CN1186191A - 真空阀控制器 - Google Patents

Abstract

用于真空排污系统的一个真空阀控制器,它具有一个抽水管,通过打开真空阀与真空系统连通,并通过关闭真空阀切断与真空系统的联系,这样通过打开真空阀经抽水管从污水池中抽取污水并把它输送到预定的地方。真空阀控制器包括一个在第一位置和第二位置之间移动的真空阀驱动装置,并在打开和关闭位置之间分别作用于真空阀,把真空阀驱动装置正常加压到第二位置的装置,一个用于把污水池中污水水位的变化转化为压力变化的压力传感管。一个与压力传感管连通并与真空阀驱动装置联系的传感管在污水池中的水位达到预定水位时使真空阀驱动装置移动到第一位置,当经过抽水管抽取污水时驱使真空阀驱动装置到第二位置的装置。第一压力腔与真空阀驱动装置相连,这样该压力腔能把真空阀驱动装置移动到第一位置而不会把真空阀驱动装置移到第二位置。通过这种方式,当经过抽水管抽取污水时,即使在第一压力腔中产生了负压,也有可能防止真空阀移动到关闭位置,从而任何水钟都可能被防止。

Description

真空阀控制器

本发明涉及一个用在真空输送系统中的控制一真空阀的真空阀控制器，该输送系统把聚集在污水池中的污水输送到预定的地方，例如一个污水处理工场。打开真空阀，真空传送系统通过一个抽水管把污水从污水池中抽出。

已有的真空污水输送系统是利用真空把许多广泛分布的各污水池中聚集的污水输送到预定的地方，如一个污水处理工场。在这样一个真空污水输送系统中，每个污水池都配备有污水抽水管，一个用来有选择地连通抽水管和真空系统的真空阀和一个依靠污水池中聚集的污水水位来控制真空阀开关的真空阀控制器。

图3和4显示了上述类型中运用现有技术的真空阀控制器的例示系统装置，它是在日本专利申请平-7-39362号(No.39362/1995)中披露的。在图3和图4中，参考序号1代表一个污水池，它配备有一个抽水管3，该管末端位于污水池1中而近端通过带阀体6的一个真空阀4连接到导管5(形成真空系统的一部分)上。导管5与真空容器(未图示)保持联系。该真空阀4还包括一隔膜4b和给隔膜4b加压的弹簧4a，它们都安装在活塞腔4b中。

参考序号11代表一个控制器，它包含具有一大径段12a和与大径段12a连接的小径段12b的一个套筒。大径段12a有一个基本上是位于它的中心的隔墙15并把它内部分成左手和右手两个区域。隔墙15有一个孔，轴14伸过该孔并支撑着阀体13。通过基本上位于左手区中心的第一隔膜或敏感隔膜16依次将左手区分成第一和第二压力腔17和18。通过基本上是位于右手区中心的第二隔膜19依次将右手区分成第三和第四压力腔20和21。另外，小径段内部通过隔墙22也被分成左手和右手两个区域。小径段12b的左手区形成一个腔靠近第四压力腔21并与之相通。小径段12b的右手区通过隔墙23被依次分隔成第五和第六压力腔24和25。

阀体13安装在轴14的末端，并位于第六腔25中。轴14的近端通过螺钉14a固结到第一隔膜16的中心。轴14伸过隔墙15，同样伸过第2隔膜19(固结在轴14上)。轴14进一步伸过隔墙22和23。支撑件26位于轴14和隔墙15之间而另一个支撑件27位于轴14和隔墙22之间。隔墙23有一个通孔23a。轴14伸过此孔，通过阀体13可以关闭该孔。弹簧28给第二隔膜19加一向左的力，见图。

磁铁29在面对轴14的后端(或近端)位置安装在套筒12的后端墙上，而且更特别的是上述螺钉14a是由合适的铁磁性材料制成并螺纹连接到轴14的后端。第六腔25有一个孔30与空气相通，它可以通过阀体13而打开或关闭。抽水管3在不同的水位有压力探测孔9和10，它们在垂直方向具有预定的间隔。压力探测孔9通过管31与第四腔21相通，而另一个压力探测孔10通过管32与第三腔20相通。压力传感管2位于污水池1中并通过管33与第一腔17相通。第二腔18通过孔34与空气相通。第五腔24通过管35与导管5相通而第六腔25通过管36与真空阀4的活塞腔4C相通。

在具有上述装置的真空阀控制器中，当污水池1中的污水水位升高时，压力传感管2中的压力升高。该压力通过管33被导入控制器11中的第一腔17。在第一腔17中压力的作用下，第一隔膜16克服弹簧28的压力和磁铁29磁吸引力的作用下向右位移，这样轴14向右发生位移使阀体13关闭与空气连通的孔30。那么，导管5中的真空通过管35被引入第五和第六腔24和25，并从那里进入真空阀4的活塞腔4C。这样，真空阀4的阀体就从阀座7上被抬起。

在上述的操作顺序中，当第一隔膜16在压力传感管2中产生的压力的作用下发生位移和轴14开始移动的时候，弹簧28产生的压力逐渐增加，而磁铁29产生的吸引力突然下降(与位移的平方成正比)。因此，轴14突然进入它的位移极限或关闭位置，阀体13将孔30关闭。值得注意的是，孔23a和30，第五和第六腔24和25，阀体13和轴14一起构成了真空阀驱动装置打开和关闭真空阀4。

当阀体6被抬离阀座7的时候，导管5与抽水管3彼此连通，污水池1中的污水就通过抽水管3被吸入导管5中。这样就在压力探测孔9和10之间产生了压力差，压力探测孔9和10的不同压力通过管31和32分别传导到第四和第三腔21和20。结果，作用在第二隔膜19上的压力差使它产生向右的位移，这样阀体13通过轴14进一步压在了孔30上。那么，当通过从水池1中抽污水使污水池1中的污水的水位下降以后，即使第一和第二腔17和18之间的压力差减小为零，在第四和第三腔21和20之间的压力差所产生的向右压力作用下，阀体13依旧压在孔30上。只要污水通过抽水管3流入导管5压力差就存在。

当水池1中污水的水位进一步下降并且空气通过抽水管的下端开始被吸入抽水管的时候，压力探测孔9和10之间的压力差就消失了。然后，第二隔膜19在弹簧28的作用下向左位移，从而使阀体13压住了隔墙23上形成的通孔23a使通孔23a关闭。由于孔30打开，空气通过孔30流进第六腔25，并从那里通过管36进入真空阀4的活塞腔4c。结果，阀体6在弹簧4a压力的作用下移回入关闭位置。这样，阀体6关闭了阀座7中的阀孔并且关闭了抽水管3和导管5之间的通道。

但是，具有上述结构的现有技术的真空阀控制器存在以下问题。也就是，当水池1中的水位降低且压力传送管2发生泄漏时，在压力传送管2中就可能形成污水柱。另一种情况，真空阀控制器11和压力传感管2最初被连接一起时有可能无意中在压力传感管2中留下污水柱。在这两种情况中，当水池1中的污水被吸过真空阀4时，压力传感管2中的压力就变成了负值，从而，使水池1中的污水水位下降到接近抽水管3下端的位置。由于压力传感管2中存在负压力，第一隔膜16可能会猛烈地后移到它的辅助位置或左边极限位置。如果发生这种情况，轴14也猛烈地移回到它的辅助位置，并且，当污水从水池1中吸出的时候，真空阀4的阀体6猛烈地关闭阀座7中的阀孔。这样在阀体6上游的真空阀4区域形成一水锤，从而可能导致真空阀4与抽水管3不希望的脱节。

考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一个用来控制真空阀的真空阀控制器，在从污水池中抽污水的过程中，即使当由于在传感管中发生泄漏或其它原因在压力传感管中形成污水柱时它能防止真空阀关闭，并能保证只有在空气被吸过抽水管后真空阀才关闭。

根据本发明，用于真空排污系统的真空阀控制器具有一个抽水管，通过打开真空阀它与真空系统连通，以及通过关闭真空阀它就与真空系统断开，从而通过打开该真空阀使污水池中的污水经过抽水管被吸出送到预定的地方，真空阀控制器包括有一个真空阀驱动装置，该装置可在第一位置和第二位置之间移动分别使真空阀在打开位置和关闭位置之间动作，给真空阀驱动装置正常加压到第二位置的装置，把污水池中污水水位的变化转化为压力变化的压力传感管，与压力传感管连通并与真空阀驱动装置相联系的第一压力腔，当污水池中的水位达到预定水位时它能使真空阀驱动装置移动到第一位置，当污水被吸过抽水管时促使真空阀驱动装置到第二位置的装置。

第一压力腔这样与真空阀驱动装置联系从而能够把真空阀驱动装置移动到第一位置而又不会把真空阀驱动装置移动到第二位置。

这样，有可能阻止真空阀驱动装置移动到第二位置或阻止真空阀移动到关闭位置，即使当污水被吸过抽水管而在第一压力腔产生负压时也是这样。这就保证了只有在空气通过抽水管被吸入后真空阀才会移到关闭位置并且有效地防止了水锤产生。

真空阀驱动装置可能是这样构成的，它包括一个阀装置有选择地把真空阀的活塞腔与真空源或大气连通来打开或关闭真空阀，和一个支撑着开关阀的可往复移动的轴。真空源可能是由位于真空阀下游的真空系统提供的。

典型地，第一压力腔包括一个第一压力敏感隔膜并且该隔膜与真空阀驱动装置的轴分开从而使它能推动轴把真空阀驱动装置移动到第一位置，而不会拉动轴把真空阀驱动装置移动到第二位置。

驱动真空阀驱动装置的装置最好还包括一个第二压力敏感隔膜与往复轴联系，并且第二隔膜的两侧有一对压力腔。抽水管在不同水位的压力被传导到第二隔膜两侧的一对压力腔中，这样它们之间的压力差就克服加压装置的压力把真空阀驱动装置移动到第一位置。

第一隔膜最好是由铁磁性材料制成，在面对第一隔膜的第一压力腔中有一块磁铁从而在远离往复轴的方向上给第一隔膜提供了磁吸引力。

真空阀驱动装置，往复轴，第一和第二压力腔，和最好是置于单一套筒中的第一和第二隔膜。

本发明的上述和其它目的，特征和优点将从下面结合附图的阐述中变的更加明显，本发明的优选实施例在图中通过图例显示。

图1显示了根据本发明使用了真空阀控制器的真空排污系统装置。

图2是类似于图1的视图，但是为了表示其动作，根据本发明的真空控制器处于另一操作位置。

图3显示了利用现有技术的真空阀控制器的真空排污系统装置，以及

图4是现有技术的真空阀控制器的一放大了的剖面图。

现在参照附图，对本发明的一个实施例进行阐述。图1显示了运用本发明真空阀控制器的系统装置，图2表示当压力传送管中的压力变为负值时真空阀控制器的动作，由于例如压力传感管的泄漏在压力传感管中形成污水柱，以及由于污水被吸过真空阀使污水池中污水水位下降时都会使其变成负值。

除了下面这点外，图1所示的本发明的真空阀控制器的结构类似于图3和4所示的现有技术的真空阀控制器的结构。在图3和4的结构中，轴14的后端或左端通过连接螺钉14a(由铁磁性材料制成)固结在第一隔膜16的中心上，而在图1的结构中，轴14的后端和第一隔膜16(由铁磁性材料制成)彼此之间是分开的或未连结的。这样，第一隔膜16能作用于轴14使之向右移动而不会作用在轴14上使之向左移动。

在具有上述结构的图1的真空阀控制器中，当污水池1中污水水位升高时，压力传感管2中的压力增加，该压力通过管33传导入控制器11中的第一腔17。在第一腔17中压力的作用下，第一隔膜16(由铁磁性材料制成)克服弹簧28的压力和磁铁29提供的吸引力向右位移，这样轴14被第一隔膜16推动向右移动使阀体13关闭了与大气连通的孔30。于是，导管15中的真空通过管35被引导入第五和第六腔24和25，并从那里通过管36进入真空阀4的活塞腔4C。这样，真空阀4的阀体6被抬离了阀座7。

当阀体6被抬离阀座时，导管5和抽水管3彼此被连通，这样污水池1中的污水通过抽水管3被吸入了导管5。这将在压力探测孔9和10之间产生一个压力差，在压力探测孔9和10的不同压力分别通过管31和32被导入第四和第三腔21和20。结果，相应的压差作用在隔膜19上对它向右加压，从而通过轴14使阀体13进一步压住孔30。当通过从水池1中抽水使污水池中水位下降时，第一和第二腔17和18之间的压力差逐渐减小为零。然而，即使当该压力差消失时，阀体13在第四和第三腔21和20压力差提供的向右的力的作用下仍旧压住孔30，只要污水流过抽水管3该压力差就会保持下去。

当真空阀4打开开始从污水池1中抽污水时，在压力传感管2中可能会形成污水柱。这种情况可能会发生，例如，可能是因为在压力传感管2中出现可能的泄漏。在此情况，如图2所示，当一定数量的污水被抽出污水池1后压力传感管2中污水水位可能高于污水池1中的水位，导致压力传感管2中形成负压。这降低了第一腔17中的压力，导致敏感隔膜16向左的位移。然而，由于轴14的后端和敏感隔膜16彼此分开，向左位移的敏感隔膜16不会对轴14施加力，这样轴14保持不动。这有效地防止了敏感隔膜16的位移向左拉动轴14，这就不象上述的现有技术中的真空阀控制器那样，将防止当通过抽水管3从水池1中抽污水时阀体6突然强制关闭阀孔。于是，本发明的真空阀控制器不会在阀体6上游的真空阀4区域产生水锤，并且避免了可能由水锤带来的任何问题。

当抽水管3继续从水池1中抽污水时，水池1中污水水位进一步下降直到有空气从抽水管3的下端吸入抽水管。然后，压力探测孔9和10之间的压力差消失。接着，隔膜19在弹簧28的作用下向左移动，从而使阀体13压住了在隔墙23上形成的通孔23a并使之关闭。由于孔30被打开，空气通过该孔流入第六腔25，并从那儿经过管36进入真空阀4的活塞腔4C。结果，阀体6在弹簧4a压力的作用下后移到了关闭位置。这样，阀体6关闭了在阀座7上形成的阀孔并切断了抽水管3和导管5之间的通道。

从前面对本发明的一个实施例的描述可以知道，第一隔膜和轴彼此分开，  第一隔膜能沿着打开真空阀的方向对轴施加作用而不能沿关闭真空阀的方向对轴施加作用。这样，当从污水池中抽取污水时就可以防止任何强制关闭真空阀，即使在压力传感管中存在污水柱或者压力传感管中污水水位变得高于水池中的水位并且压力传感管中的压力变成了负值也是这样。从而保证了只有当空气被吸入抽水管后真空阀才关闭，这样任何水锤都可被积极地防止。

Claims (7)

1.用于真空排污系统的一个真空阀控制器，它有一抽水管，通过打开真空阀与真空系统连通，并且通过关闭真空阀切断与真空系统的联系，从而通过打开所述的真空阀经所述的抽水管从污水池中抽取污水并送到预定的地方，所述的真空阀控制器包括：

真空阀驱动装置可在第一位置和第二位置之间运动以便在打开和关闭位置之间分别驱动所述的真空阀，

通常将真空阀驱动装置压到第二位置的装置，

一个压力传感管用来把污水池中污水水位的变化转变为压力的变化，

与所述的压力传感管连通并与所述的真空阀驱动装置相联系的第一压力腔，用于在污水池中水位达到预定水位时把真空阀驱动装置移到第一位置，以及

经所述的抽水管吸取污水时驱使真空阀驱动装置到第二位置的装置，其特征在于：

所述第一压力腔这样与所述的真空阀驱动装置联系，即它能把所述的真空阀驱动装置移到所述的第一位置而不会把所述的真空阀驱动装置移到所述的第二位置。

2.如权利要求1所述的真空阀控制器，其特征在于：真空阀驱动装置包括阀装置用来有选择地把真空阀的活塞腔与真空源或大气连通从而打开或关闭真空阀，和支撑开关阀的一根往复轴。

3.如权利要求2所述的真空阀控制器，其特征在于：真空源由位于真空阀下游的真空系统提供。

4.如权利要求2或3所述的真空阀控制器，其特征在于：所述的第一压力腔包括一个第一压力敏感隔膜，该隔膜与所述的真空阀驱动装置的轴分开从而使它能推动轴将所述的真空阀驱动装置移到所述的第一位置，而不会拉动该轴使所述的真空阀驱动装置移动到所述的第二位置。

5.如权利要求2到4中之一所述的真空阀控制器，其特征在于：所述的用于驱动真空阀驱动装置的装置包括一个与所述的往复轴联结的第二压力敏感隔膜，和位于第二隔膜两侧的一对压力腔，抽水管在不同水位的压力被传导到设在所述的第二隔膜两侧的这对压力腔，从而使该处的压力差用于抵抗所述加压装置的力将真空阀驱动装置移动到第一位置。

6.如权利要求4或5所述的真空阀控制器，其特征在于：所述的第一隔膜由铁磁性材料制成，和在面对所述的第一隔膜的第一压力腔中设置一块磁铁，这样就在沿离开所述的往复轴的方向上给所述的第一隔膜施加了磁吸引力。

7.如权利要求5或6所述的真空阀控制器，其特征在于：真空阀驱动装置，往复轴，所述的第一和第二压力腔，和所述的第一和第二隔膜处于一个壳体中。

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