專利名稱：一種背壓式水力水位控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水位控制閥，具體是背壓式水力水位控制閥，由閥體、上閥蓋、下
閥蓋、閥桿、閥板、軟隔膜及背壓管組成，用于安裝在水池或水箱的進水管路上以實現(xiàn)進水 啟閉自動控制。
背景技術(shù)：
水池及水箱的進水管上均被要求安裝水位控制閥，用來實施進水啟閉自動控制， 傳統(tǒng)的水位控制閥通常指浮球閥或液壓水位控制閥(又稱遙控浮球閥)，其特點是利用浮 球上下浮動來實現(xiàn)自動啟閉，缺點是由于啟閉頻繁導(dǎo)致密封件易損，不僅使用壽命短，且造 成水資源的大量流失，再且維修時需人工進入水池或水箱內(nèi)，極容易對水箱內(nèi)的水造成二 次污染。水位控制閥的技術(shù)改進一直圍繞提高可靠性、延長使用壽命來進行，雖然取得了 一 定的進步與成果，但至今國內(nèi)外都離不開易損的浮球結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種背壓式水力水位控制閥。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是 —種背壓式水力水位控制閥，用于安裝在水池的進水管路上以實現(xiàn)進水啟閉自動 控制，它由閥體1和2、上閥蓋3、下閥蓋4、閥桿5、閥板6、軟隔膜8、9和10及背壓管11組 成閥體1內(nèi)設(shè)有隔板7將閥體1分為進水腔18與出水腔19，閥的進水口與出水口分別和 進水腔18與出水腔19相連通；進水腔18下側(cè)開有孔13，隔板7的水平面開有孔14，出水 腔19上側(cè)開有孔15，隔板7水平面為與閥板6的密封面，孔13的有效面積較孔15的有效 面積小，孔14的有效面積大于孔13且小于或等于15的有效面積；閥體2為口徑上大下小 的連接短管，下端口徑與孔15相等，短管壁上開有泄壓孔12 ;在上閥蓋3及下閥蓋4上均 分別設(shè)有閥桿套，上閥蓋3的閥桿套上端開有背壓孔16，下閥蓋4的閥桿套下端開有泄壓 孔17 ;按從下到上順序軟隔膜8、閥板6、軟隔膜9及軟隔膜10之間有間隔分別與閥桿5緊 密連接；按從下到上順序下軟隔膜8緊密固定在下閥蓋4與閥體1的孔13之間，軟隔膜9 緊密固定在閥體1的孔15與閥體2之間，軟隔膜10緊密固定在上閥蓋3與閥體2之間；閥 桿5依次穿過孔13、孔14、孔15及閥體2的管口 ，兩端分別插入上閥蓋3及下閥蓋4上的 閥桿套內(nèi)，閥桿5上的閥板6位于孔14與孔15之間，上閥蓋3與軟隔膜10之間形成背壓 腔22，軟隔膜10與軟隔膜9之間形成卸壓腔21，軟隔膜8與下閥蓋4之間形成卸壓腔20 ; 背壓管11的一端與上閥蓋3的背壓孔16嚴(yán)密連接，另一端插入水池24內(nèi)；水池24內(nèi)背壓 管11管口標(biāo)高Vh3不高于軟隔膜10位置標(biāo)高Vh2。 上述的孔13、14和15的有效面積，是指其孔口面積與穿過孔口處的部件的斷面面 積的差。 上述背壓式水力水位控制閥，除適用于水池外，亦可用于水箱、水罐等各種儲水設(shè) 施。
本發(fā)明與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)比較的特點是 1.采用簡單的無浮球、無易損件結(jié)構(gòu)，啟閉動作平穩(wěn)可靠，能夠極大地提高使用壽 命，與材料的自然壽命相當(dāng)。 2.水池內(nèi)無需安裝活動部件，實現(xiàn)水池外或水箱外維護，能夠完全避免水質(zhì)的二 次污染。 說明附圖
圖-1是本發(fā)明開啟時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖-2是本發(fā)明關(guān)閉時的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖-l及圖-2中閥體1、2，上閥蓋3，下閥蓋4，閥桿5，閥板6，隔板7，軟隔膜8、 9、10，背壓管ll，泄壓孔12，孔13、14、15，背壓孔16，泄壓孔17，進水腔18，出水腔19，卸壓 腔20，卸壓腔21，背壓腔22，導(dǎo)流管23，水池24，標(biāo)高Vhl、 Vh2、 Vh3。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
—、工作流程 在水壓的作用下水流從進水口進入進水腔18，水壓力同時作用在閥板6與軟隔膜 8上，當(dāng)作用在閥板6與軟隔膜8上的合力大于閥桿5總重力時，水流即推動閥板6向上開 啟，流經(jīng)孔14、出水腔19、導(dǎo)流管23進入水池24儲備；進水過程中，水池24內(nèi)水位不斷上 漲，當(dāng)水位達到標(biāo)高Vh3淹沒軟背壓管11管口時，水池24內(nèi)的水壓即通過背壓管11進入 背壓腔22作用在軟隔膜IO上，且隨著水位的上漲不斷加大；當(dāng)水位上漲到超過標(biāo)高Vhl， 作用在軟隔膜8、9和10的水壓力與閥桿5總重力的合力方向由向上變?yōu)橄蛳聲r，即推動閥 板6向下運動與隔板7閉合密封，水不能流經(jīng)孔14進入水池24，完成關(guān)閉動作；當(dāng)水池出 流水位下降時，作用在軟隔膜10上的水壓隨即降低，導(dǎo)致改變合力方向使閥板6上重新向 上開啟，水池隨即恢復(fù)進水直至閥板6關(guān)閉，如此周而復(fù)始。 閥板6上下啟閉時，連帶閥桿5 —起在上閥蓋3及下閥蓋4上的閥桿套內(nèi)上下滑
動，相應(yīng)地軟隔膜8、9和10亦隨閥桿5 —起聯(lián)動，使卸壓腔20、21內(nèi)的容積發(fā)生變化與大
氣產(chǎn)生壓差，該壓差分別通過泄壓孔17、12及時消除。 閥桿5總重力包含閥桿5、閥板6及軟隔膜8、9和10的重量。 選擇適當(dāng)規(guī)格的背壓管11及泄壓孔12、17，水流或空氣流經(jīng)時產(chǎn)生阻滯作用，可
以使閥板6在啟閉過程相應(yīng)獲得緩沖功能，避免過快的關(guān)閉動作，防止發(fā)生關(guān)閉水錘。 二、選型計算 本發(fā)明的選型計算是確立進水水壓與軟隔膜8、9、10之間的計算關(guān)系，進而根據(jù) 不同口徑的進水管確定相應(yīng)的軟隔膜8、9、10的規(guī)格大小。 本發(fā)明滿足以下條件在設(shè)定的最低進水水壓條件下能夠順利開啟，在設(shè)定的最 高進水水壓條件下能夠可靠關(guān)閉。據(jù)此，開啟時存在以下關(guān)系
Pb S10+Pk S8+W = Pk S9 (1)
式中 Pb-背壓腔22內(nèi)的壓力，即水池24內(nèi)最大水位標(biāo)高Vhl與背壓管11管口標(biāo)高 Vh3的壓差，kg/cm2
4
Pk-開啟水壓，即進水腔18內(nèi)的水壓，kg/cm2 S8、S9、S1Q_軟隔膜8、9、10的計算面積，S8、S9分別與孔13、孔15的有效面積相等， cm W-閥桿5總重力，包括閥桿5、閥板6、軟隔膜8、9、 10及孔14與軟隔膜9之間水的 重量，kg 開啟水壓Pk即設(shè)定的最低進水水壓，Pd—般不小于O. 3kg/cm2，取Pd = 0. 5kg/cm2，
開啟時取Pb = O，則有 0. 5S8+W = 0. 5S9 (2) 對于不同規(guī)格的進水口徑，均可事先確定S9及W的規(guī)格及重量，再根據(jù)式(2)求 取Ss的規(guī)格大小。 在設(shè)定的最高進水水壓情況下關(guān)閉時，存在以下關(guān)系
Pb S10+Pg S8+W = Pg S9 (3) 式中Px-設(shè)定的最高進水水壓，即進水腔18內(nèi)的水壓，kg/cm2 關(guān)閉時，背壓腔22內(nèi)的壓力Pb不宜小于0. 03kg/cm2，取Pb = 0. 04kg/cm2，對于城
市管網(wǎng)，最高進水水壓一般不大于4. 5kg/ci^，取Pg = 5kg/ci^，則有 0. 04S10+5S8+W = 5S9 (4) 結(jié)合式(2)與式(4)，即可求得不同進水口徑相應(yīng)的軟隔膜8、9、10的規(guī)格大小。
由式(1)與式(3)看出，當(dāng)進水水壓高于開啟水壓且低于設(shè)定的最高進水水壓時， 本發(fā)明能夠順利開啟與可靠關(guān)閉。
三、實施例 以DN150規(guī)格為例，取孔15的有效面積為0. 8倍進水口面積，即
S9 = 0. 8 Ji 152/4 " 220. 89 (cm2) 閥桿5總重力根據(jù)其工藝尺寸及使用的材料確定，不大于6kg，取W = 6kg，由式 (1)求得 S8 = 220. 89-2 X 6 = 208. 89 (cm2) [OO45] 再由式(3)求得 S10 = (5 X 220. 89-5 X 208. 89-6) /0. 04 = 1350 (cm2)
四、結(jié)語 傳統(tǒng)的水位控制閥都離不開杠桿浮球結(jié)構(gòu)，杠桿浮球的頻繁開關(guān)磨損及易受外力 損壞是其可靠性差及使用壽命短的根本原因，由于其安裝的場所較為隱蔽，發(fā)生故障漏水 時不易被發(fā)現(xiàn)，及時進行維修就無從說起，造成的水量流失亦難以估量。城市中遍布水池及 水箱這類生活、生產(chǎn)及消防儲水設(shè)施，依靠城市給水管網(wǎng)向這些儲水設(shè)施供水，在其進水管 上均須安裝水位控制閥用來實施啟閉自動控制，傳統(tǒng)的水位控制閥造成大量水資源流失已 是不爭的現(xiàn)實，實在是難以擔(dān)當(dāng)己任。本發(fā)明在技術(shù)上大大優(yōu)于傳統(tǒng)的水位控制閥，將極大 地減少水資源的流失浪費，在經(jīng)濟上發(fā)揮理想的節(jié)水效益。
權(quán)利要求
一種背壓式水力水位控制閥，其特征在于，由閥體(1、2)、上閥蓋(3)、下閥蓋(4)、閥桿(5)、閥板(6)、軟隔膜(8、9、10)及背壓管(11)組成，閥體(1)內(nèi)設(shè)有隔板(7)將閥體(1)分為進水腔(18)與出水腔(19)，閥的進水口與出水口分別和進水腔(18)與出水腔(19)相連通；進水腔(18)下側(cè)開有孔(13)，隔板(7)的水平面開有孔(14)，出水腔(19)上側(cè)開有孔(15)，隔板(7)水平面為與閥板(6)的密封面，孔(13)的有效面積較孔(15)的有效面積小，孔(14)的有效面積大于孔(13)且小于或等于(15)的有效面積；閥體(2)為口徑上大下小的連接短管，下端口徑與孔(15)相等，短管壁上開有泄壓孔(12)；在上閥蓋(3)及下閥蓋(4)上均分別設(shè)有閥桿套，上閥蓋(3)的閥桿套上端開有背壓孔(16)，下閥蓋(4)的閥桿套下端開有泄壓孔(17)；按從下到上順序軟隔膜(8)、閥板(6)、軟隔膜(9)及軟隔膜(10)了之間有間隔分別與閥桿(5)緊密連接；按從下到上順序下軟隔膜(8)緊密固定在下閥蓋(4)與閥體(1)的孔(13)之間，軟隔膜(9)緊密固定在閥體(1)的孔(15)與閥體(2)之間，軟隔膜(10)緊密固定在上閥蓋(3)與閥體(2)之間；閥桿(5)依次穿過孔(13)、孔(14)、孔(15)及閥體(2)的管口，兩端分別插入上閥蓋(3)及下閥蓋(4)上的閥桿套內(nèi)，閥桿(5)上的閥板(6)位于孔(14)與孔(15)之間，上閥蓋(3)與軟隔膜(10)之間形成背壓腔(22)，軟隔膜(10)與軟隔膜(9)之間形成卸壓腔(21)，軟隔膜(8)與下閥蓋(4)之間形成卸壓腔(20)；背壓管(11)的一端與上閥蓋(3)的背壓孔(16)嚴(yán)密連接，另一端插入水池(24)內(nèi)；水池24內(nèi)背壓管11管口標(biāo)高不高于軟隔膜10位置標(biāo)高FSA00000054092100011.tif,FSA00000054092100012.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的背壓式水力水位控制閥，其特征在于，所述的孔(13、14和 15)的有效面積，是指其孔口面積與穿過孔口處的部件的斷面面積的差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背壓式水力水位控制閥，其特征在于，該背壓式水力水位控 制閥除適用于水池外，亦可用于水箱、水罐等各種儲水設(shè)施。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背壓式水力水位控制閥，用于水池及水箱的進水管路上實現(xiàn)啟閉自動控制，主要由閥體(1、2)、上閥蓋(3)、下閥蓋(4)、閥桿(5)、閥板(6)及軟隔膜(8、9、10)組成。與現(xiàn)有同類水位控制閥相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點是采用獨創(chuàng)性的無浮球及無易損件結(jié)構(gòu)，大大提高了可靠性及使用壽命，且具有較低的生產(chǎn)成本；維護簡便，實現(xiàn)水池外或水箱外維護，能夠完全避免水質(zhì)的二次污染。
文檔編號F16K21/18GK101788069SQ201010120748
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者何際躍 申請人:何際躍