CN109976393B - 一种液位差调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液位差调控装置，包括本体，所述本体具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，所述本体内开设有腔体，所述腔体内设有可沿腔体水平滑动的滑块，滑块具有靠近第一侧面的第一端面和靠近第二侧面的第二端面；所述本体内设有若干第一流道和若干第二流道，第一流道的一端与第一侧面所在空间连通，第一流道的另一端与腔体连通，第二流道的一端与第二侧面所在空间连通，第二流道的另一端与腔体连通；所述滑块上设有可将第一流道和第二流道连通的孔和/或槽；还包括若干平衡机构。本发明的液位差调控装置可自动调整、控制装置两侧的液面高度差，结构简单，无需用到液位传感器等电学元件，仅依靠纯机械式结构即可完成液位差的调整。

Description

一种液位差调控装置

技术领域

本发明涉及一种液位差调控装置。

背景技术

在工业、土木、水利、水电、水运领域，常需调节两个或更多个容器或区域的液面高差。现有的做法，一般为，分别在各个目标位置安装传感器，感知液位高度，然后对数据进行处理，获得液位差数据，再通过开启、关闭闸、阀门，调控液位高度，从而实现液位差的调控。如此带来设备复杂，运行成本高、以及附属实施结构复杂的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单紧凑、方便使用的液位差调控装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种液位差调控装置，其特征在于，包括本体，所述本体具有第一侧面和第二侧面，所述本体内开设有腔体，所述腔体内设有可沿腔体滑动的滑块，滑块具有第一端面和第二端面，所述第一端面所在位置与第一侧面所在空间连通，所述第二端面所在位置与第二侧面所在空间连通；

所述本体内设有若干第一流道和若干第二流道，第一流道的一端与第一侧面所在空间连通，第一流道的另一端与腔体连通，第二流道的一端与第二侧面所在空间连通，第二流道的另一端与腔体连通；所述滑块上设有可将第一流道和第二流道连通的孔和/或槽；

还包括若干平衡机构，用于对滑块施以与滑块运动方向相同或相反的作用力；

第一状态下，所述孔和/或槽位于第一流道出口、第二流道进口靠近第一侧面或第二侧面的一侧，第一流道与第二流道处于非连通状态；

第二状态下，所述第一流道、第二流道通过所述孔和/或槽连通。

如此，使用时，第一状态下，第一流道与第二流道处于非连通状态，第一侧面所在空间与第二侧面所在空间处于未连通状态；假设第一侧面所在空间的液位高于第二侧面所在空间的液位，第一状态下，所述孔和/或槽位于第一流道出口、第二流道进口靠近第一侧面的一侧，随着第一侧面所在空间液面的逐渐升高和/或第二侧面所在空间液面的逐渐降低，本体两侧液位差逐渐增大，第一侧面所受压力与第二侧面所受压力之差逐渐增大，滑块的受力平衡被打破，滑块突破平衡机构的阻力逐渐朝第二侧面所在方向平移，运动一段距离后，第一流道与第二流道通过孔和/或槽连通，达到第二状态，本体两侧液位差逐渐减小，第一侧面所受压力与第二侧面所受压力之差逐渐减小，液位差减小至一定程度后，在平衡机构的作用下，滑块逐渐朝第一侧面所在方向平移，第一流道与第二流道断开，恢复第一状态，如此，本体两侧液位差得到调节。当本体两侧液位继续变化时，只要液位差满足一定条件，滑块移动至第一流道与第二流道连通状态下，液位差可得到再次调节。起到调节本体两侧的液位差、保持本体两侧在设定的液位差条件下工作的作用。

进一步地，平衡机构对滑块施以由第二端面指向第一端面的水平作用力。

可选地，第一侧面与第二侧面相对或邻接。

进一步地，所述第一侧面上设有至少1个平衡机构，所述平衡机构的输出端与第一端面刚性连接；或者，所述第二侧面上设有至少1个平衡机构，所述平衡机构的输出端与第二端面刚性连接；或者，所述第一侧面上设有至少1个平衡机构，第一侧面上的平衡机构的输出端与第一端面刚性连接，所述第二侧面上设有至少1个平衡机构，第二侧面上的平衡机构的输出端与第二端面刚性连接。

可选地，平衡机构的配置形式多样，可根据需要设置成推力式或拉力式。

在本发明的一些实施方式中，所述平衡机构包括第一罩体和一端伸入第一罩体内的压杆，压杆伸入第一罩体内的区段外套有弹性元件，压杆伸入第一罩体内的一端固定有与弹性元件一端抵接的第一压板；所述平衡机构还包括与弹性元件另一端抵接的第二压板，所述压杆活动地穿过第二压板并向第一罩体外伸出；优选地，所述弹性元件为弹簧。如此，弹性元件在受压状态下，将弹力通过第一压板传递给压杆，压杆的露出端作为输出端与相应端面刚性连接，对滑块施以由第二端面指向第一端面的水平作用力。

进一步地，第一罩体内设置有限位槽，用于限制第一压板的运动行程。

进一步地，作为本发明的一种实施方式，本体内预埋有第二罩体，第一罩体固定于第二罩体内，第二压板固定于本体上。

在本发明的一些实施方式中，所述平衡机构设置于腔体内，所述平衡机构的一端与腔体内壁固定连接，平衡机构的另一端与滑块抵接或固定连接。

在本发明的一些实施方式中，所述平衡机构主要由弹性元件构成；优选地，所述弹性元件为弹簧。

在本发明的一些实施方式中，在本体上设置附加驱动机构，用于对滑块施加附加控制力，以满足特殊需要，如主动控制需要，可选地，所述附加驱动机构可以采用杠杆、电磁阀相结合的结构进行控制，具体地，可将杠杆、电磁阀安装于本体上，杠杆的一端与滑块铰接，杠杆的另一端与电磁阀位置对应，通过电磁阀对杠杆的作用进一步控制滑块位置，从而控制两侧通断，实现液位调整。如此，即使平衡机构失效，也可进行液位差的调整。在本发明的一些实施方式中，所述滑块包括第一柱状块和第二柱状块，所述第一柱状块的一端与第二柱状块的一端一体连接，所述孔和/或槽设置于第一柱状块上。

在本发明的一些实施方式中，所述滑块可为棱柱状、圆柱状、棱台状、圆台状中的一种。

进一步地，所述槽设置于滑块外表面。

进一步地，所述槽可为环形、半环状中的一种。

进一步地，所述孔可为多种形状（比如圆形、方形、长方形、椭圆形等等中的一种），可实现第一流道、第二流道的连通、截断即可。

进一步地，所述第一端面的面积与第二端面的面积可根据实际需要调整。可选地，第一端面的面积小于第二端面的面积。

更进一步地，所述第一端面的面积是第二端面的面积的0.1-0.9倍。

通过第一端面与第二端面面积大小的控制，可控制滑块移动所需的液位差临界值，实现特定大小液位差控制，具体地，可根据压强与作用面积的物理力学关系调控。

可选地，第一流道的进口与第二流道的出口存在高度差，或者在同一高度位置。

可选地，第一流道的数量为单个或多个；第二流道的数量为单个或多个。

进一步地，所述本体具有多对第一侧面和第二侧面，相应地，可对每对第一侧面、第二侧面配备相应的滑块、平衡机构、第一流道、第二流道等部件，从而形成多个独立或相互影响的液位差调控单元，以适用于多个空间之间液位差的调节。

与现有技术相比，本发明的液位差调控装置可自动调整、控制装置两侧的液面高度差，也可增设附加驱动机构，满足特定条件下的调控需要；结构简单，无需用到液位传感器等电学元件，也无需启闭机械及相应的电力调控设施，仅依靠纯机械式结构即可完成液位差的调整，简单、方便起到节能，环保的作用。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的液位差调控装置的沿竖直方向的剖视图。

图2是本发明第一种实施方式的液位差调控装置的沿垂直于第二侧面方向的视图。

图3是本发明第一种实施方式的平衡机构的结构简图。

图4是本发明的一种滑块的结构简图。

图5是本发明第二种实施方式的液位差调控装置的沿竖直方向的剖视图。

图6是本发明第三种实施方式的液位差调控装置的沿水平方向的剖视图。

图7是本发明第四种实施方式的液位差调控装置的沿水平方向的剖视图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1至图3所示，一种液位差调控装置，包括本体18，所述本体18具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，所述本体内开设有腔体19，所述腔体内设有可沿腔体水平滑动的滑块5，滑块具有靠近第一侧面的第一端面和靠近第二侧面的第二端面，所述第一端面所在位置与第一侧面所在空间连通，所述第二端面所在位置与第二侧面所在空间连通；

所述本体18内设有若干第一流道3和若干第二流道4，第一流道的一端与第一侧面所在空间连通，第一流道的另一端与腔体连通，第二流道的一端与第二侧面所在空间连通，第二流道的另一端与腔体连通；所述滑块上设有可将第一流道和第二流道连通的孔20；

第一端面的面积小于第二端面的面积；

还包括若干平衡机构，用于对滑块施以由第二端面指向第一端面的水平作用力；

第一状态下，所述孔位于第一流道出口、第二流道进口靠近第一侧面的一侧，第一流道与第二流道处于非连通状态；

第二状态下，所述第一流道、第二流道通过所述孔连通。

所述第二侧面上设有4个平衡机构，所述平衡机构的输出端与第二端面刚性连接。

所述平衡机构包括第一罩体8和一端伸入第一罩体内的压杆6，压杆伸入第一罩体内的区段外套有弹性元件9，压杆伸入第一罩体内的一端固定有与弹性元件一端抵接的第一压板10，第一压板10通过第一螺栓16固定于压杆该端；所述平衡机构还包括与弹性元件另一端抵接的第二压板17，所述压杆活动地穿过第二压板并向第一罩体外伸出；优选地，所述弹性元件为弹簧。

本体内预埋有第二罩体7，第一罩体通过多个定位环11固定于第二罩体内，第二压板17上开设有供压杆穿过的孔洞，孔洞外侧设有密封垫片14，第二压板17固定于本体上。还包括压板2，所述压杆依次穿过密封垫片14、压板2向外伸出，压杆的露出端装有第二螺栓15和垫圈13，实现压板与压杆之间的刚性连接；所述压板与滑块刚性连接。

所述滑块为圆台状。

可选地，如图4所示，所述滑块包括第一柱状块501和第二柱状块502，两者均为圆柱状，第一柱状块的直径小于第二柱状块的直径，所述第一柱状块的一端与第二柱状块的一端一体连接，所述孔20设置于第一柱状块上。根据需要及液体的粘稠度，在孔的左、右两侧分别设止水结构503，使得孔处于与其左右两侧空间隔断状态，可选地，所述止水结构为固定于第一柱状块上的橡胶圈。

如图5所示，一种液位差调控装置，包括本体18，所述本体18具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，所述本体内开设有腔体19，所述腔体内设有可沿腔体水平滑动的滑块5，滑块具有靠近第一侧面的第一端面和靠近第二侧面的第二端面，所述第一端面所在位置与第一侧面所在空间连通，所述第二端面所在位置与第二侧面所在空间连通；

所述本体18内设有若干第一流道3和若干第二流道4，第一流道的一端与第一侧面所在空间连通，第一流道的另一端与腔体连通，第二流道的一端与第二侧面所在空间连通，第二流道的另一端与腔体连通；所述滑块上设有可将第一流道和第二流道连通的孔20；

第一端面的面积小于第二端面的面积；

还包括若干平衡机构，用于对滑块施以由第二端面指向第一端面的水平作用力；

第一状态下，所述孔位于第一流道出口、第二流道进口靠近第一侧面的一侧，第一流道与第二流道处于非连通状态；

第二状态下，所述第一流道、第二流道通过所述孔连通。

所述平衡机构设置于腔体内，所述平衡机构的一端与腔体内壁固定连接，平衡机构的另一端与滑块的第二端面固定连接。所述平衡机构1主要由弹性元件构成；优选地，所述弹性元件为弹簧。第二端面与腔体内壁所围成空间通过通液孔12与第二侧面所在空间连通。

根据需要，可在腔体内壁设置凹槽，凹槽内安装耐磨橡胶圈，作为止水结构，以起到止液渗漏的作用。

可选地，所述本体上安装有杠杆24、电磁阀25，杠杆的一端与滑块的第二端面铰接，杠杆的另一端与电磁阀位置对应，通过电磁阀控制杠杆转动，进一步控制滑块移动，可在需要主动调整液位差或平衡机构失效时满足液位调控需求。

可选地，如图6所示，本体呈三棱柱状，本体具有依次邻接的三个侧面，每两个侧面之间设有腔体、滑块等结构，并配置平衡机构，具体结构可参考前述实施方式中的相关结构，如此，可使得液位差调控装置适用于三个空间之间液位差的调节。进一步地，如图7所示，本体呈四棱柱状，每两个相邻的侧面之间设腔体、滑块等结构，并配置平衡机构，具体结构可参考前述实施方式中的相关结构，如此，可使得液位差调控装置适用于四个空间之间液位差的调节。类似地，对于更多个空间之间的液位差调节，通过对单个本体上腔体、滑块、平衡机构数量及位置的合理设置，实现调节。

本发明的液位差调控装置应用范围比较广。以水电工程的泄洪道为例，本发明起到自动调控作用，无需设置闸门、启闭设备，能大量节约消耗能量的设施。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (12)

1.一种液位差调控装置，其特征在于，包括本体（18），所述本体（18）具有第一侧面和第二侧面，所述本体内开设有腔体（19），所述腔体内设有可沿腔体滑动的滑块（5），滑块具有第一端面和第二端面，所述第一端面所在位置与第一侧面所在空间连通，所述第二端面所在位置与第二侧面所在空间连通；

所述本体（18）内设有若干第一流道（3）和若干第二流道（4），第一流道的一端与第一侧面所在空间连通，第一流道的另一端与腔体连通，第二流道的一端与第二侧面所在空间连通，第二流道的另一端与腔体连通；所述滑块上设有可将第一流道和第二流道连通的孔（20）和/或槽；

还包括若干平衡机构，用于对滑块施以与滑块运动方向相同或相反的作用力；

第一状态下，孔和/或槽位于第一流道出口、第二流道进口靠近第一侧面或第二侧面的一侧，第一流道与第二流道处于非连通状态；

第二状态下，所述第一流道、第二流道通过孔和/或槽连通。

2.根据权利要求1所述的液位差调控装置，其特征在于，所述第一侧面上设有至少1个平衡机构，所述平衡机构的输出端与第一端面刚性连接；或者，所述第二侧面上设有至少1个平衡机构，所述平衡机构的输出端与第二端面刚性连接；或者，所述第一侧面上设有至少1个平衡机构，第一侧面上的平衡机构的输出端与第一端面刚性连接，所述第二侧面上设有至少1个平衡机构，第二侧面上的平衡机构的输出端与第二端面刚性连接。

3.根据权利要求1所述的液位差调控装置，其特征在于，所述平衡机构包括第一罩体（8）和一端伸入第一罩体内的压杆（6），压杆伸入第一罩体内的区段外套有弹性元件（9），压杆伸入第一罩体内的一端固定有与弹性元件一端抵接的第一压板（10）；所述平衡机构还包括与弹性元件另一端抵接的第二压板（17），所述压杆活动地穿过第二压板并向第一罩体外伸出。

4.根据权利要求3所述的液位差调控装置，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

5.根据权利要求3所述的液位差调控装置，其特征在于，本体内预埋有第二罩体（7），第一罩体固定于第二罩体内，第二压板（17）固定于本体上。

6.根据权利要求1所述的液位差调控装置，其特征在于，所述平衡机构设置于腔体内，所述平衡机构的一端与腔体内壁固定连接，平衡机构的另一端与腔体滑块抵接或固定连接。

7.根据权利要求6所述的液位差调控装置，其特征在于，所述平衡机构主要由弹性元件构成。

8.根据权利要求7所述的液位差调控装置，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

9.根据权利要求1-8任一项所述的液位差调控装置，其特征在于，所述滑块包括第一柱状块（501）和第二柱状块（502），所述第一柱状块的一端与第二柱状块的一端一体连接，所述孔（20）和/或槽设置于第一柱状块上。

10.根据权利要求1-8任一项所述的液位差调控装置，其特征在于，所述滑块为棱柱状、圆柱状、棱台状、圆台状中的一种。

11.根据权利要求1-8任一项所述的液位差调控装置，其特征在于，所述本体上安装有杠杆、电磁阀，杠杆的一端与滑块铰接，杠杆的另一端与电磁阀位置对应。

12.根据权利要求1-8任一项所述的液位差调控装置，其特征在于，所述本体具有多对第一侧面和第二侧面。