CN101063489A - 智能阀门 - Google Patents

Abstract

一种能识别压力的智能阀门，其工作原理是利用阀门内部液体的压力变化进行自动关闭控制。其关闭阀门的驱动能力，是由供水管道中的压力以及阀门部件机械的能量两者有机组合而产生的。由此而彻底解决了普通阀门要人为去操作关闭。如果忘了关闭阀门，会导致无需放水。1.造成浪费水资源；2.殃及邻里。该阀门具有结构简单、使用安全，又有节能效果。

Description

智能阀门

一、所属技术领域：

本发明涉及一种能识别压力的智能阀门，尤其是能判断出阀内公称压力PN＜0.02Mpa时会自动关闭阀门。

二、背景技术

目前国内供水管网中使用的普通(通用)阀门，(公称压力为PN＜0.7Mpa)均需人为去操作关和开。无论是即开型的球阀，旋塞阀……，或者是慢开启型的闸阀、截止阀……。等等它们的工作程序，必须由人为来操作其开启和关闭。所以在开启阀门用水的过程中如遇到突然停水，而忘记关闭阀门。当水来时(往往是深夜)不但自家水满金山，还殃及邻里。自家浪费自来水不说，更难堪的伤及友邻的和气。(家中的老人小孩最容易犯此失误)。

本发明的目的是提供一种结构简单操作方便，使用安全可靠，成本低廉的智能阀门，彻底解决上述因忘记关阀而引起溢水的诸多麻烦。

三、智能阀门主要构造

图-1是一幅智能阀门开启状态下的结构图

图-1-1是一幅智能阀门关闭状态下的结构图

(图-2)～(图-4)共计17幅图，属于智能阀门机械制造零件图

智能阀门各构件编号代表如下：

A-主阀：〔a〕-主阀体；〔b〕-阀门启闭机械联动杆(简称联动杆)；〔c〕-活动阀门瓣固定横轴(简称阀横轴)；〔d〕-阀瓣固定片；〔e〕-接连片与阀瓣固定螺丝(简称阀瓣固定螺丝)；〔f〕-塔型弹簧；〔g〕-阀瓣园片；〔h〕-密封垫；〔k〕-联动杆关闭动作弹簧；〔j〕-联动杆与阀横轴固定螺丝(简称联动杆固定螺丝)；〔l〕-轴与连接片固定销子(简称轴销子)；〔v〕-联动杆小拉簧。

B-导阀：①-阀体或缸体(简称缺体)；②-阀盖或缺盖；③-压力控制杆件；④-弹簧；⑤-密封圈；⑥-密封垫；⑦-密封板；⑧-密封板固定螺丝。

C-主阀与导阀连接联络构件。

阀门主要结构由主阀(A)、导阀(B)、联络构件(C)、联动杆〔b〕等组成。其外观形状类似柱形三通，阀体部分构件采用铜材热挤压成型，其它零件分别用铜或不锈钢材料加工而成。

1主阀部分属于智能阀门的下部分的主要阀体，由阀座〔a〕、阀瓣(D)、阀横轴〔c〕联动杆〔b〕等构件组成。其中阀瓣构件，位于智能阀门的中腹，由阀瓣固定片〔d〕、阀瓣固定螺丝〔e〕、塔型弹簧〔f〕、阀瓣园片〔g〕、密封垫〔h〕等零件组装而成。阀横轴〔c〕位于主阀体的中部，横向穿过阀体，阀瓣(D)固定在阀横轴〔c〕的中间。联动杆位于主阀外侧用螺丝固定在阀横轴的阀外段，还配有动作弹簧〔k〕和〔v〕。通过对上述各种构件进行技术组合，实现阀门具备关和闭功能。

2、导阀安装在主阀中位上端一由阀体(缸体)①、阀盖(缸盖)②、塞杆③、弹簧④、密封圈⑤、密封垫⑥、密封板⑦、密封板固定螺丝⑧等零件组成。通过技术组合，实现阀门能具有识别压力和控制阀门关闭等功能。

四、智能阀门工作原理

1、主阀和导阀的相互关系

本发明的智能阀门集识别阀内压力检测控制(导阀具备的功能)和阀门自动关闭操作(主阀具有的功能)于一身。其中由阀瓣(D)、阀横轴〔c〕、联动杆〔b〕、联动杆弹簧〔k〕和〔v〕、塞杆③等构件组成联动装置是本发明的技术关键所在。

阀门通过该联动装置实现智能关闭控制，是阀门的智能控制核心所在。

根据图-1-1所示构件塞杆③是导阀(B)识别压力的主要元件，也是整个智能阀门实现自动关闭的指令元件。其控制过程是通过导阀(B)识别阀体内压力是否存在，利用阀内液体压力推动塞杆③进出运动，塞杆③的尾端是联动装置联动杆〔b〕的支撑点，是控制主阀(A)是否要关闭的指令元件.当阀内液体压力小于设定测压力PN≤0.02Mpa时，塞杆③进入导阀体内；使阀门启、闭联动杆〔b＞失去支撑点，在联动杆动作弹簧〔k〕力的作用下，关闭阀门操作动作，使联动杆〔b〕向顺时针偏转38°～48°，因联动杆固定在阀横轴，所以阀横轴也同时旋转38°～48°。通过阀横轴旋转，带动阀瓣(D)作偏转下落动作，将阀瓣园片〔g〕向阀门出水口靠近，直至堵住阀口。阀瓣园片〔g〕与阀口是平面贴合关闭方式，塔型不锈钢弹簧〔f〕是促使阀瓣园片〔g〕与阀门口绝对完全平面贴合，使阀门完成完全关闭。这时阀瓣(D)不需要阀横轴〔c〕给它很大的顺时针偏转压力，轻轻即可，也不会漏水；当阀门内液体压力(水压)越大，阀瓣园片〔g〕与阀门口贴合越紧，闭合越严密，越不会漏水，就这样完成阀门自动关闭的全过程。

当阀门压力PN≥0.15MPa时，导阀(B)的塞杆③构件在阀内液压力的作用下，向外推出，使塞杆③尾端露出阀外。这时要打开阀门应需要人操作联动杆〔b〕逆时针旋转(38°～48°)，到塞杆③尾端支撑点后，联动杆动作弹簧〔k〕力矩由塞杆③尾端支撑着；因阀横轴逆时针转动(38°～48°)，带动阀瓣(D)上起，阀门口被打开；这时阀门处于开启状态，完成开启的过程。等待下次的停水，使阀门内无压力时，导阀(B)工作，塞杆③尾端进入阀体，联动杆〔b〕失去支持点，联动杆〔b〕动作进行再次将阀门自动关闭。

2、导阀(B)的工作原理及其作用

图-3是导阀结构图

智能阀门的导阀(B)是智能阀门的指挥机构，是测量阀内压力和阀门自动关闭控制的重要构件。按图-2-1所示，当阀内液体压力PN≤0.02MPa时，塞杆③在弹簧④压力的作用下，向智能阀门中心移动。在时塞杆③前端1/3部分泡在阀内液体中，塞杆③后端进入阀体内，导阀呈现状态1所示；也就是导阀(B)发出关闭阀门指令的状态。

当阀内液体压力PN≥0.15MPa时，塞杆③前端1/3部分在液体压力作用下，推进导阀阀体①内，由于塞杆③在智能阀门内的液体压力作用下向阀门外运动，直至塞杆③后端露出阀门外部，成为智能阀门开启时支持联动杆〔b〕的支撑点，导阀呈现图-2-1状态2所示；也就是导阀(B)发出指示阀内存在着压力的表示。

由于塞杆③通过运动，将阀门内信息传递到阀外，阀外控制机构根据传递来的信息，进行程序控制。塞杆③将信息传递到阀外必须通过机械运动，在压力容器中，与外界直通的运动的机械元件，周边必须采取有效的防渗漏密封措施。因为静止固定的机械部件周围密封比较容易，而运动的机械部件周围密封就存在难度；所以塞杆③周围的防渗漏密封措施有三道防线，二道采用密封圈⑤防渗漏，另一道采用密封垫板封堵导阀(B)内侧阀口防止阀门液体向出渗漏。通过上述三道密封防渗漏措施有效解决了塞杆③与导阀阀体①之间间隙的密封。当阀门液体压力小PN≤0.02时，导阀处于图-3-1中状态1所示，采用二道密封圈⑤以防止渗漏。当阀门液体内压大于PN≥0.15～0.6时，导阀(B)工作处于图-3-1中状态2所示，第三道防渗漏措施介入工作，因密封板⑦压着密封垫⑥用螺丝固定在塞杆③的前端，当阀内液体压力大时，塞杆③在阀内的前端部分受压力作用向导阀(B)内运动，这时密封板⑥托着密封垫⑦完全封住导阀阀体①内侧洞口，实施第三道密封，压力越大，密封垫⑥与洞口贴合越紧，密封效果越好。

五、智能阀门的有益效果

本发明的智能阀门适用于公称压力PN≤0.6Mpa的供水管网中，安装在水表旁边当总阀门使用，其功能能够辩别阀门所在的给水管路中，供水压力是否正常，还能在微小压力或无压力状态下关闭给水管路的水源进口。弥补了给水管路中使用普通阀门由于失误而无法完成关闭的弊端，其功能达到节约用水目的，成为新类型低成本的智能阀门。

智能阀门的优点是：

①结构简单，操作方便；

②性能稳定，工作可靠；

③结构简单，制造方便；

④材料普通，成本较低；

⑤广泛适用公称压力为PN≤0.6Mpa的给水管网中。

Claims (8)

1、一种阀门，其特征是导阀(B)与主阀(A)采用丝扣连接为一体，导阀(B)位于主阀(A)的上端，阀瓣(D)、阀横轴〔c〕、联动杆〔b〕相互连接成为一体，与联动杆弹簧〔k〕及塞杆③等构件组成的联动装置，受导阀(B)的塞杆③构件控制联动装置运动；具有判断阀内压力，而且根据压力变化控制阀门自动关闭。

2、导阀特征(B)是阀体即缸体①，(活塞与阀外连杆为一体)称塞杆③位于导阀(B)中心，套在塞杆后端弹簧④由阀盖(缸盖)②固定，密封板⑥压着密封垫⑦用螺丝固定在塞杆③头部，塞杆③头部露出在阀内的液体中。

3、根据权利要求，所述联动控制装置，其特征是过通导阀(B)塞杆③控制，使阀瓣(D)、阀横轴 、联动杆

成摆线运动，摆动来回角度为0～48°幅度，控制阀门的关和开。

4、根据权利要求1、要求2所述的阀门，其特征是导阀与主阀采用丝扣连接成为一体导，旋转导阀阀盖，可调整弹簧压力，改变设定的阀门工作压力。

5、导阀(B)的第三道密封方式采用密封板正挡住导阀(B)的缸口，达到密封目的。

6、根据权利要求1与2，所述的阀门，其特征是导阀(B)中塞杆③、主阀(A)中的阀横轴〔c〕构件只能由铜或不锈钢材料制成。

7、根据权利要求1所述的阀门，其特征是阀瓣与活动阀瓣固定横轴连接同时，也限制阀横轴的纵向内外移动，但不限制阀横轴〔c〕做0°～48°旋转运动。

8、阀横轴〔c〕在将离阀体边缘内侧设有凹槽放置密封圈，阻止液体通过阀横轴向外渗漏。

Images