CN103615384B - 一种耐泥沙式多功能水泵控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于水泵控制设备技术领域，涉及一种耐泥沙式多功能水泵控制阀，进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀与出水端泥沙沉积与转换装置通过三通式结构的控制管路固定连接，控制主阀的顶端固定设置有控制主阀上腔检修孔便于控制主阀的检查维修；进水端泥沙沉积与转换装置与出水端泥沙沉积与转换装置之间依次固定串联接有第一控制辅阀、第二控制辅阀、第四控制辅阀和第五控制辅阀，第二控制辅阀和第四控制辅阀之间并联接有第三控制辅阀，进水端泥沙沉积与转换装置和出水端泥沙沉积与转换装置的结构相同，功能相同，并相互对称；其结构简单，原理可靠，设计新颖，精确度高，安全性能好，耐泥沙功能强，使用寿命长，适用范围广，环境友好。

Description

一种耐泥沙式多功能水泵控制阀

技术领域：

本发明属于水泵控制设备技术领域，涉及一种用于多功能泵站的止回阀，特别是一种耐泥沙式多功能水泵控制阀，采用泥沙沉积与转换结构使得控制阀能够应用于含固体或泥沙较多的水质环境或场合。

背景技术：

水泵是输送液体或使液体增压的机械设备。目前，在流体输送过程中，为保证水泵的运行安全，均要求在每台水泵的出口安装止回阀，止回阀又称止逆阀、单流阀、单向阀或逆止阀，其作用是保证管路中的介质定向流动而不倒流；当事故停机或突然停电时，止回阀能够保护水泵电机不被烧毁，如果水泵出口不安装止回阀，那么输送管道中的介质倒流就会引起水泵反转，当反转速度大于1.1倍正转速度时，水泵电机就会烧毁；但是止回阀保护水泵电机的同时也带来了水锤的问题，水锤是指液体在输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停车、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。现有技术中水泵用的止回阀的发展主要经历了以下几个阶段；第一阶段的产品结构是旋启式止回阀，其结构简单，可实现止回功能，但缺点是水锤严重，尤其是大口径水泵的水锤更严重；第二阶段的产品结构是针对水锤出现了微阻缓闭止回阀和快闭式止回阀；第三阶段的产品是以多功能水泵控制阀为主导，多功能水泵控制阀同时具有闸阀、逆止阀、水锤消除器三种阀件的作用，是防止介质倒流、水锤、水击现象的智能型阀门。但是现有的止回阀，都不能在高泥沙环境下安全运行，其频繁发生事故的原因，一方面是泥沙沉积在水泵控制阀中由膜片分开的上下腔内，导致阀门开关失灵，无法正常打开或关闭，从而失去保护电机的功能；另一方面是泥沙淤积堵塞水泵控制阀的控制管路，导致阀门开关失灵；为了防止控制管路堵塞，目前普遍采用的方法是扩大控制管路的管径，但是无法理想控制阀门的开关速度，而且水锤危害巨大、管道爆裂或阀门爆裂事故时有发生。

黄河作为世界上含沙量最大的河流，其沿线有饮用、农业、工业用水的泵站数万个，其普遍使用的各种止回阀没有一种可以理想的在黄河水中含有大量泥沙的情况下安全运行；中国专利2011203289960公开的多功能水泵控制阀，在阀体壁上连接设有导向孔的导板，并将活塞杆下端的导杆穿过导向孔，其密封性好，能有效防止介质倒流，但是水锤现象严重；中国专利200910042735.X和200910042734.5公开的自动排污多功能水泵控制阀和污水用多功能水泵控制阀，能够在污水环境下良好的工作，但不能适用于泥沙水质中；中国专利2010206113655公开的多功能水泵控制阀，其应用恒杨程导阀和电动三通球阀，使得阀门结构简单、控制精度高，能同时解决止回阀存在在各大问题，但是不能适用于含有固体或泥沙较多的水质环境，且使用安全性不够；因此寻求设计一种耐泥沙式多功能水泵控制阀，既能在泥沙水质中安全运行，又能有效防止水锤，具有良好的经济效益和社会价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种耐泥沙式多功能水泵控制阀，通过泥沙沉积与转换装置中的过滤网、清淤阀和泥沙沉积室等部件，实现控制阀在泥沙环境中安全可靠运行。

为了实现上述目的，本发明涉及的具有耐泥沙结构的多功能水泵控制阀主体结构包括进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀、出水端泥沙沉积与转换装置、第一控制辅阀、第二控制辅阀、第三控制辅阀、第四控制辅阀、控制主阀上腔检修孔、第五控制辅阀、过滤网、清淤阀、泥沙沉积室、转换腔下室、膜片、转换腔上室、膜片导向轴、转换腔下室支撑、膜片下压板、膜片上压板、转换腔下室检查口、转换腔上室盖、转换腔上室检查口和控制管路，进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀与出水端泥沙沉积与转换装置通过三通式结构的控制管路固定连接，控制主阀的顶端固定设置有控制主阀上腔检修孔便于控制主阀的检查维修；进水端泥沙沉积与转换装置与出水端泥沙沉积与转换装置之间依次固定串联接有第一控制辅阀、第二控制辅阀、第四控制辅阀和第五控制辅阀，第二控制辅阀和第四控制辅阀之间并联接有第三控制辅阀，进水端泥沙沉积与转换装置和出水端泥沙沉积与转换装置的结构相同，功能相同，并相互对称。

本发明涉及的进水端泥沙沉积与转换装置或出水端泥沙沉积与转换装置的主体结构自下而上由过滤网、清淤阀、泥沙沉积室、转换腔下室支撑、转换腔下室、膜片下压板、膜片、膜片上压板、转换腔上室和转换腔上室盖依次排列组合构成，泥沙沉积与转换装置的下端固定制有孔状结构的过滤网，以滤掉石块或树枝类粗大杂物并避免膜片遭受机械性损坏，过滤网的上端为内空式圆孔状结构的泥沙沉积室，泥沙沉积室侧面固定连接有能够打开或关闭的清淤阀，打开清淤阀能够检查泥沙沉积室中的泥沙淤积情况并注入水流进行清洗去淤，泥沙沉积室的侧壁与垂直方向的倾斜夹角小于60°，以保证淤泥不沉积附着于侧壁上；转换腔下室支撑固定架设在泥沙沉积室的上端，转换腔下室支撑与膜片下压板之间形成空腔结构的转换腔下室以保护膜片，并传递流体介质压力到达转换腔上室；膜片下压板与膜片上压板之间设置有膜片，膜片导向轴穿过膜片上压板、膜片和膜片下压板固定套接在转换腔下室支撑上，膜片能够伸长或缩短，以保证定量体积的流体介质从转换腔上室中进入或排出，并实现传递压力和隔离介质的功效；膜片上压板与转换腔上室盖之间形成空腔式结构的转换腔上室，转换腔上室通过第一控制辅阀、第二控制辅阀、第三控制辅阀、第四控制辅阀和第五控制辅阀与控制主阀的上腔或下腔连通，利用介质压力传递实现对多功能水泵控制阀整体的控制；转换腔下室和转换腔上室分别对外设置有转换腔下室检查口和转换腔上室检查口，以方便转换腔上、下室的检查与检修。

本发明与现有技术相比，其特有的转换腔结构，利用膜片隔离处于转换腔下室的压力源介质与处于转换腔上室的控制介质；采用泥沙沉积室结构对处于转换腔下室的压力源介质进行沉积过滤；通过对进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀、出水端泥沙沉积与转换装置的控制管路设计，防止水锤发生；其结构简单，原理可靠，设计新颖，精确度高，安全性能好，耐泥沙功能强，使用寿命长，适用范围广，环境友好。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的进水端泥沙沉积与转换装置的结构原理示意图。

图3为本发明涉及的泥沙沉积室的剖面结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作出进一步详细说明。

实施例：

本实施例涉及的耐泥沙式多功能水泵控制阀的主体结构包括进水端泥沙沉积与转换装置1、控制主阀2、出水端泥沙沉积与转换装置3、第一控制辅阀4、第二控制辅阀5、第三控制辅阀6、第四控制辅阀7、控制主阀上腔检修孔8、第五控制辅阀9、过滤网10、清淤阀11、泥沙沉积室12、转换腔下室13、膜片14、转换腔上室15、膜片导向轴16、转换腔下室支撑17、膜片下压板18、膜片上压板19、转换腔下室检查口20、转换腔上室盖21、转换腔上室检查口22和控制管路23，进水端泥沙沉积与转换装置1、控制主阀2与出水端泥沙沉积与转换装置3通过三通式结构的控制管路23固定连接，控制主阀2的顶端固定设置有控制主阀上腔检修孔8便于控制主阀2的检查维修；进水端泥沙沉积与转换装置1与出水端泥沙沉积与转换装置3之间依次固定串联接有第一控制辅阀4、第二控制辅阀5、第四控制辅阀7和第五控制辅阀9，第二控制辅阀5和第四控制辅阀7之间并联接有第三控制辅阀6，进水端泥沙沉积与转换装置1和出水端泥沙沉积与转换装置3的结构相同，功能相同，并相互对称。

本实施例涉及的进水端泥沙沉积与转换装置1或出水端泥沙沉积与转换装置3的主体结构自下而上由过滤网10、清淤阀11、泥沙沉积室12、转换腔下室支撑17、转换腔下室13、膜片下压板18、膜片14、膜片上压板19、转换腔上室15和转换腔上室盖21依次排列组合构成，泥沙沉积与转换装置的下端固定制有孔状结构的过滤网10，以滤掉石块或树枝类粗大杂物并避免膜片14遭受机械性损坏，过滤网10的上端为内空式圆孔状结构的泥沙沉积室12，泥沙沉积室12侧面固定连接有能够打开或关闭的清淤阀11，打开清淤阀11能够检查泥沙沉积室12中的泥沙淤积情况并注入水流进行清洗去淤，泥沙沉积室12的侧壁与垂直方向的倾斜夹角不大于60°，以保证淤泥不沉积附着于侧壁上；转换腔下室支撑17固定架设在泥沙沉积室12的上端，转换腔下室支撑17与膜片下压板18之间形成空腔结构的转换腔下室13以保护膜片14，并传递流体介质压力到达转换腔上室15；膜片下压板18与膜片上压板19之间设置有膜片14，膜片导向轴16穿过膜片上压板19、膜片14和膜片下压板18固定套接在转换腔下室支撑17上，膜片14能够伸长或缩短，以保证定量体积的流体介质从转换腔上室15中进入或排出，并实现传递压力和隔离介质的功效；膜片上压板19与转换腔上室盖21之间形成空腔式结构的转换腔上室15，转换腔上室15通过第一控制辅阀4、第二控制辅阀5、第三控制辅阀6、第四控制辅阀7和第五控制辅阀9与控制主阀2的上腔或下腔连通，利用介质压力传递实现对多功能水泵控制阀整体的控制；转换腔下室13和转换腔上室15分别对外设置有转换腔下室检查口20和转换腔上室检查口22，以方便转换腔上、下室的检查与检修。

本实施例在安装使用过程中，当流体介质正向流动时，流体介质经由进水端泥沙沉积与转换装置1的过滤网10进入到泥沙沉积室12中，在流体介质压力作用下继续向上通过转换腔下室支撑17推动膜片14向上移动，推动转换腔上室15中的介质通过第一控制辅阀4和控制管路23进入控制主阀2的下腔，此时第二控制辅阀5关闭，控制主阀2的膜片上移带动控制主阀2开启，控制主阀2上腔中的介质通过第五控制辅阀9进入到出水端泥沙沉积与转换装置3的转换腔上室15中，转换腔上室15中的介质压力通过膜片14传递给转换腔下室13中的介质，转换腔下室13中的介质经由泥沙沉积室12和过滤网10进入到出水管道；当流体介质反向流动时，介质由出水管道流经出水端泥沙沉积与转换装置3中的过滤网10进入到出水端泥沙沉积与转换装置3的泥沙沉积室12，在流体介质压力作用下继续向上通过转换腔下室支撑17推动膜片14向上移动，推动转换腔上室15中的介质通过第五控制辅阀9和控制管路23进入控制主阀2的上腔，此时第四控制辅阀7关闭，控制主阀2的膜片下移推动控制主阀2关闭，控制主阀2下腔中的介质通过第一控制辅阀4进入到进水端泥沙沉积与转换装置1的转换腔上室15中，转换腔上室15中的介质压力通过膜片14传递给转换腔下室13中的介质，转换腔下室13中的介质经由泥沙沉积室12和过滤网10进入到进水管道；运行期间流体介质的压力传送通过转换腔下室13和转换腔上室15隔离，实现了洁净介质对控制主阀2的控制，泥沙沉积与转换装置中设有的泥沙沉积室12成为在泥沙环境中安全可靠运行的止回阀或泵站阀。

Claims (1)

1.一种耐泥沙式多功能水泵控制阀，其特征在于主体结构包括进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀、出水端泥沙沉积与转换装置、第一控制辅阀、第二控制辅阀、第三控制辅阀、第四控制辅阀、控制主阀上腔检修孔、第五控制辅阀、膜片导向轴、转换腔下室检查口、转换腔上室检查口和控制管路，进水端泥沙沉积与转换装置、控制主阀与出水端泥沙沉积与转换装置通过三通式结构的控制管路固定连接，控制主阀的顶端固定设置有控制主阀上腔检修孔便于控制主阀的检查维修；进水端泥沙沉积与转换装置与出水端泥沙沉积与转换装置之间依次固定串接有第一控制辅阀、第二控制辅阀、第四控制辅阀和第五控制辅阀，第二控制辅阀和第四控制辅阀之间并接有第三控制辅阀，进水端泥沙沉积与转换装置和出水端泥沙沉积与转换装置的结构相同，功能相同，并相互对称；所述进水端泥沙沉积与转换装置或出水端泥沙沉积与转换装置的主体结构自下而上由过滤网、清淤阀、泥沙沉积室、转换腔下室支撑、转换腔下室、膜片下压板、膜片、膜片上压板、转换腔上室和转换腔上室盖依次排列组合构成，泥沙沉积与转换装置的下端固定制有孔状结构的过滤网，以滤掉石块或树枝类粗大杂物并避免膜片遭受机械性损坏，过滤网的上端为内空式圆孔状结构的泥沙沉积室，泥沙沉积室侧面固定连接有能够打开或关闭的清淤阀，打开清淤阀能够检查泥沙沉积室中的泥沙淤积情况并注入水流进行清洗去淤，泥沙沉积室的侧壁与垂直方向的倾斜夹角小于60°，以保证淤泥不沉积附着于侧壁上；转换腔下室支撑固定架设在泥沙沉积室的上端，转换腔下室支撑与膜片下压板之间形成空腔结构的转换腔下室以保护膜片，并传递流体介质压力到达转换腔上室；膜片下压板与膜片上压板之间设置有膜片，膜片导向轴穿过膜片上压板、膜片和膜片下压板固定套接在转换腔下室支撑上，膜片能够伸长或缩短，以保证定量体积的流体介质从转换腔上室中进入或排出，并实现传递压力和隔离介质的功效；膜片上压板与转换腔上室盖之间形成空腔式结构的转换腔上室，转换腔上室通过第一控制辅阀、第二控制辅阀、第三控制辅阀、第四控制辅阀和第五控制辅阀与控制主阀的上腔或下腔连通，利用介质压力传递实现对多功能水泵控制阀整体的控制；转换腔下室和转换腔上室分别对外设置有转换腔下室检查口和转换腔上室检查口，以方便转换腔上、下室的检查与检修。