CN2518134Y - 无动力自响应液位控制装置 - Google Patents

Abstract

无动力自响应液位控制装置,包括控制体、外筒、内柱和控制杆组成的控制阀、滑阀机构、连杆机构、固定支架、浮子、摆杆、出水管及导管A、B、C;该外筒侧壁上开有三个通孔A1、B1、C1,内柱沿径向开有四个通道a、b、c、d,控制杆的一端固定于内柱,另一端活动连接于连杆上,连杆下端固定连接一浮子,浮子可通过连杆带动控制杆,使内柱和外筒可相对转动,通过浮子、连杆机构利用水的浮力直接控制控制阀阀体进行两位切换的。当液位下降时,浮子通过力学杠杆原理带动连杆下行控制阀被驱动开始工作,当液位恢复正常后,浮子带动连杆使控制阀关闭。具有结构简单,控制的精度和响应速度较高等特点。

Description

无动力自响应液位控制装置

技术领域

本实用新型涉及液体液位控制技术。

背景技术

液体液位控制在许多行业和领域都要应用，其基本的控制技术和原理都是先由探测仪表检测液位的位置，然后与标准设定值比较，比较后的信号经过处理和放大再传送到气动或电动执行机构打开或关闭进液口阀门。这种控制方式属于间接的控制方式，中间机构比较复杂并且需要外界能量的输入。如中国专利ZL91228807.8所公开的水箱液位控制器只是做到对液位信号的采集，中间还要通过驱动电气开关来控制水泵开启，须外界能量输入，它只适合民用水箱，要在工业上使用仍需电气控制元件和电动、气动阀门配合。又如中国专利ZL89206853.1所公开的差压式水位控制阀，它只是对已有的差压式水位控制阀中部分结构进行了改进；且该控制阀无法实现对一段液位的变化进行控制，只能对某一设定液位控制。也就是说，当液位低于设定液位时该控制阀就要立刻动作，而不是等液位低到某一动作液位再动作动作液位＜设定液位，这样如应用于工业水位控制，就会导致阀门频繁动作，设备容易损坏；另外，该阀门不适合大流量水流控制，因为该进水口直径和阀体大小有关，如进水管径做的很大，阀体就要相应放大，所以只适用于民用小流量水流控制；该阀门的结构复杂，部件较多，维修不方便。球形浮子膜片结构无法实现在水压较高的情况下的密封，并且如水不清洁浮球容易在浮子室内卡死。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种完全可以对液位进行无动力直接控制即补水，且结构简单，控制的精度和响应速度较高的液位控制装置。

本实用新型包括控制体、控制阀、滑阀机构、连杆机构、固定支架、浮子、摆杆、出水管及导管A、导管B、导管C；

所说的控制体为箱体结构，下方开有进口，中部有出口，上方开有出口；通过连接于出口的出水管与水槽相连通；

所说的控制阀固定设置于固定支架上，包括外筒、内柱和控制杆，该外筒侧壁上开有三个通孔A1、B1、C1；所说的内柱沿径向开有四个通道a、b、c、d，其中通道a和通道c相连通，通道b和通道d连通，该四个通道可分别与三个通孔A1、B1、C1相对应导通；控制杆固定于内柱上；导管A连接于通孔A1和控制体上出口，导管B连接于通孔B1和出水管，导管C一端连接于通孔C1，另一端与大气相通；

所说的连杆机构包括平衡物、连杆；该平衡物固定于连杆一端，连杆活动连接于固定支架上，另一端与连杆活动连接，所说的控制杆的一端活动连接于连杆上，连杆下端固定连接一浮子，浮子可通过连杆带动控制杆，使内柱和外筒可相对转动；

所说的滑阀机构包括滑阀、导杆、弹簧，滑阀设置于控制体中，导杆一端固定在滑阀顶部，另一端穿出控制体顶部，弹簧套设于导杆上。

所说的滑阀机构还包括薄膜、压块、固定夹，薄膜套设于导杆下端，并由压块固定，将控制体分成上下两部分，其两端由固定夹固定于控制体内壁上，薄膜上、下方液体压力的压差将使薄膜中心上下移动，带动导杆以及滑阀升降。

所说的导杆上端设置一调节螺母，以调节弹簧的松紧。

本实用新型的优点：与传统的间接式液位控制方法相比少了许多中间设备，控制结构也简单，没有复杂的气动或电动执行机构，控制直接，精度和响应速度较高，无须外界的动力和能源输入。浮子连杆结构简单可靠，运动部件较少，设备安装和维修比较容易，制造和维护的成本也很低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中控制阀的一动作状态示意图。

图3为本实用新型中控制阀另一动作状态示意图。

图4为本实用新型中滑阀机构另一结构形式的示意图。

具体实施方式

由图1所示，该控制机构包括控制体1、控制阀6、滑阀机构、连杆机构、固定支架5、浮子8、摆杆9、出水管11及导管A、导管B、导管C；

所说的控制体1为箱体结构，下方开有进口101，中部有出口102，上方开有出口103；通过连接于出口102的出水管11与水槽10相连通；

控制阀6固定设置于固定支架5上，包括外筒61、内柱62和控制杆63，该外筒61侧壁上开有通孔A1、B1、C1；所说的内柱62沿径向开有四个通道a、b、c、d，其中通道a和通道c相连通，通道b和通道d连通，该四个通道可分别与通孔A1、B1、C1相对应导通；控制杆63固定于内柱62上，如图2所示；导管A连接于通孔A1和控制体1上出口103，导管B连接于通孔B1和出水管11，导管C一端连接于通孔C1，另一端与大气相通；

所说的连杆机构包括平衡物71、连杆72、73；该平衡物71固定于连杆72一端，连杆72活动连接于固定支架5上，另一端与连杆73活动连接，所说的控制杆63的一端活动连接于连杆73上，连杆73下端固定连接一浮子8，浮子8下端固定一长摆9，浮子8可通过连杆73带动控制杆63，使内柱62和外筒61可相对转动；滑阀机构包括滑阀2、导杆3、弹簧4，滑阀2设置于控制体1中，导杆3一端固定在滑阀2顶部，另一端穿出控制体1顶部，上端设置一调节螺母12，弹簧4套设于导杆3上；

水的绝对压力大于1.5个当地大气压，从进口流入控制体的下部，出口102与要控制液位的区域水槽通过出水管11相联，正常液位不需要补水时被滑阀2堵住。

图中的设定液面L₁是指水槽要求保持的液位，工作液面L₂是指当实际液位底于该液面时才开始补水。控制阀6的定位块64使控制杆63的旋转角度α控制在45度之内，设定液面L₁和动作液面L₂之间的距离可以通过调节控制杆63和浮子8之间连杆的长度来控制。

1、当水槽10内没有水或液位底于动作液面L₂的情况

这时需要往水槽10内补水，控制阀6处于图2所示的位置，通孔A1通过通道a、通道c和通孔C1连通。从图1可以看出通孔C1通过导管C和大气相通，通孔A1通过导管A和控制体1的出口103相通，这样控制体1内滑阀2上部的空间是和大气相通的，通路如下：出口103→导管A→通孔A1→a通道→c通道→通孔C1→导管C→大气。需要指出的是这时该空间内可以是水或空气；控制体1进口101是和进水管11连通的，所以水进入控制体1内滑阀2下部的空间，由于上述通路的存在，且水压大于大气压力和弹簧4紧力之和，根据力学原理压力水将推动滑阀2上移，滑阀2上部的水空气将通过该通路从导管C排出；由于滑阀2的上移，出口102被开启，水从该口流出经过出水管11流入水槽10开始补水。由于滑阀2上方的空间较小，在压力水的推动下滑阀2很快到达控制体1的顶部由于弹簧4的存在，滑阀2和顶部之间有一小段空间，这时出口102早已完全开启，水槽10内的液面也随着补水慢慢上升，推动浮子8上移，浮子8从动作液面向设定液面L₁运动。这时控制杆63也带动控制阀6内柱62逆时针转动，从图2可见，在这一转动过程中，通孔A1、通孔B1、通孔C1都互不连通。

2、当液位到达设定液面L₁时的情况

这时控制阀6内的位置如图3所示，通孔A1通过通道d、通道b和通孔B1口连通，通孔A1和通孔C1不相通。从图1可以看出通孔B1通过导管B和排水管11连通，这样排水管11内的压力水经过导管B→通孔B1→通道d→通孔A1→导管A到达出口103进入控制体1上部，在压力水和弹簧4弹力的推动下滑阀2开始快速下移并将出口102封闭由于滑阀2上方的移动空间较小，这一过程是很快的，补水结束。这时控制体1内滑阀2上、下部分均充满了压力水，滑阀2处于平衡状态。

3、当液位下降时的情况

液位下降但未达到动作液面L₂时，虽然浮子8和控制杆63在动作，但在这一动作过程中通孔A1、通孔B1、通孔C1互不相通，控制体1内也没有动作。只有当液位到达动作液面L₂时，控制阀2又处于图2所示的位置，通孔A1通过通道a、通道c和通孔C1连通。通孔A1通过导管A和控制体1的出口103相通，于是形成如下通路：出口103→导管A→通孔A1→通道a→通道c→通孔C1→导管C→大气。这时控制体1内滑阀2上部的压力水通过该通路从导管C排出原理同第一种情况，滑阀2也同时上移，出口102被开启，压力水从该口流出经过出水管11流入水槽10，开始补水。

另外，滑阀机构中还可设有薄膜14、压块13、固定夹15，薄膜14套设于导杆3下端，并由压块13固定，将控制体分成上下两部分，其两端由固定夹15固定于控制体1内壁上，薄膜14上、下方液体压力的压差将使薄膜14中心上下移动，带动导杆3以及滑阀2升降，实现滑阀2的开关动作；导杆3上端设置一调节螺母12，以调节弹簧4的松紧。如图4所示。

Claims (4)

1.无动力自响应液位控制装置，其特征在于：包括控制体(1)、控制阀(6)、滑阀机构、连杆机构、固定支架(5)、浮子(8)、摆杆(9)、出水管(10)及导管A、导管B、导管C；

所说的控制体(1)为箱体结构，下方开有进口(101)，中部有出口(102)，上方开有出口(103)；通过连接于出(102)的出水管(11)与水槽(10)相连通；

所述的控制阀(6)固定设置于固定支架(5)上，包括外筒(61)、内柱(62)和控制杆(63)，该外筒(61)侧壁上开有通孔(A1、B1、C1)；所说的内柱(62)沿径向开有四个通道a、b、c、d，其中通道a和通道c相连通，通道b和通道d连通，该四个通道可分别与通孔(A1、B1、C1)相对应导通；控制杆(63)固定于内柱(62)上；导管A连接于通孔(A1)和控制体(1)上出口(103)，导管B连接于通孔(B1)和出水管(11)，导管C一端连接于通孔(C1)，另一端与大气相通；该外筒(61)还设有定位块(64)；

所说的连杆机构包括平衡物(71)、连杆(72、73)；该平衡物(71)固定于连杆(72)一端，连杆(72)活动连接于固定支架(5)上，另一端与连杆(73)活动连接，所说的控制杆(63)的一端活动连接于连杆(73)上，连杆(73)下端固定连接一浮子(8)，浮子(8)可通过连杆(73)带动控制杆(63)，使内柱(62)和外筒(61)可相对转动；

2.如权利要求1所述的无动力自响应液位控制装置，其特征在于：所说的滑阀机构包括滑阀(2)、导杆(3)、弹簧(4)，滑阀(2)设置于控制体(1)中，导杆(3)一端固定在滑阀(2)顶部，另一端穿出控制体(1)顶部，弹簧(4)套设于导杆(3)上。

3.如权利要求1或2所述的无动力自响应液位控制装置，其特征在于：所说的滑阀机构还包括薄膜(14)、压块(13)、固定夹(15)，薄膜(14)套设于导杆(3)下端，并由压块(13)固定，将控制体分成上下两部分，其两端由固定夹(15)固定于控制体(1)内壁上，薄膜(14)上、下方液体压力的压差将使薄膜(14)中心上下移动，带动导杆(3)以及滑阀(2)升降。

4.如权利要求2或3所述的无动力自响应液位控制装置，其特征在于：所说的导杆(3)上端设置一调节螺母(12)。

Images