CN114935041A - 用于水锤消除补偿的阀门执行机构及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构及其工作方法。本发明的用于水锤消除补偿的阀门执行机构包括阀本体，其内部开设有阀腔；和阀芯组件，设置在所述阀腔内；以及气动调节组件；其中所述阀芯组件包括阀芯和气囊，所述气囊套设在所述阀芯的环形周壁上；所述气动调节组件用于调节所述气囊的膨胀程度，以使所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙。本发明通过设置的气动调节组件对阀芯组件中的气囊进行膨胀度调整，从而在阀门关阀时通过气囊的膨胀从而封堵管路，并且通过气囊将管路中因水锤效应产生的压力波动进行疏导，从而降低了管路中的气压波动，减少了因水锤效应造成的对阀门的冲击，提高了阀门的密封性。

Description

用于水锤消除补偿的阀门执行机构及其工作方法

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构及其工作方法。

背景技术

在供水管线的阀门快速闭合的过程中，由于输送流体的速度快速变化从而形成较大的冲击波，容易对阀门和管道造成损害。尤其是对于长距离、高扬程、高流速的输水管线，由于阀门骤闭产生的水锤会使阀门受到强烈冲击进而导致阀门松动，影响阀门的密封性能。

现有的对水锤效应的处理解决办法通常是采用密封性更强的阀门，但是由于水锤效应的不稳定性和多周期波动性，对于阀门的冲击极易导致阀门与管路之间产生间隙，进而导致阀门密封失效。

为此，亟需提供一种能消除补偿水锤效应的阀门执行机构。

发明内容

本发明提供了一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构及其工作方法，从而解决传统的阀门无法根据水锤效应的大小进行密封度调整，从而易导致阀门损坏的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构，包括：

阀本体，其内部开设有阀腔；和

阀芯组件，设置在所述阀腔内；以及

气动调节组件；其中

所述阀芯组件包括阀芯和气囊，所述气囊套设在所述阀芯的环形周壁上；

所述气动调节组件用于调节所述气囊的膨胀程度，以使所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙。

第二方面，本发明提供了一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构的工作方法，包括：

通过气动调节组件调节阀芯组件中气囊的膨胀程度，以使所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙；

通过活塞调压组件在所述阀芯组件中阀芯关闭时缓解闭阀时进水管中产生的水锤现象；

通过第一单向阀管在所述活塞调压组件中活塞件上升时将调压管本体中的空气引入至所述储气腔内，以降低调压管内气压；

通过气动泵在所述阀芯闭合时将调压管引入至储气腔中的空气部分泵入至所述气囊中，以使所述气囊膨胀；以及

通过气动泵在所述阀芯打开时将泵入至所述气囊中的空气吸回至所述储气腔中，以使气囊恢复至初始大小。

本发明的有益效果是，本发明的用于水锤消除补偿的阀门执行机构通过设置的气动调节组件对阀芯组件中的气囊进行膨胀度调整，从而在阀门关阀时通过气囊的膨胀从而封堵管路，并且通过气囊将管路中因水锤效应产生的压力波动进行疏导，从而降低了管路中的气压波动，减少了因水锤效应造成的对阀门的冲击，提高了阀门的密封性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的用于水锤消除补偿的阀门执行机构的结构示意图；

图2是本发明的用于水锤消除补偿的阀门执行机构的正视图。

图中：

阀本体1、阀腔10、阀芯组件11、阀芯111、气囊112；

气动调节组件2、储气腔21、第一单向阀管22、第二单向阀管23、气动泵24；

进水管3、出水管4；

活塞调压组件5、调压管本体50、活塞件51。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构，包括：阀本体1，其内部开设有阀腔10；和阀芯组件11，设置在所述阀腔10内；以及气动调节组件2；其中所述阀芯组件11包括阀芯111和气囊112，所述气囊112套设在所述阀芯111的环形周壁上；所述气动调节组件2用于调节所述气囊112的膨胀程度，以使所述气囊112封堵所述阀芯111与阀腔10之间的间隙。

在本实施方式中，通过设置的气动调节组件2对阀芯组件11中的气囊112进行膨胀度调整，从而在阀门关阀时通过气囊112的膨胀从而封堵管路，从而降低了管路中的气压波动，减少了因水锤效应造成的对阀门的冲击，提高了阀门的密封性。

在本实施例中，所述阀本体1的两侧分别设置有进水管3和出水管4；以及所述进水管3和出水管4分别与所述阀腔10相连通；所述进水管3上设置有与所述气动调节组件2相连通的活塞调压组件5；其中所述活塞调压组件5包括调压管本体50和安装在调压管本体50内部的活塞件51；所述活塞件51适于在所述阀芯111关闭时受压上升，以缓解闭阀时进水管3中产生的水锤现象。

在本实施方式中，所述调压管本体50与所述进水管3相连通，当闭阀时，所述进水管3中水压增大，此时，进水管3中的气体由所述调压管本体50中引出，从而推动所述活塞件51于调压管本体50内上移，进而降低了进水管3中的压力，缓解了闭阀时产生的水锤效应。

在本实施例中，所述气动调节组件2包括储气腔21；所述储气腔21与所述调压管本体50之间通过第一单向阀管22相连通；其中所述第一单向阀管22在所述活塞件51上升时将调压管本体50中的空气引入至所述储气腔21内，以降低调压管内气压。

在本实施方式中，所述第一单向阀管22分别与所述储气腔21和调压管本体50相连通，从而在所述活塞件51于调压管本体50中向上移动时，将调压管内的气体经第一单向阀管22推至储气腔21中，并且，由于所述第一单向阀管22仅能使气体由调压管本体50通向储气腔21，因此，当活塞件51上移后，不会随气压变化而产生上下波动，进而使进水管3中的水压趋于稳定。

在本实施例中，所述储气腔21与所述调压管本体50之间连通设置有第二单向阀管23；其中所述第二单向阀管23在所述阀芯111打开时将储气腔21中的部分空气引入至调压管本体50中，以缓解开阀所产生的水锤现象。

在本实施方式中，所述第二单向阀管23仅能使气体由储气腔21通向调压管本体50，因此，当开阀时，所述进水管3中的水压降低，所述活塞件51下移，从而由第二单向阀管23将储气腔21中的气体抽入至调压管本体50中，使所述活塞件51呈平稳下降，进而缓步稳定进水管3中的水压。

在本实施方式中，通过设置的第一单向阀管22和第二单向阀管23，使所述储气腔21与所述调压管本体50之间的调压方式呈分别控制的方式，从而有效避免了单根管路连接导致的进水管3中压力波动造成的对阀门多次反复冲击。

在本实施例中，所述气动调节组件2包括气动泵24；所述气动泵24适于在所述阀芯111闭合时将调压管本体50引入至储气腔21中的空气部分泵入至所述气囊112中，以使所述气囊112膨胀；以及所述气动泵24适于在所述阀芯111打开时将泵入至所述气囊112中的空气吸回至所述储气腔21中，以使气囊112恢复至初始大小。

在本实施方式中，所述气动泵24适于将储气腔21中的气体部分泵入至气囊112中，从而改变气囊112的膨胀程度，并且，当阀门闭阀时，由于气泵的泵气作用，会使储气腔21中的压力进一步减小，从而促进活塞件51二次上升，以实现对进水管3中气压的二次补偿减小，同样，当阀门开启时，由于气泵的吸气作用，会使储气腔21中的压力进一步增加，从而促进活塞件51二次下降，以实现对进水管3中气压的二次补偿增加。

在本实施方式中，气动泵24既可以向气囊112中泵气，使气囊112膨胀以封堵管路间隙，也可以将气囊112中的气抽出，提高阀的开度，从而减少水流对阀门特别是对气囊112的冲击，提高阀门的使用寿命，同时，气动泵24的泵气和吸气作用促进了活塞件51的移动，提高了活塞件51对进水管3中水压的调节作用。

在本实施例中，流量检测传感器和控制模块；所述流量检测传感器安装于所述出水管4的内侧壁底部，并用于检测出水管4中的水量信息；以及所述控制模块与所述流量检测传感器电性相连，以获取出水管4中的水量信息。

在本实施例中，所述控制模块与所述气动泵24电性相连，以根据出水管4中的水量信息控制所述气动泵24泵入至气囊112中的气体量，从而所述气囊112封堵所述阀芯111与阀腔10之间的间隙。

在本实施方式中，所述控制模块适于获取流量检测传感器上传的出水管4中水量信息，当闭阀时，出水管4中无水量后，则控制气动泵24停止泵气，即此时已经完成对管路的封堵。

另一方面，本发明还提供了一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构的工作方法，包括：通过气动调节组件2调节阀芯组件11中气囊112的膨胀程度，以使所述气囊112封堵所述阀芯111与阀腔10之间的间隙；通过活塞调压组件20在所述阀芯组件11中阀芯111关闭时缓解闭阀时进水管3中产生的水锤现象；通过第一单向阀管22在所述活塞调压组件20中活塞件51上升时将调压管本体50中的空气引入至所述储气腔21内，以降低调压管内气压；通过气动泵24在所述阀芯111闭合时将调压管引入至储气腔21中的空气部分泵入至所述气囊112中，以使所述气囊112膨胀；以及通过气动泵24在所述阀芯111打开时将泵入至所述气囊112中的空气吸回至所述储气腔21中，以使气囊112恢复至初始大小。

综上所述，本发明的用于水锤消除补偿的阀门执行机构通过设置的气动调节组件2对阀芯组件11中的气囊112进行膨胀度调整，从而在阀门关阀时通过气囊112的膨胀从而封堵管路，并且通过气囊112将管路中因水锤效应产生的压力波动进行疏导，从而降低了管路中的气压波动，减少了因水锤效应造成的对阀门的冲击，提高了阀门的密封性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，术语“调压”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构，其特征在于，包括：

阀本体，其内部开设有阀腔；和

阀芯组件，设置在所述阀腔内；以及

气动调节组件；其中

所述阀芯组件包括阀芯和气囊，所述气囊套设在所述阀芯的环形周壁上；

所述气动调节组件用于调节所述气囊的膨胀程度，以在阀芯关闭时使所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙。

2.如权利要求1所述的阀门执行机构，其特征在于，

所述阀本体的两侧分别设置有进水管和出水管；以及

所述进水管和出水管分别与所述阀腔相连通；

所述进水管上设置有与所述气动调节组件相连通的活塞调压组件；其中

所述活塞调压组件包括调压管本体和安装在调压管本体内部的活塞件；

所述活塞件适于在所述阀芯关闭时受压上升，以缓解闭阀时进水管中产生的水锤现象。

3.如权利要求2所述的阀门执行机构，其特征在于，

所述气动调节组件包括储气腔；

所述储气腔与所述调压管本体之间通过第一单向阀管相连通；其中

所述第一单向阀管在所述活塞件上升时将调压管本体中的空气引入至所述储气腔内，以降低调压管内气压。

4.如权利要求3所述的阀门执行机构，其特征在于，

所述储气腔与所述调压管本体之间连通设置有第二单向阀管；其中

所述第二单向阀管在所述阀芯打开时将储气腔中的部分空气引入至调压管本体中，以缓解开阀所产生的水锤现象。

5.如权利要求4所述的阀门执行机构，其特征在于，

所述气动调节组件包括气动泵；

所述气动泵适于在所述阀芯闭合时将调压管本体引入至储气腔中的空气部分泵入至所述气囊中，以使所述气囊膨胀；以及

所述气动泵适于在所述阀芯打开时将泵入至所述气囊中的空气吸回至所述储气腔中，以使气囊恢复至初始大小。

6.如权利要求5所述的阀门执行机构，其特征在于，还包括：

流量检测传感器和控制模块；

所述流量检测传感器安装于所述出水管的内侧壁底部，并用于检测出水管中的水量信息；以及

所述控制模块与所述流量检测传感器电性相连，以获取出水管中的水量信息。

7.如权利要求6所述的阀门执行机构，其特征在于，

所述控制模块与所述气动泵电性相连，以根据出水管中的水量信息控制所述气动泵泵入至气囊中的气体量，从而所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙。

8.一种用于水锤消除补偿的阀门执行机构的工作方法，其特征在于，包括：

通过气动调节组件调节阀芯组件中气囊的膨胀程度，以使所述气囊封堵所述阀芯与阀腔之间的间隙；

通过活塞调压组件在所述阀芯组件中阀芯关闭时缓解闭阀时进水管中产生的水锤现象；

通过第一单向阀管在所述活塞调压组件中活塞件上升时将调压管本体中的空气引入至所述储气腔内，以降低调压管内气压；

通过气动泵在所述阀芯闭合时将调压管引入至储气腔中的空气部分泵入至所述气囊中，以使所述气囊膨胀；以及

通过气动泵在所述阀芯打开时将泵入至所述气囊中的空气吸回至所述储气腔中，以使气囊恢复至初始大小。

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