CN111501897A - 一种无破坏自动虹吸系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无破坏自动虹吸系统及设备，包括虹吸联锁阀组、液位控制及传动机构、虹吸压力管、底阀、自动排气阀、高位水箱、调节水池，补水管及进水管，所述虹吸压力管的进水口一端接往低于最低水位的调节水池底部，并在管口设底阀，虹吸压力管的最高处设自动排气阀，所述虹吸压力管的出水口一端连接联锁阀组，所述液位控制及传动机构设置在调节水池内，所述高位水箱设置在虹吸联锁阀组的上方，所述高位水箱的箱底标高高于虹吸压力管管顶标高；采用上述技术方案，后续周期因为无虹吸破坏而省略了重复引水过程，几乎无需补水，阀门启闭的动力也仅来自于调节水池液面的升降，也就无需额外消耗动力，是节能突出的绿色产品。

Description

一种无破坏自动虹吸系统及设备

技术领域

本发明涉及给水排水流体传输及控制技术领域，具体是指一种无破坏自动虹吸系统及设备，是对传统虹吸系统的深度改进。

背景技术

虹吸系统多用于清洁液体介质的给水系统，其利用天然水头，即可跨越障碍，实现液体传输的特性，广泛运用于各行各业。传统的虹吸系统一般在一个工作周期中均有一个虹吸破坏的过程，待手动或自动重新达到虹吸的条件后，系统才能进入下一个工作周期。在手动或自动重新达到虹吸条件的过程中，会因为灌水或抽真空而消耗大量的压力水源或动力。

因此，一种无虹吸破坏的不间断自动虹吸系统成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于现有技术的缺陷，本专利提供了一种几乎不消耗动力，无虹吸破坏过程，还可实现无人值守的实现自动虹吸的方法及设备，即“一种无破坏自动虹吸系统及设备”。

一种无破坏自动虹吸系统，包括虹吸联锁阀组、液位控制及传动机构、虹吸压力管、底阀、自动排气阀、高位水箱、调节水池，补水管及进水管，虹吸压力管的进水口一端接往低于最低水位的调节水池底部，并在管口设底阀，所述虹吸压力管的最高处设自动排气阀，所述虹吸压力管的出水口一端连接虹吸联锁阀组，所述调节水池内设有液位控制及传动机构，所述虹吸联锁阀组的上方还设有高位水箱，其箱底标高高于虹吸压力管管顶标高，所述调节水池设有进水管，所述自动排气阀只排气不吸气；

所述虹吸联锁阀组由主控制阀和补水阀通过联锁机构组合而成，其中的主控制阀进水端连接虹吸压力管的出水端，主控制阀出水端开放到大气或水体中，其中的补水阀出水端就近连接所述虹吸压力管，补水阀的进水端通过补水管接往所述高位水箱,所述虹吸联锁阀组通过动力源接口连接设于调节水池内的所述液位控制及传动机构；所述液位控制及传动机构由液位控制机构和传动机构组合而成，其中的液位控制机构根据液位的高低提供控制信号的同时输出动力，其中的传动机构传递所述液位控制机构输出的动力，用于控制外接的阀门。

进一步地，所述虹吸压力管出水口设有液位控制及传动机构控制的所述虹吸联锁阀组，通过所述虹吸联锁阀组开关虹吸水流、避免关阀水锤、对虹吸压力管自动补水及实现无虹吸破坏过程。

进一步地，当所述调节水池的最高水位高于虹吸压力管的管顶时，系统可以简化为：所述虹吸联锁阀组采用所述液位控制及传动机构控制的单个阀门替代，取消所述补水管、高位水箱及底阀，相应增设防水锤设施。

进一步地，所述液位控制及传动机构的控制方式包括液压控制、机械控制和需要动力的电气控制。

进一步地，一种虹吸联锁阀组，包括常规的单作用隔膜式角式截止阀(也称隔膜式快开排泥阀)和直通按钮型延时自闭阀组合改造而成，其重新设计了新型阀盖并增设部件，包括联动杆、联动杆底板、金属条板、带丝杆的管卡等部件，所述新型阀盖上部增设了两个螺纹孔和两个圆形导向通孔，所述螺纹孔连接两个带丝杆的管卡，两个所述带丝杆的管卡用于固定设于隔膜式角式截止阀顶部中心上的延时自闭阀，所述导向通孔中设联动杆，所述联动杆的上部设螺纹，并通过两对螺母水平安装一用于控制延时自闭阀按钮的两端带圆孔的金属条板，所述金属条板的安装位置正好使角式截止阀和延时自闭阀处于联锁状态，在新型阀盖内两根联动杆的下端焊接有一条金属的联动杆底板，所述联动杆底板中部开设有圆孔，通过该圆孔螺接在隔膜式角式截止阀的隔膜中心的阀杆上。

进一步地，其中的延时自闭阀和角式截止阀相互联锁，共用所述液位控制及传动机构作为操控系统。

进一步地，所述新型阀盖上部增设了两个所述螺纹孔和两个圆形的所述导向通孔，分别用于安装所述带丝杆的管卡和所述联动杆。

进一步地，一种液位控制及传动机构，包括转轴支点，浮筒杆，第一浮筒模块组，第二浮筒模块组，转接头，动磁体，活塞杆，带固定件的定磁体，带支架的液压缸体，液压管接口及液压管；其中，所述转轴支点设于最高水位以上的池壁上，通过转轴连接的所述浮筒杆上设有低水位的所述第一浮筒模块组和高水位的所述第二浮筒模块组，靠近转轴支点的浮筒杆端部还设有所述导向槽，其通过所述转接头连接到所述活塞杆，带沉头孔的所述动磁体通过转接头和一螺母固定在活塞杆上，所述活塞杆接往单作用带支架的液压缸体内部，所述带支架的液压缸体的下部还设有带固定件的定磁体，所述带固定件的定磁体中心的沉头孔能使活塞杆正好通过，带支架的液压缸体上部侧面还设有所述液压管接口，其通过所述液压管连接虹吸连锁阀组的所述动力源接口，

进一步地，所述浮筒杆上设有低水位的所述第一浮筒模块组和高水位的所述第二浮筒模块组。

进一步地，所述动磁体和带固定件的定磁体均为轴向充磁，极性方向相同，所述动磁体和带固定件的定磁体靠近时留有可调气隙。

一种无破坏自动虹吸系统的优点在于：

1.系统非常节能。除首次启动需要灌满虹吸压力管的水量以外，后续每个周期几乎无需补水，省略了引水过程，阀门启闭的动力也仅来自于调节水池液面的升降，也就无需额外消耗动力。

2.系统环节较少，可靠性高。相比其他自动或手动虹吸系统，本系统控制环节较少，可靠性较高。

3.完全自动化，实现了无人值守。在能确保高位水箱有蓄水的情况下，就能做到完全的无人值守，在人力成本不断上涨时，其意义尤其重大。

附图说明

附图1是一种无破坏自动虹吸系统具体实施例1系统图，

附图2是具体实施例1虹吸联锁阀组俯视图、立面图及剖面图，

附图3是具体实施例1虹吸联锁阀组的新型阀盖俯视图、联动机构俯视及立面图，

附图4是具体实施例1液位控制及传动机构的正立面及侧立面图，

附图5是一种无破坏自动虹吸系统具体实施例2系统图，

附图6是具体实施例2液位控制及传动机构的正立面及侧立面图。

附图1至附图6中：0、隔膜式角式截止阀，1、虹吸联锁阀组，2、液位控制及传动机构，3、虹吸压力管，4、底阀，5、自动排气阀，6、补水管，7、高位水箱，8、进水管，9、调节水池，10、液压管，11、新型阀盖，12、延时自闭阀，13、带丝杆的管卡，14、联动杆，15、金属条板，16、联动杆底板，17、螺纹孔，18、导向通孔，19、动力源接口，20、转轴支点，21、浮筒杆，22、第一浮筒模块组，23、第二浮筒模块组，24、转接头，25、动磁体，26、活塞杆，27、带固定件的定磁体，28、带支架的液压缸体，29、液压管接口，30，导向槽，31、安全阀。

具体实施方式

本发明的工作原理及具体实施例如下：

本专利的工作原理是：虹吸破坏的过程对虹吸系统本身和我们使用者来说，都不是一个必要过程，在工作周期中将这个环节去掉，即可避免重复引水而达到大量节水节电的目的。下面结合实施例及其附图对本发明做进一步的详细说明。

具体实施例1：如附图1，一种无破坏自动虹吸系统的系统图，此系统用于虹吸管需要跨越高于最高水位的障碍，而且调节水池水位落差大的场合。包括虹吸联锁阀组1、液位控制及传动机构2、虹吸压力管3、底阀4、自动排气阀5、补水管6、高位水箱7、进水管8、调节水池9。倒“U”型的虹吸压力管3的进水口一端接往低于最低水位的调节水池9底部，并在管口设底阀4，虹吸压力管3的最高处设自动排气阀5，虹吸压力管3的出水口一端法兰连接虹吸联锁阀组1，水池内设有液位控制及传动机构2，虹吸联锁阀1的上方设有高位水箱7，其箱底标高高于虹吸压力管3的管顶标高，调节水池9设有进水管8，自动排气阀5只排气不吸气；

如附图2，虹吸联锁阀组1由隔膜式角式截止阀0和直通按钮型延时自闭阀12联锁组合而成，其中的延时自闭阀12出水端就近接往虹吸压力管，延时自闭阀12的进水端通过补水管6接往高位水箱7,虹吸联锁阀组1的动力源接口19连接设于调节水池的液位控制及传动机构的液压管10。

进一步地，如附图3，虹吸联锁阀1的隔膜式角式截止阀0重新设计了新型阀盖11，并增设部件，包括带丝杆的管卡13、联动杆14、金属条板15、联动杆底板16等部件，其中新型阀盖11上部增设了两个螺纹孔17和两个圆形导向通孔18，螺纹孔17连接两个带丝杆的管卡13，两个管卡用于固定设于隔膜式角式截止阀0顶部中心上的延时自闭阀12，导向通孔18中设联动杆14，联动杆14的上部设螺纹，并通过两对螺母水平安装一用于控制延时自闭阀12按钮的两端带圆孔的金属条板15，金属条板15的安装位置正好使角式截止阀0和延时自闭阀12处于联锁状态，在新型阀盖11内两根联动杆14的下端焊接有一条金属的联动杆底板16，联动杆底板16中部开设有圆孔，通过该圆孔螺接在隔膜式角式截止阀0的隔膜中心的阀杆上。

本实施例1的特点是：调节水池的最高水位无法满足虹吸系统的少量补水要求，对系统运行的安全带来不确定性。因此需要设置高位水箱及补水管对虹吸管补水，顺带实现消除水锤的功能。

经以上设置，即形成了一种无破坏自动虹吸系统，其工作过程为：调节水池的水位从低水位开始上升，淹没第二浮筒模块组时，浮筒瞬间推动带支架的液压缸体内的活塞，经液压管内的液压介质传递动力，推动虹吸联锁阀组动作，角式截止阀开启，延时自闭阀由于按钮失去压力，靠自身弹簧复原而关闭，此时底阀亦自动开启，自动排气阀关闭，因而虹吸输水过程开始。调节水池的水位下降的过程中，由于动磁体和带固定件的定磁体的吸引作用，活塞杆保持无动作，直至最低水位时，浮筒的浮力完全丧失导致活塞杆动作，进而导致液压系统压力降低并瞬间推动虹吸联锁阀的隔膜、阀杆及联动杆动作，隔膜式角式截止阀关闭的同时，延时自闭阀因按钮恢复压力而重新开启，防止水锤的同时对虹吸压力管补充极少量的缺失水量，底阀也同时关闭，使虹吸压力管在完成一个周期的工作后仍然充满水。此时，整个虹吸压力管处于正压状态，如果管道内夹杂了水流带来的或蒸发的残存气体，将使自动排气阀自动重新开启而排气，然后系统进入下一个工作周期。

具体实施例2：

如附图5，本实施例2用于调节水池9最高水位高于虹吸压力管管顶，且调节水池落差小的场合，包括隔膜式角式截止阀0、液位控制及传动机构2、虹吸压力管3、自动排气阀5、进水管8、调节水池9及安全阀31。倒“U”型的虹吸压力管3的进水口一端接往低于最低水位的调节水池9底部，取消实施例1中的底阀4，虹吸压力管3的最高处设自动排气阀5，虹吸压力管3的出水口一端连接隔膜式角式截止阀0，水池内设有液位控制及传动机构2，取消实施例1中的补水管6及高位水箱7，调节水池9设有进水管8，自动排气阀5只排气不吸气。

隔膜式角式截止阀0的压力源接口19通过液压管10，接往设于调节水池9内的液位控制及传动机构2的液压管接口29，隔膜式角式截止阀0的前端还设有安全阀31。

如附图6，本实施例2的液压控制及传动机构2省略杠杆，即取消转轴支点20和导向槽30，活塞杆26和浮筒杆21通过转接头24直接连接。

本实施例2的特点是：来水的最高水位能满足虹吸系统的补水要求，因此原实施例1的补水设施相应取消，连带取消了底阀4，虹吸联锁阀组2因此更换为隔膜式角式截止阀0，为补充一并取消的防水锤功能而增设了安全阀31。本发明的外形和大小可依据使用场所的大小调整，但内部结构及原理不变。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明其中的两个实施方式，实际的结构并不局限于此。例如：连锁阀门不局限于隔膜式角式截止阀和延时自闭阀的组合，虹吸水流的主控制阀也不局限于使用快开阀门，也不局限于单作用阀门。液位控制及传动机构也不局限于采用双浮筒及动定磁体对，例如可以采用垂直安装的单个柱状或纺锤状浮筒，当采用调节型虹吸主控制阀门时也可以取消动定磁体对。以上的不同做法都可实现无破坏自动虹吸功能。总而言之如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无破坏自动虹吸系统，包括虹吸联锁阀组、液位控制及传动机构、虹吸压力管、底阀、自动排气阀、高位水箱、调节水池，补水管及进水管，虹吸压力管的进水口一端接往低于最低水位的调节水池底部，并在管口设底阀，所述虹吸压力管的最高处设自动排气阀，所述虹吸压力管的出水口一端连接虹吸联锁阀组，所述调节水池内设有液位控制及传动机构，所述虹吸联锁阀组的上方还设有高位水箱，其箱底标高高于虹吸压力管管顶标高，所述调节水池设有进水管，所述自动排气阀只排气不吸气；

其特征是：所述虹吸联锁阀组由主控制阀和补水阀通过联锁机构组合而成，其中的主控制阀进水端连接虹吸压力管的出水端，主控制阀出水端开放到大气或水体中，其中的补水阀出水端就近连接所述虹吸压力管，补水阀的进水端通过补水管接往所述高位水箱,所述虹吸联锁阀组通过动力源接口连接设于调节水池内的所述液位控制及传动机构，所述液位控制及传动机构由液位控制机构和传动机构组合而成，其中的液位控制机构根据液位的高低提供控制信号的同时输出动力，其中的传动机构传递所述液位控制机构输出的动力，用于控制外接的阀门。

2.根据权利要求1所述的一种无破坏自动虹吸系统，其特征是：所述虹吸压力管出水口设有液位控制及传动机构控制的所述虹吸联锁阀组，通过所述虹吸联锁阀组开关虹吸水流、避免关阀水锤、对虹吸压力管自动补水及实现无虹吸破坏过程。

3.根据权利要求1所述的一种无破坏自动虹吸系统，其特征是：当所述调节水池的最高水位高于虹吸压力管的管顶时，系统可以简化为：所述虹吸联锁阀组采用所述液位控制及传动机构控制的单个阀门替代，取消所述补水管、高位水箱及底阀，相应增设防水锤设施。

4.根据权利要求1所述的一种无破坏自动虹吸系统，其特征是：所述液位控制及传动机构的控制方式包括液压控制、机械控制及电气控制。

5.实施权利要求1的一种虹吸联锁阀组，包括常规的单作用隔膜式角式截止阀和直通按钮型延时自闭阀组合改造而成，其重新设计了新型阀盖并增设部件，包括联动杆、联动杆底板、金属条板、带丝杆的管卡等部件，其特征是：所述新型阀盖上部增设了两个螺纹孔和两个圆形导向通孔，所述螺纹孔连接两个带丝杆的管卡，两个所述带丝杆的管卡用于固定设于隔膜式角式截止阀顶部中心上的延时自闭阀，所述导向通孔中设联动杆，所述联动杆的上部设螺纹，并通过两对螺母水平安装一用于控制延时自闭阀按钮的、两端带圆孔的金属条板，所述金属条板的安装位置正好使角式截止阀和延时自闭阀处于联锁状态，在新型阀盖内两根联动杆的下端焊接有一条金属的联动杆底板，所述联动杆底板中部开设有圆孔，通过该圆孔螺接在隔膜式角式截止阀的隔膜中心的阀杆上。

6.根据权利要求5所述的一种虹吸联锁阀组，其特征是：其中的延时自闭阀和角式截止阀相互联锁，共用所述液位控制及传动机构作为操控系统。

7.根据权利要求5所述的一种虹吸联锁阀组，其特征是：所述新型阀盖上部增设了两个所述螺纹孔和两个圆形的所述导向通孔，分别用于安装所述带丝杆的管卡和所述联动杆。

8.实施权利要求1的一种液位控制及传动机构，包括转轴支点，浮筒杆，第一浮筒模块组，第二浮筒模块组，转接头，动磁体，活塞杆，带固定件的定磁体，带支架的液压缸体，液压管接口及液压管；其特征是，所述转轴支点设于最高水位以上的池壁上，通过转轴连接的所述浮筒杆上设有低水位的所述第一浮筒模块组和高水位的所述第二浮筒模块组，靠近转轴支点的浮筒杆端部还设有所述导向槽，其通过所述转接头连接到所述活塞杆，带沉头孔的所述动磁体通过转接头和一螺母固定在活塞杆上，所述活塞杆接往单作用带支架的液压缸体内部，所述带支架的液压缸体的下部还设有带固定件的定磁体，所述带固定件的定磁体中心的沉头孔能使活塞杆正好通过，带支架的液压缸体上部侧面还设有所述液压管接口，其通过所述液压管连接虹吸连锁阀组的所述动力源接口。

9.根据权利要求8所述的一种液位控制及传动机构，其特征是：所述浮筒杆上设有低水位的所述第一浮筒模块组和高水位的所述第二浮筒模块组。

10.根据权利要求8所述的一种液位控制及传动机构，其特征是：设有所述动磁体及所述带有固定件的定磁体，动磁体和带固定件的定磁体均为轴向充磁，极性方向相同，且靠近时留有可调气隙。

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