔46和第二弹簧卡48，同时高液位阀装在油罐1的顶部，杂质会因重力下沉，所以高液位阀不需设置滤网52，其他结构均与低液位阀相同。