CN114576421B - 一种虹吸式液位控制阀及其控制方法 - Google Patents

一种虹吸式液位控制阀及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种虹吸式液位控制阀，包括浮球阀，所述浮球阀包括阀体、阀芯、曲臂和浮球，所述曲臂的两端分别与所述阀芯和浮球相连接，阀体上设有相互连通的进水口与出水口，所述曲臂转动时带动所述阀芯移动，以使所述阀芯逐渐关闭所述进水口，所述阀体上固定连接有下端开口的筒体，曲臂和浮球位于所述筒体内，筒体的上端封闭并设有单向排气阀，筒体的侧部设有虹吸管，虹吸管的上端设有与筒体的上端相连通的交接管口，虹吸管下端的设有进液管口，并且进液管口的水平位置高于筒体下端开口的水平位置。本发明利用虹吸原理工作，能够有效将水位高度控制在一定范围内，避免阀门频繁启闭造成压力忽高忽低，提高管道的安全性。

Description

一种虹吸式液位控制阀及其控制方法
技术领域
本发明涉及液位控制阀技术领域，尤其涉及一种虹吸式液位控制阀及其控制方法。
背景技术
目前，浮球阀是一种液压水位控制阀，具有自动开启关阀管路以控制水位的功能，可以作为先导阀控制进水管上的主阀进行启闭，由于具有良好的密封性能，使得浮球阀的应用非常广泛，适用于工矿企业、民用建筑中各种水塔(池)自动供水系统，安装简便，启用灵敏度高。现有老式杆浮球阀虽然密封效果良好，但往往也存在一些缺陷：例如在水面的浪花比较大的时候，会导致主阀或浮球阀出现时开时关、开开关关的不稳定状态，导致短时间内阀难以关闭。这样就容易造成压力忽高忽低，甚至产生水锤，造成阀门易损坏和大量溢水等问题。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种虹吸式液位控制阀及其控制方法，利用虹吸原理工作，能够有效将水位高度控制在一定范围内，避免阀门频繁启闭造成压力忽高忽低，甚至产生水锤的危险，提高管道的安全性。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种虹吸式液位控制阀，包括浮球阀，所述浮球阀包括阀体、阀芯、曲臂和浮球，所述曲臂的两端分别与所述阀芯和浮球相连接，阀体上设有相互连通的进水口与出水口，所述曲臂转动时带动所述阀芯移动，以使所述阀芯逐渐关闭所述进水口，所述阀体上固定连接有下端开口的筒体，曲臂和浮球位于所述筒体内，筒体的上端封闭并设有单向排气阀，筒体的侧部设有虹吸管，虹吸管的上端设有与筒体的上端相连通的交接管口，虹吸管下端的设有进液管口，并且进液管口的水平位置高于筒体下端开口的水平位置。
为了进一步完善，所述虹吸管的下部与进液管口之间设有波纹伸缩管，所述进液管口与筒体之间设有高度调节装置。
进一步完善，所述高度调节装置包括分别固定在筒体和进液管口侧壁上的竖滑轨和竖滑块，竖滑块上设有与竖滑轨滑动连接的竖滑槽，竖滑轨上从上到下间隔设有若干个定位卡槽，所述竖滑块的底部设有竖通孔，竖通孔上端与竖滑槽相连通，竖通孔内转动安装有杠杆，竖通孔与杠杆之间设有复位弹簧，所述杠杆上端设置与定位卡槽相配合的弹性卡块，杠杆的下端伸出到竖通孔外。
进一步完善，所述浮球包括为伸缩筒结构，浮球的侧壁上安装有用于充放气的气嘴。
进一步完善，所述进水口与出水口之间设有阀腔，所述阀芯包括闸板和竖齿条，所述闸板与阀腔之间为滑动连接，所述闸板和竖齿条之间为固定连接，所述曲臂的一端设有与竖齿条相啮合和齿轮，齿轮与阀体之间为转动连接。
进一步完善，所述阀体内壁上转动安装有密封盖，密封盖位于进水口与闸板之间，密封盖的左侧与进水口密封配合，密封盖的右侧设有斜导槽，闸板的左侧底部固定设有拨动杆，拨动杆的一端转动安装有与斜导槽滑动配合的滚柱。
进一步完善，所述闸板的底部设有与出水口配合的密封塞。
进一步完善，所述进水口与出水口均位于筒体的外部。
一种虹吸式液位控制阀的控制方法，先将浮球阀安装在水池或水塔内的水面上方，浮球阀做为先导阀，通过水管与固定安装在进水管上的主阀的控制端相连接，进水管和浮球阀上的出水口向水池或水塔放水，液位升高后浮球的高度慢慢升高，水慢慢充满筒体和虹吸管，筒体和虹吸管内的空气从筒体的上端的单向排气阀排出，当浮球达到筒体上端时，浮球带动曲臂转动来驱动所述阀芯移动，将浮球阀上的进水口关闭，控制主阀关闭，此时进水管和浮球阀上出水口的停止放水；水池或水塔向外抽水后液位下降，由于虹吸原理，浮球不会下降，当水池或水塔内的液位低于虹吸管下端进液管口的水平位置时，虽然两边的大气压相等，但是进液管口处的水位高，压强大，推动筒体和虹吸管内的水从筒体下端的开口排出，浮球高度下降，控制浮球阀打开，控制主阀打开，此时进水管和浮球阀上出水口的重新放水，水池或水塔内的液位重新升高，实现水位自动控制在一定的高度范围内。
本发明有益的效果是：1、本发明利用虹吸原理工作，能够有效将水位高度控制在一定范围内，避免阀门频繁启闭造成压力忽高忽低，甚至产生水锤的危险，提高管道的安全性。2、本发明阀芯包括闸板和齿条，并通过曲臂上的齿轮驱动进行启闭，确保关闭时进水口处的密封效果更好，防止泄露，该浮球阀在水位接近于关闭时，使进水口处的水流慢慢截断，从而减小流量，逐步将进水口关闭，达到稳定、精确的水位控制，曲臂和阀球外部设有筒体，筒体可以减小外部水面的浪花的影响，解决主阀或浮球阀出现时开时关、开开关关的不稳定状态的问题，延长了阀门的使用寿命，不容易产生大量溢水的现象。
附图说明
图1为本发明的开启时的结构示意图；
图2为图1中A处的局部结构放大示意图；
图3为图2中局部结构放大示意图；
图4为图1中B处的局部结构放大示意图；
附图标记说明：1、阀体，11、进水口，12、出水口，13、筒体，14、单向排气阀，15、虹吸管，151、交接管口，152、进液管口，153、波纹伸缩管，154、竖滑轨，155、竖滑块，156、定位卡槽，157、杠杆，158、复位弹簧，159、弹性卡块，16、阀腔，2、阀芯，21、闸板，22、竖齿条，23、密封盖，24、斜导槽，25、拨动杆，26、滚柱，27、密封塞，3、曲臂，31、浮球，32、气嘴，33、齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图：本实施例中种虹吸式液位控制阀，包括浮球阀，所述浮球阀包括阀体1、阀芯2、曲臂3和浮球31，所述曲臂3的两端分别与所述阀芯2和浮球31相连接，阀体1上设有相互连通的进水口11与出水口12，所述曲臂3转动时带动所述阀芯2移动，以使所述阀芯2逐渐关闭所述进水口11，其特征在于：所述阀体1上固定连接有下端开口的筒体13，曲臂3和浮球31位于所述筒体13内，筒体13的上端封闭并设有单向排气阀14，筒体13的侧部设有虹吸管15，虹吸管15的上端设有与筒体13的上端相连通的交接管口151，虹吸管15下端的设有进液管口152，并且进液管口152的水平位置高于筒体13下端开口的水平位置。
所述虹吸管15的下部与进液管口152之间设有波纹伸缩管153，可以伸缩改变虹吸管15的整体长度，所述进液管口152与筒体13之间设有高度调节装置。高度调节装置可以调节进液管口152的高度，改变低点的位置，方便调整自动水位控制的范围大小。
所述高度调节装置包括分别固定在筒体13和进液管口152侧壁上的竖滑轨154和竖滑块155，竖滑块155上设有与竖滑轨154滑动连接的竖滑槽，竖滑轨154上从上到下间隔设有若干个定位卡槽156，所述竖滑块155的底部设有竖通孔，竖通孔上端与竖滑槽相连通，竖通孔内转动安装有杠杆157，竖通孔与杠杆157之间设有复位弹簧158，所述杠杆157上端设置与定位卡槽156相配合的弹性卡块159，杠杆157的下端伸出到竖通孔外。需要调节进液管口152的高度时，通过转动杠杆157使弹性卡块159和定位卡槽156分离，从而可以对竖滑轨154上的竖滑块155进行上下移动，调整好进液管口152的高度位置后，松开杠杆157，杠杆157在复位弹簧158的作用下驱动弹性卡块159和定位卡槽156卡合，锁定竖滑块155和进液管口152的位置，实现对低液位控制点的改变。
所述浮球31包括为伸缩筒结构，可以伸缩改变体积大小，浮球31的侧壁上安装有用于充放气的气嘴32，气嘴32打开后可以进行充放气，控制浮球31的体积大小，调整浮球31在高液位控制点的浮力，提高阀门的密封性能。
所述进水口11与出水口12之间设有阀腔16，所述阀芯2包括闸板21和竖齿条22，所述闸板21与阀腔16之间为滑动连接，所述闸板21和竖齿条22之间为固定连接，所述曲臂3的一端设有与竖齿条22相啮合和齿轮33，齿轮33与阀体1之间为转动连接。浮球31位置下降时，曲臂3顺时针转动，通过齿轮33啮合竖齿条22来驱动闸板21上移，使进水口11与出水口12之间导通，阀门开启，浮球31位置上降时，曲臂3逆时针转动，通过齿轮33啮合竖齿条22来驱动闸板21下移，使进水口11与出水口12之间阻断，阀门关闭。
所述阀体1内壁上转动安装有密封盖23，密封盖23位于进水口11与闸板21之间，密封盖23的左侧与进水口11密封配合，密封盖23的右侧设有斜导槽24，闸板21的左侧底部固定设有拨动杆25，拨动杆25的一端转动安装有与斜导槽24滑动配合的滚柱26。闸板21下移时可以通过拨动杆25拨动进水口11上的密封盖23顺时钟转动进行关闭，联动实现密封，拨动杆25可以抵住密封盖23进行锁死，闸板21上移时可以通过斜导槽24与滚柱26滑动配合，驱动密封盖23逆时钟转动进行打开。
所述闸板21的底部设有与出水口12配合的密封塞27，闸板21下移时可以封堵闸板21，进一步增强阀门的密封性能，闸板21上下微动时不容易造成泄漏。
所述进水口11与出水口12均位于筒体13的外部，出水口12防水时的浪花不容易对筒体内的浮球造成影响，筒体可以减小外部水面的浪花的影响，解决主阀或浮球阀出现时开时关、开开关关的不稳定状态的问题，延长了阀门的使用寿命，不容易产生大量溢水的现象。
工作原理：一种虹吸式液位控制阀的控制方法，先将浮球阀安装在水池或水塔内的水面上方，浮球阀做为先导阀，通过水管与固定安装在进水管上的主阀的控制端相连接，进水管和浮球阀上的出水口12向水池或水塔放水，液位升高后浮球31的高度慢慢升高，水慢慢充满筒体13和虹吸管15，筒体13和虹吸管15内的空气从筒体13的上端的单向排气阀14排出，当浮球31达到筒体13上端时，浮球31带动曲臂3转动来驱动所述阀芯2移动，将浮球阀上的进水口11关闭，控制主阀关闭，此时进水管和浮球阀上出水口12的停止放水；水池或水塔向外抽水后液位下降，由于虹吸原理，浮球31不会下降，当水池或水塔内的液位低于虹吸管15下端进液管口152的水平位置时，虽然两边的大气压相等，但是进液管口152处的水位高，压强大，推动筒体13和虹吸管15内的水从筒体13下端的开口排出，浮球31高度下降，控制浮球阀打开，控制主阀打开，此时进水管和浮球阀上出水口12的重新放水，水池或水塔内的液位重新升高，实现水位自动控制在一定的高度范围内，从而避免阀门频繁启闭造成压力忽高忽低，甚至产生水锤的危险，提高管道的安全性，降低了阀门启闭的频率，延长了阀门的使用寿命。阀门采用虹吸式原理进行控制液位高低，只有当到达设定值，阀门才会启闭，阀门不会频繁启闭，造成损坏导致水箱溢流，且水质更加不易变坏。浮球可以替换为浮筒结构并与曲臂进行活动连接，浮筒外面通过筒体导向，密封性能好，不会出现水池溢流的情况。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (9)

1.一种虹吸式液位控制阀，包括浮球阀，所述浮球阀包括阀体(1)、阀芯(2)、曲臂(3)和浮球(31)，所述曲臂(3)的两端分别与所述阀芯(2)和浮球(31)相连接，阀体(1)上设有相互连通的进水口(11)与出水口(12)，所述曲臂(3)转动时带动所述阀芯(2)移动，以使所述阀芯(2)逐渐关闭所述进水口(11)，其特征在于：所述阀体(1)上固定连接有下端开口的筒体(13)，曲臂(3)和浮球(31)位于所述筒体(13)内，筒体(13)的上端封闭并设有单向排气阀(14)，筒体(13)的侧部设有虹吸管(15)，虹吸管(15)的上端设有与筒体(13)的上端相连通的交接管口(151)，虹吸管(15)下端的设有进液管口(152)，并且进液管口(152)的水平位置高于筒体(13)下端开口的水平位置。
2.根据权利要求1所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述虹吸管(15)的下部与进液管口(152)之间设有波纹伸缩管(153)，所述进液管口(152)与筒体(13)之间设有高度调节装置。
3.根据权利要求2所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述高度调节装置包括分别固定在筒体(13)和进液管口(152)侧壁上的竖滑轨(154)和竖滑块(155)，竖滑块(155)上设有与竖滑轨(154)滑动连接的竖滑槽，竖滑轨(154)上从上到下间隔设有若干个定位卡槽(156)，所述竖滑块(155)的底部设有竖通孔，竖通孔上端与竖滑槽相连通，竖通孔内转动安装有杠杆(157)，竖通孔与杠杆(157)之间设有复位弹簧(158)，所述杠杆(157)上端设置与定位卡槽(156)相配合的弹性卡块(159)，杠杆(157)的下端伸出到竖通孔外。
4.根据权利要求1所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述浮球(31)包括为伸缩筒结构，浮球(31)的侧壁上安装有用于充放气的气嘴(32)。
5.根据权利要求1所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述进水口(11)与出水口(12)之间设有阀腔(16)，所述阀芯(2)包括闸板(21)和竖齿条(22)，所述闸板(21)与阀腔(16)之间为滑动连接，所述闸板(21)和竖齿条(22)之间为固定连接，所述曲臂(3)的一端设有与竖齿条(22)相啮合和齿轮(33)，齿轮(33)与阀体(1)之间为转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述阀体(1)内壁上转动安装有密封盖(23)，密封盖(23)位于进水口(11)与闸板(21)之间，密封盖(23)的左侧与进水口(11)密封配合，密封盖(23)的右侧设有斜导槽(24)，闸板(21)的左侧底部固定设有拨动杆(25)，拨动杆(25)的一端转动安装有与斜导槽(24)滑动配合的滚柱(26)。
7.根据权利要求5所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述闸板(21)的底部设有与出水口(12)配合的密封塞(27)。
8.根据权利要求1所述的一种虹吸式液位控制阀，其特征在于：所述进水口(11)与出水口(12)均位于筒体(13)的外部。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的虹吸式液位控制阀的控制方法，其特征在于：先将浮球阀安装在水池或水塔内的水面上方，浮球阀做为先导阀，通过水管与固定安装在进水管上的主阀的控制端相连接，进水管和浮球阀上的出水口(12)向水池或水塔放水，液位升高后浮球(31)的高度慢慢升高，水慢慢充满筒体(13)和虹吸管(15)，筒体(13)和虹吸管(15)内的空气从筒体(13)的上端的单向排气阀(14)排出，当浮球(31)达到筒体(13)上端时，浮球(31)带动曲臂(3)转动来驱动所述阀芯(2)移动，将浮球阀上的进水口(11)关闭，控制主阀关闭，此时进水管和浮球阀上出水口(12)的停止放水；水池或水塔向外抽水后液位下降，由于虹吸原理，浮球(31)不会下降，当水池或水塔内的液位低于虹吸管(15)下端进液管口(152)的水平位置时，虽然两边的大气压相等，但是进液管口(152)处的水位高，压强大，推动筒体(13)和虹吸管(15)内的水从筒体(13)下端的开口排出，浮球(31)高度下降，控制浮球阀打开，控制主阀打开，此时进水管和浮球阀上出水口(12)的重新放水，水池或水塔内的液位重新升高，实现水位自动控制在一定的高度范围内。
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