CN103898945B - 一种空气补偿器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空气补偿器，属于空气调节器技术领域。它解决了现有技术中密闭的水箱内随着水与空气的减少使得水箱内压力减小必须频繁启用泵等技术问题。本补偿器包括壳体和进气阀，壳体内具有密封的空腔，空腔内设有碗型囊片，囊片将空腔分隔成上腔和下腔，囊片具有弹性且囊片外侧壁能够紧贴在上腔的内壁上，进气阀固设在壳体上端且与上腔相连通，壳体的上端还开设有连通上腔与外界的水箱接口，水箱接口处设有能使空气流出上腔而不能逆向流动的单向机构，壳体下端开设有能与下腔相连通的低压吸口。本发明中补偿器与水箱相连，能够及时增加水箱内的空气含量，以此来补偿水箱内的气压和水压，从而减少泵的开启。

Description

一种空气补偿器
技术领域
本发明属于空气调节器技术领域，涉及一种空气补偿器。
背景技术
密闭式供水箱系统是将水箱设置在地面，泵在向水箱内充水时，由于水箱是密闭容器，内部的空气同时被压缩，用水时利用其内部的压缩空气产生压力，向高处供水。密闭式供水箱供水具有干净卫生，水分蒸发损失少，安装位置不同于开放式水箱必须安放在高处而受到地域局限等诸多优点，因此受到广泛应用。目前的密闭式供水箱系统中，随着水箱向外供水，水箱中空气或溶于水中或直接随着水流排出，使水箱内空气减少，水压进一步减小，易造成泵的频繁启动，影响泵的使用寿命，也不利于节能。另外，水箱中的空气不可更换，易造成水变质。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种空气补偿器，本发明所要解决的技术问题是：如何根据密闭水箱内的水量调整进气量来保持水箱内的水压，而从减少泵的启动频率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种空气补偿器，所述补偿器包括壳体和进气阀，其特征在于，所述壳体内具有密封的空腔，所述空腔内设有碗型囊片，所述囊片将所述空腔分隔成上腔和下腔，所述囊片具有弹性且所述囊片外侧壁能够紧贴在所述上腔的内壁上，所述进气阀固设在所述壳体上端且与所述上腔相连通，所述壳体的上端还开设有连通所述上腔与外界的水箱接口，所述上腔的内壁上设有凹槽，所述凹槽能够连通所述进气阀和水箱接口，所述水箱接口处设有能使空气流出所述上腔而不能逆向流动的单向机构，所述壳体下端开设有能与所述下腔相连通的低压吸口。
其原理如下：本补偿器包括壳体、进气阀、低压吸口和水箱接口，水箱接口与密闭的水箱相连接，低压吸口连接在泵的吸口，壳体的空腔内有碗型囊片，该囊片具有弹性，非工作状态下，囊片外侧壁能够紧贴在上腔的内壁上，密封水箱需要足够的压力才能够向外供水，水箱向外供水后水箱内的水减少会形成低压，水箱内的空气也会溶于水中随之排出，进一步减小了水箱内的内部压力，通常水泵就会开启向水箱供水以维持水箱内水压，每次水箱向外供水后就必须及时补充水源，泵必须频繁开启以保障水箱内有足够的水压来向外供水；水箱与本补偿器相连后，水箱内产生低压时，外界空气就能通过进气阀经过凹槽从水箱接口流进水箱内，增加水箱内的空气含量，以此来补偿水箱内的气压和水压，从而减少泵的开启；同时当泵工作并有水流通过时，在高速水流的作用下，低压吸口产生低压，也使壳体内的下腔产生负压，碗型囊片被负压产生的吸力向下腔吸拉产生形变，使上腔的空间变大并产生一定的负压，上腔负压促使外界空气进入上腔并通过水箱接口进入密闭的水箱，补偿密闭水箱内压力，快速提高水箱内空气与水的比例，及时保障水箱内有相对稳定的压力状态向外送水，减少泵的频繁开启，提高工作效率，同时对水箱内空气进行补充更换也能提高水箱内空气的质量，使水箱内的水不易变质。
在上述的空气补偿器中，所述单向机构包括具有通道的连接头，所述通道内设有阀球和橡胶堵头，所述橡胶堵头固设在所述通道内端，所述通道外端还固设有阀座，所述阀球位于所述橡胶堵头与所述阀座之间，所述阀球与所述阀座之间还设有弹性件，所述弹性件一端抵靠在所述阀座上，所述弹性件另一端抵靠在所述阀球上，所述阀座、弹性件和橡胶堵头均开设有沿所述通道方向的通孔。水箱内产生低压时，空气通过水箱接口进入水箱，冲开阀球，阀球压缩弹簧，空气就能顺利进入水箱，当水箱内压力达到一定值时，在弹性件的恢复力作用下，阀球堵住橡胶阀头的通孔，防止水箱内空气外泄从而失压。
在上述的空气补偿器中，所述阀球为橡胶材料制成。
在上述的空气补偿器中，所述单向机构为单向阀。普通的单向阀也能实现空气只能流向水箱内而不能流出的目的。
在上述的空气补偿器中，所述进气阀内设有可活动的钢球，所述进气阀外端固设有密封套，所述密封套内具有使气流通过的开口，所述钢球能够将所述开口堵住。钢球位于进气阀内，能够将进气阀堵住，外界空气通过进气阀进入水箱时能够冲开钢球，使外界空气顺利进入水箱，空气逆流即水箱内的空气通过进气阀流向外界时，能够推动钢球将密封套的开口堵住，保证水箱内的气压。
在上述的空气补偿器中，所述下腔内设有弹簧，所述弹簧的一端抵靠在所述下盖的中部，所述弹簧的另一端抵靠在所述囊片的中部。弹簧起到加强囊片的复位作用，在低压吸口负压的作用下囊片向下腔挤压并压缩弹簧，当水箱的压力达到一定值后，弹簧恢复形变，及时将囊片抵向上腔的内壁从而封闭进气阀与水箱接口的通道。
在上述的空气补偿器中，所述囊片的中部固设有凸起，所述凸起上套设有平垫圈，所述下盖的内凹处固设有凸柱，所述凸柱内设有连通所述低压吸口和所述下腔的中空结构，所述弹簧的上端套设在所述凸起外表面并抵靠在所述平垫圈上，所述弹簧的下端套设在所述凸柱上。弹簧的两端通过凸柱和凸起限定位置，能够施力更加准确，同时不易脱落移动，另外弹簧与囊片之间设有平滑垫，避免了弹簧直接作用在囊片上，这样有效避免了弹簧对囊片的磨损，提高其使用寿命。
在上述的空气补偿器中，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖和下盖均为中部内凹周边凸起的碗型，所述上盖的周边和下盖的周边固连形成空腔，所述空腔中部直径大，两端直径小。壳体采用两半式结构，方便生产加工，再将上盖与下盖固连在一起便于装配，上盖和下盖扣接固连后形成中部大两头小的空腔，而囊片也是碗型的，这样方便连接水箱和泵产生的低压作用力作用在大面积的囊片上，容易产生较大效果的低压空腔，有利于空腔内囊片的形变和负压的变化，从而保证外界空气快速通过上腔进入水箱。
在上述的空气补偿器中，所述上盖和下盖的周边分别设有翻边一和翻边二，所述翻边一和翻边二互相平行抵靠，所述翻边一上开设有若干通孔一，所述翻边二上开设有与所述通孔一相对应的通孔二，所述通孔一和通孔二内插接有螺栓，所述螺栓上设有螺母且能够通过所述螺栓和螺母将所述翻边一和翻边二固连。通过将翻边一和翻边二螺接在一起，使上盖和下盖紧固连接在一起，这种连接牢固可靠，气密性好，便于装配。
在上述的空气补偿器中，所述上盖和下盖为硬质塑料制成。上盖和下盖采用硬质塑料具有足够的强度，同时便于注塑成型，生产加工方便，生产成本低。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本补偿器与水箱相连，空气通过进气阀经过凹槽从水箱接口流进水箱内，增加水箱内的空气含量，以此来补偿水箱内的气压和水压，从而减少泵的开启。
2、本补偿器中通过低压吸口产生低压，使壳体内的下腔产生负压，碗型囊片被负压产生的吸力向下腔吸拉产生形变，使上腔的空间变大并产生一定的负压，上腔负压促使外界空气进入上腔并通过水箱接口进入密闭的水箱，补偿密闭水箱内压力，快速提高水箱内空气与水的比例，及时保障水箱内有相对稳定的压力状态向外送水，减少泵的频繁开启，提高工作效率，同时对水箱内空气进行补充更换也能提高水箱内空气的质量，使水箱内的水不易变质。
附图说明
图1是本补偿器的正视结构示意图。
图2是本补偿器的俯视结构示意图。
图3是图2中A-A的剖视结构示意图。
图4是本补偿器中上盖的仰视结构示意图。
图中，1、壳体；1a、上盖；1b、下盖；2、进气阀；3、水箱接口；4、低压吸口；5、空腔；5a、上腔；5b、下腔；6、囊片；7、弹簧；8、凸起；9、凸柱；10、平垫圈；11、凹槽；12、阀球；13、橡胶堵头；14、阀座；15、弹性件；16、钢球；17、密封套；18、开口；19、翻边一；20、翻边二；21、通孔一；22、通孔二；23、螺栓；24、螺母。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3和图4所示，本补偿器包括壳体1和进气阀2，壳体1包括上盖1a和下盖1b，上盖1a和下盖1b均为中部内凹周边凸起8的碗型，上盖1a的周边和下盖1b的周边固连形成空腔5，空腔5中部直径大，两端直径小，空腔5内设有碗型囊片6，囊片6将空腔5分隔成上腔5a和下腔5b，囊片6具有弹性且囊片6外侧壁能够紧贴在上腔5a的内壁上，进气阀2固设在壳体1上端且均与上腔5a相连通，壳体1的上端还开设有连通上腔5a与外界的水箱接口3，上腔5a的内壁上设有连通进气阀2和水箱接口3的凹槽11，水箱接口3处设有能使空气流出上腔5a而不能逆向流动的单向机构，壳体1下端开设有能与下腔5b相连通的低压吸口4，该单向机构包括具有通道的连接头，通道内设有橡胶阀球12和橡胶堵头13，橡胶堵头13固设在通道内端，通道外端还固设有阀座14，阀球12位于橡胶堵头13与阀座14之间，阀球12与阀座14之间还设有弹性件15，弹性件15可以是弹性橡胶，也可以是弹簧等，本实施例中优选为弹簧。弹簧一端抵靠在阀座14上，另一端抵靠在阀球12上，阀座14和橡胶堵头13均开设有沿通道方向的通孔，当然作为另一种方案，本实施例中的单向机构可以采用普通的单向阀，普通的单向阀技术成熟，也便于安装和使用；本实施例中进气阀2内设有可活动的钢球16，进气阀2外端固设有密封套17，密封套17内具有使气流通过的开口18，钢球16能够将开口18堵住，钢球16位于进气阀2内，能够将进气阀2堵住，外界空气通过进气阀2进入水箱时能够冲开钢球16，使外界空气顺利进入水箱，空气逆流即水箱内的空气通过进气阀2流向外界时，能够推动钢球16将密封套17的开口18堵住，保证水箱内的气压；在下腔5b内设有弹簧7，囊片6的中部固设有凸起8，凸起8上套设有平垫圈10，下盖1b的内凹处固设有凸柱9，凸柱9内设有连通低压吸口4和下腔5b的中空结构，弹簧7的上端套设在凸起8外表面并抵靠在平垫圈10上，弹簧7的下端套设在凸柱9上。
如图3所示，壳体1的上盖1a和下盖1b的周边分别设有翻边一19和翻边二20，翻边一19和翻边二20互相平行抵靠，翻边一19上开设有若干通孔一21，翻边二20上开设有与通孔一21相对应的通孔二22，通孔一21和通孔二22内插接有螺栓23，螺栓23上设有螺母24且通过螺栓23和螺母24将翻边一19和翻边二20固连。通过将翻边一19和翻边二20螺接在一起，使上盖1a和下盖1b紧固连接在一起，这种连接牢固可靠，气密性好，便于装配；上盖1a和下盖1b为硬质塑料制成，具有足够的强度，同时便于注塑成型，生产加工方便，生产成本低。
其原理如下：本补偿器包括壳体1、进气阀2、低压吸口4和水箱接口3，水箱接口3与密闭的水箱相连接，低压吸口4连接在泵的吸口，壳体1的空腔5内有碗型囊片6，该囊片6具有弹性，非工作状态下，囊片6外侧壁能够紧贴在上腔5a的内壁上，密封水箱需要足够的压力才能够向外供水，水箱向外供水后水箱内的水减少会形成低压，通常水泵就会开启向水箱供水以维持水箱内水压，每次水箱向外供水后就必须及时补充水源，泵必须频繁开启以保障水箱内有足够的水压来向外供水；水箱与本补偿器相连后，水箱内产生低压时，外界空气就能通过进气阀2经过凹槽11从水箱接口3流进水箱内，增加水箱内的空气含量，以此来补偿水箱内的气压和水压，从而减少泵的开启；同时当泵工作并有水流通过时，在高速水流的作用下，低压吸口4产生低压，也使壳体1内的下腔5b产生负压，碗型囊片6被负压产生的吸力向下腔5b吸拉产生形变，使上腔5a的空间变大并产生一定的负压，空气通过水箱接口3进入水箱，冲开阀球12，阀球12压缩弹簧7，空气就能顺利进入水箱，补偿密闭水箱内压力，快速提高水箱内空气与水的比例，及时保障水箱内有相对稳定的压力状态向外送水，减少泵的频繁开启，提高工作效率，同时对水箱内空气进行补充更换也能提高水箱内空气的质量，使水箱内的水不易变质，当水箱内压力达到一定值时，在弹性件15的恢复力作用下，阀球12堵住橡胶阀头的通孔，防止水箱内空气外泄从而失压；下腔5b内的弹簧7起到加强囊片6的复位作用，在低压吸口4负压的作用下囊片6向下腔5b挤压并压缩弹簧7，当水箱的压力达到一定值后，弹簧7恢复形变，及时将囊片6抵向上腔5a的内壁从而封闭进气阀2与水箱接口3的通道。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、壳体；1a、上盖；1b、下盖；2、进气阀；3、水箱接口；4、低压吸口；5、空腔；5a、上腔；5b、下腔；6、囊片；7、弹簧；8、凸起；9、凸柱；10、平垫圈；11、凹槽；12、阀球；13、橡胶堵头；14、阀座；15、弹性件；16、钢球；17、密封套；18、开口；19、翻边一；20、翻边二；21、通孔一；22、通孔二；23、螺栓；24、螺母等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种空气补偿器，所述补偿器包括壳体(1)和进气阀(2)，其特征在于，所述壳体(1)内具有密封的空腔(5)，所述空腔(5)内设有碗型囊片(6)，所述囊片(6)将所述空腔(5)分隔成上腔(5a)和下腔(5b)，所述囊片(6)具有弹性且所述囊片(6)外侧壁能够紧贴在所述上腔(5a)的内壁上，所述进气阀(2)固设在所述壳体(1)上端且与所述上腔(5a)相连通，所述壳体(1)的上端还开设有连通所述上腔(5a)与外界的水箱接口(3)，所述上腔(5a)的内壁上固设有凹槽(11)，所述凹槽(11)能够连通所述进气阀(2)和水箱接口(3)，所述水箱接口(3)处设有能使空气流出所述上腔(5a)而不能逆向流动的单向机构，所述壳体(1)下端开设有能与所述下腔(5b)相连通的低压吸口(4)。
2.根据权利要求1所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述单向机构包括具有通道的连接头，所述通道内设有阀球(12)和橡胶堵头(13)，所述橡胶堵头(13)固设在所述通道内端，所述通道外端还固设有阀座(14)，所述阀球(12)位于所述橡胶堵头(13)与所述阀座(14)之间，所述阀球(12)与所述阀座(14)之间还设有弹性件(15)，所述弹性件(15)一端抵靠在所述阀座(14)上，所述弹性件(15)另一端抵靠在所述阀球(12)上，所述阀座(14)、弹性件(15)和橡胶堵头(13)均开设有沿所述通道方向的通孔。
3.根据权利要求2所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述阀球(12)为橡胶材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述单向机构为单向阀。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述进气阀(2)内设有可活动的钢球(16)，所述进气阀(2)外端固设有密封套(17)，所述密封套(17)内具有使气流通过的开口(18)，所述钢球(16)能够将所述开口(18)堵住。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述壳体(1)包括上盖(1a)和下盖(1b)，所述下腔(5b)内设有弹簧(7)，所述弹簧(7)的一端抵靠在所述下盖(1b)的中部，所述弹簧(7)的另一端抵靠在所述囊片(6)的中部。
7.根据权利要求6所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述囊片(6)的中部固设有凸起(8)，所述凸起(8)上套设有平垫圈(10)，所述下盖(1b)的内凹处固设有凸柱(9)，所述凸柱(9)内设有连通所述低压吸口(4)和所述下腔(5b)的中空结构，所述弹簧(7)的上端套设在所述凸起(8)外表面并抵靠在所述平垫圈(10)上，所述弹簧(7)的下端套设在所述凸柱(9)上。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述壳体(1)包括上盖(1a)和下盖(1b)，所述上盖(1a)和下盖(1b)均为中部内凹周边凸起(8)的碗型，所述上盖(1a)的周边和下盖(1b)的周边固连形成空腔(5)，所述空腔(5)中部直径大，两端直径小。
9.根据权利要求8所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述上盖(1a)和下盖(1b)的周边分别设有翻边一(19)和翻边二(20)，所述翻边一(19)和翻边二(20)互相平行抵靠，所述翻边一(19)上开设有若干通孔一(21)，所述翻边二(20)上开设有与所述通孔一(21)相对应的通孔二(22)，所述通孔一(21)和通孔二(22)内插接有螺栓(23)，所述螺栓(23)上设有螺母(24)且能够通过所述螺栓(23)和螺母(24)将所述翻边一(19)和翻边二(20)固连。
10.根据权利要求8所述的一种空气补偿器，其特征在于，所述上盖(1a)和下盖(1b)为硬质塑料制成。
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