CN109595374B - 一种双隔膜结构持压泄压控制导阀及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双隔膜结构持压泄压控制导阀及控制方法，它包括上腔，所述上腔的底部安装有中腔，所述中腔的底部安装有下腔，所述上腔和中腔之间安装有上隔膜，所述中腔和下腔之间安装有下隔膜，所述上隔膜和下隔膜将整个导阀分隔成弹簧腔、压力水腔和排水腔三个腔体；所述上隔膜和下隔膜之间连接有活动轴，所述活动轴的底部安装有密封块，所述密封块与下腔相配合；所述活动轴压紧或松开密封块实现对导阀排水腔水流的开、关控制。此控制使活动轴在上下动作的时候，保持隔膜之间水腔的密封性，避免了单隔膜结构容易出现的活动轴漏水和气蚀的现象，大大提高了控制导阀的使用寿命和运行可靠性。

Description

一种双隔膜结构持压泄压控制导阀及控制方法

技术领域

本发明涉及一种双隔膜结构持压泄压控制导阀及控制方法，属于登船装置领域。

背景技术

如图8所示，传统的单隔膜结构持压泄压控制导阀主要由：调节螺栓、弹簧、隔膜及轴等部分组成。持压泄压阀常用于供水管网的减压阀后，可以使管网的水压保持在设定限度内，当水压超过设定限度时，持压泄压阀可以在控制导阀的控制下开启泄压。正常情况下，泄压阀进口侧压力未达到设定动作值时，控制导阀进口的压力水经导阀下端进入泄压阀主阀的控制腔，使泄压阀主阀关闭；当进水口压力大于设定值时，水压推动控制导阀的隔膜向上运动，轴随之向上运动，使轴下端与控制管路密封部位开启，进口侧的压力水及泄压阀主阀控制腔内的水通过开启部位经排水口排出，使泄压阀主阀控制腔失压，在水推力的作用下泄压阀主阀自动打开，实现泄压功能。

单隔膜结构持压泄压控制导阀轴与控制导阀本体之间密封方式采用“O”圈结构，“O”圈上部为压力水区域，“O”圈下部为排水区域。轴在上、下运动时，易造成“O”圈磨损，从而降低该部位的密封效果；随着“O”圈密封效果降低，上部的压力水会通过“O”圈部位射流至下部排水区域，将导致轴与“O”圈接触部位发生气蚀，从而使密封部位的漏水量不断增大；最终使进口侧的压力水及泄压阀主阀控制腔内的水大量通过排水口排出，从而引起泄压阀主阀未达设定压力提前开启，影响管路的正常供水压力；同时泄压阀开启后的水流进入厂房的渗漏集水井，可能导致集水井水位快速上升，甚至造成水淹厂房事故。

发明内容

本发明目的是提供一种双隔膜结构持压泄压控制导阀及控制方法，此控制使活动轴在上下动作的时候，保持隔膜之间水腔的密封性，避免了单隔膜结构容易出现的活动轴漏水和气蚀的现象，大大提高了控制导阀的使用寿命和运行可靠性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，它包括上腔，所述上腔的底部安装有中腔，所述中腔的底部安装有下腔，所述上腔和中腔之间安装有上隔膜，所述中腔和下腔之间安装有下隔膜，所述上隔膜和下隔膜将整个导阀分隔成弹簧腔、压力水腔和排水腔三个腔体；所述上隔膜和下隔膜之间连接有活动轴，所述活动轴的底部安装有密封块，所述密封块与下腔相配合；所述活动轴压紧或松开密封块实现对导阀排水腔水流的开、关控制。

所述上腔和中腔之间通过上腔固定螺栓固定相连，并将上隔膜压紧固定在两个腔之间。

所述中腔和下腔之间通过下腔固定螺栓固定相连，并将下隔膜压紧固定在两个腔之间。

所述活动轴的顶部通过上隔膜固定部件与上隔膜固定相连，所述活动轴的底部通过下隔膜固定部件与下隔膜固定相连。

所述上腔的内部并位于上隔膜的顶部安装有弹簧，所述弹簧的顶部安装有用于调节其压缩程度的调整螺栓，所述弹簧的底部与上隔膜的上上隔膜固定部件固定相连。

所述中腔上设置有中腔进水口和中腔排水口，所述下腔上设置有下腔排水口和下腔进水口，所述中腔排水口和下腔进水口之间通过连通管相连；所述连通管上设置有主阀控制腔接口。

所述中腔进水口与供水管网的减压阀之后的管路相连通。

所述下腔的中心加工有密封块活动腔，所述密封块活动腔的底部两侧设置有排水腔。

所述密封块包括密封块主体，所述密封块主体与下腔内部的密封块活动腔构成滑动配合，所述密封块主体的底部端面通过沉头螺钉固定安装有密封板和垫片。

任意一项所述一种双隔膜结构持压泄压控制导阀的控制方法，将中腔进水口与持压泄压阀主阀进水口连通，将主阀控制腔接口与持压泄压阀主阀控制腔连通，下腔排水口与持压泄压阀主阀排水口连通，中腔进水口感应持压泄压阀主阀进口主管道压力变化；

活动轴同时受到上隔膜、下隔膜以及弹簧的作用力，其中弹簧对活动轴保持向下的作用力，通过调节调整螺栓用于调整上腔内弹簧的弹性力；上隔膜的面积大于下隔膜的面积，在中腔内水压的作用下，上隔膜受到的向上的水压力大于下隔膜受到的向下的水压力，因此上隔膜及下隔膜对活动轴产生向上的作用力，且该作用力的大小与中腔进水口处的水压大小有关；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力小于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口处压力较小，上隔膜及下隔膜对活动轴向上的作用力小于弹簧对活动轴向下的作用力，活动轴在弹簧压力作用下向下移动，从而压紧布置与下腔内的密封块，密封块被压紧在下腔进水口上，通过密封板的密封作用，使下腔进水口与排水腔隔断，此时中腔进水口处进入的水流通过中腔排水口及主阀控制腔接口进入到主阀控制腔内，控制持压泄压阀主阀保持关闭状态；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力大于或等于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口处压力升高，上隔膜及下隔膜对活动轴向上的作用力大于弹簧对活动轴向下的作用力，活动轴在上隔膜及下隔膜压力作用下向上移动，从而松开布置与下腔内的密封块，密封块下腔进水口处水压向上顶起，使下腔进水口与排水腔连通，此时中腔进水口处进入的水流及阀控制腔内的水流通过连通管、下腔排水口排入排水腔，然后通过下腔排水口排放到持压泄压阀出口管路，持压泄压阀主阀由于控制腔内水压消失而使主阀在进口水压的作用下自动打开，使主阀进口侧主管网的水压通过持压泄压阀排出，从而实现降低主管网压力的功能。

本发明有如下有益效果：

1、本发明设计有两个隔膜，通过两个隔膜及一个活动轴构成一套活动机构，可以使活动轴在上下动作的时候，保持隔膜之间水腔的密封性，避免了单隔膜结构容易出现的活动轴漏水和气蚀的现象，大大提高了控制导阀的使用寿命和运行可靠性。

2、由于上、下隔膜的相互作用，在相同的水压条件下，本发明的双隔膜结构对活动轴的作用力小于传统的单隔膜结构对活动轴的作用力，从而可以选用较小弹力的弹簧，降低了控制导阀对弹簧部分性能条件的要求。

3、对比传统的密封板粘合在密封块的方案，本发明中密封块上的密封板通过垫片和沉头螺钉进行固定，便于对密封板进行检修和更换，降低维护成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1 为本发明整体结构图。

图2为本发明密封块结构图。

图3为本发明图2中A-A截面图。

图4为本发明下腔结构图。

图5为本发明图4中B-B截面图。

图6为本发明图4中C-C截面图。

图7为本发明图4中D-D截面图。

图8为现有持压泄压控制导阀结构图。

图中：调整螺栓1、弹簧2、上腔3、上隔膜固定部件4、上隔膜5、上腔固定螺栓6、中腔7、活动轴8、中腔进水口9、中腔排水口10、下隔膜11、下隔膜固定部件12、下腔固定螺栓13、主阀控制腔接口14、连通管15、下腔16、密封块17、下腔排水口18、下腔进水口19、密封块活动腔20、排水腔21、密封块主体22、密封板23、沉头螺钉24、垫片25。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1-8，一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，它包括上腔3，所述上腔3的底部安装有中腔7，所述中腔7的底部安装有下腔16，所述上腔3和中腔7之间安装有上隔膜5，所述中腔7和下腔16之间安装有下隔膜11，所述上隔膜5和下隔膜11将整个导阀分隔成弹簧腔、压力水腔和排水腔三个腔体；所述上隔膜5和下隔膜11之间连接有活动轴8，所述活动轴8的底部安装有密封块17，所述密封块17与下腔16相配合；所述活动轴8压紧或松开密封块17实现对导阀排水腔水流的开、关控制。本发明通过上隔膜5和下隔膜11两个隔膜将控制导阀分隔为三个工作腔，上腔为弹簧腔，中腔为压力水腔，下腔为排水腔；两个隔膜共用一个活动轴，活动轴的下端设置有活动密封块，通过活动轴8对活动密封块的压紧或松开实现导阀排水腔水流的开、关控制，进而控制持压泄压阀主阀的启闭。双隔膜结构可以有效隔断导阀压力水腔与排水腔之间的水流，避免由于压力水沿活动轴表面射流而造成活动轴气蚀，提高控制导阀和持压泄压阀主阀的运行可靠性，从而提高供水管网的供水可靠性。

进一步的，所述上腔3和中腔7之间通过上腔固定螺栓6固定相连，并将上隔膜5压紧固定在两个腔之间。通过上述连接方式，能够方便的对其进行拆卸和安装。

进一步的，所述中腔7和下腔16之间通过下腔固定螺栓13固定相连，并将下隔膜11压紧固定在两个腔之间。通过上述的连接方式，保证了能够方便的对两者进行组装。

进一步的，所述活动轴8的顶部通过上隔膜固定部件4与上隔膜5固定相连，所述活动轴8的底部通过下隔膜固定部件12与下隔膜11固定相连。通过上述的连接方式能够方便的对活动轴进行连接。

进一步的，所述上腔3的内部并位于上隔膜11的顶部安装有弹簧2，所述弹簧2的顶部安装有用于调节其压缩程度的调整螺栓1，所述弹簧2的底部与上隔膜5的上上隔膜固定部件4固定相连。通过调整螺栓1可以改变弹簧2的压缩长度，从而调节弹簧2的弹力。

进一步的，所述中腔7上设置有中腔进水口9和中腔排水口10，所述下腔16上设置有下腔排水口18和下腔进水口19，所述中腔排水口10和下腔进水口19之间通过连通管15相连；所述连通管15上设置有主阀控制腔接口14。中腔进水口9取自阀前的压力水，压力水在中腔7内可以同时作用于上隔膜5和下隔膜11的表面，同时压力水通过连通管15可以进入主阀控制腔和下腔16。

进一步的，所述中腔进水口9与供水管网的减压阀之后的管路相连通。

进一步的，所述下腔16的中心加工有密封块活动腔20，所述密封块活动腔20的底部两侧设置有排水腔21。所述排水腔21与下腔排水口18相连通。

进一步的，所述密封块17包括密封块主体22，所述密封块主体22与下腔16内部的密封块活动腔20构成滑动配合，所述密封块主体22的底部端面通过沉头螺钉24固定安装有密封板23和垫片25。密封块17上部中心孔与活动轴8下端相配合，密封块17下部通过密封板23与下腔16上下腔进水口19相配合。当活动轴8向下压紧密封块17时，密封板23将下腔进水口19封闭，当活动轴8向上松开密封块17时，在下腔进水口19内水压作用下，密封块17向上移动，使下腔进水口19与排水腔21连通，水流可以通过下腔排水口18排出。

实施例2：

任意一项所述一种双隔膜结构持压泄压控制导阀的控制方法，将中腔进水口9与持压泄压阀主阀进水口连通，将主阀控制腔接口14与持压泄压阀主阀控制腔连通，下腔排水口18与持压泄压阀主阀排水口连通，中腔进水口9感应持压泄压阀主阀进口主管道压力变化；

活动轴8同时受到上隔膜5、下隔膜11以及弹簧2的作用力，其中弹簧2对活动轴保持向下的作用力，通过调节调整螺栓1用于调整上腔3内弹簧2的弹性力；上隔膜5的面积大于下隔膜11的面积，在中腔7内水压的作用下，上隔膜5受到的向上的水压力大于下隔膜11受到的向下的水压力，因此上隔膜5及下隔膜11对活动轴8产生向上的作用力，且该作用力的大小与中腔进水口9处的水压大小有关；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力小于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口9处压力较小，上隔膜5及下隔膜11对活动轴8向上的作用力小于弹簧2对活动轴向下的作用力，活动轴8在弹簧2压力作用下向下移动，从而压紧布置与下腔16内的密封块17，密封块17被压紧在下腔进水口19上，通过密封板23的密封作用，使下腔进水口19与排水腔21隔断，此时中腔进水口9处进入的水流通过中腔排水口10及主阀控制腔接口14进入到主阀控制腔内，控制持压泄压阀主阀保持关闭状态；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力大于或等于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口9处压力升高，上隔膜5及下隔膜11对活动轴8向上的作用力大于弹簧2对活动轴向下的作用力，活动轴8在上隔膜5及下隔膜11压力作用下向上移动，从而松开布置与下腔16内的密封块17，密封块17下腔进水口19处水压向上顶起，使下腔进水口19与排水腔21连通，此时中腔进水口9处进入的水流及阀控制腔内的水流通过连通管15、下腔排水口19排入排水腔21，然后通过下腔排水口18排放到持压泄压阀出口管路，持压泄压阀主阀由于控制腔内水压消失而使主阀在进口水压的作用下自动打开，使主阀进口侧主管网的水压通过持压泄压阀排出，从而实现降低主管网压力的功能。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，其特征在于：它包括上腔（3），所述上腔（3）的底部安装有中腔（7），所述中腔（7）的底部安装有下腔（16），所述上腔（3）和中腔（7）之间安装有上隔膜（5），所述中腔（7）和下腔（16）之间安装有下隔膜（11），所述上隔膜（5）和下隔膜（11）将整个导阀分隔成弹簧腔、压力水腔和排水腔三个腔体；所述上隔膜（5）和下隔膜（11）之间连接有活动轴（8），所述活动轴（8）的底部安装有密封块（17），所述密封块（17）与下腔（16）相配合；所述活动轴（8）压紧或松开密封块（17）实现对导阀排水腔水流的开、关控制；

所述活动轴（8）的顶部通过上隔膜固定部件（4）与上隔膜（5）固定相连，所述活动轴（8）的底部通过下隔膜固定部件（12）与下隔膜（11）固定相连；

所述上腔（3）的内部并位于上隔膜（5）的顶部安装有弹簧（2），所述弹簧（2）的顶部安装有用于调节其压缩程度的调整螺栓（1），所述弹簧（2）的底部与上隔膜（5）的上隔膜固定部件（4）固定相连；

所述中腔（7）上设置有中腔进水口（9）和中腔排水口（10），所述下腔（16）上设置有下腔排水口（18）和下腔进水口（19），所述中腔排水口（10）和下腔进水口（19）之间通过连通管（15）相连；所述连通管（15）上设置有主阀控制腔接口（14）；

所述中腔进水口（9）与供水管网的减压阀之后的管路相连通；

所述下腔（16）的中心加工有密封块活动腔（20），所述密封块活动腔（20）的底部两侧设置有排水腔（21）。

2.根据权利要求1所述的一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，其特征在于：所述上腔（3）和中腔（7）之间通过上腔固定螺栓（6）固定相连，并将上隔膜（5）压紧固定在两个腔之间。

3.根据权利要求1所述的一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，其特征在于：所述中腔（7）和下腔（16）之间通过下腔固定螺栓（13）固定相连，并将下隔膜（11）压紧固定在两个腔之间。

4.根据权利要求1所述的一种双隔膜结构持压泄压控制导阀，其特征在于：所述密封块（17）包括密封块主体（22），所述密封块主体（22）与下腔（16）内部的密封块活动腔（20）构成滑动配合，所述密封块主体（22）的底部端面通过沉头螺钉（24）固定安装有密封板（23）和垫片（25）。

5.权利要求1-4任意一项所述一种双隔膜结构持压泄压控制导阀的控制方法，其特征在于：将中腔进水口（9）与持压泄压阀主阀进水口连通，将主阀控制腔接口（14）与持压泄压阀主阀控制腔连通，下腔排水口（18）与持压泄压阀主阀排水口连通，中腔进水口（9）感应持压泄压阀主阀进口主管道压力变化；

活动轴（8）同时受到上隔膜（5）、下隔膜（11）以及弹簧（2）的作用力，其中弹簧（2）对活动轴保持向下的作用力，通过调节调整螺栓（1）用于调整上腔（3）内弹簧（2）的弹性力；上隔膜（5）的面积大于下隔膜（11）的面积，在中腔（7）内水压的作用下，上隔膜（5）受到的向上的水压力大于下隔膜（11）受到的向下的水压力，因此上隔膜（5）及下隔膜（11）对活动轴（8）产生向上的作用力，且该作用力的大小与中腔进水口（9）处的水压大小有关；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力小于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口（9）处压力较小，上隔膜（5）及下隔膜（11）对活动轴（8）向上的作用力小于弹簧（2）对活动轴向下的作用力，活动轴（8）在弹簧（2）压力作用下向下移动，从而压紧布置于下腔（16）内的密封块（17），密封块（17）被压紧在下腔进水口（19）上，通过密封板（23）的密封作用，使下腔进水口（19）与排水腔（21）隔断，此时中腔进水口（9）处进入的水流通过中腔排水口（10）及主阀控制腔接口（14）进入到主阀控制腔内，控制持压泄压阀主阀保持关闭状态；

当持压泄压阀主阀进口主管道压力大于或等于持压泄压阀设定的动作值时，中腔进水口（9）处压力升高，上隔膜（5）及下隔膜（11）对活动轴（8）向上的作用力大于弹簧（2）对活动轴向下的作用力，活动轴（8）在上隔膜（5）及下隔膜（11）压力作用下向上移动，从而松开布置于下腔（16）内的密封块（17），密封块（17）下腔进水口（19）处水压向上顶起，使下腔进水口（19）与排水腔（21）连通，此时中腔进水口（9）处进入的水流及阀控制腔内的水流通过连通管（15）、下腔进水口（19）排入排水腔（21），然后通过下腔排水口（18）排放到持压泄压阀出口管路，持压泄压阀主阀由于控制腔内水压消失而使主阀在进口水压的作用下自动打开，使主阀进口侧主管网的水压通过持压泄压阀排出，从而实现降低主管网压力的功能。