多功能水泵控制阀的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——多功能水泵控制阀。该专利由爱合肥瑞联阀门有限公司申请，并于2016年11月30日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种多功能水泵控制阀。

发明背景

水泵控制阀就是水压控制的阀门，根据使用目的﹑功能及场所的不同可演变成遥控浮球阀﹑减压阀﹑缓闭止回阀和流量控制阀等。比如现有技术中常见的缓闭止回阀，该阀门中的阀瓣启闭是由流体控制，在进水时，流体推开阀瓣并连通进水段和出水段；不进水时，阀瓣在自身重力或流体逆流的反推力下，阀瓣关闭进水段，阀瓣关闭避免过力撞击在进水段上并产生噪音，因此在阀体底部安装有缓冲装置，可以减轻阀瓣的撞击力，但是会影响阀瓣的密封性；或者如目前现有技术申请的（申请号为201120220005 .7 ）新型缓闭止回阀，该止回阀中在阀瓣上连接活塞杆，活塞杆上端连接至少两个缓冲装置，该结构所解决的问题是“在活塞杆带动阀板旋转时，有时由于驱动力过大，阀板与介质流道内壁碰撞会产生噪音，也容易破坏阀板与介质流道内壁之间的硬密封，从而影响缓闭止回阀的密封性能。”

从上述的两个现有技术文件中来看，其结构所解决的都是阀瓣的缓冲问题，但是其结构存在一个很大的问题，由于止回阀的阀瓣的打开是靠流体推动的，因此阀瓣对流体起到很大的阻力，阀瓣无法转动至水平方向，阀瓣改变从进水段进入的流体方向，并使流体撞击在阀体的通道内壁，这不仅减小阀门的流量，而且流体对通道的撞击产生很大的噪音和震动，对阀体也是具有很大的损伤，特别是如上述第二个现有技术申请的（ 申请号为201120220005 .7 ）新型缓闭止回阀，该阀瓣的朝向进水口的端面是内凹形状，这种内凹形状增大了对流体的阻力。

然而就现有技术公开的止回阀，在阀瓣的启闭时，通道内产生巨大的水锤，虽然缓冲装置能缓慢开启或关闭阀瓣，减小水锤，但还是不可避免地产生较大的水锤和噪音。

发明内容

本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种多功能水泵控制阀，阀瓣打开的角度大，对流体产生的阻流小，同时也减小噪音和水锤。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种多功能水泵控制阀，包括阀体，阀体上设有进水段和出水段，进水段安装有阀瓣，阀瓣的上端转动连接在进水段上，阀瓣上连接有控制阀瓣启闭的阀杆，阀瓣的端面上固定有固定块，固定块上活动连接有连杆，连杆上开有滑槽，阀杆滑动连接在滑槽中，固定块位于阀杆的正下方，固定块的上端面设有供阀杆下压的支撑端面，阀杆上端连接带动阀杆升降的驱动装置。阀瓣在打开时，在驱动装置的拉动阀杆向上升，使阀瓣转动至水平方向上，这样对流体几乎无阻力，也减小流体产生的噪音和对阀体撞击产生的损伤。而且阀杆是竖直方向上直线上升，而固定块在阀瓣转动过程中会产生左右移动，因此阀杆与固定块之间连接有连杆，连杆避免阀瓣对阀杆产生径向的推力，而阀杆在连杆中的滑动移动，阀杆下降时下压在固定块的支撑端面上，支撑端面在阀瓣关闭状态是处于水平状态，阀杆下压固定块使阀瓣紧密贴合在进水段的内端面上，保证良好的密封性。

为了进一步完善，固定块通过定位销滑动连接在滑槽中。这样使得连杆与固定块、阀杆的配合更加灵活。

同时，阀瓣为倾斜密封在进水段的内端面上，进水段的内端部分设有导流段，导流段所朝的方向与阀瓣端面垂直。倾斜安装的阀瓣主要是配合阀杆推拉，导流段与阀瓣端面垂直有利于流体推开阀瓣，流体的方向倾斜朝上，使阀瓣更容易达到水平方向。

进水段与阀体为分体结构，进水段通过螺栓安装于阀体的端面上并伸入阀体内部。进水段与阀体采用分体式结构，进水段上的密封面单独的拿出里加工，做一个简单的工装在立车上就可以加工完成，进水段相对应阀体整体的回转直径小，整个阀门加工无需上镗床即可加工完成，提高了加工效率。而且阀瓣的安装更加方便，阀瓣预先安装在进水段上，然后再将进水段固定在阀体上，这对后期维修时对阀瓣的拆装也更加方便。

出水段的内壁为由外至内逐渐变大的锥形结构，阀体内设有与出水段内端连接的缓冲腔，进水段伸入阀体内并连通缓冲腔，进水段的内径小于缓冲腔的内径。进水段的内径大小均匀，伸入缓冲腔内，缓冲腔的内径大于进水段和出水段，这样使得流体有更大的流动空间，减小流体阻力，而且减慢流体的速度，因此减轻了水锤产生的冲击力，但是不减小水的流量，而且缓冲腔使阀瓣有足够的空间转动至水平方向。而出水段与缓冲腔之间的结构减慢了流体逆流的速度，从而减小了阀瓣关闭时的推力，放慢阀瓣关闭时转动的速度。

驱动装置包括安装在阀体顶部开口的密封罩，密封罩上密封安装有阀盖，密封罩与阀盖形成密封内腔；密封罩与阀盖之间固定有膜片，膜片上下表面之间固定有上膜片压板和下膜片压板，阀杆的上端穿过密封罩并固定在上膜片压板和下膜片压板上，膜片将密封内腔隔离成上腔和下腔，密封罩上安装有连通下腔的下导管，下导管另一端与进水段连通；阀盖上安装有连通上腔的上导管，上导管另一端连通出水段。其实带动阀杆升降的驱动装置有很多种，如气缸、液压缸或电机，但是这些是需要控制系统配合，而本结构的驱动装置是随着流体的方向自动控制阀杆的升降，是无需另外配合控制系统，结构制作成本低，后期维修也方便。

上导管和下导管上分别安装有针型阀和过滤器。针型阀是一种可以精确调整的阀门，可以精确调整上导管和下导管的流量，从而控制驱动装置带动阀杆升级的速度，也可以切断流体，而过滤器的作用是避免一些杂物进入密封内腔中，影响驱动装置的密封性。

阀瓣朝向进水段的端面为平面。这是减小阀瓣对流体流动的阻力，该端面其实也可以向外凸的弧面，这样阻力小。

本发明有益的效果是：采用旋启式阀瓣、阀门可实现全流通，流租极小；独特的外形设计结构，阀体采用分体式结构，整个阀门加工无需上镗床即可加工完成，大大降低了设备的投入；采用连杆补偿旋启式阀瓣旋转与阀杆上下运动形成的位移差；采用膜片隔离形成两个腔室控制旋启阀瓣打开的高度和密封；防止水锤效果好，将缓开、止回速闭、缓闭等消除水锤的技术一体化；操作方便，无需为阀门另配电控系统，阀门随水泵的开启与停止自动并按顺序完成控制功能。通过设定调节阀开度可得到合适的控制参数。