一种过滤器多路阀和砂缸过滤器的制作方法

本发明属于，更具体地说，是涉及一种过滤器多路阀和砂缸过滤器。

背景技术：

1、砂缸过滤泵是水循环过滤系统中的核心设备，广泛应用于泳池、水族馆、水产养殖及工业水处理领域。其工作原理通常是将需要过滤的水通过水泵引入至装满石英砂等过滤介质的砂缸桶内，利用砂层截留水中的悬浮物、杂质及大颗粒杂物。砂缸泵阀体是连接水泵、回水管、排污管及压力表的关键部件，其结构强度与密封性能直接决定了整套过滤系统的运行稳定性与使用寿命。

2、目前，市面上常见的砂缸泵阀体多采用一体成型的平板或简单筒状结构。在面对内部高压水流的冲击时，传统阀体缺乏针对性的结构加强设计，为了提高阀体的承压能力，通常采用增加阀体壁厚的方式。然而，这种“以厚度换强度”的方式，会大幅增加阀体材料用量，增加生产成本。此外，随着过滤周期的延长，砂缸内部的石英砂层截留的污物逐渐增多，安装在阀体上的压力表读数会明显升高，表明阀体内部正承受着较大的水压波动。在长期、高频的水压脉动作用下，传统平板结构的阀体受力不均，很容易在局部区域产生应力集中，导致阀体出现局部变形。尤其是在高水压工况下，阀体表面容易出现微裂纹，随着使用时间的推移，裂纹会逐渐扩展，最终导致阀体开裂及渗漏，造成水资源浪费甚至设备损坏。

技术实现思路

1、针对传统砂缸泵阀体承压能力差的问题，本发明的目的是提供一种过滤器多路阀。过滤器多路阀包括阀体本体和沿阀体本体周向对称分布的四个功能接口，分别为泵接口、压力表接口、return接口和waste接口；泵接口和压力表接口对称设置，return接口和waste接口对称设置；其中，泵接口和压力表接口处设有第一加强结构，return接口和waste接口处设有第二加强结构。

2、采用该技术方案所达到的技术效果：通过将泵接口、压力表接口、return接口和waste接口这四个功能接口沿阀体本体周向对称分布，并且在对称设置的泵接口和压力表接口处设置结构相同的第一加强结构，在对称设置的return接口和waste接口处设置结构相同的第二加强结构，能够通过功能接口和加强结构的对称排布，使得阀体在内部承受动态水压时，各方向的压力能够相互抵消或达到力学平衡，有效避免了传统非对称设计导致的局部应力集中和阀体侧偏变形问题，提升了阀体在高压水环境下的抗形变能力。

3、在主要承受水泵直冲水压的泵接口处和压力表接口区域，配置第一加强结构来抵御高压水流的直接冲击，以防止泵接口和压力表接口的阀体开裂；在主要承担水流方向切换、排污及反洗时易产生复杂涡流和扭应力的return接口和waste接口区域，配置第二加强结构来受水流换向及排污时产生的额外涡流和扭应力，实现了对阀体不同受力区域的分级、针对性的结构强化，显著提升了阀体在复杂工况下的抗疲劳开裂性能。

4、相较于简单增加阀体壁厚的方式，本技术通过第一加强结构、第二加强结构以及功能接口的对称布局，能够在有限的壁厚条件下大幅提升阀体的耐压等级和使用寿命。在解决阀体翘曲、凹陷、开裂及渗漏等问题的基础之上，节省材料的用量，降低制造与材料成本。

5、进一步的，第一加强结构设置在泵接口和压力表接口的外周侧；其中，第一加强结构包括外壁面和侧壁面，外壁面呈上大下小的倒圆锥形结构，侧壁面设置在外壁面的两侧，连接外壁面和阀体本体。

6、采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置第一加强结构的外壁面为上大下小的倒圆锥形结构，当第一加强结构在承受水泵直冲的高压水流时，锥形斜面能够将集中的轴向冲击力沿倾斜角度均匀分解并引导至阀体本体的不同方向，有效缓解了水流对泵接口和压力表接口根部的直接剪切应力；同时，设置在外壁面两侧的侧壁面能够形成双侧支撑的肋板架构，一方面起到了限制倒圆锥形结构在高压下产生外扩变形的限位作用，另一方面能够进一步将冲击力传导至阀体整体的壁面上，从而能够在显著提升泵接口和压力表接口抗开裂、抗变形性能的同时，进一步节省泵接口和压力表接口处的材料用量，降低制造成本。

7、进一步的，外壁面的上端长度与下端长度的比值为1.5-1.8。

8、经实际工况验证，1.5-1.8的特定比值使得倒圆锥形外壁面的倾斜坡度处于理想的应力传递区间；既避免了因坡度过于平缓（比值小于1.5-1.8）导致的水压冲击力无法被有效斜面分流、最终依然在接口根部产生局部应力集中的问题，又避免了因坡度过大（比值大于1.5-1.8）造成的外壁面过度外突、削弱整体结构连续性和占用较多外部空间的问题。

9、进一步的，阀体本体上方设置与阀盖连接的顶部安装结构，阀体本体的下方设置与过滤桶连接的底部安装结构；第二加强结构包括第一加强筋板；其中，第一加强筋板沿return接口和waste接口的轴向设置。

10、采用该技术方案所达到的技术效果：通过将第二加强结构中的第一加强筋板沿return接口和waste接口的轴向设置，能够使得第一加强筋板能够与水流进出return接口和waste接口的轴向方向保持一致，形成一个“轴向支撑脊”。砂缸过滤器在运行时，沿轴线方向流动的高压水对return接口和waste接口产生的冲击力，能够被沿轴向设置的第一加强筋板承接并分散。第一加强筋板能够提升return接口和waste接口的轴向抗弯刚度，使return接口和waste接口在频繁的水流进出换向冲击下，不容易发生偏转或椭圆变形，从而能够保障管路连接的密封性和阀体在轴向受冲击时的结构稳定性。

11、进一步的，第二加强结构还包括第二加强筋板；其中，第二加强筋板为上端连接顶部安装结构、下端连接底部安装结构的直筋板。

12、采用该技术方案所达到的技术效果：通过在第一加强筋板的基础之上，进一步设置上端连接顶部安装结构、下端连接底部安装结构的第二加强筋板，并且设置第二加强筋板为直筋板，当阀体内部承受过高的水压，或者在排污及反洗过程中产生外部拧紧力矩时，第二加强筋板能够充当“竖向拉杆”的作用，将上部的机械应力与下部的反作用力相互传递并抵消，避免阀体在纵向方向上出现拉伸或压缩形变。相较于未设置此纵向筋板的结构，阀体整体结构的纵向刚度更大，不容易出现因阀盖紧固力过大或压差波动导致阀体本体产生纵向翘曲甚至断裂的问题。

13、进一步的，第二加强结构还包括第三加强筋板；位于return接口上方的第三加强筋板，其第一端连接return接口，第二端连接顶部安装结构；位于return接口下方的第三加强筋板，其第一端连接return接口，第二端连接底部安装结构；其中，第三加强筋板为倾斜筋板，其第二端与阀体本体中心轴线的距离大于其第一端与阀体本体中心轴线的距离。

14、采用该技术方案所达到的技术效果：通过在设置第二加强筋板的基础上，进一步增设倾斜的第三加强筋板，并且设置其第二端与阀体本体中心轴线的距离大于其第一端与阀体本体中心轴线的距离，能够在return接口的外周侧形成八字型的倾斜支撑结构，增强阀体抵御水流换向及排污时产生的复杂扭转应力和剪切力的能力，从而进一步防止阀体在长期复杂工况下产生横向开裂或关键受力点的疲劳失效，提高多路阀在恶劣水力环境下的使用寿命。

15、进一步的，第三加强筋板的宽度与return接口的直径的比值为0.5-0.8。

16、采用该技术方案所达到的技术效果：若比值小于0.5，则第三加强筋板的截面过窄，在长期的高压疲劳工况下，无法保证第三加强筋板的抗形变效果和纵向应力分散效果；若比值大于0.8，则第三加强筋板筋板过宽，虽然能增加一定强度，但会造成不必要的材料浪费，并会干涉接口周边管路接头的安装空间。将比值限定在0.5-0.8范围内，使得第三加强筋板能够在保证足够截面积以充分分散纵向应力的同时，最大程度地减少多余材料的堆积，实现阀体结构在轻量化与高强度之间的平衡。

17、进一步的，过滤器多路阀还包括螺纹连接顶部安装结构的阀盖；其中，阀盖设有第一定位孔，顶部安装结构设有第二定位孔，当阀盖旋转到位时，第一定位孔和第二定位孔对齐。

18、采用该技术方案所达到的技术效果：通过在阀盖上设置第一定位孔，并在顶部安装结构上对应设置第二定位孔，使阀盖在旋紧到位时两孔自动处于对齐状态，这样在实际装配时，操作人员能够以两孔的重合作为判断阀盖是否旋转到位，有效避免了仅靠人工手感判断而导致的旋紧过度（损坏密封圈）或旋紧不足（导致密封失效）的问题。

19、进一步的，过滤器多路阀还包括定位销，定位销插入第一定位孔和第二定位孔，用于避免阀盖松动。

20、采用该技术方案所达到的技术效果：由于砂缸过滤器多路阀在运行过程中，水泵的启停、过滤与反冲洗模式的频繁切换，以及水质变化导致的高压波动，都会在阀体内产生剧烈的脉动水压和机械振动。在这些复杂工况下，传统的螺纹连接极易在长期的震动力作用下产生反向回转趋势。通过定位销的机械锁止，彻底锁死了阀盖沿周向旋转的自由度，从根本上杜绝了因水压脉动或长时间高频振动导致的阀盖松动问题。并且无需依赖额外的紧固胶水或复杂的卡扣结构，结构简单、锁止可靠。

21、进一步的，本技术提供了一种砂缸过滤器，包括如前所述的任意一种过滤器多路阀、手柄、过滤桶、水泵和进水管；其中，过滤器多路阀安装在过滤桶的顶部，手柄设置在过滤器多路阀的上方，用于切换砂缸过滤器的工作模式；水泵通过进水管连接泵接口，需要过滤的水从泵接口进入装满细砂的过滤，过滤后的水从过滤桶的排水口排出。