河道曝气流量控制阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种河道曝气流量控制阀，上盖的顶部设置有通气孔，中体的侧壁上设置有通水孔，底座的两个腔体通过锥形连接孔连通，其中一个腔体的外壁上开有进气孔，另外一个腔体的外壁上开有出气孔；阀杆、隔膜片和弹簧置于上盖与中体围成的腔体内，隔膜片设置在上盖与中体之间，隔膜片的中部套装在阀杆的上端并通过螺母锁紧，弹簧上端固定在上盖的顶壁上，下端套装在阀杆上用于推动阀杆上下移动；阀杆穿过中体底部并通过内嵌在中体底部的圆柱锥形密封圈实现中体与底座的密封，中体底部通过外螺纹与底座相连，阀杆的底部设置有与锥形连接孔匹配的锥形阀芯。根据水深自动调节气体流量，以克服现有鼓风曝气装置的缺点。
【专利说明】
河道曝气流量控制阀
技术领域
[0001]本实用新型涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种用于控制河道曝气量的控制阀。
【背景技术】
[0002]鼓风曝气技术已广泛用于控制河流等水环境污染，其主要用途就是增加水的含氧量，以供水中微生物的分解。由于河床不平，安装在河床底部的各个曝气器的水位深度也就不同，而整个系统往往共用一台风机，所以曝气气源压力相同，这就使得各个曝气器的流量输出不均匀，即:深水位曝气器输出流量小于浅水位处。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在提供一种河道曝气流量控制阀，根据水深自动调节气体流量(SP曝气量)的控制阀，以克服现有鼓风曝气装置的缺点，并解决各种水环境中水的含氧量问题。
[0004]为此，本实用新型所采用的技术方案为:一种河道曝气流量控制阀，包括上盖、中体、底座、阀杆、隔膜片和弹簧，所述上盖、中体和底座由上到下依次设置，上盖的顶部设置有与上盖内腔相通的通气孔，中体的侧壁上设置有中体内腔相通的通水孔，底座内带有相互独立的两个腔体，两个腔体通过锥形连接孔连通，其中一个腔体的外壁上开有进气孔，另外一个腔体的外壁上开有出气孔;所述阀杆、隔膜片和弹簧置于上盖与中体围成的腔体内，所述隔膜片设置在上盖与中体之间并通过螺栓将上盖、隔膜片、中体锁紧锁紧在一起，隔膜片的中部套装在阀杆的上端并通过螺母锁紧，从而将上盖与中体围成的腔体分割成上部的气腔和下部的水腔，所述弹簧上端固定在上盖的顶壁上，弹簧的下端套装在阀杆上用于推动阀杆上下移动;所述阀杆穿过中体底部并通过内嵌在中体底部的圆柱锥形密封圈实现中体与底座的密封，中体底部通过外螺纹与底座相连，所述阀杆的底部设置有与锥形连接孔匹配的锥形阀芯，通过锥形阀芯的上下移动来控制锥形连接孔的气体流量。
[0005]该控制阀的结构特点:上盖顶部的通气孔用于连接气管与大气相通，上盖的内腔为气腔；中体侧壁上设置有通水孔，河道水流可进入中体，使中体内水压与河道水流的水压保持一致，中体内腔为水腔;底座分两个腔体，均为气腔，进气孔接气栗软管，通过阀杆的上下运动来控制锥形连接孔的流量，以保证出气孔的气体流量，从而根据水深的变化，自动调节出气口的流量。
[0006]作为上述方案的优选，所述隔膜片的中部向上拱起，隔膜片中部的上下两端均垫有金属垫片。阀杆穿过隔膜片的圆孔上下都要垫上金属垫片，让上下两腔的压力压在金属片上，并带动柱塞一起上下运动。
[0007]进一步，所述底座通过S形曲线的隔断将底座内腔分割成左右两个腔体，且进气孔与出气孔左右相对设置，便于安装制造。
[0008]本实用新型的有益效果:该控制阀用于自动分配流量，提高河道鼓风曝气系统的工作效率，通过检测水位高度来自动调节曝气流量，避免安装在河床底部的各个曝气器的输出随水位深度的变化而降低效率，具有安装使用方便、工作可靠、灵活小巧、使用寿命长、成本低廉又节约能源等特点。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图2为本实用新型的上盖结构示意图。
[0011 ]图3为本实用新型的中体结构示意图。
[0012]图4为本实用新型的底座结构不意图。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明:
[0014]如图1所示，一种河道曝气流量控制阀，主要由上盖1、中体2、底座3、阀杆4、隔膜片
5、弹簧6等组成。
[0015]上盖1、中体2和底座3由上到下依次设置，结合图1、图2所示，上盖I的顶部设置有与上盖I内腔相通的通气孔la。结合图1、图3所示，中体2的侧壁上设置有中体2内腔相通的通水孔2a。结合图1、图4所示，底座3内带有相互独立的两个腔体3a，两个腔体3a通过锥形连接孔3b连通，其中一个腔体3a的外壁上开有进气孔3c，另外一个腔体3a的外壁上开有出气孔3d。
[0016]阀杆4、隔膜片5和弹簧6置于上盖I与中体2围成的腔体内，隔膜片5设置在上盖I与中体2之间并通过螺栓7将上盖1、隔膜片5、中体2锁紧锁紧在一起，螺栓7的数量为四个，但不限于四个。
[0017]隔膜片5的中部套装在阀杆4的上端并通过螺母8锁紧，阀杆4的上端设置有螺母8匹配的螺纹，从而将上盖I与中体2围成的腔体分割成上部的气腔9和下部的水腔10。可通过螺母垫片密封技术进一步实现上盖I和中体I之间的密封，当然也可以采用其它密封技术。气腔9通过通气孔Ia与大气相通，气腔9内的气压与大气压力一致;水腔10通过通水孔2a与河道内水流相通，以保证工作时水腔10内的水压随时与外部的水压一致。
[0018]弹簧6上端固定在上盖I的顶壁上，弹簧6的下端套装在阀杆4上用于推动阀杆4上下移动，水位越深压力越大，阀杆4向上方的移动距离越大，阀口开度(即锥形连接孔3b的流量)也就越大。阀杆4穿过中体2底部并通过内嵌在中体2底部的圆柱锥形密封圈11实现中体2与底座3的密封。圆柱锥形密封圈11既能实现中体2与底座3的密封，又能保证阀杆4的上下运动。中体2底部通过外螺纹与底座3相连，阀杆4的底部设置有与锥形连接孔3b匹配的锥形阀芯4a，通过锥形阀芯4a的上下移动来控制锥形连接孔3b的气体流量。当锥形阀芯4a顶端完全抵着锥形连接孔3b时，可以完全隔离两个腔体3a，实现微孔曝气器的自动停止，避免河道水位太低时的能量损失。
[0019]最好是，隔膜片5的中部向上拱起，当然隔膜片5的中部也可以向下拱起，或其它能变形的结构。隔膜片5中部的上下两端均垫有金属垫片12。
[0020]另外，底座3通过S形曲线的隔断将底座3内腔分割成左右两个腔体3a，且进气孔3c与出气孔3d左右相对设置。
[0021]该控制阀为全金属结构，可以通过3D打印技术快速成型。圆柱锥形密封圈11为市场上所卖的打气筒使用的密封圈，材料为橡胶。隔膜片5为市场上所卖煤气阀所用的膜片，具有一定的伸缩性能。
[0022]阀杆4的上端通过弹簧6推动锥形阀芯4a下移，使得阀口开度随水位深度的减小而同时减小，直到水位压力为零时，阀口完全关闭；反之，曝气流量增加。实现这一自动均衡分配流量输出是节能的关键。
[0023]鼓风曝气系统最重要的技术指标是每消耗IkW电能所能够转移到水中溶入的氧量。这是因为动力消耗占污水处理运行费用的大部分，自动均衡分配河道曝气器的流量输出是节能的关键。通过对曝气流量控制阀的结构设计，使得安装该阀后，输出控制气压Pc =f(Ps，Ph)，即进入微孔曝气器的气压是供气压力Ps和水位深度压力Ph的函数，气源恒定时，曝气器安装位置越深气压越高。曝气流量控制阀通过直接机械反馈控制原理来工作，无需任何电信号，便于在水下长期工作。
[0024]中体2内水腔10和底座3内的气腔9密封技术是通过类似打气筒原理，通过市场上现有的圆柱锥形密封圈11来密封，又能保证阀杆4能够在圆柱锥形密封圈11内上下运动，以实现底座3的两个腔体3a的开关。
[0025]如果该控制阀在空气中，中体2内为气腔，其压力与上盖I的压力相同；如果该控制阀置于水中，中体2内为水腔，水腔压力与外部水压相等，与水深成正比，此时中体I内压强大于上盖I内气压。当中体内压强等于上盖内气压时，隔膜片不会有压力差，也不会带动柱塞运动；当中体2内压强大于上盖I内压强时，隔膜片5受到向上的压力大于向下的压力，由于隔膜片5可压缩，隔膜片5就会带动阀杆4向上运动，进一步压缩弹簧6;当隔膜片5受到的压力差变小时，弹簧6会恢复一段，促使隔膜片5带动阀杆4向下运动一段。当阀杆4向上运动时，阀杆4底部的锥形阀芯4a会远离底座3左右两个腔体3a之间的锥形连接孔3b，锥形连接孔3b的流量会变大，左右两个腔体3a的气流会变大；当阀杆4向下运动时，锥形连接孔3b的流量会变小，左右两个腔体3a气流会变小。
[0026]工作时，首先将该控制阀上盖I的通气孔Ia通过快速接头连接一长段气管，底座3的进气孔3c通过快速接头、气管接入气栗，出气孔3d通过快速接头连接一段气管，中体2上的通水孔2a通过快速接头连接一小段气管;然后将该控制阀放入水中，保证通气孔Ia所连接的气管一直都在空气中，出气孔3d连接的气管放入水中，启动气栗就可以看到出气孔3d的气管有气体流出，调节控制阀在水中的深度，可以看到出气孔3d流出的气体流量与控制阀在水中的深度成正比，若将控制阀拿出水面可以看到出气孔3d的气体流量变为零。
【主权项】
1.一种河道曝气流量控制阀，其特征在于:包括上盖(I)、中体(2)、底座(3)、阀杆(4)、隔膜片(5)和弹簧(6)，所述上盖(1)、中体(2)和底座(3)由上到下依次设置，上盖(I)的顶部设置有与上盖(I)内腔相通的通气孔(Ia)，中体(2)的侧壁上设置有中体(2)内腔相通的通水孔(2a)，底座(3)内带有相互独立的两个腔体(3a)，两个腔体(3a)通过锥形连接孔(3b)连通，其中一个腔体(3a)的外壁上开有进气孔(3c)，另外一个腔体(3a)的外壁上开有出气孔(3d);所述阀杆(4)、隔膜片(5)和弹簧(6)置于上盖(I)与中体(2)围成的腔体内，所述隔膜片(5)设置在上盖(I)与中体(2)之间并通过螺栓(7)将上盖(1)、隔膜片(5)、中体(2)锁紧锁紧在一起，隔膜片(5)的中部套装在阀杆(4)的上端并通过螺母(8)锁紧，从而将上盖(I)与中体(2)围成的腔体分割成上部的气腔(9)和下部的水腔(10)，所述弹簧(6)上端固定在上盖(I)的顶壁上，弹簧(6)的下端套装在阀杆(4)上用于推动阀杆(4)上下移动;所述阀杆(4)穿过中体(2)底部并通过内嵌在中体(2)底部的圆柱锥形密封圈(II)实现中体(2)与底座(3)的密封，中体(2)底部通过外螺纹与底座(3)相连，所述阀杆(4)的底部设置有与锥形连接孔(3b)匹配的锥形阀芯(4a)，通过锥形阀芯(4a)的上下移动来控制锥形连接孔(3b)的气体流量。2.按照权利要求1所述的河道曝气流量控制阀，其特征在于:所述隔膜片(5)的中部向上拱起，隔膜片(5)中部的上下两端均垫有金属垫片(12)。3.按照权利要求1所述的河道曝气流量控制阀，其特征在于:所述底座(3)通过S形曲线的隔断将底座(3)内腔分割成左右两个腔体(3a)，且进气孔(3c)与出气孔(3d)左右相对设置。
【文档编号】F16K31/126GK205605857SQ201620180990
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】孙晓楠, 张 成, 孙晓松
【申请人】重庆大学