CN112392992A - 一种智慧节能型管力阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧节能型管力阀，包括：阀体，设有进口和出口；阀轴穿设于阀体并一端伸出阀体外部，阀轴能沿自身轴线相对于阀体转动，阀轴伸出阀体外的部分设有棘轮齿，棘轮齿以阀轴的轴线为圆心环绕排列；阀板固定连接在阀轴上并设置在进口和出口之间，用于控制流体通过和隔断；棘爪与阀体活动相连，棘轮齿与棘爪配合，使阀轴在转动时只能朝阀门开启方向转动，从而使阀板不产生抖动。在运行中阀门全开时，阀板的位置被棘爪与棘轮齿固定，能在介质压力和流速变化时消除阀板的抖动，延长阀门使用寿命，降低阀板对出流介质的作用力，减少节流损失。

Description

一种智慧节能型管力阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别是涉及一种智慧节能型管力阀。

背景技术

当前应用于水泵出口的自力式多功能止回阀中，由于蝶式多功能管力阀与具有相同功能的截止式多功能水力阀相比，具有流阻低、体积小，重量轻的优势，因而获得更广泛的应用。比如中国专利CN2937702公开了一种管力控制阀，管力阀的进口端与水泵出口相连，依靠泵送介质的压力实现阀门的开启和保持开启状态，阀门开启后，主阀板悬浮于过流介质中，依靠迎水面与背水面形成的压差，抵消主阀板的偏心重力，使主阀板保持开启状态，受管道形状和水泵输出流态的影响，这一对力很可能需要主阀板的开启角度在一定范围内变化，即因压差的实时变化，主阀板迎水面与背水面的有效面积也会变化，以实现动态平衡，因此主阀板有可能在一定开度范围内发生抖动，该抖动的产生可加速轴承和密封件的磨损，从而导致外漏的发生及影响轴承寿命，同时，主阀板偏心重力始终作用于出流介质，不可避免的会消耗泵送能量，产生一定的水头损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智慧节能型管力阀，能够消除阀板的抖动，及阀板偏心重力对出流介质的压力，提高阀门运行稳定性的同时，进一步降低过阀能量损失，降低水损。

根据本发明的第一方面实施例的一种智慧节能型管力阀，包括：

阀体设有进口和出口；阀轴穿设于所述阀体并一端伸出所述阀体外部，所述阀轴能沿自身轴线相对于所述阀体转动，所述阀轴伸出所述阀体外的部分设有棘轮齿，所述棘轮齿以所述阀轴的轴线为圆心环绕排列；阀板固定连接在所述阀轴上并设置在所述进口和所述出口之间，用于控制流体通过和隔断；棘爪与所述阀体活动相连，所述棘轮齿与所述棘爪配合，使所述阀轴在转动时只能朝阀门开启方向转动，从而使所述阀板不产生抖动。

根据本发明实施例的一种，至少具有如下技术效果：在运行中阀门全开时，阀板的位置被棘爪与棘轮齿固定，能在介质压力和流速变化时防止阀板发生抖动，延长阀门使用寿命；且此时阀板偏心重力施加在棘爪上，降低了阀板对出流介质的作用力，减少了由于阀门的节流作用产生的能量损失。

根据本发明的一些实施例，所述棘爪具有与所述棘轮齿配合的第一状态，所述棘爪还具有与所述棘轮齿分离的第二状态，阀体上设有控制组件，所述控制组件用于控制所述棘爪在第一状态与第二状态之间切换，在阀门需要关闭时所述控制组件将所述棘爪控制在第二状态，使阀门可以正常关闭。

根据本发明的一些实施例，所述控制组件包括膜片座、膜片组件和膜片盖，所述膜片座安装在所述阀体上，所述膜片组件安装在所述膜片座和所述膜片盖之间，所述膜片组件与所述膜片座之间形成膜片下腔，所述膜片座设有取压孔以将介质压力传导至所述膜片组件，所述取压孔与所述进口相连，所述膜片组件与所述棘爪传动相连。所述控制组件以所述进口的压力为动力控制所述棘爪。

根据本发明的一些实施例，所述膜片盖上设置有支座板，所述棘爪铰接在所述支座板上，所述膜片组件安装有控制杆，所述控制杆伸出所述膜片盖；所述控制杆伸出端开设有限位槽，所述棘爪设有限位销，所述限位销插入所述限位槽内，所述限位槽与所述限位销之间留有空隙，且所述棘爪在被所述棘轮齿拨动时，所述限位销能在所述限位槽自由活动。所述控制杆随所述膜片组件活动时能带动所述限位销活动，以实现所述棘爪第一状态与第二状态之间的切换。

根据本发明的一些实施例，所述棘爪中部铰接于所述支座板上，其中一端设有尖端部以用于与棘轮齿配合，所述限位销设于所述棘爪相对尖端部的另一端。

根据本发明的一些实施例，所述棘爪与所述支座板的铰接处安装有扭簧，所述扭簧用于给所述棘爪施加其向第一状态运动的作用力。

根据本发明的一些实施例，所述控制杆从所述膜片组件朝上延伸设置，所述控制杆的上部设有配重块，所述配重块用于对所述控制杆和所述膜片组件施加朝向所述膜片座的压力。

根据本发明的一些实施例，所述阀轴伸出所述阀体外的部分设有棘轮板，所述棘轮齿设于所述棘轮板外周边缘。

根据本发明的一些实施例，所述阀体上安装有阀门开度限位螺钉，所述阀门开度限位螺钉用于限制所述棘轮板转动角度。

根据本发明的一些实施例，所述取压孔通过取压管与所述进口相连，所述取压管上安装有两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀设有外排孔，所述外排孔能快速泄除所述膜片下腔内压力，所述两位三通电磁换向阀能控制所述膜片下腔与所述外排孔的连通与隔断。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的安装结构主视图；

图2是本发明实施例的安装结构左视图；

图3是本发明实施例中的控制组件示意图；

图4是本发明实施例中的棘爪安装侧视图；

图5是本发明实施例中的棘爪安装主视图；

图6是本发明另一个实施例的安装结构示意图。

附图标记：

阀体100、进口110、出口120、阀轴130、棘轮板131、螺母132、棘轮齿133、阀板140、阀门开度限位螺钉150、支撑板160；

棘爪200、限位销210、轴承220、销轴230、扭簧240；

配重块300；

控制组件400、膜片座410、取压孔411、取压管412、膜片盖420、支座板421、膜片组件430、控制杆431、限位板432、限位槽433、紧固件434、膜片下腔435；

两位三通电磁换向阀500、外排孔510。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图5，本发明实施例的一种智慧节能型管力阀，阀体100设有进口110和出口120，流体介质从进口110和出口120流过；阀轴130穿设于阀体100并一端伸出阀体100外部，阀轴130能沿自身轴线相对于阀体100转动，阀轴130伸出阀体100外的部分设有棘轮齿133，棘轮齿133以阀轴130的轴线为圆心环绕排列；阀板140固定连接在阀轴130上并设置在进口110和出口120之间，阀板140随阀轴130的转动而转动，用于控制流体通过和隔断；棘爪200与阀体100活动相连，棘轮齿133能与棘爪200配合，使阀轴130在转动到阀门全开时，只能朝阀门开启方向转动，从而使阀板140不产生抖动。

本发明提供的一种智慧节能型管力阀，通过棘爪200锁定阀轴130的转动方向，使阀板140达到最大开度后位置固定不动，其偏心重力不再始终作用于出流水头上，进一步降低阀门过流水头损失；同时不再因介质流态在一定范围内的变化而产生抖动，延长阀门的使用寿命。

在本发明的一些具体实施例中，棘爪200具有与棘轮齿133配合的第一状态，棘爪200还具有与棘轮齿133分离的第二状态，阀体100上设有控制组件400，控制组件400用于控制棘爪200在第一状态与第二状态之间切换。棘爪200在第一状态时，棘轮齿133与棘爪200配合，使阀轴130在转动时只能朝阀门开启方向转动。棘爪200在第二状态时，棘轮齿133与棘爪200分离，此时阀轴130能向阀门关闭方向转动。

在本发明的一些具体实施例中，控制组件400包括膜片座410、膜片组件430和膜片盖420，膜片座410通过与之相连的支撑板160安装在阀体100上，膜片组件430安装在膜片座410和膜片盖420之间，膜片组件430与膜片座410之间形成膜片下腔435，膜片座410底部设有取压孔411，膜片下腔435与取压孔411相连，取压孔411将介质压力传导至膜片组件430，取压孔411与进口110相连，膜片组件430与棘爪200传动相连。进口110处的介质压力推动膜片组件移动，带动棘爪200移动，即棘爪200的状态切换由进口110的介质压力控制。启泵膜片下腔435充压时膜片组件430带动棘爪200自动进入第一状态；停泵时进口110的压力消失，膜片下腔435失压，膜片组件430带动棘爪200自动进入第二状态，无外控部件干预，由水力自控，结构简单，维护简便。

在本发明的一些具体实施例中，膜片盖420上设置有支座板421，棘爪200铰接在支座板421上，膜片组件430安装有控制杆431，控制杆431伸出膜片盖420，即膜片组件430靠近控制杆431的一侧为无介质的空腔区，膜片盖420仅需对控制杆431导向，不做密封，没有密封件的摩擦阻力，使控制杆431上、下运行十分灵活，动作速度与进口110压力变化实时响应；控制杆431伸出端开设有限位槽433，棘爪200设有限位销210，限位销210插入限位槽433内，限位槽433与限位销210之间留有空隙，且棘爪200在被棘轮齿133拨动时，限位销210能在限位槽433自由活动。控制杆431随膜片组件430活动时能带动限位销210活动，以实现棘爪200第一状态与第二状态之间的切换。当限位槽433使棘爪200进入与棘轮齿133接触配合的第一状态，阀轴130依然能逆时针转动推动棘爪200抬起和进入下一个棘轮齿133之间的槽中。

在本发明的一些具体实施例中，棘爪200中部通过销轴230铰接于支座板421上，销轴230与支座板421之间设有轴承220，轴承220使棘爪200运动灵活，棘爪200一端设有尖端部以用于与棘轮齿133配合，限位销210设于棘爪200相对尖端部的另一端。利用杠杆原理控制棘爪200的尖端部的位置，当限位销210运动时能带动棘爪200在第一状态与第二状态切换。

在本发明的一些具体实施例中，棘爪200与支座板421的铰接处安装有扭簧240，扭簧240一端与支座板421相抵，另一端与棘爪200相抵，扭簧240用于给棘爪200施加其向第一状态运动的作用力。

可以理解的是，在一些实施例中，棘爪200水平安装在支座板421上，棘爪200尖端部设有配重部件，同样能用于给棘爪200施加其向第一状态运动的作用力。

在本发明的一些具体实施例中，棘爪200与控制组件400竖直安装，控制杆431从膜片组件430垂直朝上延伸设置，控制杆431的上部设有配重块300，配重块300用于对控制杆431和膜片组件430施加朝向膜片座410的压力。采用配重块300利用重力复位，与弹簧机构相比，避免了长期运行后弹簧可能产生疲劳失效的隐患。

可以理解的是，在一些实施例中，棘爪200与控制组件400水平安装，控制杆431从膜片组件430水平延伸设置，控制杆431的与膜片组件430相对的一端设有弹簧机构，弹簧机构同样用于对控制杆431和膜片组件430施加朝向膜片座410的压力。

在本发明的一些具体实施例中，阀轴130伸出阀体100外的部分设有镰刀形的棘轮板131，棘轮板131的一端通过六角螺母与阀轴130连接，棘轮齿133设于棘轮板131外周边缘。通过设置棘轮板131，增大棘爪200锁定阀板140的力矩，使棘爪200在工作过程中受力减小，延长使用寿命。

在本发明的一些具体实施例中，阀体100上安装有阀门开度限位螺钉150，阀门开度限位螺钉150位置可以精确调整，阀门开度限位螺钉150用于限制棘轮板131转动角度，并使阀门最大开度位置时棘爪200能准确落入棘轮齿133之间的槽中。棘轮齿133设置的位置，至少包括在阀门开度限位螺钉150调整最大开度的范围内，使棘爪200能落入棘轮齿133之间的位置。

参照图6，在本发明的另一些具体实施例中，取压孔411通过取压管412与进口110相连，取压管412上安装有两位三通电磁换向阀500，两位三通电磁换向阀500设有外排孔510，外排孔510能快速泄除膜片下腔435内压力，两位三通电磁换向阀500能控制膜片下腔435与外排孔510的连通与隔断。适合于一些自动控制要求高，或者是介质回流很急的工况，当阀门打开，两位三通电磁换向阀500接通进口110与取压孔411，使介质压力充入膜片下腔435并控制棘爪200进入第一状态；当需要关闭阀门时，电磁阀换向，截断进口110与取压孔411，并接通膜片下腔435与外排孔510，快速泄除压力，使棘爪200在配重块300作用下快速进入第二状态，解除对阀板140的固定。

本发明提供的一种智慧节能型管力阀，安装在泵的出口时，可随泵的启停自动开启和关闭，无需安装电动控制装置和逆止阀。

在启泵后阀门需要开启时，进口110处介质压力随泵的启动升高，连通进口110与取压孔411，介质压力进入膜片下腔435带动膜片组件430上移，控制杆431与控制杆431上的限位槽433随膜片组件430上移，限位槽433带动限位销210使棘爪200进入第一状态，第一状态下棘爪200于棘轮齿133配合能朝开启阀门方向活动，当阀门开启后调整阀门开度限位螺钉150使棘爪200正好能落入棘轮齿133之间的位置。此时开度限位螺钉150使阀板140不能继续开启，棘爪200与棘轮齿133配合使阀板140不能关闭。阀板140的位置被固定，不再受介质流态的影响。

在停泵后阀门需要关闭时，进口110处介质压力消失，膜片下腔435失压，膜片组件430不再受到介质压力，控制杆431在配重块300的重力作用下朝下移动，限位槽433带动限位销210下移使棘爪200快速进入与棘轮齿133分离的第二状态，棘爪200不与棘轮齿133接触从而阀板140能快速朝关闭方向运动。防止倒流的介质冲击泵轮造成反转。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智慧节能型管力阀，其特征在于，包括：

阀体(100)，设有进口(110)和出口(120)；

阀轴(130)，所述阀轴(130)穿设于所述阀体(100)并一端伸出所述阀体(100)外部，所述阀轴(130)能沿自身轴线相对于所述阀体(100)转动，所述阀轴(130)伸出所述阀体(100)外的部分设有棘轮齿(133)，所述棘轮齿(133)以所述阀轴(130)的轴线为圆心环绕排列；

阀板(140)，固定连接在所述阀轴(130)上并设置在所述进口(110)和所述出口(120)之间，用于控制流体通过和隔断；

棘爪(200)，所述棘爪(200)与所述阀体(100)活动相连，所述棘轮齿(133)与所述棘爪(200)配合，使所述阀轴(130)在转动时只能朝阀门开启方向转动，从而使所述阀板(140)不产生抖动。

2.根据权利要求1所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述棘爪(200)具有与所述棘轮齿(133)配合的第一状态，所述棘爪(200)还具有与所述棘轮齿(133)分离的第二状态，阀体(100)上设有控制组件(400)，所述控制组件(400)用于控制所述棘爪(200)在第一状态与第二状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述控制组件(400)包括膜片座(410)、膜片组件(430)和膜片盖(420)，所述膜片座(410)安装在所述阀体(100)上，所述膜片组件(430)安装在所述膜片座(410)和所述膜片盖(420)之间，所述膜片组件(430)与所述膜片座(410)之间形成膜片下腔(435)，所述膜片座(410)设有取压孔(411)以将介质压力传导至所述膜片组件(430)，所述取压孔(411)与所述进口(110)相连，所述膜片组件(430)与所述棘爪(200)传动相连。

4.根据权利要求3所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述膜片盖(420)上设置有支座板(421)，所述棘爪(200)铰接在所述支座板(421)上，所述膜片组件(430)安装有控制杆(431)，所述控制杆(431)伸出所述膜片盖(420)；所述控制杆(431)伸出端开设有限位槽(433)，所述棘爪(200)设有限位销(210)，所述限位销(210)插入所述限位槽(433)内，所述限位槽(433)与所述限位销(210)之间留有空隙，且所述棘爪(200)在被所述棘轮齿(133)拨动时，所述限位销(210)能在所述限位槽(433)自由活动，所述控制杆(431)随所述膜片组件(430)活动时能带动所述限位销(210)活动，以实现所述棘爪(200)第一状态与第二状态之间的切换。

5.根据权利要求4所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述棘爪(200)中部铰接于所述支座板(421)上，其中一端设有尖端部以用于与棘轮齿(133)配合，所述限位销(210)设于所述棘爪(200)相对尖端部的另一端。

6.根据权利要求4或5所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述棘爪(200)与所述支座板(421)的铰接处安装有扭簧(240)，所述扭簧(240)用于给所述棘爪(200)施加其向第一状态运动的作用力。

7.根据权利要求4所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述控制杆(431)从所述膜片组件(430)朝上延伸设置，所述控制杆(431)的上部设有配重块(300)，所述配重块(300)用于对所述控制杆(431)和所述膜片组件(430)施加朝向所述膜片座(410)的压力。

8.根据权利要求1所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述阀轴(130)伸出所述阀体(100)外的部分设有棘轮板(131)，所述棘轮齿(133)设于所述棘轮板(131)外周边缘。

9.根据权利要求8所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述阀体(100)上安装有阀门开度限位螺钉(150)，所述阀门开度限位螺钉(150)用于限制所述棘轮板(131)转动角度。

10.根据权利要求3所述的一种智慧节能型管力阀，其特征在于：所述取压孔(411)通过取压管(412)与所述进口(110)相连，所述取压管(412)上安装有两位三通电磁换向阀(500)，所述两位三通电磁换向阀(500)设有外排孔(510)，所述外排孔(510)能快速泄除所述膜片下腔(435)内压力，所述两位三通电磁换向阀(500)能控制所述膜片下腔(435)与所述外排孔(510)的连通与隔断。

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