CN103542134A - 开关阀门组件、防冻给水管道装置及车站供水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关阀门组件、防冻给水管道装置及车站供水系统。所述开关阀门组件的阀体内包括进水流道、出水流道、主流道、三通阀芯、主气阀、辅助气阀、分支流道和复位组件。三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面，第一活塞和第二活塞同向远离压缩气体入口，部分压缩气体进入主流道后从出水流道流出；第二活塞移动触发复位组件以驱动辅助气阀复位而使分支流道连通到第二腔体，当第二腔体中的压缩气体对第二活塞外端面的作用力大于主流道中的压缩气体对第一活塞的作用力时，第一活塞将压缩气体入口关闭。本发明操作简单安全，性能稳定可靠，节省能耗。

Description

开关阀门组件、防冻给水管道装置及车站供水系统
技术领域
本发明涉及车辆的供水系统领域，具体涉及一种防冻给水管道装置、使用在防冻给水管道上的开关阀门组件及使用防冻给水管道装置的车站供水系统。
背景技术
水源储备是铁路客车的重要组成部分，是旅客旅途生活必不可少的基本条件之一，也是旅客列车人性化服务的重要方面。目前，我国铁路客车多采用车上储水箱进行水源储备。由于铁路客车区间运行时间长、站停时间短，因此铁路客车在铁路区间的每个停靠站停靠时，需要快速地进行水源供应。
铁路客车停靠站为客车进行水源补充是通过给水管道将水井内的水输送至客车的储水箱中。现有给水管道的长度均较长，当在低温环境时，给水管道的残留液体便有可能因为未及时排除而结冰，从而使给水管道堵塞，影响后续列车的储水。
为解决低温环境下铁路客车给水管道因结冰而堵塞的问题，现有技术中试图采用三种方式进行解决，具体如下：
第一种方式：采用电伴热带。即在给水管道上附加电伴热带。但由于给水管道为软管，又要经常拉来拉去，电伴热带非常容易被损坏，且为防人员触电只能低压供电，由于给水管道较长，低压供电的电能损耗也比较大。
第二种方式：采用自动收管装置。给水管道采用胶管，在给客车加完水之后，将胶管自动收回到水井内。但由于胶管的柔软度随着环境温度的变化而变化，在冬季严寒天气情况下，胶管变硬，造成收管装置无法将胶管收回井下。
第三种方式：采用电磁阀控制压缩空气气路，用压缩空气清除管道内的残留液体。但由于电磁阀对工作环境要求较高，极易发生故障，工作状态很不稳定。而客车给水对设备的稳定性要求极高，因此也不能很好地解决低温环境下给水管道的结冰问题。
鉴于上述三种解决方式的弊端，现有给水管道在低温环境下采用长流水方式防止给水管道结冰，即为给水管道不间断供水。由于水流不断的流动，因而给水管道在低温环境中不会结冰。但长流水方式由于在客车不需要储水的时候依然需要不间断地供水，因而造成水资源的大量浪费。
由上可知，有必要提供一种能够及时清除管道内的残留液体、节约水资源，且对工作环境要求不高、具有性能稳定可靠、运行维护费用低的防冻给水管道装置。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种能够及时清除管道内的残留液体、节约水资源，且具有性能稳定可靠、运行维护费用低的防冻给水管道装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种开关阀门组件，包括阀体，所述阀体包括：
进水流道、出水流道和气体流道，分别与水源、给水管道和压缩气体源连通；所述气体流道包括主流道和分支流道；
三通阀芯，用于使出水流道选择性地连通到进水流道或主流道；
中空腔体，通过分支流道与压缩气体源连通；
主气阀，包括主活塞杆、固定于主活塞杆两端的第一活塞和第二活塞，第一活塞设置于主流道内的压缩气体入口处并以其密封面阻止或允许压缩气体流入所述主流道；第二活塞设于中空腔体中并将所述中空腔体分隔为第一腔体和第二腔体且具有分别朝向第一腔体和第二腔体的内、外端面；
辅助气阀，设置于所述分支流道的出口处，用于使分支流道选择性地连通到第一腔体或第二腔体；
复位组件，设置在主气阀与辅助气阀之间并以连接端连接到辅助气阀；
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面，作用于第二活塞内端面的压缩气体和作用于第一活塞的压缩气体同向作用推动第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动从而允许部分压缩气体从压缩空气入口进入主流道后从出水流道流出；
第二活塞的移动触发复位组件以驱动辅助气阀复位而使分支流道连通到第二腔体而允许压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面，当第二腔体中的压缩气体对第二活塞外端面的作用力大于主流道中的压缩气体对第一活塞的作用力时，第一活塞朝向压缩气体入口移动直到将压缩气体入口关闭。
其中，所述中空腔体还包括与分支流道的出口、第一腔体和第二腔体均连通的切换腔；
所述辅助气阀包括设置于所述切换腔内的第三活塞；
所述辅助气阀被三通阀芯触发后，所述第三活塞移动至所述分支流道出口与第二腔体之间，以阻止所述分支流道的压缩气体进入第二腔体，并允许所述分支流道的压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
所述辅助气阀通过复位组件驱动而反向运动被复位后，所述第三活塞移动至所述分支流道出口与第一腔体之间，以阻止所述分支流道的压缩气体进入第一腔体，并允许所述分支流道的压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面。
进一步地，所述辅助气阀还包括具有第一端和第二端的辅活塞杆，
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀的第一端使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
第三活塞固定于所述辅活塞杆的第二端，并连接到复位组件的一端。
优选地，所述复位组件包括杠杆，所述杠杆以枢纽固定于第二腔体中，包括自由端和与所述辅助气阀连接的连接端，所述自由端和所述连接端处于所述枢纽的两侧；
当第一活塞将压缩气体入口关闭时，所述杠杆的自由端位于第二活塞的外端面一侧且与第二活塞的外端面不接触；
在第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动的过程中，第二活塞的外端面碰触所述杠杆的自由端并推动所述杠杆的自由端运动，使所述杠杆的连接端联动以推动所述辅助气阀复位。
其中，当第一活塞将压缩气体入口关闭时，压缩空气作用于第一活塞的密封面上的区域的面积小于第二活塞的外端面的面积。
优选地，
第一腔体中设有：第一弹簧和阀塞，所述阀塞设置于第一腔体的进口与第二活塞的内端面之间，以允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面上并阻止所述压缩气体反流；第一弹簧连接在阀塞与第一腔体的内壁之间并处于压缩状态；
和/或
第二腔体内设有：第二弹簧，其连接在第二活塞外端面与第二腔体的内壁之间并处于压缩状态。
所述分支流道的内径小于所述主流道的内径。
优选地，
所述压缩气体的压力为0.3～0.4兆帕；
所述三通阀芯为球形或圆柱形阀芯；
所述第一活塞允许所述压缩气体进入主流道到阻止所述压缩气体进入所述主流道的时间为8～20秒。
根据本发明的另一方面，还提供了一种防冻给水管道装置，包括：
与水源连通的供水管道；
与压缩气体源连通的供气管道；
给水管道；及
前述的开关阀门组件；其中，
所述供水管道与所述开关阀门组件的进水流道连通；所述供气管道与所述开关阀门组件的气体流道连通；所述给水管道与所述开关阀门组件的出水流道连通。
根据本发明的再一方面，还提供了一种车站供水系统，包括水源、压缩空气源和前述的防冻给水管道装置。
由上述技术方案可知，本发明中的开关阀门组件可有效地防止供水管道内的结冰现象，并且具有节约水资源、操作简单安全、性能稳定可靠和节省能耗的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1示出了开关阀门组件的结构示意图；
图2a示出了水源通过开关阀门组件向给水管道供水状态图；
图2b示出了人工关闭水源并转动三通阀芯后开关阀门组件的内部状态图；
图2c示出了开关阀门组件中气体流道导通状态图；
图2d示出了开关阀门组件中第一活塞阻止气体流道导通状态图；
图3示出了机械连锁装置与辅助气阀中的辅活塞杆之间的位置关系图；
图4示出了防冻给水管道装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本发明的发明人观察到，在低温环境下，利用压缩空气的压力及时清除客车给水管道中的残留液体能够很好地防止给水管道结冰，从而达到防冻效果。但现有压缩空气气路均采用电磁阀控制，由于电磁阀对工作环境要求较高，而客车给水管道所处环境较恶劣，因而采用电磁阀控制压缩空气气路的工作状态并不稳定。因此本发明的发明人在给水管道中设置开关阀门组件，该开关阀门组件在设定时间内利用压缩气体将给水管道内的残余液体清除，并在设定时间结束后自动关闭压缩气体源，从而有效地防止给水管道结冰，且对环境要求不高、操作简单安全、性能稳定可靠。
根据本发明的一个方面，提供了一种开关阀门组件，包括阀体，阀体包括进水流道、出水流道、气体流道、三通阀芯、中空腔体、主气阀、辅助气阀和复位组件。其中，
进水流道与水源连通，出水流道与给水管道连通，气体流道与压缩气体源连通。
气体流道包括主流道和分支流道。
三通阀芯，用于使出水流道选择性地连通到进水流道或主流道；优选地，三通阀芯为球形或圆柱形阀芯。
中空腔体，通过分支流道与压缩气体源连通；
主气阀，包括主活塞杆、固定于主活塞杆两端的第一活塞和第二活塞，第一活塞设置于主流道内的压缩气体入口处并以其密封面阻止或允许压缩气体流入主流道；第二活塞设于中空腔体中并将中空腔体分隔为第一腔体和第二腔体且具有分别朝向第一腔体和第二腔体的内、外端面。
辅助气阀，设置于分支流道的出口处，用于使分支流道选择性地连通到第一腔体或第二腔体。
复位组件，设置在主气阀与辅助气阀之间并以连接端连接到辅助气阀；
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面，作用于第二活塞内端面的压缩气体和作用于第一活塞的压缩气体同向作用推动第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动从而允许部分压缩气体从压缩空气入口进入主流道后从出水流道流出；
第二活塞的移动触发复位组件以驱动辅助气阀复位而使分支流道连通到第二腔体而允许压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面，当第二腔体中的压缩气体对第二活塞外端面的作用力大于主流道中的压缩气体对第一活塞的作用力时，第一活塞朝向压缩气体入口移动直到将压缩气体入口关闭。
第一活塞允许压缩气体进入主流道到阻止压缩气体进入主流道的时间为8～20秒。
进一步地，中空腔体还包括与分支流道的出口、第一腔体和第二腔体均连通的切换腔；
辅助气阀包括设置于切换腔内的第三活塞；
辅助气阀被三通阀芯触发后，第三活塞移动至分支流道出口与第二腔体之间，以阻止分支流道的压缩气体进入第二腔体，并允许分支流道的压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
辅助气阀通过复位组件驱动而反向运动被复位后，第三活塞移动至分支流道出口与第一腔体之间，以阻止分支流道的压缩气体进入第一腔体，并允许分支流道的压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面。
更进一步地，辅助气阀还包括具有第一端和第二端的辅活塞杆，
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀的第一端使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
第三活塞固定于辅活塞杆的第二端，并连接到复位组件的一端。
优选地，本发明中的复位组件包括杠杆，杠杆以枢纽固定于第二腔体中，包括自由端和与辅助气阀连接的连接端，自由端和连接端处于枢纽的两侧；
当第一活塞将压缩气体入口关闭时，杠杆的自由端位于第二活塞的外端面一侧且与第二活塞的外端面不接触；
在第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动的过程中，第二活塞的外端面碰触杠杆的自由端并推动杠杆的自由端运动，使杠杆的连接端联动以推动辅助气阀复位。
其中，当第一活塞将压缩气体入口关闭时，压缩空气作用于第一活塞的密封面上的区域的面积小于第二活塞的外端面的面积。在第一活塞将压缩气体入口关闭时，作用于第一活塞端面的压缩空气的压强与作用于第二活塞外端面的压缩空气的压强相同，由于作用于第一活塞的密封面上的区域的面积小于第二活塞的外端面的面积，因此压缩空气作用于第二活塞外端面的作用力大于第一活塞端面所受的压力，因此第一活塞能够将主流道的压缩气体入口密封，以阻止压缩气体进入主流道。
优选地，
第一腔体中设有：第一弹簧和阀塞，阀塞设置于第一腔体的进口与第二活塞的内端面之间，以允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面上并阻止压缩气体反流；第一弹簧连接在阀塞与第一腔体的内壁之间并处于压缩状态；
和/或
第二腔体内设有：第二弹簧，其连接在第二活塞外端面与第二腔体的内壁之间并处于压缩状态。
优选地，
分支流道的内径小于主流道的内径。在本发明中，分支流道的内径可以是最大内径、最小内径、平均内径、入口内径和出口内径等。
下面通过优选实施例对开关阀门组件的结构及工作原理进行详细阐述。
图1示出了开关阀门组件的结构示意图。如图1所示，开关阀门组件包括阀体10。阀体10包括进水流道101、出水流道102、气体流道103、阀芯为球形或圆柱形的三通阀芯104、中空腔体、主气阀、辅助气阀和复位组件。其中，
进水流道101、出水流道102和气体流道103，分别用于与水源、给水管道和压缩气体源连通。
气体流道103包括分支流道105和主流道。在本发明的各个实施例中，作为优选方案，主流道包括与压缩气体源连通的水平流道131和与三通阀芯104连通的垂直流道132。水平流道131的内径等于或小于垂直流道132的内径，且水平流道131的出口与垂直流道132的中下部连通。水平流道131与垂直流道132的交接处即可认为是主流道的压缩气体进口。
三通阀芯104，包括两个接口及连通两个接口的弯折流道。作为优选实施例，该弯折流道的弯折角度采用90度。三通阀芯104在阀体10内的第一位置和第二位置两个位置进行相互转动。其中，在第一位置时，进水流道101与出水流道102连通；在第二位置时，出水流道102与气体流道103连通。通过三通阀芯104的转动，进而实现出水流道102选择性地连通到进水流道101或气体流道103。当然，本实施例中三通阀芯104内的弯折流道的弯折角度为90度只是示例性的，而非对弯折角度的限定，在实际生产过程中，弯折流道的弯折角度根据阀体10中进水流道101、出水流道102和气体流道103连通之间的角度确定。
中空腔体，通过分支流道105与压缩气体源连通。在本发明的实施例中，分支流道105可直接与压缩气体源连接；作为更优选的实施例，分支流道105还可与主流道中的水平流道131连通，这样可减少在阀体10表面开孔，提高阀体10的强度。优选地，本实施例中的分支流道105的内径小于水平流道131的内径。
主气阀，包括主活塞杆106、固定于主活塞杆106两端的第一活塞107和第二活塞108。其中，
第一活塞107设置于主流道内的压缩气体入口处，并以其密封面阻止或允许压缩气体流入主流道。
第二活塞108设于中空腔体中并将中空腔体分隔为第一腔体109和第二腔体110。其中，第二活塞朝向第一腔体的端面定义为内端面，朝向第二腔体的端面定义为外端面。
优选地，第二活塞108的内端面面积和外端面的面积相等。第一活塞107的端面面积小于第二活塞108的外端面的面积。
在本发明的各个实施例中，作为优选方案，第一活塞107设置于垂直流道132与水平流道131的交接处，水平流道131的出口即主流道的压缩气体入口。第一活塞107的端面面积大于水平流道131的出口的面积。水平流道131的出口面积即第一活塞107的密封面面积。在气体流道103和出水流道102未连通时，第一活塞107的端面与水平流道出口外围的端面相贴，由于作用于第一活塞107的密封面上的区域的面积小于第二活塞的外端面的面积，因此压缩空气作用于第二活塞外端面的作用力大于第一活塞端面所受的压力，因此第一活塞能够将主流道的压缩气体入口密封，以阻止压缩气体进入主流道。
本发明的实施例中，中空腔体优选采用L型腔体。定义L型中空腔体中，竖直部分为第二腔体110，水平部分为第一腔体109。优选地，第二活塞108偏向第一腔体109部分的外围套有密封圈，以使第一腔体109密封。
中空腔体的开口处还设有与分支流道的出口、第一腔体和第二腔体均连通的切换腔111。
辅助气阀设置于所述分支流道105的出口处，用于使分支流道105选择性地连通到第二腔体110或第一腔体109。
在本发明的各个实施例中，作为优选方案，辅助气阀能够使分支流道105选择性地连通到第二腔体110或第一腔体109，具体为：
辅助气阀包括辅活塞杆112、固定于辅活塞杆112上的第三活塞113和第四活塞114，第三活塞113设置于切换腔111内。辅活塞杆112的第一端延伸至三通阀芯104处并通过三通阀芯104的机械连锁装置触发，第三活塞113固定于辅活塞杆112的第二端，第二端延伸至第二腔体110并连接到复位组件的一端。第三活塞113和第四活塞114之间留有间隙。
辅助气阀被三通阀芯104触发后，第三活塞113移动至分支流道出口与第二腔体之间，以阻止分支流道的压缩气体进入第二腔体，并允许分支流道的压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面。
辅助气阀通过复位组件驱动而反向运动被复位后，第三活塞移动至分支流道出口与第一腔体之间，以阻止分支流道的压缩气体进入第一腔体，并允许分支流道的压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面。
复位组件，设置在主气阀与辅助气阀之间并以连接端连接到辅助气阀。在本发明的各个实施例中，作为优选方案，复位组件包括杠杆115。其中，
杠杆115以枢纽固定于第二腔体110中，其包括与辅助气阀连接的连接端和自由端。自由端和连接端处于所述枢纽的两侧。连接端与辅活塞杆112伸入第二腔体110中的第二端连接，其自由端设置于第二腔体110中第二活塞108的左端。本发明中所述的左端、右端是以图示中的相对位置来定义，只是用于描述方便，并不限定杠杆自由端的设置方向。
本实施例中复位组件采用杠杆只是示例性的，其还可采用齿轮或其他联动部件，只要能够实现在第二活塞108移动过程中推动辅活塞杆使辅助气阀回到未触发时的位置的部件均落入本发明的保护范围。
进一步地，第一腔体109中设有：第一弹簧117和阀塞118。其中，
阀塞118设置于第一腔体的进口与第二活塞的内端面之间，以允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面上并阻止所述压缩气体反流。
第一弹簧117连接在阀塞与第一腔体的内壁之间并处于压缩状态.
第二腔体110内设有：第二弹簧116，其连接在第二活塞外端面与第二腔体的内壁之间并处于压缩状态。
下面结合附图对开关阀门组件的工作原理进行详细阐述。
图2a为水源通过开关阀门组件向给水管道供水状态图。如图2a所示，三通阀芯104使进水流道101和出水流道102连通，水源向给水管道输水。此时，辅助气阀处于未触发状态。压缩气体中的一部分经水平流道出口作用于第一活塞107的外端面，压缩气体中的另一部分经分支流道105进入第二腔体110并作用于第二活塞108的外端面，由于水平流道131和第二腔体110中压缩气体的压强相同，而压缩气体作用于第一活塞107的密封面上的区域的面积小于第二活塞108外端面，因此第二活塞108外端面所受的压力大于第一活塞107端面所受的压力，故主气阀中的第一活塞107封堵水平流道131的出口，即主流道的压缩气体入口，从而阻止压缩气体进入主流道。
在人工关闭水源输送管道后(此操作与原有关闭水源输送管道的给水阀门动作相同，未增加操作难度)，转动三通阀芯104，如图2b，出水流道102与气体流道103的主流道连通。同时三通阀芯104内的机械连锁装置触发辅助气阀，辅助气阀使分支流道105与第一腔体109连通，第二腔体110关闭。分支流道105中的压缩空气经第三活塞113与第四活塞114之间的间隙、进气流道111进入第一腔体109并作用于第二活塞的内端面。第一活塞107受水平流道131中压缩气体的作用力、第二活塞108受第一腔体109中压缩气体的作用力，随着第一腔体109压缩气体进气量和压力的增加，第一活塞107和第二活塞108所受作用力大于第二腔体110中压缩气体对第二活塞108的作用力，则主气阀中的第一活塞107和第二活塞108受同向作用力的作用向远离压缩气体入口的方向移动，从而使主流道的压缩气体入口打开，压缩气体经主流道和出水流道102进入给水管道，并清除给水管道中的残留液体。
在第二活塞108的移动过程中，第二活塞108的外端面触发杠杆115的自由端，并推动杠杆115的自由端沿与第二活塞108相同的运动方向移动，从而驱动辅助气阀复位，如图2c，此时气体流道依然导通。辅助气阀回到未触发前的位置，则分支流道105与第二腔体连通，第一腔体109失压；由于第二腔体的体积大于第一腔体109的体积，第二腔体110需要在一段时间内增加进气量，当第二腔体110中的进气量增加到压缩气体对第二活塞108的作用力大于主流道中的压缩气体对第一活塞107的作用力时，第二腔体110中的压缩气体推动第二活塞108朝向压缩气体入口方向移动，第一活塞107在主活塞杆106的联动下相应朝向压缩气体入口方向移动，直到将压缩气体入口关闭，如图2d。
本实施例中压缩气体源所采用压缩气体的压力在0.3～0.4MPa压力范围内。第一活塞允许压缩气体进入主流道到阻止所述压缩气体进入所述主流道的时间为8～20秒，即主气阀延时关闭时间为8～20秒。由此可知，开关阀门组件通过主气阀第二活塞108两侧的充排气速度及压力形成的时间差，实现主气阀延时和自动关闭的功能。
优选地，可在分支流道105上设置压缩气体进气量调节阀，通过调节压缩气体进气量调节阀，可实现主气阀延时的时间。
图3示出了机械连锁装置与辅助气阀中的辅活塞杆之间的位置关系图。如图3所示，机械连锁装置为设置于三通阀芯中的一拨片结构301。在人工关闭水源输送管道的水阀后，三通阀芯旋转90度，使出水流道与气体流道连通，此时拨片结构301拨动辅助气阀的辅活塞杆使辅助气阀移动至触发后位置。
在水阀打开时，三通阀芯反向旋转，拨片结构301旋转但并不能使辅助气阀的辅活塞杆移动，待三通阀芯反向旋转90度，水源输送管道打开，进水流道与出水流道连通。辅助气阀在复位组件作用下复位。
经实验检测，本实施例中的开关阀门组件，在8秒钟即可吹干30～40米给水管道内的残留液体。该开关阀门组件每动作一次消耗0.3～0.4MPa的压缩气体30～50升，核算空气压缩机耗电量小于0.005kwh/次，折合电费不足5厘钱/次。
由以上技术方案可知，本发明中的开关阀门组件可有效地防止供水管道结冰现象，并且具有节约水资源、操作简单安全、性能稳定可靠以及节省能耗等诸多优点。
根据本发明的另一方面，还提供了一种使用上述开关阀门组件的防冻给水管道装置。图4示出了防冻给水管道装置的结构示意图。如图4所示，防冻给水管道包括与水源连通的供水管道401、与压缩气体源连通的供气管道402、给水管道403和开关阀门组件404，其中，
供水管道401与开关阀门组件的进水流道连通；供气管道402与开关阀门组件的气体流道连通；给水管道403与开关阀门组件的出水流道连通。
对于开关阀门组件的具体结构此处不再赘述。
根据本发明的再一方面，还提供了一种车站供水系统。该车站供水系统包括水源、压缩空气源防冻给水管道装置。利用防冻给水管道装置，在低温环境下，车站供水系统可正常为车站的车辆进行供水。
与管道内长流水的现有方式相比，本发明专利不仅能节水，还能便于管路检修和维护。
本发明所述的车站，可为火车车站、汽车车站或其他车辆停靠地点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关阀门组件，其特征在于，包括阀体，所述阀体包括：
进水流道、出水流道和气体流道，分别与水源、给水管道和压缩气体源连通；所述气体流道包括主流道和分支流道；
三通阀芯，用于使出水流道选择性地连通到进水流道或主流道；
中空腔体，通过分支流道与压缩气体源连通；
主气阀，包括主活塞杆、固定于主活塞杆两端的第一活塞和第二活塞，第一活塞设置于主流道内的压缩气体入口处并以其密封面阻止或允许压缩气体流入所述主流道；第二活塞设于中空腔体中并将所述中空腔体分隔为第一腔体和第二腔体且具有分别朝向第一腔体和第二腔体的内、外端面；
辅助气阀，设置于所述分支流道的出口处，用于使分支流道选择性地连通到第一腔体或第二腔体；
复位组件，设置在主气阀与辅助气阀之间并以连接端连接到辅助气阀；
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面，作用于第二活塞内端面的压缩气体和作用于第一活塞的压缩气体同向作用推动第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动从而允许部分压缩气体从压缩空气入口进入主流道后从出水流道流出；
第二活塞的移动触发复位组件以驱动辅助气阀复位而使分支流道连通到第二腔体而允许压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面，当第二腔体中的压缩气体对第二活塞外端面的作用力大于主流道中的压缩气体对第一活塞的作用力时，第一活塞朝向压缩气体入口移动直到将压缩气体入口关闭。
2.根据权利要求1所述的开关阀门组件，其特征在于，所述中空腔体还包括与分支流道的出口、第一腔体和第二腔体均连通的切换腔；
所述辅助气阀包括设置于所述切换腔内的第三活塞；
所述辅助气阀被三通阀芯触发后，所述第三活塞移动至所述分支流道出口与第二腔体之间，以阻止所述分支流道的压缩气体进入第二腔体，并允许所述分支流道的压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
所述辅助气阀通过复位组件驱动而反向运动被复位后，所述第三活塞移动至所述分支流道出口与第一腔体之间，以阻止所述分支流道的压缩气体进入第一腔体，并允许所述分支流道的压缩气体进入第二腔体作用于第二活塞的外端面。
3.根据权利要求2所述的开关阀门组件，其特征在于，所述辅助气阀还包括具有第一端和第二端的辅活塞杆，
三通阀芯在使出水流道连通到主流道时触发辅助气阀的第一端使分支流道连通到第一腔体而允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面；
第三活塞固定于所述辅活塞杆的第二端，并连接到复位组件的一端。
4.根据权利要求1所述的开关阀门组件，其特征在于，所述复位组件包括杠杆，所述杠杆以枢纽固定于第二腔体中，包括自由端和与所述辅助气阀连接的连接端，所述自由端和所述连接端处于所述枢纽的两侧；
当第一活塞将压缩气体入口关闭时，所述杠杆的自由端位于第二活塞的外端面一侧且与第二活塞的外端面不接触；
在第一活塞和第二活塞远离压缩气体入口移动的过程中，第二活塞的外端面碰触所述杠杆的自由端并推动所述杠杆的自由端运动，使所述杠杆的连接端联动以推动所述辅助气阀复位。
5.根据权利要求1所述的开关阀门组件，其特征在于，
当第一活塞将压缩气体入口关闭时，压缩空气作用于第一活塞的密封面上的区域的面积小于第二活塞的外端面的面积。
6.根据权利要求1至5之一所述的开关阀门组件，其特征在于，
第一腔体中设有：第一弹簧和阀塞，所述阀塞设置于第一腔体的进口与第二活塞的内端面之间，以允许压缩气体进入第一腔体作用于第二活塞的内端面上并阻止所述压缩气体反流；第一弹簧连接在阀塞与第一腔体的内壁之间并处于压缩状态；
和/或
第二腔体内设有：第二弹簧，其连接在第二活塞外端面与第二腔体的内壁之间并处于压缩状态。
7.根据权利要求1至5之一所述的开关阀门组件，其特征在于，
所述分支流道的内径小于所述主流道的内径。
8.根据权利要求1至5之一所述的开关阀门组件，其特征在于，包括至少一种以下特征：
所述压缩气体的压力为0.3～0.4兆帕；
所述三通阀芯为球形或圆柱形阀芯；
所述第一活塞允许所述压缩气体进入主流道到阻止所述压缩气体进入所述主流道的时间为8～20秒。
9.一种防冻给水管道装置，其特征在于，包括：
与水源连通的供水管道；
与压缩气体源连通的供气管道；
给水管道；及
权利要求1至8中任一项中所述的开关阀门组件；其中，
所述供水管道与所述开关阀门组件的进水流道连通；所述供气管道与所述开关阀门组件的气体流道连通；所述给水管道与所述开关阀门组件的出水流道连通。
10.一种车站供水系统，其特征在于，包括水源、压缩空气源和权利要求9中所述的防冻给水管道装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111637246A (zh) * 2020-06-11 2020-09-08 盐城支点机械制造有限公司 一种具有防冻功能的阀门

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488968A (en) * 1995-05-23 1996-02-06 Price; John R. Fluidizing system and method
CN2412802Y (zh) * 2000-02-28 2001-01-03 蔡子峰 列车上水防冻阀
CN102278502A (zh) * 2011-06-08 2011-12-14 丁文信 液体管路排空防冻装置
CN102338232A (zh) * 2010-07-19 2012-02-01 管建国 一种手电双控防冻阀
CN202706105U (zh) * 2012-08-23 2013-01-30 郑州光力科技股份有限公司 防冻结输水装置
CN203585436U (zh) * 2013-09-30 2014-05-07 韩志国 开关阀门组件、防冻给水管道装置及车站供水系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5488968A (en) * 1995-05-23 1996-02-06 Price; John R. Fluidizing system and method
CN2412802Y (zh) * 2000-02-28 2001-01-03 蔡子峰 列车上水防冻阀
CN102338232A (zh) * 2010-07-19 2012-02-01 管建国 一种手电双控防冻阀
CN102278502A (zh) * 2011-06-08 2011-12-14 丁文信 液体管路排空防冻装置
CN202706105U (zh) * 2012-08-23 2013-01-30 郑州光力科技股份有限公司 防冻结输水装置
CN203585436U (zh) * 2013-09-30 2014-05-07 韩志国 开关阀门组件、防冻给水管道装置及车站供水系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111637246A (zh) * 2020-06-11 2020-09-08 盐城支点机械制造有限公司 一种具有防冻功能的阀门
CN111637246B (zh) * 2020-06-11 2021-12-21 盐城支点机械制造有限公司 一种具有防冻功能的阀门

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