CN212200593U - 一种储水容器水位控制装置及储水容器供水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种储水容器水位控制装置及储水容器供水控制系统，其中，储水容器水位控制装置，包括浮球、连杆、上限位座、下限位座、浮动杆；所述连杆一端与控制供水开闭的第一浮球阀转动连接，另一端与浮动杆转动连接；所述上限位座与下限位座分别与储水容器本体相对固定连接；所述浮动杆一端与上限位座连接，另一端与下限位座连接，浮动杆可相对上限位座和下限位座上下移动；所述浮球与浮动杆连接。本实用新型相比传统的储水容器本体进水控制装置增加了固定浮球的装置部分，浮球沿相对固定的方向上下浮动，相应的与之连接的连杆也会仅在相对固定的方向上下移动，避免了水箱等容器补水过程水面波动造成浮球大范围的晃动，长期晃动会造成浮球与连杆连接失效。

Description

一种储水容器水位控制装置及储水容器供水控制系统

技术领域

本实用新型涉及供水工程技术领域，具体而言，涉及一种储水容器水位控制装置及储水容器供水控制系统。

背景技术

目前水池或水箱均采用自动补水设备保证水位，浮球阀无疑是一种较好的自动补水设备，很多水池或水箱均采用浮球阀来控制水位。浮球阀是利用浮球导阀来控制主阀的开启或关闭，从而保证水池或水箱的水位。其浮球导阀安装在水池或水箱内的最高水位设定处，进口通过管道与浮球阀主阀上盖相连，当水池(水箱)液面下降时，浮球导阀上的浮球失去浮力跟随液面下降，浮球导阀出口打开，主阀上盖内的压力水从浮球导阀出口流向水池(水箱)，其排水量大于主阀进口进入上盖内的进水量，主阀在压力水作用下开启向水池(水箱)补水，当水位开始上升时浮球导阀的浮球在水浮力作用下将导阀出口关闭，进入主阀上盖的压力水不能排出，压力增大将主阀关闭，主阀停止向水池(水箱)补水。因此只要水池(水箱)液面下降很小一段距离浮球导阀就会打开，主阀开启进行补水，待液面恢复到设定位置时主阀关闭。存在包括以下缺点：

1、浮球由一条连杆连接不锈钢浮球，连杆上下动作控制液压副阀的开启，水管进水水面波动导致浮球左右摆动极易造成连杆损坏；

2、对偏远地区供水水池偏远，浮球阀的损坏可能会造成持续进水水池长期溢水，浪费大量水资源。

实用新型内容

本实用新型基于现有技术存在的不足，提供一种储水容器水位控制装置，减少或避免了随着水位反复上升或下降过程中或这补水过程造成的浮球在水面晃动而使连杆的损坏，延长了整个装置的使用寿命。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

一种储水容器水位控制装置，

包括浮球、连杆、上限位座、下限位座、浮动杆；

所述连杆一端与控制供水开闭的第一浮球阀转动连接，另一端与浮动杆转动连接；

所述上限位座与下限位座分别与储水容器本体相对固定连接；

所述浮动杆一端与上限位座连接，另一端与下限位座连接，浮动杆可相对上限位座和下限位座上下移动；

所述浮球与浮动杆连接。

本实用新型一具体实施方式，所述连杆与浮动杆铰接。

进一步的，所述浮动杆包括上浮动杆和下浮动杆，上浮动杆和下浮动杆通过胶套连接，所述连杆与上浮动杆铰接。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座与储水容器本体的顶部固定连接，下限位座与储水容器本体的底部固定连接。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座与下限位座呈空心管状，浮动杆两端相应的套设于上限位座与下限位座中，浮动杆沿上限位座与下限位座空心管内上下移动。

本实用新型一具体实施方式，所述浮动杆下部设有下浮动件，所述浮球相对浮动杆套接，随水位下降，浮球与下浮动件相抵触，在浮球重力作用下，下浮动件下降与下限位座相抵触。

本实用新型一具体实施方式，所述浮动杆上部设有上浮动件，所述连杆与上浮动件转动连接，所述浮球相对浮动杆套接，随水位上升，浮球与上浮动件相抵触，在浮力作用下，上浮动件上升与上限位座相抵触。

传统浮球导阀连杆直接与浮球连接，控制水位升降变幅小，水位降低不大时导阀开启，水管进水水位升高，浮球阀关闭，浮球阀动作次数频繁，极易造成浮球阀损毁，浮球阀使用寿命短。根本原因是浮球阀是预先生产好的，也即其行程大小是确定的，在水箱等容器中上下限水位与浮球阀本身具有密切联系，而该上下限水位相差较小，随着用水的增加，决定了浮球反复升降，水箱中的水仅仅下降很少的水位就会重新补水。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座设有磁铁，上浮动件与上限位座相互磁吸。

本实用新型还提供了一种储水容器供水控制系统，包括任一所述的储水容器水位控制装置。

本实用新型一具体实施方式，所述系统还包括供水管、储水容器本体；所述供水管与储水容器本体连接；供水管上设有第二浮球阀，所述第一浮球阀设于储水容器本体内壁，第一浮球阀与第二浮球阀为串联浮球阀；所述储水容器本体设有溢流管。

本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：

一、本实用新型相比传统的水箱等容器进水控制装置增加了固定浮球的装置部分，浮球沿相对固定的方向上下浮动，相应的与浮球连接的连杆也会仅在相对固定的方向上下移动，避免了水箱补水过程水面波动造成浮球大范围的晃动，长期晃动会造成浮球与连杆连接失效，而本申请相比传统方案实现了对浮球的固定，减少了水平方向的位移，在尺寸更精密的情况下水平方向的位移几乎没有，减少晃动后也减少了损坏的概率，延长了整个装置的使用寿命。

二、本实用新型通过设有上、下限位座，使浮动杆仅在上、下限位座限定的空间内进行位移；特别的上、下限位座分别选用一空心管，该结构简单，实际应用投入成本低，浮动杆两端分别插入空心管中即可起到很好的限位作用，空心管的空心处大小即是浮动杆水平方向晃动的范围。

三、本实用新型通过设有上浮动件、下浮动件、上限位座、下限位座，且上浮动件可以与上限位座磁吸，磁吸实现增加了水箱等容器中水的循环的目的，相比传统方法，本申请在水位达到更低下限水位后浮球重力克服磁力，打开浮球阀实现水箱等容器的补水。传统的仅设有浮球的情况，该情况下当水位下降数值约30cm时副阀打开同时进水主阀打开，进水管往水池注水，当注水达到设计蓄水位时浮球上升副主阀相继关闭，如此反复主副阀开启次数频繁，开关动作次数太多造成阀门损毁，本申请相比传统方案而言能控制到更低水位，能使水池内的水腾空部分再蓄水，保持池内水循环更替。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型储水容器水位控制装置结构图；

图2为本实用新型浮动杆结构示意图；

图3为传统装置结构示意图。

图标：

储水容器本体1、浮球2、连杆3、上限位座4、磁铁41、下限位座5、浮动杆6、上浮动杆61、下浮动杆62、胶套63、下浮动件64、上浮动件65、第一浮球阀7、第二浮球阀8、供水管9、溢流管10。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型各实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种储水容器水位控制装置，

包括浮球2、连杆3、上限位座4、下限位座5、浮动杆6；

所述连杆3一端与控制供水开闭的第一浮球阀7转动连接，另一端与浮动杆6转动连接；

所述上限位座4与下限位座5分别与储水容器本体1相对固定连接；

所述浮动杆6一端与上限位座4连接，另一端与下限位座5连接，浮动杆6可相对上限位座4和下限位座5上下移动；

本实用新型一具体实施方式，所述浮球2与浮动杆6连接。

浮球2与浮动杆6连接，包括固定连接和活动连接，活动连接如浮球2设有通孔套设于浮动杆6上。当活动连接时，浮球2位于连杆3与浮动杆6连接点下方，这样浮球2上升的时候会与该连接点相抵触从而使得浮动杆6上升。

浮球2上下浮动最终使得浮动杆6也会上下移动，从而使得连杆3上下移动，进而使得第一浮球阀7实现了开闭，当处于打开状态下供水管9向储水容器本体1内供水，处于关闭状态时停止向储水容器本体1供水。

所述连杆3与浮动杆6铰接，铰接结构简单可靠。

进一步的，所述浮动杆6包括上浮动杆61和下浮动杆62，上浮动杆61和下浮动杆62通过胶套63连接，所述连杆3与上浮动杆61铰接。移动过程产生的碰撞，胶套63可以起到一定的缓冲作用，同时也便于拆装。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座4与储水容器本体1的顶部固定连接，下限位座5与储水容器本体1的底部固定连接。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座4与下限位座5呈空心管状，浮动杆6两端相应的套设于上限位座4与下限位座5中，浮动杆6沿上限位座4与下限位座5空心管内上下移动。该结构简单，实际应用投入成本低，浮动杆6两端分别插入空心管中即可起到很好的限位作用，空心管的空心处大小即是浮动杆6水平方向晃动的范围。

本实用新型一具体实施方式，所述浮动杆6下部设有下浮动件64，所述浮球2相对浮动杆6套接，随水位下降，浮球2与下浮动件64相抵触，在浮球2重力作用下，下浮动件64下降与下限位座5相抵触。通过下浮动件64的设置，便于浮球2下降的时候与其相抵触，能及时的使得浮动杆6向下移动，及时的补充水，相比依靠其自身重力下降，设有下浮动件64更灵敏。

本实用新型一具体实施方式，所述浮动杆6上部设有上浮动件65，所述连杆3与上浮动件65转动连接，所述浮球2相对浮动杆6套接，随水位上升，浮球2与上浮动件65相抵触，在浮力作用下，上浮动件65上升与上限位座4相抵触。这样避免了浮球2与连杆3相接触，避免了碰撞，尽可能的延长连杆3的使用寿命。

本实用新型一具体实施方式，所述上限位座4设有磁铁41，上浮动件65与上限位座4相互磁吸。具体的可以是上浮动件65采用能与磁铁41相吸的金属制成，或者是在上浮动件65的上表面设置一与上限位座4设有磁铁41相匹配的磁铁41。

将连接于浮球2上的控制副阀开启的连杆3改接到带有磁性的浮动片上，而将浮球2串在浮动杆6上。当水位在设计上限水位时上浮动件65被上限位座4吸附，副阀关闭，进水主阀相应关闭。用水水位下降，上浮动件65继续吸附于上限位座4上，阀门仍然关闭，而串在浮动杆6上的浮球2随水位下降跟随下落，当水位下降到接近下限控制水位时，浮球2被下限位座5挡住不再下落，水位到达下限水位浮球2脱离水面，浮球2不受水浮力托举，自身重量将浮动杆6拉下，上段磁铁41吸附作用力相比较小，上浮动件65随之脱离下移带动金属连杆3开启副阀，主阀也同时开启进水管进水。水位开始上升，浮球2随着水位一同抬高，浮球2上升到一定位置会与上浮动件65接触，当水位接近上限水位时浮球2托起上浮动件65到达上限位座4，上浮动件65与上限位座4吸合带动连杆3关闭副阀，主阀同时关闭，停止进水。如此反复，就达到控制水位的目的。

传统的仅设有浮球2的情况，该情况下当水位下降数值约30cm时副阀打开同时进水主阀打开，进水管往水池注水，当注水达到设计蓄水位时浮球2上升副主阀相继关闭，如此反复主副阀开启次数频繁，开关动作次数太多造成阀门损毁，本申请相比传统方案而言能控制到更低水位，能使水池内的水腾空部分再蓄水，保持池内水循环更替。

实施例2

一种储水容器供水控制系统，包括实施例1中任一具体实施方式所述的的储水容器水位控制装置。

所述系统还包括供水管9、储水容器本体1；所述供水管9与储水容器本体1连接；供水管9上设有第二浮球阀8，所述第一浮球阀7设于储水容器本体1内壁，第一浮球阀7与第二浮球阀8为串联浮球2阀；所述储水容器本体1设有溢流管10。

本申请提供了一种关于浮球尺寸、以及磁铁吸力等的计算方法。

力学理论计算：

1、传统浮球阀支撑连杆需要浮力：

F＝4/3×π×R³

＝4/3×π×0.063×9.8

＝8.86KN

2、磁铁吸力F1确定：

磁铁吸力要大于原有浮球的浮力，F1≥F，采用1.5安全系数，则

F1＝1.5×8.86

＝13.29KN

3、改进浮球重量G：

为了能够将组合浮动件从上限位钢管拉脱达到开启副阀门浮球重量大于磁铁吸力，并有一定安全保障，浮球重量＝1.5倍吸力。

G＝1.5×13.29

＝19.935KN

4、浮球浮力F2：浮球浮力为了克服浮球重量G,浮球浮力F2≥G,

F2＝1.5G

＝1.5×19.935

＝29.90KN

通过浮球浮力推算浮球直径180mm，本设备选用200mm不锈钢球。

相应的结构设置和材料一具体选择方案(可以根据情况进行其他选择)，如下：

浮球：采用直径200mm，厚度2mm,径向焊接一条直径32mm厚0.4mm不锈钢钢管，焊接管道时装填干燥的石英砂，球体总重量19.94KN，折合2.03kg。

上限位座：采用热镀锌钢管，外径32mm，厚度3.5mm，一端焊接Φ32,法兰外径118mm，厚16mm,4孔Φ12螺栓，钢管长度300～600mm，在现场安装时根据副阀安装高度调整。钢管另一端用硅胶粘结内径35mm外径80mm环形磁铁，厚度10mm，根据测试磁铁吸力安装三片磁铁满足吸力13.29KN的要求；

上浮动件：上浮动件将一片厚度2mm外径为80mm不锈钢片焊接在直径Φ22mm厚度0.4mm的不锈钢管上，焊接位置距管端间距为浮球阀金属杆动作间隙200mm加安全距离100mm共计300mm位置处，用硅胶粘结3片环形磁铁，于上段限位钢管上磁铁合计吸力满足13.29KN，副阀金属连杆与圆形不锈钢片用钥匙环联接。上浮动件另一端头焊接19mm长100mmm套装小头，不锈钢管总长600mm。

下浮动件：与上浮动件基本相同，不同点：不安装磁铁、另一端不焊接小套头，总长度1800mm。

在现场安装时将上下两个浮动件根据控制水位和已经安装的浮球副阀安装高度确定组合件长度，按组合长度截取下组合件不锈钢管长度，将浮球串在下浮动件钢管上，然后将上浮动件19管直接套入下浮动件22管中，中间用硅胶金属专用胶水粘结，清除表面胶水，防止浮球移动不灵活，。

下限位座采用热镀锌钢管，外径32mm，厚度3.5mm，一端焊接Φ32,法兰外径118，厚16mm,4孔Φ12螺栓，钢管长度1000～2000mm，在现场安装时根据下限水位调整钢管长度，即下限钢管长度等于水池最低控制水深。

实际经济效益考虑：

在近几年实施的饮水安全工程中为了提高供水保证率修建中小型水池特别多，以每个县最少有100座水池为例，每个水池配备一个浮球阀控制水池水位，浮球阀在供水工程阀件中造价高，大约中等管径浮球阀成本2200元/个，每个浮球阀从安装使用几乎一至两年后都存在不同程度损坏。经济方面：本发明能显著提高浮球阀的使用寿命，为当地水管部门节约大量维修资金初步估算每个县每三年节省维修资金最少22万元，经济效果显著。环境方面：本发明的使用减少了由于浮球阀损坏浪费的水资源，以及因水外溢造成水毁耕地、路面、甚至村舍，对节约能源保护环境有积极作用。

本申请所述技术特征参照附图图示的形状，也可进行一些简单变换，只要能起到与本申请同样目的即可，可借鉴本领域或相似领域的技术方案。

本实用新型未限制各组件的材质，对本领域人员来说，可选用本领域所熟知的材质，各种连接关系可参考本领域或结构类似或目的相同的技术方案，再或者是本申请中提及的各现有文献所公开的方案。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储水容器水位控制装置，其特征在于：

包括浮球、连杆、上限位座、下限位座、浮动杆；

所述连杆一端与控制供水开闭的第一浮球阀转动连接，另一端与浮动杆转动连接；

所述上限位座与下限位座分别与储水容器本体相对固定连接；

所述浮动杆一端与上限位座连接，另一端与下限位座连接，浮动杆可相对上限位座和下限位座上下移动；

所述浮球与浮动杆连接。

2.根据权利要求1所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述连杆与浮动杆铰接。

3.根据权利要求2所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述浮动杆包括上浮动杆和下浮动杆，上浮动杆和下浮动杆通过胶套连接，所述连杆与上浮动杆铰接。

4.根据权利要求1所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述上限位座与储水容器本体的顶部固定连接，下限位座与储水容器本体的底部固定连接。

5.根据权利要求4所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述上限位座与下限位座呈空心管状，浮动杆两端相应的套设于上限位座与下限位座中，浮动杆沿上限位座与下限位座空心管内上下移动。

6.根据权利要求1所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述浮动杆下部设有下浮动件，所述浮球相对浮动杆套接，随水位下降，浮球与下浮动件相抵触，在浮球重力作用下，下浮动件下降与下限位座相抵触。

7.根据权利要求1或6所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述浮动杆上部设有上浮动件，所述连杆与上浮动件转动连接，所述浮球相对浮动杆套接，随水位上升，浮球与上浮动件相抵触，在浮力作用下，上浮动件上升与上限位座相抵触。

8.根据权利要求7所述储水容器水位控制装置，其特征在于：所述上限位座设有磁铁，上浮动件与上限位座相互磁吸。

9.一种储水容器供水控制系统，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的储水容器水位控制装置。

10.根据权利要求9所述储水容器供水控制系统，其特征在于：所述系统还包括供水管、储水容器本体；所述供水管与储水容器本体连接；供水管上设有第二浮球阀，所述第一浮球阀设于储水容器本体内壁，第一浮球阀与第二浮球阀为串联浮球阀；所述储水容器本体设有溢流管。

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