CN103353010B - 内置式浮球阀 - Google Patents

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Abstract

一种内置式浮球阀,涉及到一种浮球阀。主要由阀体、主阀板、泄压阀芯、浮球和阀壳组成,其中,阀体内有上阀腔、下阀腔、中心滑道和密封面a,中心滑道在上阀腔的顶部壁体的中心,主阀板上有圆心通孔,主阀板的圆心通孔构成泄压通道,泄压阀芯上端的中心有连杆接出,阀体的一端有进水接口,进水接口连通到下阀腔,阀体的另一端有出水接口,出水接口连通到上阀腔;阀壳连接在阀体的上端,阀壳和阀体上端的内空间构成水室,浮球设置在水室中,阀壳的顶上有排气接口接出。本发明的阀板关闭方向与自来水的水流或水压方向相同,利用自来水的压力使阀板关闭更严密,从而克服了通常浮球阀关闭不严的缺点。

Description

内置式浮球阀
技术领域
本发明涉及到自动液位控制装置,特别涉及到一种浮球阀。
背景技术
人们在生活和生产中,都需要贮水设备,包括太阳能热水器的保温水箱、集中供热系统的水箱、工矿企业的水塔、消防水池和锅炉补水箱等,在这些设备中应用浮球阀进行补水可以节省人工并且防止水资源浪费。现有的浮球阀是将阀门与浮球分离,由阀门之外的曲臂和浮球来控制阀门,存在安装使用不方便、易失灵、使用寿命短等缺点,并且阀板或阀芯是迎着自来水的水流或水压方向进行关闭的,自来水的压力作用方向与阀板或阀芯的打开方向相同,容易造成关闭不严密易漏水的缺点。
发明内容
本发明的目的是要克服现有浮球阀的缺点,设计一种安装使用方便、工作可靠、关闭严密不漏水和使用寿命长的内置式浮球阀,方便人们的生活和工作,并且避免浪费水资源。
本发明的第1种内置式浮球阀,其特征是浮球阀主要由阀体(9)、主阀板(14)、泄压阀芯(17)、浮球(3)和阀壳(2)组成,其中,阀体(9)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)、中心滑道(6)和密封面a(10),上阀腔(Ⅵ)和下阀腔(Ⅲ)呈圆柱形空间,上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的上方,上阀腔(Ⅵ)的截面小于下阀腔(Ⅲ)的截面,密封面a(10)在上阀腔(Ⅵ)的下沿口,中心滑道(6)在上阀腔(Ⅵ)的顶部壁体的中心;主阀板(14)为圆盘体结构,主阀板(14)上有圆心通孔、密封面b(12)和密封面d(21),主阀板(14)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅴ),密封面d(21)在主阀板(14)下面的圆心通孔周边,密封面b(12)在主阀板(14)的上端面,密封面b(12)与阀体(9)上的密封面a(10)对应配合;泄压阀芯(17)为圆柱体结构,泄压阀芯(17)上端的中心有连杆(8)接出,泄压阀芯(17)上端的环形面构成密封面c(15),密封面c(15)与主阀板(14)上的密封面d(21)对应配合;阀体(9)的一端有进水接口(22),进水接口(22)连通到下阀腔(Ⅲ),阀体(9)的另一端有出水接口(11),出水接口(11)连通到上阀腔(Ⅵ);阀壳(2)连接在阀体(9)的上端,阀壳(2)和阀体(9)上端的内空间构成水室(Ⅷ),浮球(3)设置在水室(Ⅷ)中,阀壳(2)的顶上有排气接口(1)接出;上阀腔(Ⅵ)顶部的壁体上有过孔(Ⅶ),上阀腔(Ⅵ)通过过孔(Ⅶ)连通到水室(Ⅷ);泄压阀芯(17)和主阀板(14)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(17)上的连杆(8)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上。本发明中,阀体(9)的底端有底盖(20)进行封堵。
本发明的第2种内置式浮球阀,其特征是浮球阀主要由阀体(9)、主阀板(14)、泄压阀芯(17)、浮球(3)和阀壳(2)组成,其中,阀壳(2)连接在阀体(9)的上端,阀壳(2)和阀体(9)上端的内空间构成水室(Ⅷ),水室(Ⅷ)的上部空间有排气接口(1)接出,浮球(3)设置在水室(Ⅷ)中;阀体(9)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)、中心滑道(6)和密封面a(10),上阀腔(Ⅵ)和下阀腔(Ⅲ)呈圆柱形空间,上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的上方,上阀腔(Ⅵ)的截面小于下阀腔(Ⅲ)的截面,密封面a(10)在上阀腔(Ⅵ)的下沿口,中心滑道(6)在上阀腔(Ⅵ)的顶部壁体的中心,上阀腔(Ⅵ)顶部的壁体上有过孔(Ⅶ),上阀腔(Ⅵ)通过过孔(Ⅶ)连通到水室(Ⅷ),上阀腔(Ⅵ)有出水接口(11)接出;阀体(9)的下端有下端头(18),下端头(18)内有缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)有进水接口(22)接入,缓冲室(Ⅰ)与下阀腔(Ⅲ)之间有阻尼口(Ⅱ)进行连通;主阀板(14)为圆盘体结构,主阀板(14)上有圆心通孔、密封面b(12)和密封面d(21),主阀板(14)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅴ),密封面d(21)在主阀板(14)下面的圆心通孔周边,密封面b(12)在主阀板(14)的上端面,密封面b(12)与阀体(9)上的密封面a(10)对应配合;泄压阀芯(17)为圆柱体结构,泄压阀芯(17)上端的中心有上连杆(8a)接出,泄压阀芯(17)上端的环形面构成密封面c(15),密封面c(15)与密封面d(21)对应配合,泄压阀芯(17)下端的中心有下连杆(8b)接出;泄压阀芯(17)和主阀板(14)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(17)的上连杆(8a)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上,泄压阀芯(17)的下连杆(8b)下端连接有阻尼件(19),阻尼件(19)由阻尼口(Ⅱ)伸入到缓冲室(Ⅰ)中。
上述的发明中,上连杆(8a)在主阀板(14)的圆心通孔中有活动间隙;上连杆(8a)在阀体(9)的中心滑道(6)中有活动间隙;泄压阀芯(17)上的上连杆(8a)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再套上套管(7),由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上;主阀板(14)上的密封面b(12)由胶垫a(13)替代,当由胶垫a(13)替代密封面b(12)时,主阀板(14)的上端面有环形卡口,胶垫a(13)由环形卡口进行固定;在泄压阀芯(17)上的密封面c(15)由胶垫b(16)替代,当由胶垫b(16)替代密封面c(15)时,泄压阀芯(17)的上端有卡槽,胶垫b(16)由卡槽进行固定;上阀腔(Ⅵ)顶部壁体上的过孔(Ⅶ)为三只以上。
上述的发明在具体实施时,主阀板(14)的直径设计为10-35mm,泄压阀芯(17)的直径设计为3-5mm,主阀板(14)和泄压阀芯(17)由浮球(3)的升降而控制关闭或开启,当浮球阀内的水室(Ⅷ)中水位上升时,浮球(3)通过连杆(8)带动泄压阀芯(17)和主阀板(14)上升向关闭方向运行,泄压阀芯(17)和主阀板(14)的关闭方向与水流的方向相同,使得浮球阀容易关闭,浮球阀关闭后,下阀腔(Ⅲ)承受自来水的压力,主阀板(14)及泄压阀芯(17)的关闭方向与下阀腔(Ⅲ)内自来水压力的方向与相同,利用自来水的压力使浮球阀关闭严密;当浮球阀内的水室(Ⅷ)中水位下降时,浮球(3)随着下降,通过连杆(8)带动泄压阀芯(17)下降,由于泄压阀芯(17)的截面很小,因此,泄压阀芯(17)下降的阻力很小,浮球(3)的重力很容易带动泄压阀芯(17)下降,打开泄压通道(Ⅴ),使下阀腔(Ⅲ)内的压力释放,从而使主阀板(14)下落,打开水流通道(Ⅳ)使浮球阀开启。本发明的运动部件只有浮球(3)、主阀板(14)和泄压阀芯(17),并且仅作上下垂直运动,具有结构简单、工作可靠、关闭严密不漏水和使用寿命长的特点,并且安装使用方便。本发明中,把泄压阀芯(17)设计为小截面的圆锥体结构,泄压阀芯(17)作为主阀板(14)辅助开启元件,泄压阀芯(17)的截面远远小于主阀板(14)的截面,当浮球阀关闭时,下阀腔(Ⅲ)内的自来水压力主要施加到主阀板(14)上,使主阀板(14)向上压紧,使得关闭更严密;当泄压阀芯(17)的直径设计为3mm、下阀腔(Ⅲ)内的自来水压力为0.2MPa时,只需0.15kg的重力就可使泄压阀芯(17)打开,在浮球阀内的水室(Ⅷ)中水位下降时,0.15kg以上重量的浮球(3)随着下降时,很容易带动泄压阀芯(17)下降,打开泄压通道(Ⅴ),使下阀腔(Ⅲ)内的压力释放,下阀腔(Ⅲ)内的压力释放后,主阀板(14)就顺利打开使浮球阀开启;由于连杆(8)处于泄压通道(Ⅴ)中,连杆(8)随着浮球(3)的升降而活动,使得泄压通道(Ⅴ)不会发生堵塞故障。
上述的第1种内置式浮球阀适合用在自来水的水压较低的高位水箱上,如屋顶太阳能热水器的保温水箱,由于自来水的水压不高,在保温水箱需要补水时,浮球的重力能够使主阀板打开,在保温水箱进行补水时,对水流的阻力小,可以实现顺利补水。当要把本发明用于自来水的水压较高的场合时,在浮球阀的进水管道上采取阻尼措施或设置缓冲装置或设置减压装置,在泄压阀芯打开而主阀板尚未打开时,减缓对主阀板的压力,使主阀板能顺利打开。
上述的第2种内置式浮球阀的使用范围包括太阳能热水器、集中供热系统的水箱、工矿企业的水塔、消防水池和锅炉补水箱的自动水位控制。本发明在下阀腔(Ⅲ)与进水口的缓冲室(Ⅰ)之间设置阻尼口(Ⅱ)和阻尼件(19),其中的阻尼件(19)随着浮球(3)升降而把阻尼口(Ⅱ)进行堵塞或打开,其目的是为了在泄压阀芯(17)打开而主阀板(14)尚未打开时,阻尼件(19)堵在阻尼口(Ⅱ)上,使自来水不能顺利进入下阀腔(Ⅲ)内,下阀腔(Ⅲ)内的压力能够进行快速释放,从而确保主阀板(14)能顺利下落打开,当主阀板(14)下落后,阻尼件(19)随着下落,打开阻尼口(Ⅱ),使自来水顺利进入下阀腔(Ⅲ)内,进行对水箱设备的供水操作。
本发明的有益效果是:设计的内置式浮球阀,适合在太阳能热水器、集中供热系统的水箱、工矿企业的水塔、消防水池和锅炉补水箱上应用。本发明的阀板关闭方向与自来水的水流或水压方向相同,利用自来水的压力使阀板关闭更严密,从而克服了通常浮球阀关闭不严的缺点。
附图说明
附图1是本发明的一种内置式浮球阀的结构图。
附图2是本发明的另一种内置式浮球阀的结构图。
图中:1.排气接口,2.阀壳,3.浮球,4.锁紧螺母,5.限位垫片,6.中心滑道,7.套管,8.连杆,8a.上连杆,8b.下连杆,9.阀体,10.密封面a,11.出水接口,12.密封面b,13.胶垫a,14.主阀板,15.密封面c,16.胶垫b,17.泄压阀芯,18.阀体的下端头,19.阻尼件,20.底盖,21.密封面d,22.进水接口;Ⅰ.缓冲室,Ⅱ.阻尼口,Ⅲ.下阀腔,Ⅳ.水流通道,Ⅴ.泄压通道,Ⅵ.上阀腔,Ⅶ.过孔,Ⅷ.水室,Ⅸ.水室的上部空间。
具体实施方式    
实施例1  附图1所示的实施例中,第1种内置式浮球阀主要由阀体(9)、主阀板(14)、泄压阀芯(17)、浮球(3)和阀壳(2)组成,其中,阀体(9)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)、中心滑道(6)和密封面a(10),上阀腔(Ⅵ)和下阀腔(Ⅲ)呈圆柱形空间,上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的上方,上阀腔(Ⅵ)的截面小于下阀腔(Ⅲ)的截面,密封面a(10)在上阀腔(Ⅵ)的下沿口,中心滑道(6)在上阀腔(Ⅵ)的顶部壁体的中心;主阀板(14)为圆盘体结构,主阀板(14)上有圆心通孔、密封面d(21)、环形卡口和胶垫a(13),主阀板(14)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅴ),密封面d(21)在主阀板(14)下面的圆心通孔周边,环形卡口和胶垫a(13)在主阀板(14)的上端面,胶垫a(13)由环形卡口进行固定,胶垫a(13)与阀体(9)上的密封面a(10)对应配合;泄压阀芯(17)为圆柱体结构,泄压阀芯(17)上端的中心有连杆(8)接出,泄压阀芯(17)上端的环形端面上有环形卡槽和胶垫b(16),胶垫b(16)由环形卡槽进行固定,胶垫b(16)与主阀板(14)上的密封面d(21)对应配合;阀体(9)的一端有进水接口(22),进水接口(22)连通到下阀腔(Ⅲ),阀体(9)的另一端有出水接口(11),出水接口(11)连通到上阀腔(Ⅵ),阀体(9)的底端有底盖(20)进行封堵;阀壳(2)连接在阀体(9)的上端,阀壳(2)和阀体(9)上端的内空间构成水室(Ⅷ),浮球(3)设置在水室(Ⅷ)中,阀壳(2)的顶上有排气接口(1)接出;上阀腔(Ⅵ)顶部的壁体上有四只过孔(Ⅶ),上阀腔(Ⅵ)通过四只过孔(Ⅶ)连通到水室(Ⅷ);泄压阀芯(17)和主阀板(14)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(17)上的连杆(8)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再套上套管(7),由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上,连杆(8)在主阀板(14)的圆心通孔中有活动间隙,连杆(8)在阀体(9)的中心滑道(6)中有活动间隙。本实施例中,主阀板(14)的直径为10mm,泄压阀芯(17)的直径为3mm;主阀板(14)选用氧化铝陶瓷或尼龙或不锈钢或铜质材料制造,泄压阀芯(17)选用不锈钢或黄铜或紫铜材料制造,其它部件选用不锈钢或黄铜或工程塑料或尼龙材料制造。
实施例2  附图2所示的实施例中,本发明的第2种内置式浮球阀,其特征是浮球阀主要由阀体(9)、主阀板(14)、泄压阀芯(17)、浮球(3)和阀壳(2)组成,其中,阀壳(2)连接在阀体(9)的上端,阀壳(2)和阀体(9)上端的内空间构成水室(Ⅷ),水室(Ⅷ)的上部空间有排气接口(1)接出,浮球(3)设置在水室(Ⅷ)中;阀体(9)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)、中心滑道(6)和密封面a(10),上阀腔(Ⅵ)和下阀腔(Ⅲ)呈圆柱形空间,上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的上方,上阀腔(Ⅵ)的截面小于下阀腔(Ⅲ)的截面,密封面a(10)在上阀腔(Ⅵ)的下沿口,中心滑道(6)在上阀腔(Ⅵ)的顶部壁体的中心,上阀腔(Ⅵ)顶部的壁体上有六只过孔(Ⅶ),上阀腔(Ⅵ)通过六只过孔(Ⅶ)连通到水室(Ⅷ),上阀腔(Ⅵ)有出水接口(11)接出;阀体(9)的下端有下端头(18),下端头(18)内有缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)有进水接口(22)接入,缓冲室(Ⅰ)与下阀腔(Ⅲ)之间有阻尼口(Ⅱ)进行连通;主阀板(14)为圆盘体结构,主阀板(14)上有圆心通孔、环形卡口和胶垫a(13),主阀板(14)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅴ),密封面d(21)在主阀板(14)下面的圆心通孔周边,环形卡口和胶垫a(13)在主阀板(14)的上端面,胶垫a(13)由环形卡口进行固定,胶垫a(13)与阀体(9)上的密封面a(10)对应配合;泄压阀芯(17)为圆柱体结构,泄压阀芯(17)上端的中心有上连杆(8a)接出,泄压阀芯(17)上端的环形端面上有环形卡槽和胶垫b(16),胶垫b(16)由环形卡槽进行固定,胶垫b(16)与密封面d(21)对应配合,泄压阀芯(17)下端的中心有下连杆(8b)接出;泄压阀芯(17)和主阀板(14)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(17)的上连杆(8a)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再套上套管(7),由中心滑道(6)中穿出连接到水室(Ⅷ)中的浮球(3)上,上连杆(8a)在主阀板(14)的圆心通孔中有活动间隙以及在阀体(9)的中心滑道(6)中有活动间隙;泄压阀芯(17)的下连杆(8b)下端连接有阻尼件(19),阻尼件(19)由阻尼口(Ⅱ)伸入到缓冲室(Ⅰ)中。本实施例中,主阀板(14)的直径为25mm,泄压阀芯(17)的直径为3mm;主阀板(14)选用氧化铝陶瓷或尼龙或不锈钢或铜质材料制造,泄压阀芯(17)选用不锈钢或黄铜或紫铜材料制造,其它部件选用不锈钢或黄铜或工程塑料或尼龙材料制造。
上述的实施例中,阀壳(2)与阀体(9)之间的连接采用螺纹连接方式或法兰连接方式,阀体(9)与下端头(18)之间采用螺纹连接方式,连接件之间的密封材料选用聚四氟乙烯生料带密封或密封垫进行密封。
当上述实施例的内置式浮球阀安装在太阳能热水器系统中,太阳能热水器保温水箱的热水出口和补水进口分开单独设置,热水出口设置在保温水箱的上部,补水进口设置在保温水箱另一侧的下部;内置式浮球阀的进水接口(22)通过补水管道和供水阀门连接在自来水管道上,内置式浮球阀的出水接口(11)连接到保温水箱下部的补水进口,在内置式浮球阀的排气接口(1)上安装排空管,或把内置式浮球阀的排气接口(1)连接到膨胀水箱,在膨胀水箱的上部设置呼吸口;内置式浮球阀安装在稍高于太阳能热水器保温水箱顶部的高度,以避免保温水箱承受过高的压力,在保温水箱的顶部有自动排气阀,以自动排除保温水箱内的空气,使保温水箱内容易加满水。使用时,自来水的供水阀门全天候打开,自来水通过内置式浮球阀的进水接口(22)进入到下阀腔(Ⅲ)中;当用户使用太阳能热水时,内置式浮球阀内的水补充进太阳能热水器的保温水箱中,内置式浮球阀内水室(Ⅷ)中的水位下降时,浮球(3)随着下降,带动泄压阀芯(17)下降,打开泄压通道(Ⅴ),使下阀腔(Ⅲ)内的压力释放,从而使主阀板(14)下落,打开水流通道(Ⅳ)使内置式浮球阀开启,自来水通过内置式浮球阀对保温水箱进行补水;当用户停止使用太阳能热水时,内置式浮球阀内水室(Ⅷ)中的水位上升,浮球(3)通过连杆(8)带动泄压阀芯(17)和主阀板(14)上升,使内置式浮球阀关闭,停止对保温水箱补水。

Claims (6)

1.一种内置式浮球阀,其特征是浮球阀主要由阀体(9)、主阀板(14)、泄压阀芯(17)、浮球(3)和阀壳(2)组成,其中,阀壳(2)连接在阀体(9)的上端,阀壳(2)和阀体(9)上端的内空间构成水室(Ⅷ),水室(Ⅷ)的上部空间有排气接口(1)接出,浮球(3)设置在水室(Ⅷ)中;阀体(9)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)、中心滑道(6)和密封面a(10),上阀腔(Ⅵ)和下阀腔(Ⅲ)呈圆柱形空间,上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的上方,上阀腔(Ⅵ)的截面小于下阀腔(Ⅲ)的截面,密封面a(10)在上阀腔(Ⅵ)的下沿口,中心滑道(6)在上阀腔(Ⅵ)的顶部壁体的中心,上阀腔(Ⅵ)顶部的壁体上有过孔(Ⅶ),上阀腔(Ⅵ)通过过孔(Ⅶ)连通到水室(Ⅷ),上阀腔(Ⅵ)有出水接口(11)接出;阀体(9)的下端有下端头(18),下端头(18)内有缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)有进水接口(22)接入,缓冲室(Ⅰ)与下阀腔(Ⅲ)之间有阻尼口(Ⅱ)进行连通;主阀板(14)为圆盘体结构,主阀板(14)上有圆心通孔、密封面b(12)和密封面d(21),主阀板(14)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅴ),密封面d(21)在主阀板(14)下面的圆心通孔周边,密封面b(12)在主阀板(14)的上端面,密封面b(12)与阀体(9)上的密封面a(10)对应配合;泄压阀芯(17)为圆柱体结构,泄压阀芯(17)上端的中心有上连杆(8a)接出,泄压阀芯(17)上端的环形面构成密封面c(15),密封面c(15)与密封面d(21)对应配合,泄压阀芯(17)下端的中心有下连杆(8b)接出;泄压阀芯(17)和主阀板(14)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(17)的上连杆(8a)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上,泄压阀芯(17)的下连杆(8b)下端连接有阻尼件(19),阻尼件(19)由阻尼口(Ⅱ)伸入到缓冲室(Ⅰ)中。
2. 根据权利要求1所述的一种内置式浮球阀,其特征是上连杆(8a)在主阀板(14)的圆心通孔中有活动间隙;上连杆(8a)在阀体(9)的中心滑道(6)中有活动间隙。
3. 根据权利要求1所述的一种内置式浮球阀,其特征是泄压阀芯(17)上的上连杆(8a)穿过主阀板(14)的圆心通孔后,再套上套管(7),由中心滑道(6)中穿出连接到浮球(3)上。
4. 根据权利要求1所述的一种内置式浮球阀,其特征是主阀板(14)上的密封面b(12)由胶垫a(13)替代,当由胶垫a(13)替代密封面b(12)时,主阀板(14)的上端面有环形卡口,胶垫a(13)由环形卡口进行固定。
5. 根据权利要求1所述的一种内置式浮球阀,其特征是在泄压阀芯(17)上的密封面c(15)由胶垫b(16)替代,当由胶垫b(16)替代密封面c(15)时,泄压阀芯(17)的上端有卡槽,胶垫b(16)由卡槽进行固定。
6. 根据权利要求1所述的一种内置式浮球阀,其特征是上阀腔(Ⅵ)顶部壁体上的过孔(Ⅶ)为三只以上。
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