CN117628210A - 一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，包括箱体、浮箱、前闸板、后闸板、前连杆机构和后连杆机构；浮箱置于箱体内，前闸板位于箱体的进水口处，后闸板位于箱体的出水口处，浮箱的前后箱壁分别开设有前凸轮导向槽和后凸轮导向槽，前连杆机构上的前导向凸轮安装于前凸轮导向槽内，后连杆机构上的后导向凸轮安装于后凸轮导向槽内，前闸板与前连杆机构连接，后闸板与后连杆机构连接；浮箱在上下浮动时，前后闸板在前后凸轮导向槽的导向作用下，由前后连杆机构带动做上下运动。采用本方案不仅能够根据地下管网的水位变化，适宜调整通过闸门排水的流量和流速，而且在工作中还能自动清理阀口的堵塞物。

Description

一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀

技术领域

本发明涉及城市排水治理设备技术领域，特别涉及一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀。

背景技术

在城市和农村地下分布着复杂的污水管网和雨水管网，其主要功能就是为了分流和调蓄收集，通常污水管网和雨水管网都相互连接，由于下雨初期地面污染物会随着雨水流入城市管道中，由于雨水初期污染物较多，管道污水进入污水处理厂。雨水中期，由于前期大量污水进入污水处理厂中，随着地下管网水位逐渐升高，污水处理厂的处理能力有限，加上雨水中期水中污染物逐步沉降而减少。故需要在污水处理厂接入口处安装可以自动调节水流大小的设备，来控制和适应污水处理厂的污水处理能力。

发明内容

本发明的目的是：提出一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其不仅能够根据地下管网的水位变化，适宜调整通过调流阀流量和流速，而且在调流过程中还能自动清理阀口的堵塞物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，包括箱体、浮箱、前闸板、后闸板、前连杆机构和后连杆机构；

所述箱体的箱壁底部分别设有进水口和出水口；所述前闸板和所述后闸板位于所述箱体内部，且分别置于其进水口和出水口处；所述浮箱置于所述前闸板和所述后闸板之间，且在其面对前闸板的箱壁上设有两个前凸轮导向槽，在其面对后闸板的箱壁上设有两个后凸轮导向槽；

所述前连杆机构置于进水口侧的箱体与浮箱之间，其结构包括：两个前端上连杆、两个前端下连杆、一个前端调节杆和一个横杆；所述两个前端上连杆呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在所述横杆上，其底端分别与所述两个前端下连杆铰接，且在两个铰接点上都设有前导向凸轮；所述两个前端下连杆的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与所述前端调节杆的顶端铰接；所述前端调节杆与所述前闸板固定连接；所述横杆的两端固定在所述箱体上；

所述后连杆机构置于出水口侧的箱体与浮箱之间，其结构包括：两个后端上连杆、两个后端下连杆、一个后端调节杆和一个竖杆；所述两个后端上连杆呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在所述竖杆上，其底端分别与所述两个后端下连杆铰接，且在两个铰接点上都设有后导向凸轮；所述两个后端下连杆的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与所述后端调节杆的顶端铰接；所述后端调节杆与所述后闸板固定连接；所述竖杆的顶端固定在所述箱体上；

两个所述前导向凸轮分别置于所述两个前凸轮导向槽内；

两个所述后导向凸轮分别置于所述两个后凸轮导向槽内。

进一步优选技术方案，所述前端调节杆和所述后端调节杆上都设有若干闸板调节孔；前后闸板通过固定在不同的调节孔来调节闸板的最大或最小开启高度。

进一步优选技术方案，所述两个前凸轮导向槽呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、下两段，且连通处圆弧过渡，且两个上段槽体呈倒八字形，两个下段槽体呈八字形。

进一步优选技术方案，所述前凸轮导向槽的上段坡度大于下段坡度。

进一步优选技术方案，所述两个后凸轮导向槽呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、中、下三段，且两个上段槽体呈倒八字形，两个中段槽体垂直设置，两个下段槽体呈倒八字形。

进一步优选技术方案，所述后凸轮导向槽的上段坡度大于下段坡度。

进一步优选技术方案，所述浮箱的进水侧和出水侧的箱壁上都设有槽板，所述前凸轮导向槽和所述后凸轮导向槽都开设在该槽板上。这样当槽体损坏时，可以通过更换槽板解决，不仅提高了维护效率，也降低了维护成本。

进一步优选技术方案，所述浮箱的顶端固定有一根提升绳，其绳体穿出所述箱体与一手柄固定连接。

进一步优选技术方案，所述前闸板采用前连动杆与所述箱体连接，且所述前连动杆的两端采用轴销分别与所述前闸板和所述箱体铰接，使得前闸板在上升或下降时，所述前连动杆能够随之以两个轴销为圆心转动。

进一步优选技术方案，所述后闸板采用后连动杆与所述箱体连接，且所述后连动杆的两端采用轴销分别与所述后闸板和所述箱体铰接，使得后闸板在上升或下降时，所述后连动杆能够随之以两个轴销为圆心转动。

进一步优选技术方案，所述箱体的进水口下方设有进水板，所述进水板呈V字形，可以防止进水口的水形成涡流，进而影响进水口的流速和流量。

进一步优选技术方案，所述浮箱的两侧设有导轨槽，在所述箱体上设有与之匹配的导轨，所述导轨置于所述导轨槽内，使得所述浮箱能够沿导轨上下浮动。

进一步优选技术方案，所述箱体的进水口和出水口的边缘分别安装有润滑板，所述润滑板位于箱体与闸板之间，进而降低闸板上升和下降的阻力，也防止闸板磨损箱体。

进一步优选技术方案，所述箱体的底面上方设有浮箱限位座，所述浮箱限位座位于所述浮箱下方，用于限定浮箱继续下行，使得浮箱在最低位时与所述箱体之间仍保留有一空腔。

进一步优选技术方案，所述箱体的进水面和顶面分别为可拆卸的前封板和可拆卸的上封盖板，且在所述上封盖板上设有提拉把手。两个可拆卸板的设计便于后期维护。

进一步优选技术方案，所述前闸板和所述后闸板的底端都设弧形浅U状口，所述进水口和所述出水口的底边都呈弧形浅V状口。

本发明的有益效果是：

(1)本装置结构紧凑，节省空间，底面光滑，无凸起，不易挂污染物。内靠水的浮力来实现闸板开启，无需外来动力。

(2)本装置采用导向凸轮和凸轮槽实现闸板的上下运动，使用寿命长，结构稳定，机构采用模块化设计，更换维修，操作方便。

(3)本装置采用箱式结构，安装方便，内部结构不会受到外界干扰而影响运行，零部件的寿命会大大增加，减少了维护和运营费用。

(4)本装置即使在拦蓄水位很低的时候出现堵塞物，调流阀也能自动清理堵塞物。

附图说明

图1是本发明的进水侧外部结构示意图。

图2是本发明的出水侧外部结构示意图。

图3是本发明的浮箱在箱体内的结构示意图。

图4是前连杆机构的安装结构示意图。

图5是后连杆机构的安装结构示意图。

图6是导轨槽和导轨的安装结构示意图。

图中：1-箱体、2-浮箱、3-前闸板、4-后闸板、5-前连杆机构、6-后连杆机构；11-进水口、12-出水口、13-浮箱限位座、14-导轨、15-进水板、16-润滑板；21-前凸轮导向槽、22-后凸轮导向槽、23-槽板、24-导轨槽、25-提升绳、31-前连动杆、41-后连动杆、51-前端上连杆、52-前端下连杆、53-前端调节杆、54-横杆、55-前导向凸轮、61-后端上连杆、62-后端下连杆、63-后端调节杆、64-竖杆、65-后导向凸轮。

具体实施方式

以下结合附图讲解本发明的基本结构。

一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其主要结构可分为：箱体1、浮箱2、前闸板3、后闸板4、前连杆机构5和后连杆机构6。

如图1-3所示：箱体1和浮箱2都呈长方体的一个空箱体；且浮箱2置于箱体1的内腔中。在箱体1的箱壁底部分别设有进水口11和出水口12；水流从进水口11流入，从出水口12流出。

如图4和5所示，在进水口11和出水口12的内侧分别设有前闸板3和后闸板4。

其中，前闸板3通过前连动杆31与箱体1连接，且前连动杆31的两端采用轴销分别通过前闸板3和箱体1铰接，使得前闸板3在上升或下降时，前连动杆31能够随之以两个轴销为圆心转动。

其中，后闸板4与前闸板3的固定结构相似，具体的讲：后闸板4通过后连动杆41与箱体1连接，且后连动杆41的两端采用轴销分别与后闸板4和箱体1铰接，使得后闸板4在上升或下降时，后连动杆41能够随之以两个轴销为圆心转动。

浮箱2置于箱体1内，且在浮箱2的箱壁进水侧和出水侧分别开设有两个前凸轮导向槽21和两个后凸轮导向槽22。

具体的讲：浮箱2的进水侧和出水侧的箱壁上都设有槽板23，前凸轮导向槽21和后凸轮导向槽22都开设在该槽板23上。这样当槽体损坏时，可以通过更换槽板解决，不仅提高了维护效率，也降低了维护成本。

有关前、后凸轮导向槽21、22发明人做了特别的设计，该设计对于闸门的调流效果有着至关重要的影响，具体设计方案如下：两个前凸轮导向槽21呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、下两段，且连通处圆弧过渡，且两个上段槽体呈倒八字形，两个下段槽体呈八字形，且前凸轮导向槽的上段坡度大于下段坡度。

两个后凸轮导向槽22呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、中、下三段，且两个上段槽体呈倒八字形，两个中段槽体垂直设置，两个下段槽体呈倒八字形，且后凸轮导向槽22的上段坡度大于下段坡度。

此外，如图6所示，在浮箱2的两侧设有导轨槽24，在箱体1上设有与之匹配的导轨14，该导轨14置于导轨槽24内，使得浮箱2能够沿导轨14上下浮动。

前连杆机构5和后连杆机构6也是本方案设计的重点结构，对闸门的调流效果也有至关重要的影响，其具体设计方案如下：

前连杆机构5置于进水口侧的箱体1与浮箱2之间，其结构包括：两个前端上连杆51、两个前端下连杆52、一个前端调节杆53和一个横杆54；两个前端上连杆51呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在横杆54上，其底端分别与两个前端下连杆52铰接，且在两个铰接点上都设有前导向凸轮55；两个前端下连杆52的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与前端调节杆53的顶端铰接；前端调节杆53与前闸板3固定连接；横杆54的两端固定在箱体1上；两个前导向凸轮55分别置于两个前凸轮导向槽21内。

后连杆机构6置于出水口侧的箱体1与浮箱2之间，其结构包括：两个后端上连杆61、两个后端下连杆62、一个后端调节杆63和一个竖杆64；两个后端上连杆61呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在竖杆64上，其底端分别与两个后端下连杆62铰接，且在两个铰接点上都设有后导向凸轮65；两个后端下连杆62的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与后端调节杆63的顶端铰接；后端调节杆63与后闸板4固定连接；竖杆64的顶端固定在箱体1上；两个后导向凸轮65分别置于两个后凸轮导向槽22内。

此外，前端调节杆53和后端调节杆63上都设有若干闸板调节孔；前、后闸板通过固定在不同的调节孔来调节闸板的最大或最小开启高度。

此外，在箱体1的底面上方设有浮箱限位座13，浮箱限位座13位于浮箱2下方，用于限定浮箱2继续下行，使得浮箱2在最低位时与箱体1之间仍保留有一空腔，如图3所示。

此外，箱体1的进水面和顶面分别为可拆卸的前封板和可拆卸的上封盖板，且在所述上封盖板上设有提拉把手。两个可拆卸板的设计便于后期维护。在浮箱2的顶端固定有一根提升绳25，绳体的另一端穿出箱体1的外部，与一手柄固定连接。当浮箱因堵塞物卡住不能上下运动时，拉住提升绳25使浮箱2上下运动使堵塞物自动脱落，减少了因浮箱不能上下运动需要拆除箱体维修的情况，大大减少了因后期维护产生的费用。

此外，箱体1的进水口下方设有进水板15，该进水板15呈V字形，可以防止进水口的水形成涡流，进而影响进水口的流速和流量。

此外，在箱体1的进水口和出水口的边缘分别安装有润滑板16，该润滑板16位于箱体与闸板之间，进而降低闸板上升和下降的阻力，也防止闸板磨损箱体。

此外，前闸板3和后闸板4的底端都设有弧形浅U状口，进水口11和出水口12的底边都呈弧形浅V状口。

本调流阀安装在污水处理厂进水口前端，保证进水流量的精准控制。也可以和其他设备组合安装在雨水溢流池中或调蓄池中。本调流阀在运行过程中分为以下几种变化情况：

(1)当水位很低的时候，浮箱2位于最低点，此时前、后导向凸轮55、65都位于前、后凸轮导向槽21、22上段的最高点，进而前、后闸板3、4都是完全打开的。

(2)当水位慢慢升高过程中，浮箱2因浮力慢慢浮起来时，前、后导向凸轮55、65在前、后凸轮导向槽21、22的上段倒八字形的导向作用下，使得两个导向凸轮相互靠近，进而使得前、后闸板3、4向下运动，降低箱体的进水量和出水量，缓解下游的压力，且进水量的变化量和出水量的变化量会因为前后凸轮导向槽的槽体坡度的不同，而有不同的变化。由于闸板下端设弧形浅U状口，闸口是弧形浅V状，此结构设计可保障闸板关闭时，闸口仍会有一定的流量通过，实现调流功能。

在此过程中，当有堵塞物堵住进水口时，水无法从闸口流入或流入量突然减少，随着箱体内的水流迅速从出水口排出，在浮箱2下方就会差生一个负压，这会致使浮筒瞬间下降，并瞬间带动前闸板3和后闸板4向上运动，前后闸口突然全部打开，从而使得堵塞物随水流流出浮控调流阀，实现了自动清理堵塞物的功能。

(3)当水位继续升高的过程中，浮箱2继续上升，前导向凸轮55进入前凸轮导向槽下段，在其下段八字形的导向作用下，两个前导向凸轮55相互远离，进而使得前闸板3向上运动，开始增大箱体的进水量。与此同时，后导向凸轮65进入后导向凸轮槽22的中段，两个后导向凸轮65间距不变，后闸板4不动，所以出水量保持不变，此时，箱体内部的水位会迅速上升，从而加快浮箱2的上升速度。

(4)当浮箱2继续上升的过程中，使得后导向凸轮65进入后导向凸轮槽22的下段时，在两个后导向凸轮槽22的下段倒八字形的导向作用下，两个后导向凸轮65相互远离，进而使得后闸板4向上运动，使得出水量增大，最终达到后闸板4完全开启。与此同时，前闸板3仍然继续打开，最终也完全开启。此时，整个闸口处于全力排水状态。

此外，在上述过程中，在水位迅速上升，前后导向凸轮都进入前后凸轮导向槽的下段时，由于前、后凸轮导向槽的上段坡度都大于下段坡度，前后闸板的开启速度会明显加快，从而通过调流阀的流速会迅速增大，这样也可以起到冲走堵塞物的功能。

以上显示和描述了本方案的基本原理和主要特征和本方案的优点。本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本方案范围内。本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，包括箱体、浮箱、前闸板、后闸板、前连杆机构和后连杆机构；所述箱体的箱壁底部分别设有进水口和出水口；所述前闸板和所述后闸板位于所述箱体内部，且分别置于其进水口和出水口处；所述浮箱置于所述前闸板和所述后闸板之间，且在其面对前闸板的箱壁上设有两个前凸轮导向槽，在其面对后闸板的箱壁上设有两个后凸轮导向槽；

所述前连杆机构置于进水口侧的箱体与浮箱之间，其结构包括：两个前端上连杆、两个前端下连杆、一个前端调节杆和一个横杆；所述两个前端上连杆呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在所述横杆上，其底端分别与所述两个前端下连杆铰接，且在两个铰接点上都设有前导向凸轮；所述两个前端下连杆的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与所述前端调节杆的顶端铰接；所述前端调节杆与所述前闸板固定连接；所述横杆的两端固定在所述箱体上；

所述后连杆机构置于出水口侧的箱体与浮箱之间，其结构包括：两个后端上连杆、两个后端下连杆、一个后端调节杆和一个竖杆；所述两个后端上连杆呈倒V字形，其顶端相互铰接，且铰接点固定在所述竖杆上，其底端分别与所述两个后端下连杆铰接，且在两个铰接点上都设有后导向凸轮；所述两个后端下连杆的底端相互铰接，使之呈V字形，且铰接点与所述后端调节杆的顶端铰接；所述后端调节杆与所述后闸板固定连接；所述竖杆的顶端固定在所述箱体上；

两个所述前导向凸轮分别置于所述两个前凸轮导向槽内；

两个所述后导向凸轮分别置于所述两个后凸轮导向槽内。

2.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述前端调节杆和所述后端调节杆上都设有若干闸板调节孔。

3.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述两个前凸轮导向槽呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、下两段，且连通处圆弧过渡，且两个上段槽体呈倒八字形，两个下段槽体呈八字形，且所述前凸轮导向槽的上段坡度大于下段坡度。

4.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述两个后凸轮导向槽呈左右对称结构，其槽体分为相互连通的上、中、下三段，且两个上段槽体呈倒八字形，两个中段槽体垂直设置，两个下段槽体呈倒八字形，且所述后凸轮导向槽的上段坡度大于下段坡度。

5.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述浮箱的进水侧和出水侧的箱壁上都设有槽板，所述前凸轮导向槽和所述后凸轮导向槽都开设在该槽板上。

6.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述前闸板采用前连动杆与所述箱体连接，且所述前连动杆的两端采用轴销分别与所述前闸板和所述箱体铰接，使得前闸板在上升或下降时，所述前连动杆能够随之以两个轴销为圆心转动；所述后闸板采用后连动杆与所述箱体连接，且所述后连动杆的两端采用轴销分别与所述后闸板和所述箱体铰接，使得后闸板在上升或下降时，所述后连动杆能够随之以两个轴销为圆心转动。

7.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述箱体的进水口下方设有进水板，所述进水板呈V字形。

8.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述浮箱的两侧设有导轨槽，在所述箱体上设有与之匹配的导轨，所述导轨置于所述导轨槽内，使得所述浮箱能够沿所述导轨上下浮动。

9.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述前闸板和所述后闸板的底端都设有弧形浅U状口，所述进水口和所述出水口的底边都呈弧形浅V状口。

10.如权利要求1所述的一种箱式可自动清理堵塞物的浮控调流阀，其特征在于，所述箱体的底面上方设有浮箱限位座，所述浮箱限位座位于所述浮箱下方，用于限定浮箱继续下行，使得浮箱在最低位时与所述箱体之间仍保留有一空腔。