CN1107550A - 液体压送装置 - Google Patents

Abstract

液体压送装置包括容器、浮子、转换阀和连杆机 构，该容器具有工作流体入口和出口与待压送液体的 入口和出口；浮子配置在容器中；转换阀用于响应浮 子的运动，交替地打开和关闭工作流体的入、出口；连 杆机构包括连接转换阀的阀操作杆和一端由该操作 杆支承的压缩弹簧，该弹簧操作时不横过任何支轴， 它响应浮子运动使阀操作杆发生速动式运动。该弹 簧由阀操作杆支承，使得弹簧的作用力向量穿过该弹 簧和阀操作杆的连接点。

Description

本发明涉及压送水或燃料等液体的液体压送装置。本发明的液体压送装置特别适合于收集在一段时期内在蒸汽管道系统中产生的冷凝液并将该冷凝液送到锅炉或某种利用废热的设备。

大多数在蒸汽管道系统中产生的冷凝液仍含有相当的热量。为了有效利用这种能量，广泛应用一种液体回收系统，在这种回收系统中，采用一种液体压送装置来回收冷凝液，然后将冷凝液送到锅炉或某种废热利用装置，有效利用这些废热。

在这种冷凝液回收系统中所用的液体压送装置的作用是，在一段时期内将冷凝液收集在一个密闭容器中，然后切换转换阀将高压工作流体例如蒸气等引入到该密闭容器中，利用工作流体的压力，迫使密封容器中的冷凝液排出。

为了高效率地操作液体压送装置，需要在密封容器中尽可能积存多的冷凝液，并在合适的时间可靠地切换转换阀，引入高压工作流体。

因此在大多数液体压送装置中，迄今一般都采用具有盘簧的速动机构来可靠地转换转换阀。其中采用盘簧的液体压送装置已在美国专利No.5 141 405中公开。

图5示出液体压送装置中的速动机构。该速动机构100由浮子杆101、辅助杆102和压缩的盘簧103组成。浮子杆101用销钉106装在支承架105上以便进行摆动运动，而在相反侧的浮子108则固定在浮子杆101的前端部上。

为进行摆动运动，辅助杆102的一个端部用装浮子杆101的同一销钉110、106连接在支承架105上而辅助杆的另一端部则用销钉连接在盘簧103的一个端部上。阀操作杆111用销钉107连接在辅助杆102的中心部分上。阀操作杆111连接到如图6所示的转换阀120上。即在转换阀120下部分的驱动杆121连接在阀操作杆111上。驱动杆121和阀操作杆111可以是同一部件。

转换阀120包括气体入口阀122和气体出口阀123，随着阀操作杆111向上运动，该入口阀和出口阀分别被打开和关闭。球形气体入口阀体124配置在气体入口阀122中，而平板形的气体出口阀体125则配置在气体出口阀123中，上述阀体均连接在驱动杆121上。

参见图5，盘簧103的远离辅助杆102的端部用销钉112连接在浮子杆101上。在液体压送装置中，当冷凝液聚集在密封容器（未示出）中时，弹簧支承件115也随浮子108的上升而升高。然而，因为转换阀120的气体出口阀体125通过阀操作杆111及驱动杆的作用而处于关闭位置，又因为有固定销106，所以辅助杆102仍处于同一位置，因而弹簧支承件116绕枢轴转动，而且盘簧103受压变形。由于盘簧103的压缩形变而产生的反作用力以这样的方式作用在销钉110上，即，使辅助臂102绕枢轴顺时针转动。

浮子108进一步上升引起盘簧103与辅助杆120重合在一条直线上。随后，当弹簧支承件115的位置进一步上升并且盘簧103与辅助杆102所成的角度超过180°时，由盘簧103压缩形变产生的反作用力便以这样的方式作用在销钉110上，即，使辅助臂102绕枢轴反时针转动。结果，盘簧103在瞬间恢复到它的起始形状，盘簧103和辅助杆102之间的连接部分（销钉110）以速动方式向下移动，因而通过阀操作杆111使转换阀120向下移动，这样在很短时间内转换了阀门。

这种液体压送装置可以以简单的结构和较好的效率使液体在压力作用下被传送。然而，安装阀操作杆111的销钉等部件很容易损坏。

即，在常规的液体压送装置中，因为阀操作杆111适合于以销钉106作转动支轴进行上下运动，所以每当发生速动转换操作时，转动矩便作用在该销钉106或安装销107的某些部分，因而易磨损。

另外，转换阀120的结构是使得气体入口和出口阀机构中的一个阀关闭时，另一个阀打开，从图6所示的两个阀122、123和驱动杆121的位置关系可以看出，驱动杆121沿其中心轴线不能承受在切换转换阀120时产生的冲击，但驱动杆121以及相关的阀操作杆111的作用使其轴线相对于安装销钉107转动。结果。销钉107和阀操作杆111不能彼此均匀接触，销钉107承受偏磨损，而被损坏。

当销钉106的磨损增加、销钉107受到损坏时，便不能可靠地切换转换阀120和有效地压送流体。

因此本发明的目的是着眼于上述先有技术的问题，提供一种液体压送装置，在该装置中，连接阀操作杆和速动机构的连接销和作为转换支轴的销钉较不易受到损伤，该装置的优点是寿命长。

为解决上述问题，本发明提供了一种液体压送装置，该装置包括容器、浮子、转换阀和连杆机构，该容器具有工作流体入口、工作流体出口、待压送液体的入口和待压送液体的出口;该浮子配置在上述容器内;该转换阀响应浮子的运动，交替地打开和关闭工作流体的入口和出口;该连杆机构包括连接在转换阀上的阀操作杆和一个压缩弹簧，该弹簧的一端由阀操作杆支承，在操作时该弹簧不横过任何支轴。上述连杆机构响应浮子的运动使阀操作杆作速动式运动。上述压缩弹簧由阀操作杆支承，使得压缩弹簧的作用力矢量通过压缩弹簧和阀操作杆的连接点。

为达到上述技术目的而提供的本发明的技术手段在于，在上述结构的液体压送装置中，压缩弹簧由阀操作杆支承，使得压缩弹簧的作用力矢量通过压缩弹簧和阀操作杆的连接点。

连杆机构最好包括（ⅰ）连接在转换阀上的阀操作杆;（ⅱ）在与浮子的运动相反的方向摆动的控制杆;（ⅲ）压缩弹簧，该弹簧的一端由该控制杆的远离摆动支轴的一端支承，其另一端由阀操作杆支承，该弹簧被压缩在控制杆和阀操作杆之间，使控制杆成为拉伸状态。

还有，为便于切换转换阀，阀操作杆最好由许多导向件导向，这些导向件具有能够接受转换阀切换时产生的冲击力的部分。

本发明的液体压送装置类似于众所周知的装置之处在于，伴随着待压送液体收集量的增加，浮子运动，这导致压缩弹簧速动式运动，因而切换转换阀，将高压工作流体引入到密封容器中，从而压送收集的液体。但因为在速动切换时产生的冲击力被分散到速动机构的三个支轴上，又因为在任何一个支轴上基本上不产生转动矩，所以每个支轴的寿命都延长了。另外因为在液体压送装置中的阀操作杆由设置在其侧面的许多导向件导向，使得阀操作杆的运动路径不会偏移，所以将速动机构装在阀操作杆上的安装销在切换转换阀时不会受到偏磨损的作用。

从下面结合附图的说明可以看出本发明的其它特征和优点。

图1是本发明液体压送装置一个实施例的截面图;

图2是沿图1的M-M线截取的截面图;

图3是沿图1的N-N线截取的截面图;

图4是一个详细的截面图，示出在图1所示的液体压送装置中压缩弹簧和阀操作杆的连接部分;

图5是先有技术中的液体压送装置所使用的速动机构的部分放大视图;

图6是先有技术的液体压送装置所用的转换阀的放大截面图。

下面用举例的方法参考示出本发明实施例的附图，详细说明本发明。

参照图1，液体压送装置1包括浮子3和配置在密封容器2中的速动机构5。

密封容器2的主体7和盖子8用螺栓（未示出）连接，在其中形成贮留液体用的空间10。在本实施例中，密封容器2的主体7基本上仅仅用于收容液体，本实施例的特征部件一般设置在密封容器2的盖子8上。

即在盖子8上有四个开口，具体的是排放工作流体的出口11、引入工作流体用的位于图面前侧并与出口11平行的入口13（参见图2）、待压送流体的入口16和待压送流体的出口17。

图1中的工作流体出口11和工作流体入口13相对于图纸的表面竖直并排配置，即具有如图2所示的位置关系。出口阀20被装在工作流体出口11中，入口阀21被装在工作流体入口13中，构成转换阀120的上述入口和出口阀类似于图6所示的阀。将入口阀21的轴杆22向容器2的内部拉便使阀体23与阀座24相啮合，从而关闭工作流体入口13。将出口阀20的轴杆25推向工作流体出口11则使阀体26与阀座27相啮合，从而关闭工作流体出口11。出口阀11和入口阀13的相应轴杆25和22用连接板30连接，因而连接板30的上下运动致使出口阀20和入口阀21中的一个阀打开，而另一个阀关闭。

在图1中，编号29的部件是蒸汽偏转板，起着挡板的作用，用于防止从入口阀喷出的蒸汽直接对着流体积存空间10中积累的冷凝液喷出。

待压送流体的入口16大体位于盖子8的中心区域，如图1所示，待压送流体的出口17设置在盖子8上的相当于密闭容器2下部的位置上。

浮子3通过浮子杆43和固定销40由一对夹板32支承，速动机构5由另一对夹板33支承。夹板32和33彼此连接并用安装螺钉35固定在密封容器2的盖子8上，如图2所示。

用来桥接夹板32的固定销38和39也分别起着浮子杆43的上下限止动器作用，另外，固定销40也用作浮子3的摆动轴。即浮子3围绕穿过浮子杆43的销钉40上下摆动。此外，浮子杆43的另一端部用连接销45固定，该销钉45将浮子杆43与速动机构5连接起来。

从图1和图2可以看到，在两个相对的安装夹板33之间配置了四个滚动轴47和作为速动机构摆动支轴的销钉46，以便使夹板桥接。导向滚柱装置48可转动地安装在滚动轴上，使得滑动杆53被夹在当中。每个导向滚柱装置48在滚动柱体49的两端具有凸出部50，如图3所示。

速动机构5包括浮子杆43、控制杆52、起着阀操作杆作用的滑动杆53、盘簧54和紧固在盘簧54两端的弹簧支承件55、56。控制杆52的一个端部由桥接安装夹板33的固定销46支持，使其可绕该销钉46摆动，其另一个端部被装在浮子杆43的连接销钉45上。这就使控制杆52可以随着浮子3的上升和下降围绕着销钉45作上下摆动。在图1中，摆动杆52的支轴46位于靠近液体入口16的一个位置，然而即使该支轴46被装在比滑动杆更靠近浮子杆的位置，盘簧54也可以使控制杆52偏向连接销钉45，即偏向弹簧伸张的方向。

因为具有方形横截面（如图3所示）的滑动杆53其侧面被夹在上述安装在每个滚动轴47上的导向滚柱装置48之间，所以它仅能在垂直方向移动。滑动杆53不限于附图所示的方形，而可以是圆形的。然而它必须具有这样的形状，这种形状适合于接受在与滑动杆53的轴线方向交叉的方向作用的外力。

滑动杆53的上端被连接到连接转换阀120的连接板30上。滑动杆53和控制杆52通过其两端具有弹簧支承件55、56的盘簧54进行连接。

盘簧54配置在弹簧支承件55和56之间，围绕其轴芯装配。靠近连接销45的弹簧支承件55在靠近控制杆52一个端部的位置被销钉75支承，另一个弹簧支承件56在滑动杆53的约中部位置由销钉76支承。因此盘簧54作用在控制杆52上，使它压在销钉45上。另外、插在弹簧支承件55、56（该支承件55、56分别连接在控制杆52和滑动杆53上）的轴芯上的盘簧54处于压缩状态。弹簧支承件55和56具有轴芯，该轴芯使该支承件彼此连接，该轴芯由相应的支承部分支承，使该轴芯可沿轴芯的方向自由滑动。在滑动杆53一侧的弹簧支承件56的连接状态例示于图4。

在浮子杆43的下面有双联阀61、62，该阀可使液体出口17与液体贮留空间10连通和关闭。牢固地装有双联阀61、62的阀杆60的一端装在浮子杆43上，靠近销钉40，使得双联阀61、62可以相应于浮子3的上升向下移离各自的阀座，使液体贮留空间10和液体出口17连通，而浮子3的下降则使双联阀坐入阀座，双联阀由此关闭液体贮留空间10和液体出口17两部分的通路。

下面通过在加压蒸气作为工作流体和被压送的液体为冷凝水的情况下，跟踪一系列的运动来说明本装置的操作。首先，将工作流体入口13连接到高压蒸气源上，将工作流体出口11连接到蒸气循环管道系统。再将液体入口16通过止回阀18连接到某个负载的蒸气消耗设备上或其它类似的设备上，止回阀18适合于启开从外部通入液体贮留空间10。另一方面，将液体出口17通过止回阀19连接到某个废热利用设备，该止回阀19适合于启开从液体贮留空间10内部通向外部。通常，即使浮子3上升使双联阀启开，只要没有从工作流体入口13流入加压蒸气使液体贮留空间10达到加压状态，止回阀19也不会启开。

除非在本实施例的液体压送装置1的贮留空间10中积存了冷凝水，否则，浮子位于容器的底部。此时在速动机构5中，盘簧54和滑动杆53的连接部分（销钉76）其位置低于盘簧54和控制杆52的连接部分（销钉75）。因此盘簧54使滑动杆53向右下倾斜。即滑动杆53受盘簧54的偏压力的垂直向下分力的作用而被向下压，从而与下部止动器啮合，因此它在预定的位置被止动。通过销钉76作用的盘簧54偏压力的水平横向分力由导向滚柱装置48接收。

连接滑动杆53到转换阀120的连接板30被滑动杆53往下拉向液体贮留空间10，由此在转换阀中的入口阀21被关闭，而出口阀被打开（参见图2）。由于阀杆60的作用，双联阀61和62上升，从而关闭液体出口17。

当在某种蒸气消耗设备中或其它类似设备中产生冷凝水时，它从液体入口16流入液体压送装置1并贮留在液体贮留空间10中。由于在液体贮留空间10中积存了冷凝水，浮子3上升，此时，连接到浮子3的浮子杆43便以销钉40为支轴作绕枢轴的运动，这种运动又使控制杆52缓慢绕销钉46反时针转动，从而使弹簧支承件55逐渐下降并使双联阀61和62逐渐打开。由于滑动杆53被盘簧54的偏压力压到其最低位置，另一个弹簧支承件56也绕销钉76作轻微转动，但不移动。

随着控制杆52绕销钉46转动，弹簧支承件55和56彼此靠近，并且销钉75和76之间的距离变短，由此盘簧54受到更大的压缩，因而在盘簧54上积存了压缩能。

随着浮子3的进一步上升，控制杆52继续进行上述转动，并达到在速动动作刚好开始前的一个位置即盘簧54处于垂直于滑动杆53的位置，当浮子再进一步上升稍为超过这一位置时，控制杆52和盘簧54的连接部分（销钉75）便降到低于滑动杆53和盘簧54的连接部分（销钉76）的高度，因而盘簧54的两端位置的上下关系发生倒转。因此滑动杆53被盘簧54偏压力的垂直分力往上推，该分力通过销钉76作用在滑动杆上。结果，滑动杆53以速动方式向上移动，随着连接到滑动杆53上的连接板30的上升，入口阀21打开，而出口阀20被关闭。

在滑动杆53速动时，盘簧54的压缩压力垂直地加在销钉76上，但是没有转矩作用。此外，有一转矩作用在控制杆52的销钉46上，然而从速动机构5中的控制杆52和盘簧54的配置可以看到，盘簧54的压力分散了，作用在销钉46上的转矩也相当小，另外，当入口阀21打开而出口阀20关闭时，因为出口阀20的中心轴线和滑动杆53的中心轴线是彼此错位的，所以有力作用在销钉76上，使得销钉76的轴线转动;但是因为支承滑动杆53的导向滚柱装置48，特别是其凸出部50分散接收了这种力，所以防止了销钉76的偏磨损，延长了速动机构5的寿命。

在图1所示的实施例中，总共用四个导向滚柱装置48，在滑动杆53的左右各两个。然而导向滚柱装置48的数目可以根据滑动杆53的长度和盘簧54的弹簧压力进行适当的选择。另外，导向滚柱装置48也不一定要配置在滑动杆53的左右两侧，还可以只配置在例如滑动杆的如图1所示的右侧。

当工作流体入口13打开时，高压蒸气便进入密封容器2，其中的压力便增加，因而在液体贮留空间10中积存的冷凝水便受到蒸气的压力，从而通过双联阀61、62、液体出口17和止回阀19被输送到在外部的某种废热利用设备。结果，在液体贮留空间10中的水位下降，浮子3受自身重力的作用而下降。

随着浮子3的下降，速动机构5跟着发生和上述操作程序相反的操作程序，即控制杆52顺时针方向转动，盘簧54和滑动杆53再形成彼此垂直的位置关系，在超过这一位置的阶段，滑动杆53以速动的方式沿相反于上述方向的方向移动，即向下移动。

附图所示的液体压送装置1的结构是使滑动杆上下移动，然而本发明不限制滑动杆的运动方向，运动方向可以根据密封容器的形状和工作流体入口的配置等因素任意改变。

Claims (3)

1、一种液体压送装置，它包括：

一个容器，该容器具有工作流体入口、工作流体出口、待压送液体入口和待压送液体出口；

一个配置在上述容器中的浮子；

用于响应上述浮子的运动交替地打开和关闭工作流体入口和出口的转换阀；

一个连杆机构，包括连接到上述转换阀的阀操作杆和压缩弹簧，该弹簧的一端由上述阀操作杆支承，该弹簧在操作时，不横过任何支轴，上述连杆机构响应上述浮子的运动使上述阀操作杆以速动方式运动；

上述压缩弹簧由上述阀操作杆支承，使得上述压缩弹簧的作用力矢量通过上述压缩弹簧和上述阀操作杆的连接点。

2、如权利要求1所述的液体压送装置，其特征在于，上述连杆机构包括（ⅰ）连接到上述转换阀的上述阀操作杆;（ⅱ）可在与上述浮子的运动方向相反的方向摆动的控制杆;和（ⅲ）上述的压缩弹簧，该弹簧的一端被支承在上述控制杆的远离其摆动支轴的端部上，弹簧的另一端由上述阀操作杆支承，该弹簧被压缩在上述控制杆和上述阀操作杆之间，使上述控制杆处于拉伸状态。

3、如权利要求1所述的液体压送装置，其特征在于，为完成上述转换阀的切换操作上述阀操作杆由许多导向件导向，这些导向件具有接受切换转换阀时所产生的冲击力的部分。

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