CN104019250A - 一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀 - Google Patents

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一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，属于阀门技术领域，上阀盖下部有圆形和X型的凹槽，胶皮膜片上部与上阀盖凹槽配合形成一密闭的水室，下部与阀杆圆盖接触。阀芯处于下阀盖和阀座之间，下阀盖和阀杆圆盖之间是一弹簧，阀座气流通道中部有一阀座挡板和阀座圆孔，实时检测泵排水出口压力，通过水流压缩弹簧带动阀杆上下运动，打开或堵住阀座圆孔实现气路的通断，为实现矿用气动潜水泵防空吸保护控制提供了一种元件。适用于矿用气动潜水泵的各种重要应用场合，具有密封性能好，体积小，可靠性高、安全性强等优点。

Description

一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀
技术领域
本发明一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，属于阀门技术领域，具体涉及一种通过监测泵排水出口压力状态控制气路通断的新型保护阀。适用于矿用气动潜水泵的各种重要应用场合，具有密封性能好，体积小，可靠性高、安全性强等优点。
背景技术
矿用气动潜水泵作为煤矿井下积水排除的主要设备被广泛地应用，目前煤矿井下排水工作主要依靠人工巡检和手动操作，煤矿井下巷道长，积水点多，需要操作人员在巷道内来回巡检并操作矿用气动潜水泵，若需排水，操作人员手动开启矿用气动潜水泵，开启后操作人员一直等待该积水点处积水全部排除，再手动关闭矿用气动潜水泵，或者开启后操作人员走到下一积水点处观察或开启另一台矿用气动潜水泵，操作人员凭借经验来把握返回操作的时间，频繁和机械式的操作会导致操作人员经常忘记关掉矿用气动潜水泵，若矿用气动潜水泵排空积水后不及时关掉，则处于空吸状态，长时间空吸将会造成矿用气动潜水泵温度过高而烧坏。
鉴于目前矿用气动潜水泵人工操作容易引起空吸烧坏的问题，本发明一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，通过泵排水出口压力带动阀杆改变阀体阀位，控制气路的通断，实时检测排水出口压力，实现矿用气动潜水泵排空积水后的自动停止控制，为矿用气动潜水泵的防空吸保护提供了一种元件。
发明内容  
      本发明一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，目的是通过排水出口压力带动阀杆改变阀体阀位，控制气路的通断，实现矿用气动潜水泵的防空吸保护控制，以解决现有技术效率低、安全性差的问题，从而提供一种可以实现矿用气动潜水泵抽空水后自动停止控制的防空吸保护阀。
      本发明一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，其特征在于由上阀盖1、下阀盖2、阀座3、阀杆4、胶皮膜片5、弹簧6、阀芯7、环形垫圈8、O型密封圈9、进水口10、进气口11、出气口12、水室13、上阀盖凸缘14、上阀盖突起15、膜片突起16、膜片上凹槽17、膜片下凹槽18、阀杆圆盖19、阀杆突起20、阀座挡板21、阀杆凹槽22、阀芯上凸缘23、阀芯下凸缘24、阀座圆孔25、下阀盖突起26、下阀盖凹槽27、阀座上孔28、阀座下孔29和下阀盖挡台30组成，所述上阀盖1上部为空腔结构，空腔内沿上阀盖1下部的X字形凹槽方向带有肋板，以保证上阀盖1的强度，空腔中心是圆柱形进水口10，上阀盖1下部为圆柱体结构，上阀盖1下部中心带有圆形凹槽和以圆形凹槽为中心分布的X字形凹槽，上阀盖1下部外围有上阀盖凸缘14和环形的上阀盖突起15，上阀盖1下部与胶皮膜片5紧密配合，形成密封的X字形腔室；所述胶皮膜片5上部内侧的膜片突起16和膜片上凹槽17与上阀盖凸缘14和环形的上阀盖突起15紧密配合，与上阀盖1下部的圆形凹槽和X字形凹槽形成一个密闭的水室13，胶皮膜片5下部的膜片下凹槽18与阀杆圆盖19相配合，阀杆圆盖19下部中心带有环形的阀杆突起20，阀杆突起20中心插有阀杆4；所述下阀盖2内部为一空腔，空腔中部边缘设有下阀盖挡台30，在阀杆4向下运动中起阻挡阀杆圆盖19的作用，下阀盖挡台30的下部还设有一小孔，使下阀盖2内腔与大气相通，以确保水流压力能压下阀杆4，空腔下部带有环形的下阀盖突起26，弹簧6下部套在环形的下阀盖突起26外侧，弹簧6上部套在环形的阀杆突起20外侧；所述阀杆4下部带有阀杆凹槽22，阀杆凹槽22中装有O型密封圈9，阀杆4上部通过阀杆圆盖19与胶皮膜片5和上阀盖1相配合，阀杆4下部穿过阀芯7的中心孔伸出阀芯7；所述阀芯7为带有中心孔的阶梯轴结构，分为阀芯上凸缘23和阀芯下凸缘24，阀芯上凸缘23与下阀盖凹槽27，阀芯下凸缘24与阀座上孔28，阀芯7下部与阀座下孔29，两两相互配合，确定了下阀盖2、阀芯7和阀座3之间的相对位置，在阀芯7和阀座上孔28之间有环形垫圈8，起到了密封和固定的作用；所述阀座3中心垂直方向为一阶梯孔，垂直方向设有阀座上孔28和阀座下孔29，水平方向设有进气口11、出气口12及进出气口通道，在气流通道和阀座阶梯孔的交界处有阀座挡板21和阀座圆孔25；所述的进气口11、出气口12、进水口10处设有内螺纹，通过外接快速接头，实现与相应管道的连接，在阀座3、上阀盖1、下阀盖2的四个角上开有螺纹孔，三者之间通过螺钉连接。
本发明矿用气动潜水泵防空吸保护阀，主要特点是通过实时检测泵排水出口压力，带动阀杆改变阀体阀位，控制气路的通断，为实现矿用气动潜水泵防空吸保护提供了元件。本发明矿用气动潜水泵防空吸保护阀具有密封性能好，体积小，可靠性高、安全性强的优点。本发明可以取代人工手动操作，并且无需用电，即可实现无人值守。
附图说明
附图1  矿用气动潜水泵防空吸保护阀的结构示意图
1.上阀盖  2.下阀盖  3.阀座  4.阀杆  5.胶皮膜片  6.弹簧  7.阀芯  8.环形垫圈  9. O型密封圈  10.进水口  11.进气口  12.出气口  13.水室  14.上阀盖凸缘  15.上阀盖突起  16.膜片突起  17.膜片上凹槽  18.膜片下凹槽  19.阀杆圆盖  20.阀杆突起  21.阀座挡板  22.阀杆凹槽  23.阀芯上凸缘  24.阀芯下凸缘  25.阀座圆孔  26.下阀盖突起  27.下阀盖凹槽  28.阀座上孔  29.阀座下孔  30.下阀盖挡台
附图2 矿用气动潜水泵防空吸保护阀保护原理图
101．矿用气动潜水泵防空吸保护阀   102．压力指示器  103．二位二通气动阀   104．矿用气动潜水泵   105．水池   106．截止阀   107．气压源
10、11、12分别是附图1所示的矿用气动潜水泵防空吸保护阀101的进水口、进气口、出气口    P3. 二位二通气动阀103进气口   A3. 二位二通气动阀103出气口    C3. 二位二通气动阀103气控口    P4.矿用气动潜水泵104进气口  A4.矿用气动潜水泵104出气口  S4. 矿用气动潜水泵104入水口  D4. 矿用气动潜水泵104出水口。
具体实施方案
结合附图1和附图2，对本发明矿用气动潜水泵防空吸保护阀的具体实施方式做进一步的详细说明。
结合附图1说明矿用气动潜水泵防空吸保护阀的工作原理。矿用气动潜水泵防空吸保护阀上阀盖1上部为空腔结构，中间是进水口10，空腔内沿上阀盖1下部的X字形凹槽方向有肋板加固，上阀盖1下部中心有圆形凹槽和以圆形凹槽为中心分布的X字形凹槽，上阀盖1下部外围有上阀盖凸缘14和环形的上阀盖突起15，上阀盖凸缘14、上阀盖突起15与胶皮膜片5上部内侧的膜片突起16和膜片上凹槽17紧密配合，密封住水室13。胶皮膜片5下部的膜片下凹槽18与阀杆圆盖19相配合。弹簧6下部套在环形下阀盖突起26外侧，上部套在环形阀杆突起20外侧。阀杆4下部有阀杆凹槽22，阀杆凹槽22中装有O型密封圈9，起到密封作用。阀芯上凸缘23与下阀盖凹槽27，阀芯下凸缘24与阀座上孔28，阀芯末端与阀座下孔29，两两相互配合，确定了下阀盖2、阀芯7和阀座3之间的相对位置。在阀芯7和阀座上孔28之间有环形垫圈8，起到了密封和固定的作用。阀座3水平方向设有气流通道，进气口11、出气口12内有螺纹结构，外接气体快速接头，垂直方向设有阀座上孔28和阀座下孔29，在气流通道和阀座阶梯孔的交界处有阀座挡板21和阀座圆孔25。下阀盖挡台30的下部还设有一小孔，使下阀盖2的内腔与大气相通，以确保水流压力能压下阀杆4。
当上阀盖1的水室13没有水或水压力小于一定值时，弹簧6自动复位，阀杆4上部通过阀杆圆盖19与胶皮膜片5和上阀盖1紧密接触，没有空隙，阀杆4下部穿过阀芯7的中心孔穿过阀芯7，此位置为阀杆4上下运动的上限位置。气体由进气口11进入阀座的气流通道，遇到阀座挡板21，气体上升，上有阀芯7、阀杆4和环形垫圈8的密封，气体由阀座圆孔25经由出气口12形成气流通路，即矿用气动潜水泵防空吸保护阀进气口11与出气口12接通。
当有水流经进水口10进入水室13，水压达到一定值后，水流经胶皮膜片5压缩弹簧6带动阀杆4向下运动，阀杆4会在阀芯7内向下运动，直至阀杆圆盖19与下阀盖挡台30接触，达到阀杆4上下运动的下限位置，阀杆4下部堵住阀座圆孔25，使气流通路断开，即矿用气动潜水泵防空吸保护阀进气口11与出气口12不能接通。
结合附图2和附图1说明矿用气动潜水泵防空吸保护原理。矿用气动潜水泵104启动之前，与矿用气动潜水泵104出水口D4相连的出水管和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10没有水流动，即矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10没有接受到液体压力信号，矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12接通，气压源107中的压缩气体经矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12，与二位二通气动阀103气控口C3接通，压缩气体驱动二位二通气动阀103阀芯移动，使二位二通气动阀103进气口P3和出气口A3断开，压缩气体不能进入矿用气动潜水泵104进气口P4，矿用气动潜水泵104不工作，处于等待启动状态。
启动时，首先开启截止阀106，气压源107中的压缩气体经截止阀106，与矿用气动潜水泵104进气口P4接通，压缩气体经矿用气动潜水泵104进气口P4、喷嘴进入涡轮气室，推动涡轮旋转，驱动泵轴带动水轮旋转，经矿用气动潜水泵104入水口S4吸水，矿用气动潜水泵104出水口D4排水，进行连续工作，同时矿用气动潜水泵104中的余气经矿用气动潜水泵104出气口A4排出。当矿用气动潜水泵104启动运行后，与矿用气动潜水泵104出水口D4相连的矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10有水流入，水经矿用气动潜水泵防空吸保护阀101的进水口10进入水室13，压迫胶皮膜片5和阀杆圆盖19，进而带动阀杆4压缩弹簧6在阀芯7中向下运动，在水压达到一定值后，阀杆4下部会将阀座圆孔25堵住。气体由矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11进入阀座气流通道，遇到阀座挡板21、阀芯7和阀杆4，气路被隔开，即矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10接受到水压驱动信号后，控制矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12断开。此时与矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12相连的二位二通气动阀103气控口C3没有接收到气体压力信号，二位二通气动阀103阀芯恢复原位，二位二通气动阀103进气口P3和出气口A3接通，气压源107中的压缩气体经二位二通气动阀103进气口P3和出气口A3，与矿用气动潜水泵104进气口P4接通，控制矿用气动潜水泵104继续运行。此时观察压力指示器102的压力值，如果压力升起并稳定在某一值，则关断截止阀106，矿用气动潜水泵104仍继续保持运行状态。
防空吸保护控制：当矿用气动潜水泵104将水池105中的水排空后，与矿用气动潜水泵104出水口D4相连的矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10没有水流入，则矿用气动潜水泵防空吸保护阀101中水室13内没有水压信号，胶皮膜片5处于复位状态，胶皮膜片5上部与上阀盖1紧贴，下部与阀杆圆盖19接触，阀杆4下部的O型密封圈9将阀杆4紧贴固定在阀芯7下部，阀座圆孔25没有被阀杆4堵住。压缩气体由矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11进入阀座气流通道，遇到阀座挡板21，气体上升，遇到阀芯7和阀杆4的阻挡，经由阀座圆孔25再次进入气流通道，经由矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12排出，形成了一个完整的气流通路，即矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进水口10没有接受到水压驱动信号，阀芯恢复原位，矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12接通。此时气压源107中的压缩气体经矿用气动潜水泵防空吸保护阀101进气口11和矿用气动潜水泵防空吸保护阀101出气口12，与二位二通气动阀103气控口C3接通，压缩气体驱动二位二通气动阀103阀芯移动，使二位二通气动阀103进气口P3和出气口A3断开，矿用气动潜水泵104进气口P4没有压缩气体进入，控制使其停止排水，防止矿用气动潜水泵104空吸烧坏。

Claims (1)

1.本发明一种矿用气动潜水泵防空吸保护阀，其特征在于由上阀盖(1)、下阀盖(2)、阀座(3)、阀杆(4)、胶皮膜片(5)、弹簧(6)、阀芯(7)、环形垫圈(8)、O型密封圈(9)、进水口(10)、进气口(11)、出气口(12)、水室(13)、上阀盖凸缘(14)、上阀盖突起(15)、膜片突起(16)、膜片上凹槽(17)、膜片下凹槽(18)、阀杆圆盖(19)、阀杆突起(20)、阀座挡板(21)、阀杆凹槽(22)、阀芯上凸缘(23)、阀芯下凸缘(24)、阀座圆孔(25)、下阀盖突起(26)、下阀盖凹槽(27)、阀座上孔(28)、阀座下孔(29)和下阀盖挡台(30)组成，所述上阀盖(1)上部为空腔结构，空腔内沿上阀盖(1)下部的X字形凹槽方向带有肋板，空腔中心是圆柱形进水口(10)，上阀盖(1)下部为圆柱体结构，上阀盖(1)下部中心有圆形凹槽和以圆形凹槽为中心分布的X字形凹槽，上阀盖(1)下部外围有上阀盖凸缘(14)和环形的上阀盖突起(15)，上阀盖(1)下部与胶皮膜片(5)紧密配合，形成密封的X字形腔室；所述胶皮膜片(5)上部内侧的膜片突起(16)和膜片上凹槽(17)与上阀盖凸缘(14)和环形的上阀盖突起(15)紧密配合，与上阀盖(1)下部的圆形凹槽和X字形凹槽形成一个密闭的水室(13)，胶皮膜片(5)下部的膜片下凹槽(18)与阀杆圆盖(19)相配合，阀杆圆盖(19)下部中心带有环形的阀杆突起(20)，阀杆突起(20)中心插有阀杆(4)；所述下阀盖(2)内部为一空腔，空腔中部边缘设有下阀盖挡台(30)，在阀杆(4)向下运动中起阻挡阀杆圆盖(19)的作用，下阀盖挡台(30)的下部还设有一小孔，使下阀盖(2)内腔与大气相通，以确保水流压力能压下阀杆(4)，空腔下部带有环形的下阀盖突起(26)，弹簧(6)下部套在环形的下阀盖突起(26)外侧，弹簧(6)上部套在环形的阀杆突起(20)外侧；所述阀杆(4)下部带有阀杆凹槽(22)，阀杆凹槽(22)中装有O型密封圈(9)，阀杆(4)上部通过阀杆圆盖(19)与胶皮膜片(5)和上阀盖(1)相配合，阀杆(4)下部穿过阀芯(7)的中心孔伸出阀芯(7)；所述阀芯(7)为带有中心孔的阶梯轴结构，分为阀芯上凸缘(23)和阀芯下凸缘(24)，阀芯上凸缘(23)与下阀盖凹槽(27)，阀芯下凸缘(24)与阀座上孔(28)，阀芯(7)下部与阀座下孔(29)，两两相互配合，确定了下阀盖(2)、阀芯(7)和阀座(3)之间的相对位置，在阀芯(7)和阀座上孔(28)之间有环形垫圈(8)，起密封和固定的作用；所述阀座(3)中心垂直方向为一阶梯孔，垂直方向设有阀座上孔(28)和阀座下孔(29)，水平方向设有进气口(11)、出气口(12)及进出气口通道，在气流通道和阀座阶梯孔的交界处有阀座挡板(21)和阀座圆孔(25)；所述的进气口(11)、出气口(12)、进水口(10)处设有内螺纹，外接快速接头，实现与相应管道的连接，在阀座(3)、上阀盖(1)和下阀盖(2)的四个角上开有螺纹孔，三者之间通过螺钉连接。
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