专利名称：喷嘴-挡板式水位调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种水位调节装置。
背景技术：
船用淡水来自于海水淡化装置，当该造水系统投入运行后，水位控制器(或系统) 能够自动控制海水蒸发器或污冷凝器的给水量，并将其水位稳定地保持在给定的范围内。 蒸汽锅炉和高、低压加热器中的水位也需要类似的控制。 传统的水位控制器多种多样，大体可分为机械式、电子式和机电一体式。其中，UQK 型浮球液位控制器由浮筒、浮球组件、调整箱组件组成，其动作原理是利用磁钢同极相斥 的原理进行设计的，浮球组件随水位变化，当浮球组件上的圆磁钢接近磁钢组件的磁钢时 由于相斥作用磁钢组件迅速产生一个偏角磁钢与水银开关一起动作，从而完成开关动作。 TQ-UHZ型磁翻板液位计也是基于浮力和磁力原理，其带有磁体的浮子(简称磁性浮子)在 被测介质中的位置受浮力作用影响。液位的变化导致磁性浮子位置的变化、磁性浮子和磁 翻柱(也成为磁翻板)的静磁力耦合作用导致磁翻柱翻转一定角度(磁翻柱表面涂敷不同 的颜色)，进而反映容器内液位的情况，其不足之处在于只能对电磁阀或水泵的启停进行 不连续的双工位控制；控制精度较低(最大控制范围为士25mm);且电子器件不适合船舱内 的潮湿环境。 SQW-4型汽液两相流自调节液位控制器是基于流体力学理论，利用汽液两相流的 流动特性设计而成的一种非电类水位控制器，它包括信号管和调节器两部分；信号管的作 用是发送水位信号和变送调节用汽；调节器的作用是控制出口水量，相当于自动调节系统 中的执行机构。其基本调节原理是当加热器的水位升高时，信号管内的水位随之上升，导 致发送的调节汽量减少，因而流过调节器中两相流的汽量减少、水量增加，加热器的水位随 之下降；反之亦然。其不足之处在于安装条件比较苛刻，例如要求闸阀严密无内漏；安装 时信号管的高度以受控水位高度线为中心，且一次性焊接，不宜于该水位高度线的改变。
"主冷凝器水位调节器的设计研究"(CNKI (中国知网)工学硕士学位论文，陈亮， 哈尔滨工程大学，2005. 2) —文公开的另一种非电类的新型水位调节器，包括浮子发讯器 (由双喷嘴、浮子、挡板等构成)、三通调节阀(由膜片、节流管、阀芯和座等构成)、过滤器、 稳压器、压力表、节流件及其它阀门、水泵和管路。但作为学位论文，它仅仅给出了这类水位 调节器的设计原理和实验验证，就部件的结构来讲，与工程应用还有相当一段距离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能对海水蒸发器内的水位实行连续控制，控制精度 高，允许受控水位有较大的变化范围，能消除恶劣环境下电控所带来的漏电、短路或触电等 弊端的喷嘴_挡板式水位调节器。
本发明的目的是这样实现的 包括浮子式发讯器1、膜片式调节阀2、水泵3、工作水阀4、过滤器5、稳压阀6、上固定节流孔板7、下固定节流孔板8、汽空间阀10、水空间阀11、海水阀12、海水旁通阀13 和压力表9 ;其特征是所述浮子式发讯器1主要由筒体l-9、上端盖l-7、下端盖l-8、浮子 l-l、挡板l-2、上喷嘴l-5、下喷嘴1-3和吸气阀1-12组成；水泵3汲取的工作水经工作水 阀4、过滤器5、稳压阀6分两路分别经上固定节流孔板7和下固定节流孔板8与浮子式发 讯器1上的两个工作水接口相连，而浮子式发讯器1上的水、汽空间接口分别经汽空间阀 10、水空间阀11与海水蒸发器00的水、汽空间相连；在稳压阀6与上固定节流孔板7和下 固定节流孔板8之后各有一块压力表9 ;浮子式发讯器1的上喷嘴l-5、下喷嘴1-3与上固 定节流孔板8、下固定节流孔板8之间的管路分别有分路连接膜片式调节阀2的上膜片2-4 与中膜片2-5、中膜片2-5与下膜片2-6分别形成的腔室；海水一路经海水阀12、膜片式调 节阀2进入海水蒸发器00，另一路经海水旁通阀13直接进入海水蒸发器00。
稳压阀6、上固定节流孔板7、下固定节流孔板8、浮子式发讯器1及压力表9组成 一体化发讯器1';其中，浮子1-1是一个空心、双层圆柱套筒，浮子的空心的上端固装挡板 l-2，浮子可上下自由滑动地插装在全部或部分透明且外带刻度的筒体1-9内，在所述筒体 1-9的上端盖1-7和下端盖1-8的中心螺口处各借助一段螺纹管同轴线地安装上喷嘴1-5 和下喷嘴l-3并用螺帽固定，构成浮子组件；所述浮子组件装在由上端板1-10、下端板1-11 和围板1-0组成的箱体中；上端板1-10的上方安装三块压力表9，侧边分别有与膜片式调 节阀2的一个膜片腔、海水蒸发器00的汽空间连接的接口，且在后接口处加装吸气阀1-12; 下端板1-11的下方有海水蒸发器OO的水空间连接的接口，侧边有与膜片式调节阀2的另 一膜片腔连接的接口 ；借助螺栓连接将上固定节流孔板7和下固定节流孔板8压装在围板
1- 0中部的接口板和稳压阀6之间。膜片式调节阀2包括阀体2-1 、阀杆2-2、阀芯2-3、上膜片2_4、中膜片2_5、下膜片
2- 6、底膜片2-7、上限位旋钮2-8和下限位旋钮2-9 ;阀杆2_2的中部固装传统截止阀的阀 芯2-3，阀杆2-2的上部间隔地固装上膜片2-4、中膜片2-5和下膜片2_6，膜片的周边借助 螺栓、压板和压盖固紧在阀体2-l上端的开口处，由此形成的上下两个膜片腔的壁上分别 加工出一个管接头接口 ；阀杆2-2的下端固装底膜片2-7，且其周边借助螺栓和压盖压紧在 阀体2-1下部的开口处；阀杆2-2两端外侧的压盖上同轴线地旋入上限位旋钮2-8和下限 位旋钮2-9。 本发明的喷嘴-挡板式水位调节器的核心部件是由双喷嘴-挡板组成的浮子式发
讯器和由膜片_阀芯组成的膜片式调节阀；因前者借助上、下两条管路分别与海水蒸发器 上部的汽空间和下部的水空间形成连通器，故其内浮子上的挡板与海水蒸发器内的平均液 面高度齐平并与之同步地改变自身与上、下喷嘴口之间的间隙；从外界泵入两喷嘴内的工 作水被所述挡板节流减压，并分别经各自的管路进入所述调节阀内与阀杆固连的三个膜片 所形成的两个腔室内，并在压差的作用下移动与阀杆固连的阀芯，即改变膜片式调节阀的 开度，从而实现水位的连续控制。其有益效果在于能对海水蒸发器内的水位实行连续控 制；允许受控水位高度线在较大范围内变化；控制精度高；消除了潮湿环境下电控所带来 的漏电、短路或触电等弊端。 作为核心部件的浮子式发讯器中的浮子是一个能在水面漂浮的空心、双层圆柱筒 体，空心的上端固装一挡板，且可上下自由滑动(无摆动)地插装在所述筒体内；为了便于 观察筒体内工作状况和所述挡板位置，所述筒体全部或部分透明且外带刻度；在所述筒体
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两端端盖的中心处，各自沿轴向旋入一段外带螺纹的喷嘴，待两喷嘴口之间的距离达到设 计值时，固定之；在所述筒体的上端加工出与海水蒸发器相通的汽空间接口和工作水上接 口 ，另在所述筒体的下端加工出与海水蒸发器相通的水空间接口和工作水下接口 ，且在浮 子式发讯器的汽空间接口处加装吸气阀，以消除因部分汽体凝结成水后造成的真空。
水位调节器的另一重要部件是膜片式调节阀，其阀杆的中部固装有传统截止阀的 阀芯，阀杆的上部间隔地固装有三层膜片，膜片的周边压紧在阀体内，从而形成上下两个 膜片腔且分别通过阀体壁上的孔和管路与浮子式发讯器内的两个喷嘴相通；换言之，经喷 嘴-挡板减压后的工作水可分别进入所述的两个膜片腔内，且在其压差的作用下推动阀 芯，进而改变膜片式调节阀的开度。为了确保所述阀芯运动的方向性，在阀杆的下端也固装 一膜片，且其周边也压紧在阀体内。 水位调节器中的其余部件，如水泵、过滤器、稳压阀、固定节流孔板、水空间阀、汽 空间阀、工作水阀、海水阀、海水旁通阀和压力表均为标准产品。
水位调节器中各部件按如下流程连接。 水泵汲取的工作水经工作水阀、过滤器、稳压阀分两路各经一个固定节流孔板与 浮子式发讯器上的工作水上、下接口相连，而浮子式发讯器上的水、汽空间接口分别经水、 汽空间阀与海水蒸发器的水、汽空间相连；在稳压阀和固定节流孔板之后各加装一块压力 表以检测管路中的流体压力。浮子式发讯器的上、下喷嘴与固定节流孔板之间的管路分别 有分路通往膜片式调节阀的上、下膜片腔。用于补充海水蒸发器的海水一路经海水阀、膜片 式调节阀进入海水蒸发器，另一路经海水旁通阀直接进入海水蒸发器——向海水蒸发器紧 急注水时，关闭海水阀，打开海水旁通阀；而需控制海水蒸发器内的水位时，关闭海水旁通 阀，打开海水阀。 喷嘴-挡板式水位调节器的工作原理是当海水蒸发器的水位处于给定高度时， 浮子上的挡板恰好处于两喷嘴口的中间位置，即上、下喷嘴口均与浮子上的挡板之间有 0. 2-0. 5毫米间隙，此时，浮子式发讯器输出到膜片式调节阀的上、下两个膜片腔内的工作 水无压差，膜片式调节阀的开度为合理值。当海水蒸发器的水位发生变化，例如升高时，浮 子带动挡板上移，上喷嘴口与挡板的间隙减小，下喷嘴口与挡板的间隙增大，于是，浮子式 发讯器输出到膜片式调节阀上腔工作水的压力大于下腔工作水的压力，进而减小膜片式调 节阀的开度，流入海水蒸发器的水量减少，水位回落，浮子回复到合理位置，膜片间两腔室 压力也随之重新平衡。当水位下降时，整个调节过程与上述过程相反。 本发明的有益效果在于能对海水蒸发器内的水位实行连续控制；控制精度高； 允许受控水位有较大的变化范围；消除了恶劣环境下电控所带来的漏电、短路或触电等弊 端。本发明适用于蒸汽锅炉和高、低压加热器等工业设备，特别是海水淡化装置中的海水蒸 发器或污冷凝器。
图1是本发明的部件连接及原理图；
图2是一体化发讯器的结构示意图；
图3是膜片式调节阀的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 结合图1。 一种喷嘴-挡板式水位调节器包括浮子式发讯器l、膜片式调节阀2、水 泵3、工作水阀4、过滤器5、稳压阀6、固定节流孔板7、8以及汽空间阀10、水空间阀11、海 水阀12、海水旁通阀13和压力表9。作为核心部件的浮子式发讯器1主要由筒体l-9、上端 盖l-7、下端盖l-8、浮子l-l、挡板l-2、上喷嘴1-5和上喷嘴l-3、吸气阀1-12组成。
水位调节器中各部件按如下流程连接如图l所示，水泵3汲取的工作水经工作水 阀4、过滤器5、稳压阀6分两路各经一个固定节流孔板7、8与浮子式发讯器1上的两个工 作水接口相连，而浮子式发讯器1上的水、汽空间接口分别经汽空间阀10、水空间阀11与 海水蒸发器00的水、汽空间相连；在稳压阀6和固定节流孔板7、8之后各加装一块压力表 9(共3块)以检测管路中的流体压力；浮子式发讯器1所述的上、下喷嘴1-5和1-3与固 定节流孔板7、8之间的管路分别有分路通往膜片式调节阀2的上、下两个膜片腔(参见图 3)，即上膜片2-4和中膜片2-5、中膜片2-5与下膜片2_6分别形成的腔；用于补充海水蒸 发器00的海水一路经海水阀12、膜片式调节阀2进入海水蒸发器00，另一路经海水旁通阀 13直接进入海水蒸发器00——当向海水蒸发器00紧急注水时，关闭海水阀12，打开海水旁 通阀13 ;而当需控制海水蒸发器OO内的水位时，关闭海水旁通阀13，打开海水阀12。除浮 子式发讯器1和膜片式调节阀2夕卜，调节系统中的其余部件，如水泵3、工作水阀4、过滤器 5、稳压阀6、固定节流孔板7、8、压力表9、汽空间阀10、水空间阀11、海水阀12和海水旁通 阀13均为标准产品。 值得一提地是，由于浮子发讯器1内上、下两个喷嘴1-5和1-3喷出的水流若不能 及时流入海水蒸发器OO，就会引起浮子1-1的波动，这对调节系统的正常工作是不利的；故 浮子发讯器1与海水蒸发器00连接管路的公称直径应不小于20毫米。
为了方便调节系统的现场安装，结构设计时，将图l虚框线内的稳压阀6、固定节 流孔板7、8、浮子发讯器1及压力表9 一体化，称之为一体化发讯器1';图2给出了一体化 发讯器的结构示意图。其中，浮子1-1是一个能在水面漂浮的空心、双层圆柱筒体，空心的 上端固装挡板l-2，可上下自由滑动(无摆动)地插装在筒体l-9内；为了便于观察筒内工 作状况和所述挡板1-2的位置，所述筒体1-9全部或部分透明且外带刻度；在所述筒体1-9 的上端盖1-7和下端盖1-8的中心螺口处，各借助一段螺纹管同轴线地安装上喷嘴1-5和 下喷嘴l-3，调整两喷嘴口与挡板l-2之间的距离达到设计值(两间隙相等，各为O. 2 0. 5 毫米)，用螺帽固定之。上述组件统装在由上端板l-10、下端板1-11和围板1-0组成的箱 体中；上端板1-10的上方安装三块压力表9，侧边分别有与调节阀2的膜片腔、海水蒸发器 00的汽空间连接的接口，且在后接口处加装吸气阀1-12，以消除部分汽体凝结成水后造成 的真空；下端板1-11的下方有海水蒸发器OO的水空间连接的接口，侧边有与调节阀2的另 一膜片腔连接的接口 ；借助螺纹连接将固定节流孔板7、8压装在围板1-0中部的接口板和 稳压阀6之间；所述压力表9、稳压阀6、固定节流孔板7、8和各接口均借助布置在所述箱体 内的管路按图1所述流程连接。 图3给出了膜片式调节阀的结构示意图，它包括阀体2-l、阀杆2-2、阀芯2-3、上 膜片2-4、中膜片2-5、下膜片2-6、底膜片2-7、上限位旋钮2_8和下限位旋钮2_9 ;其中，阀 杆2-2的中部固装有传统截止阀的阀芯2-3，阀杆2-2的上部间隔地固装上膜片2-4、中膜片2-5和下膜片2-6，膜片的周边借助螺栓、压板和压盖固紧在阀体2-1上端的开口处，由此 形成的上下两个膜片腔分别通过阀体2-1壁上的孔和管路与浮子发讯器1内上、下两个喷 嘴1-5和1-3相通；换言之，经喷嘴_挡板减压后的工作水可分别进入所述的上、下两个膜 片腔内，且在其压差的作用下推动阀芯2-3，进而改变膜片式调节阀2的开度。为了确保所 述阀芯2-3运动的方向性，在阀杆2-2的下端固装底膜片2-7，且其周边借助螺栓和压盖压 紧在阀体2-l下部的开口处；为了防止阀杆2-2过大的位移损伤膜片，阀杆2-2两端外侧的 压盖上同轴线地旋入上限位旋钮2-8和下限位旋钮2-9。
权利要求
一种喷嘴-挡板式水位调节器，包括浮子式发讯器(1)、膜片式调节阀(2)、水泵(3)、工作水阀(4)、过滤器(5)、稳压阀(6)、上固定节流孔板(7)、下固定节流孔板(8)、汽空间阀(10)、水空间阀(11)、海水阀(12)、海水旁通阀(13)和压力表(9)；其特征是所述浮子式发讯器(1)主要由筒体(1-9)、上端盖(1-7)、下端盖(1-8)、浮子(1-1)、挡板(1-2)、上喷嘴(1-5)、下喷嘴(1-3)和吸气阀(1-12)组成；水泵(3)汲取的工作水经工作水阀(4)、过滤器(5)、稳压阀(6)分两路分别经上固定节流孔板(7)和下固定节流孔板(8)与浮子式发讯器(1)上的两个工作水接口相连，而浮子式发讯器(1)上的水、汽空间接口分别经汽空间阀(10)、水空间阀(11)与海水蒸发器(00)的水、汽空间相连；在稳压阀(6)与上固定节流孔板(7)和下固定节流孔板(8)之后各有一块压力表(9)；浮子式发讯器(1)的上喷嘴(1-5)、下喷嘴(1-3)与上固定节流孔板(8)、下固定节流孔板(8)之间的管路分别有分路连接膜片式调节阀(2)的上膜片(2-4)与中膜片(2-5)、中膜片(2-5)与下膜片(2-6)分别形成的腔室；海水一路经海水阀(12)、膜片式调节阀(2)进入海水蒸发器(00)，另一路经海水旁通阀(13)直接进入海水蒸发器(00)。
2. 根据权利要求l所述的喷嘴-挡板式水位调节器，其特征是稳压阀(6)、上固定节流孔板(7)、下固定节流孔板(8)、浮子式发讯器(1)及压力表(9)组成一体化发讯器(l');其中，浮子(1-1)是一个空心、双层圆柱套筒，浮子的空心的上端固装挡板(1-2)，浮子可上下自由滑动地插装在全部或部分透明且外带刻度的筒体(1-9)内，在所述筒体(1-9)的上端盖(1-7)和下端盖(1-8)的中心螺口处各借助一段螺纹管同轴线地安装上喷嘴(1-5)和下喷嘴(1-3)并用螺帽固定，构成浮子组件；所述浮子组件装在由上端板(1-10)、下端板(1-11)和围板(1-0)组成的箱体中；上端板(1-10)的上方安装三块压力表(9)，侧边分别有与膜片式调节阀(2)的一个膜片腔、海水蒸发器(00)的汽空间连接的接口，且在后接口处加装吸气阀(1-12);下端板(1-11)的下方有海水蒸发器(00)的水空间连接的接口，侧边有与膜片式调节阀(2)的另一膜片腔连接的接口 ；借助螺栓连接将上固定节流孔板(7)和下固定节流孔板(8)压装在围板(1-0)中部的接口板和稳压阀(6)之间。
3. 根据权利要求l或2所述的喷嘴-挡板式水位调节器，其特征是膜片式调节阀(2)包括阀体(2-l)、阀杆(2-2)、阀芯(2-3)、上膜片(2-4)、中膜片(2-5)、下膜片(2-6)、底膜片(2-7)、上限位旋钮(2-8)和下限位旋钮(2-9);阀杆(2-2)的中部固装传统截止阀的阀芯(2-3)，阀杆(2-2)的上部间隔地固装上膜片(2-4)、中膜片(2-5)和下膜片(2-6)，膜片的周边借助螺栓、压板和压盖固紧在阀体(2-1)上端的开口处，由此形成的上下两个膜片腔的壁上分别加工出一个管接头接口 ；阀杆(2-2)的下端固装底膜片(2-7)，且其周边借助螺栓和压盖压紧在阀体(2-1)下部的开口处；阀杆(2-2)两端外侧的压盖上同轴线地旋入上限位旋钮(2-8)和下限位旋钮(2-9)。
全文摘要
本发明提供的是一种喷嘴-挡板式水位调节器。包括浮子式发讯器(1)、膜片式调节阀(2)、水泵(3)、工作水阀(4)、过滤器(5)、稳压阀(6)、上固定节流孔板(7)、下固定节流孔板(8)、汽空间阀(10)、水空间阀(11)、海水阀(12)、海水旁通阀(13)和压力表(9)。本发明能对海水蒸发器内的水位实行连续控制；控制精度高；允许受控水位有较大的变化范围；消除了恶劣环境下电控所带来的漏电、短路或触电等弊端。本发明适用于蒸汽锅炉和高、低压加热器等工业设备，特别是海水淡化装置中的海水蒸发器或污冷凝器。
文档编号G05D9/02GK101739035SQ200910073368
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者刘春雨, 张滨, 沈明启, 王志明, 王文祥, 韩伟实 申请人:哈尔滨工程大学