CN110145626A - 一种多功能平衡阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能平衡阀，其主要由阀体、阀盖、加压开启端、出液口、进液口，以及从左至右依次安装在阀体内中空腔中的辅助弹簧、活塞、活动杆组装构成，所述阀体的内侧壁设置有限位密封凸台，出液口与进液口分别位于限位密封凸台的左右两侧，活塞密封安装于限位密封凸台左侧的阀体中空阀内，所述活动杆右端大部的外圆面与阀体中空腔内壁密封活塞式连接。本发明大幅度减少空管在系统管道的安装，让每个保护区水力控制阀对应一个比例混合器和一个多功能平衡阀，形成一个小集成设备，可以大量减少装置的使用数量，从而大幅度降低工程造价成本。

Description

一种多功能平衡阀

技术领域

本发明涉及消防灭火设备领域，具体来说是一种消防灭火设备中所用的多功能平衡阀。

背景技术

目前，公知的消防灭火设备领域所用的平衡阀是应用在平衡式比例混合装置里，装置主要部件有常压泡沫液储罐、泡沫泵、泡沫液控制阀、平衡阀、比例混合器及控制系统等组成，而平衡阀是装置的核心部件。现有市场上的平衡阀可以做到压力平衡和流量控制，但通常平衡阀以泄压方式安装，将多余的泡沫液回流到储罐，在待机状态下平衡阀不具备自动关闭功能，因此储罐的泡沫出液口或泡沫泵后方需要设置另一个主要部件--泡沫液控制阀，而现有市场上的泡沫液控制阀又是由主阀和压力泄放阀组成，其特点是开启响应速度快，符合国标GB20031-2005《泡沫灭火系统及部件通用技术条件》的要求，但控制管路过于繁琐，使得装置系统控制变得比较复杂，其成本造价高，因此目前市场上大多数的平衡式比例混合装置的泡沫液控制阀绝大多数都由电动球阀所替代，很大程度上影响了装置系统的开启响应时间，而标准提到的电磁阀可以充当泡沫液控制阀，但目前国内暂无此类电磁阀产品取得产品的检验，要符合标准对电磁阀耐泡沫液浸渍试验的条件，是满足将试件浸没在温度为70℃的试验液体中，试验液体为产品适用的泡沫液或泡沫混合液，历时7天，试验后将试件置于22℃的同样液体中历时30分钟后，应启动灵活，工作可靠，这也是本领域技术人员致力开发符合标准要求的产品。

通过对现有平衡阀技术分析可知，现有平衡阀不能在平衡式比例混合装置待机状态下关闭阀门，因此装置待机状态下不能输送泡沫液到保护区域，且装置体积较大，通常装置只能限制于泵房放置，同时平衡式比例混合装置也只能保护周边的保护区域，而装置广泛运用石油、化工等大型项目中，受限于灭火响应的喷放时间，一个项目可能会用上多套平衡式比例混合装置，其造价成本相当高，由于待机状态下装置无法输送泡沫液到保护区域去关闭平衡阀，经过装置比例混合器后的混合液管道全部是空管，甚至比例混合器前端还会留存一段相当长的空管，在工作状态下混合液对管道的冲击很大，需考虑管道防震措施，这对工程管道施工增加了难度，且大幅度增加了工程的造价成本。因此，本领域的技术人员致力于开发一种多功能的平衡阀。

发明内容

本发明在于提供一种多功能平衡阀，能将平衡阀和泡沫液控制阀功能结合在一起，让控制管路简单化，同时改变现有平衡阀泄压回流的安装方式，以解决背景技术中所存在的缺点与不足。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种多功能平衡阀，特征在于，其主要由中空的阀体，密封安装在阀体左右两端部的阀盖及加压开启端，错位安装在阀体侧壁左右两端且与阀体内中空腔连通的出液口与进液口，以及从左至右依次安装在阀体内中空腔中的辅助弹簧、活塞、活动杆组装构成，所述阀体的内侧壁中部位置设置有一圈向内凸起的限位密封凸台，所述的加压开启端上安装有通过管路与水力控制阀连接的连接口，所述的出液口与进液口分别位于限位密封凸台的左侧与右侧，且所述的出液口还通过调压通道与活塞左侧且靠近阀体左端部的阀体中空腔连通，所述辅助弹簧的一端与阀盖连接，另一端与活塞左端连接，所述的活塞密封安装于限位密封凸台左侧的阀体中空阀内，且能完全覆盖密封出液口，所述活动杆的左端与活塞右端连接，活动杆的右端设置有大部，右端大部的外圆面与阀体中空腔内壁密封活塞式连接。

对于本发明，所述的阀盖及加压开启端通过螺纹连接安装于阀体的两端，且连接面安装有密封O型圈，以保证其密封性。

对于本发明，所述的出液口连通有压力表接口。

对于本发明，所述活塞的外圆面，活动杆右端大部的外圆面都安装有密封O型圈，有效保证各对接面的密封性；同时，活塞外圆面的密封O型圈安装于靠近活塞左端的位置，有效防止活塞在运动的过程中，该密封O型圈与出液口轮廓发生刮擦而造成快速磨损及影响其密封效果。

对于本发明，所述活塞的右端面设置有螺纹孔，所述活动杆左端通过螺纹与活塞右端面活动连接。

对于本发明，所述限位密封凸台的左侧面设置有一圈凸起部，所述活塞右端面与该凸起部对应的位置设置有密封垫，以有效保证限位密封凸台与活塞右端对接时的密封性。

对于本发明，所述限位密封凸台右侧的阀体中空腔内壁设置有对活动杆右端大部运动起限位作用的限位台阶。

有益效果：在待机状态下本多功能平衡阀处于关闭状态，能使多功能平衡阀脱离装置，让泡沫液可以随多功能平衡阀远程输送，使水力控制阀安装到保护区的附近，大幅度减少空管在系统管道的安装，让每个保护区水力控制阀对应一个比例混合器和一个多功能平衡阀，形成一个小集成设备，可以大量减少装置的使用数量，从而大幅度降低工程造价成本；更重要是让控制管路简单化，只需外接一路控制管路就能实现多功能控制，使系统装置运行更加可靠；本发明可塑性强，当产品制造时不加工打开阀体调压通道，阀盖预留一个排气口，其产品便是单一的泡沫液控制阀；由于嵌入包裹式的密封结构使得关闭状态稳定可靠；产品结构简单，便于加工，制造成本低。

附图说明

图1为本发明的整体主视图；

图2为本发明在工作状态下（通道被打开时）的主视剖面图；

图3为本发明在非工作状态下（通道被关闭时）的俯视剖面图。

图中：1-阀体；2-阀盖；3-加压开启端；4-进液口；5-出液口；6-压力表接口；7-密封O型圈；8-辅助弹簧；9-活塞；10-限位台阶；11-密封垫；12-活动杆；13-调压通道，14-限位密封凸台；15-活动杆的右端大部；16-连接口；

P1为泡沫浓缩液腔压强，泡沫液输送压力等级为1.6Mpa（此为泡沫装置的额定压力）；P2为加压开启腔压强，接自主水管路水力控制阀后与比例混合器前之间的压力，压力等级为1.2Mpa（此为喷淋泵的额定压力）；P3为平衡阀泡沫液出口回流控制腔的压强，流通比例混合器阀芯内腔；A为运动左方向；B为运动右方向；S为平衡阀两端活塞作用面积；S1为平衡阀内腔（即阀体中空腔内活塞右侧面与活动杆右端大部左侧面之间的空腔）右端作用面积；S2为关闭状态时平衡阀内腔左端作用面积；F为辅助弹簧作用力。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式详细说明如下：

参见附图1-3所示，一种多功能平衡阀，其主要由中空的阀体1，密封安装在阀体左右两端部的阀盖2及加压开启端3，错位安装在阀体侧壁左右两端且与阀体内中空腔连通的出液口5与进液口4，以及从左至右依次安装在阀体内中空腔中的辅助弹簧8、活塞9、活动杆12组装构成，所述阀体的内侧壁中部位置设置有一圈向内凸起的限位密封凸台14，所述的加压开启端上安装有通过管路与水力控制阀连接的连接口16，所述的出液口与进液口分别位于限位密封凸台的左侧与右侧，且所述的出液口还通过调压通道13与活塞左侧且靠近阀体左端部的阀体中空腔连通，所述出液口还连通有压力表接口6，所述辅助弹簧的一端与阀盖连接，另一端与活塞左端连接，所述的活塞密封安装于限位密封凸台左侧的阀体中空阀内，且能完全覆盖密封出液口，所述活塞的右端面设置有螺纹孔，活动杆左端通过螺纹与活塞右端面活动连接，活动杆的右端设置有大部（如附图中15所示），右端大部的外圆面与阀体中空腔内壁密封活塞式连接（密封且能在空腔内作活塞运动）。

在具体实施时：

1、所述的阀盖及加压开启端通过螺纹连接安装于阀体的两端，且连接面安装有密封O型圈7（橡胶圈，下同），以保证其密封性。

2、所述活塞的外圆面，活动杆右端大部的外圆面都安装有密封O型圈，有效保证各对接面的密封性；同时，活塞外圆面的密封O型圈安装于靠近活塞左端的位置，有效防止活塞在运动的过程中，该密封O型圈与出液口轮廓发生刮擦而造成快速磨损及影响其密封效果。

3、所述限位密封凸台的左侧面设置有一圈凸起部，所述活塞右端面与该凸起部对应的位置设置有密封垫11，以有效保证限位密封凸台与活塞右端对接时的密封性。

4、所述限位密封凸台右侧的阀体中空腔内壁设置有对活动杆右端大部运动起限位作用的限位台阶10，有效防止活动杆过度运行。

工作原理及过程：

1、高压泡沫浓缩液从泡沫装置输出后，从进液口进入本多功能平衡阀，由于辅助弹簧（辅助弹簧在原始状态下处于被适当压缩的状态，在弹簧弹力的作用下，活塞处于最右端并紧靠限位密封凸台，本装置处于关闭状态，泡沫浓缩液无法在进液口、阀体中空腔、出液口之间流动并从出液口喷出）的作用关闭多功能平衡阀，在该关闭状态下时，多功能平衡阀内腔两端的作用面积S1＞S2，因此P1×S1＞P1×S2，活动杆受到泡沫浓缩液向B右方向的作用力，从而使活塞右侧面紧贴在限位密封凸台的左侧面形成密封状态，进液口与出液口之间的流通通道被关闭（如附图3所示），由于嵌入包裹式的密封结构使得关闭状态稳定可靠。

2、系统运行时，水力控制阀启动，水用其压力从水力控制阀经管路从加压开启端上安装的连接口进入活动杆右端大部右侧面与加压开启端左侧面之间的加压开启腔中，多功能平衡阀开启并进入工作状态：当（P3×S+F）＜（P2×S）时，活塞总成向A左边移动，活塞右侧面与限位密封凸台左侧面之间的密封通道被打开（如附图2所示），泡沫液经该被打开的密封通道再经出液口输出，并将泡沫液注入比例混合器阀芯内腔混合，在此过程中，经出液口输出的泡沫液经压力表接口供压力表读取压力数据，同时，一部分泡沫液从调压通道回流进入活塞左侧面与阀盖形成的空腔中并形成P3压强（该压强与出液口压强相等）。由于比例混合器运行时其结构压差的特性，比例混合器阀后及阀芯内腔的压力要低于比例混合器入口压力的0.2Mpa，因此P3值向P1值上升，系统配置P1＞P2；当（P3×S+F）＞（P2×S）时，活塞向B右方向移动，关闭平衡阀；关闭平衡阀后P3值又向（P2-0.2Mpa×9.8atm）值下降……活塞反复左右移动使泡沫液按一定平衡比例注入比例混合器阀芯内腔，达到最优的混合比，最佳的灭火效果。

本发明在待机状态下本多功能平衡阀处于关闭状态，能使多功能平衡阀脱离装置，让泡沫液可以随多功能平衡阀远程输送，使水力控制阀安装到保护区的附近，大幅度减少空管在系统管道的安装，让每个保护区水力控制阀对应一个比例混合器和一个多功能平衡阀，形成一个小集成设备，可以大量减少装置的使用数量，从而大幅度降低工程造价成本；更重要是让控制管路简单化，只需外接一路控制管路就能实现多功能控制，使系统装置运行更加可靠；本发明可塑性强，当产品制造时不加工打开阀体调压通道，阀盖预留一个排气口，其产品便是单一的泡沫液控制阀；由于嵌入包裹式的密封结构使得关闭状态稳定可靠；产品结构简单，便于加工，制造成本低。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多功能平衡阀，特征在于：其主要由中空的阀体，密封安装在阀体左右两端部的阀盖及加压开启端，错位安装在阀体侧壁左右两端且与阀体内中空腔连通的出液口与进液口，以及从左至右依次安装在阀体内中空腔中的辅助弹簧、活塞、活动杆组装构成，所述阀体的内侧壁中部位置设置有一圈向内凸起的限位密封凸台，所述的加压开启端上安装有通过管路与水力控制阀连接的连接口，所述的出液口与进液口分别位于限位密封凸台的左侧与右侧，且所述的出液口还通过调压通道与活塞左侧且靠近阀体左端部的阀体中空腔连通，所述辅助弹簧的一端与阀盖连接，另一端与活塞左端连接，所述的活塞密封安装于限位密封凸台左侧的阀体中空阀内，且能完全覆盖密封出液口，所述活动杆的左端与活塞右端连接，活动杆的右端设置有大部，右端大部的外圆面与阀体中空腔内壁密封活塞式连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述活塞的右端面设置有螺纹孔，所述活动杆左端通过螺纹与活塞右端面活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述限位密封凸台的左侧面设置有一圈凸起部，所述活塞右端面与该凸起部对应的位置设置有密封垫。

4.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述的阀盖及加压开启端通过螺纹连接安装于阀体的两端，且连接面安装有密封O型圈。

5.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述的出液口连通有压力表接口。

6.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述活塞的外圆面，活动杆右端大部的外圆面都安装有密封O型圈，且活塞外圆面的密封O型圈安装于靠近活塞左端的位置。

7.根据权利要求1所述的一种多功能平衡阀，其特征在于：所述限位密封凸台右侧的阀体中空腔内壁设置有对活动杆右端大部运动起限位作用的限位台阶。