一种管道自力泵控阀的制作方法

1.本发明涉及管道控制阀技术领域，特别涉及一种管道自力泵控阀。


背景技术：

2.当前设置在泵出口用以止回和消减水锤的止回阀系列产品，无论是常规蝶式缓闭止回阀，还是截止式或蝶式多功能泵控阀，都是采用在主管内先快关截断大部分回流水，再缓闭泄放回流压力的方式，实现停泵时的止回与水锤消减，通过单板两阶段或双阀板两阶段关闭形式实现。缓闭过程中，阀门出口端的高压力介质在管道内由原路，即从水泵出口向水泵进口高速回流，该类形式依然存在回流介质推动水泵反转，甚至使其进入水轮机发电模式，引起水泵与电机损毁的风险。
3.现有止回阀系列产品，主要注重停泵水锤，没有关注启泵水锤，在实际运行启泵过程中，存在启泵水锤造成的伸缩节脱开，管道移位等事故。同时，现有截止式或蝶式多功能泵控阀，阀体流道较为复杂，流道内结构部件较多，存在检修困难与过阀水损高的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种管道自力泵控阀，结构简洁、检修维护方便；流道内结构件少，过流水损低；在启泵和停泵阶段，均能通过旁路阀自动外放泄压，消减启泵和停泵水锤，从而有效杜绝了停泵时水泵倒转的风险。
5.根据本发明实施例的一种管道自力泵控阀，包括：阀体，具有供液体流通的主通道和与主通道连通的泄压通道，所述主通道内安装有用于控制所述主通道通断的主阀板；控制杆，穿过所述泄压通道且底端进入所述主通道内；所述控制杆顶部连接有驱动其升降的控制组件，中部设有副阀板；其中，所述主阀板具有全关位置和全开位置，所述主阀板从所述全关位置向所述全开位置移动时，能带动所述控制杆上升；所述主阀板位于所述全开位置或全关位置时，所述副阀板能切断所述主通道和所述泄压通道的连通。
6.根据本发明实施例的管道自力泵控阀，至少具有如下有益效果：
7.通过设置与主通道连通的泄压通道，在启泵和停泵阶段，均能通过泄压通道自动外放泄压，从而消减启泵和停泵时产生的水锤，并杜绝了停泵时水泵倒转的风险；泄压通道结构件少、阀体内部结构简洁，能有效地提升使用寿命，并降低生产成本；控制组件位于阀体外部，便于在线检修维护。
8.根据本发明的一些实施例，所述泄压通道包括：
9.进液腔，设有与所述主通道连通的进液口；
10.出液腔，设有出液口；
11.容积腔，设于所述进液腔和所述出液腔之间以连通所述进液腔和所述出液腔，所述副阀板活动于所述容积腔内。
12.根据本发明的一些实施例，所述容积腔与所述进液腔连接处设有下阀座，所述容
积腔与所述出液腔连接处设有上阀座，所述主阀板位于全关位置时，所述副阀板与所述下阀座相抵以切断所述容积腔与所述进液腔的连通；所述主阀板位于全开位置时，所述副阀板与所述上阀座相抵以切断所述容积腔与所述出液腔的连通。
13.根据本发明的一些实施例，所述控制组件包括：
14.腔体容器，内部设有内腔；
15.升降结构，活动升降安装于所述内腔；所述控制杆顶端与所述升降结构连接。
16.根据本发明的一些实施例，所述升降结构将所述内腔分隔为上腔室和下腔室，所述主通道具有进口端和出口端，所述下腔室与所述主通道的进口端连通，所述上腔室与所述主通道的出口端连通。
17.根据本发明的一些实施例，所述主阀板具有迎水面和背水面，所述迎水面朝向所述进口端，所述背水面设置有凸出其表面的凸块，所述主阀板位于全关位置时，所述控制杆底部与所述凸块抵接。
18.根据本发明的一些实施例，所述阀体顶部设置有朝上延伸至所述下腔室内的止位环，所述止位环中心位置设置有连通所述下腔室和所述出液腔的中心通道。
19.根据本发明的一些实施例，所述中心通道底部设置有朝中心延伸的环形板，所述控制杆穿设于所述中心通道内，并与所述环形板密封连接。
20.根据本发明的一些实施例，所述控制杆顶部设有径向凸出的缓冲轴阶，所述缓冲轴阶能嵌入所述中心通道内并与所述中心通道的内侧壁密封连接，以在所述缓冲轴阶底部和所述环形板顶部之间形成缓冲腔；所述缓冲腔与所述主通道的所述进口端连通，用于减缓所述控制杆的下降速度。
21.根据本发明的一些实施例，所述主阀板位于全关位置时处于倾斜状态。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
24.图1为本实用一种新型实施例的主阀板位于全关位置时各部件位置示意图；
25.图2为本实用一种新型实施例启泵时各部件位置示意图；
26.图3为本实用一种新型实施例的主阀板部分开启时各部件位置示意图；
27.图4为本实用一种新型实施例的主阀板位于全开位置时各部件位置示意图；
28.图5为本实用一种新型实施例停泵时各部件位置示意图；
29.图6为本实用一种新型实施例的控制杆复位过程中各部件位置示意图；
30.图7为本发明另一种实施例的控制组件的结构示意图；
31.图8为图6中a处的放大图；
32.图9为图6中b处的放大图。
33.附图标号：
34.阀体100、主阀体101、泄压阀体102、主通道110、进口端111、出口端112、泄压通道120、进液腔121、出液腔122、容积腔123、上阀座124、下阀座125、主阀板130、迎水面131、背水面132、凸块133、止位环140、缓冲腔141、环形板150；
35.控制杆200、副阀板210、缓冲轴阶220；
36.控制组件300、腔体容器310、上腔室311、下腔室312、升降结构320、第一连通管330、第二连通管340、缓冲管道341、速闭管道342。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
39.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
40.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
41.参照图1至图9，本发明实施例的一种管道自力泵控阀，包括阀体100和竖直穿设于阀体100内的控制杆200。
42.阀体100具有供液体流通的主通道110和与主通道110连通的泄压通道120，主通道110内安装有用于控制主通道110通断的主阀板130；具体的，参照图1所示，阀体100包括主阀体101和泄压阀体102，泄压阀体102安装于主阀体101上方；主阀体101上方设置有开孔，泄压阀体102部分插入主阀体101内，并与主阀体101连接。主通道110设置于主阀体101内，泄压通道120设置于泄压阀体102内。控制杆200穿过泄压通道120且底端进入主通道110内。控制杆200顶部连接有驱动其升降的控制组件300，中部设有副阀板210。
43.其中，主阀板130具有全关位置和全开位置，主阀板130从全关位置向全开位置移动时，能带动控制杆200上升；主阀板130位于全开位置或全关位置时，副阀板210能切断主通道110和泄压通道120的连通。具体的，主通道110具有进口端111和出口端112，全关位置即主阀板130位于完全切断进口端111和出口端112连通的位置，全开位置即主阀板130位于使进口端111和出口端112的连通面积最大位置。
44.在本发明的一些实施例中，主阀板130采用仿翼型截面结构，其具体结构可参照申请号为cn202021593298.9的一种仿翼型截面蝶板，仿翼型设计能有效地降低液体流过阀之后的水头损失。阀体100穿设有绕自身轴线旋转的阀轴，主阀板130与阀轴传动相连。需要注意的是，阀轴与主阀板130的连接处并不是位于主阀板130的中心位置，而是连接于主阀板130中心偏上的位置。为便于表达，以阀轴为分割线，将主阀板130分为窄片区和宽片区；参照图1所示，此时主阀板130位于全关位置，窄片区位于阀轴的上方，宽片区位于阀轴的下方。当主阀板130位于全关位置时，主阀板130处于倾斜状态，其窄片区更加靠近进口端111，宽片区靠近出口端112，当泵启动时，水流压力将推动主阀板130的宽片区绕阀轴顺时针(参
照附图中的顺时针方向)转动，以带动主阀板130从全关位置向全开位置移动。
45.在本发明的一些实施例中，主阀板130具有迎水面131和背水面132，迎水面131朝向进口端111，背水面132设置有凸出其表面的凸块133，主阀板130位于全关位置时，控制杆200底部与凸块133抵接。具体的，阀轴同样是连接于主阀板130的背水面132。主阀板130的截面呈翼型，在主阀板130处于全开位置时，能有效地降低液体介质流过时的水头损失。
46.进一步的，控制杆200的底端与凸块133的抵接结构可以设置多种形式，例如：球头端部形式、滚轮形式、活动铰链形式等；其主要设计思路应当是确保在控制杆200与凸块133相抵以限制主阀板130开启速度时，使控制杆200尽量承受轴向推力，少或者不承受会产生弯矩的径向推力。
47.在本发明的一些实施例中，泄压通道120包括：
48.进液腔121，设有与主通道110连通的进液口；
49.出液腔122，设有出液口；
50.容积腔123，设于进液腔121和出液腔122之间以连通进液腔121和出液腔122，副阀板210活动于容积腔123内。容积腔123设置于进液腔121的上方，出液腔122设置于容积腔123的上方。
51.具体的，参照图1、图9所示，容积腔123与进液腔121连接处设有下阀座125，容积腔123与出液腔122连接处设有上阀座124，主阀板130位于全关位置时，副阀板210与下阀座125相抵以切断容积腔123与进液腔121的连通；主阀板130位于全开位置时，副阀板210与上阀座124相抵以切断容积腔123与出液腔122的连通。上阀座124和下阀座125均设置有供控制杆200穿过的通孔，且通孔的内径大于控制杆200的直径，但副阀板210的直径大于通孔的内径。
52.进一步的，副阀板210与控制杆200固定连接，主阀板130位于全关位置时，副阀板210的下表面与下阀座125的上表面相抵并密封连接，以切断容积腔123与进液腔121的连通；主阀板130位于全开位置时，副阀板210的上表面与上阀座124的下表面相抵并密封连接，以切断容积腔123与出液腔122的连通。当副阀板210位于上阀座124和下阀座125之间时，进液腔121与出液腔122连通，主通道110内的液体介质能进入进液腔121，并从出液腔122流出。
53.在本发明的一些具体实施例中，参照图9所示，进液腔121的进液口是水平设置的，进液腔121的底部与控制杆200的外周面密封接触。出液腔122的出液口可以通过管件直接与地沟排水管相连，也可以连接到主通道110的进口端111，或通过管件返送到水泵进口水池，以避免介质外排造成浪费。
54.在本发明的一些实施例中，控制组件300包括：
55.腔体容器310，内部设有内腔；
56.升降结构320，活动升降安装于内腔；控制杆200顶端与升降结构320连接。
57.在本发明的一些实施例中，升降结构320将内腔分隔为上腔室311和下腔室312，下腔室312与主通道110的进口端111连通，上腔室311与主通道110的出口端112连通。由于升降结构320的分隔，上腔室311和下腔室312不连通。上腔室311通过第一连通管330与主通道110的出口端112连通，下腔室312通过第二连通管340与主通道110的进口端111连通，第一连通管330和第二连通管340上均设置有限流阀等装置。
58.在本发明的第一方面实施例中，参照图1至图6所示，腔体容器310为通过螺栓连接的上盖板和下盖板，升降结构320为膜片，膜片的周侧设置于上盖板与下盖板之间，控制杆200的顶端与膜片的中心位置连接。当上腔室311内的介质压力大于下腔室312内的介质压力时，会驱动膜片产生弹性形变朝下移动，进而带动控制杆200下降；当下腔室312内的介质压力大于上腔室311内的介质压力时，会驱动膜片产生弹性形变向上移动，进而带动控制杆200上升。
59.在本发明的第一方面实施例中，参照图7所示，腔体容器310为活塞筒，升降结构320为活动升降安装于活塞筒内的活塞头，活塞头的外周壁与活塞筒的内侧壁密封连接，控制杆200的顶端与活塞头的中心位置连接。当上腔室311内的介质压力大于下腔室312内的介质压力时，会驱动活塞头沿活塞筒壁下降，进而带动控制杆200下降；当下腔室312内的介质压力大于上腔室311内的介质压力时，会驱动活塞头沿活塞筒壁上升，进而带动控制杆200上升。
60.可以想见的是，腔体容器310和升降结构320不仅限于上述的两种实施例，也可以是与之类似的、通过容积变化驱动控制杆200升降的结构。
61.在本发明的一些实施例中，阀体100顶部设置有朝上延伸至下腔室312内的止位环140。具体的，止位环140设置于泄压阀体102的顶部。参照图1所示，止位环140为圆柱形，且其轴线方向为竖直方向，止位环140中心位置贯穿，具有连通下腔室312和出液腔122的中心通道，中心通道底部设置有朝中心延伸的环形板150，控制杆200穿设于中心通道内，并与环形板150密封连接。
62.参照图8所示，环形板150设置于中心通道的底部，环形板150与控制杆200的外周壁密封连接。当控制杆200相对环形板150升降时，控制杆200与环形板150之间始终是密封的，使得出液腔122内介质不会进入到下腔室312内。
63.参照图8所示，在本发明的一些实施例中，控制杆200顶部设有径向凸出的缓冲轴阶220，缓冲轴阶220能嵌入中心通道内并与中心通道的内侧壁密封连接，以在缓冲轴阶220底部和环形板150顶部之间形成缓冲腔141；缓冲腔141与主通道110的进口端111连通，用于减缓控制杆200的下降速度。具体的，缓冲轴阶220设置于控制杆200的顶部位置，缓冲轴阶220的外径大于控制杆200其他位置的直径。中心通道的内径不小于缓冲轴阶220的直径。当缓冲轴阶220进入到中心通道内后，缓冲轴阶220的外周壁将与中心通道的内侧壁密封接触，使得环形板150的底部、缓冲轴阶220的底部、以及控制杆200外周壁与中心通道内侧壁之间形成缓冲腔141。
64.由上文可知，下腔室312通过第二连通管340与主通道110的进口端111连通，但需要了解的是，参照图1至图7，第二连接管的一端与主通道110的进口端111连通，另一端却设置有两跟分支管，分别为缓冲管道341和速闭管道342，缓冲管道341与缓冲腔141连通，速闭管道342与环形板150外周的下腔室312连通。缓冲管道341的直径应小于速闭管道342的直径，使得缓冲腔141无法快速的泄压，从而在控制杆200下降时，能极大地限制控制杆200下降的速度。
65.本发明实施例的管道自力泵控阀的工作过程如下：
66.1、参照图1所示，图1中的管道自力泵控阀处于初始状态，也即泵还未启动向管道内供应介质之前，主阀板130处于全关位置；此时控制杆200的底部与凸块133相抵，副阀板
210落置于下阀座125上；
67.2、参照图2所示，此时泵已经启动，主通道110的进口端111已经出现供水，进口端111内的介质压力会推动主阀板130从图2的全关位置逐渐向全开位置移动，且第二连通管340内已经有部分介质进入到下腔室312内；
68.3、参照图3所示，此时主阀板130已经从全关位置移动至半开位置，进而带动了控制杆200逐渐向上移动，下腔室312内也同样通过第二连通管340进入了一些介质，上腔室311内的介质由于压力较小，则会部分通过第一连通管330排出至主通道110的出口端112内，从而使得升降结构320也逐渐向上移动；由于第一连通管330设置有控制其出液流量的阀，从而使得上腔室311内介质排出的速度可靠受控，进而实现主阀板130的缓慢开启；开启时间可调节，能避免启动过程中电机过载，实现泵组平稳启动。此外，此时的进液腔121、容积腔123和出液腔122是连通的，因此能同步开启外放泄压，避免出口端112突然升压而发生开阀水锤破坏事故；
69.4、参照图4所示，此时主阀板130已经位于全开位置，主通道110内流动的单位流量达到最大；此时副阀板210与上阀座124相抵，升降结构320上升至最高位置，上腔室311内的介质也几乎全部排空，下腔室312内的介质达到容量；
70.5、参照图5所示，此时泵关停，主通道110的进口端111流量骤降为零，主阀板130失去介质的举升力，从而在偏心重力作用下快速关闭，完全截断回流介质，杜绝水泵反转；此时由于主通道110的出口端112仍具有背压，因此第二连通管340会向上腔室311内供应介质，推动升降结构320下降，并带动控制杆200下降；同时副阀板210在自重及回水推力下，也会快速下落，使副阀板210与上阀座124脱离，连通进液腔121、容积腔123和出液腔122，使得主通道110出口端112内回流的压力介质能快速从出液腔122的出液口泄放，避免主通道110的出口端112异常升压，即消减了主通道110的出口端112的停泵水锤，保护了管网系统安全；
71.6、参照图6所示，此时的控制杆200还未完全下落至最低位置，但控制杆200的缓冲轴阶220已部分进入到中心通道内，因此缓冲腔141已经形成。可以想见的是，在缓冲轴阶220未进入到中心通道内之前，下腔室312内的介质主要是通过速闭管道342进行排放，因此控制杆200的下降速度较快，而由上文可知，缓冲腔141是无法通过缓冲管道341快速泄压的，因此当缓冲轴阶220部分进入到中心通道内后，控制杆200的下降速度会明显减缓，从而满足系统水锤消减时间可调的需求，且控制杆200的最终关闭时间可通过缓冲管道341的开度控制。
72.7、当控制杆200完全下降至其底部与凸块133相抵之后，本发明实施例的管道自力泵控阀恢复到图1状态。
73.根据本发明实施例的管道自力泵控阀，通过设置主阀体101和泄压阀体102，主阀体101的主通道110与泄压阀体102的泄压通道120连通，在启泵和停泵阶段，均能通过泄压通道120自动外放泄压，从而消减启泵和停泵时产生的水锤，并杜绝了停泵时水泵倒转的风险；泄压通道120结构件少、阀体100内部结构简洁，能有效地提升使用寿命，并降低生产成本；控制组件300位于阀体100外部，便于在线检修维护。
74.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作
出各种变化。