CN205896357U - 一种水力差动式蝶形水泵控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水力差动式蝶形水泵控制阀，包括阀体组件、摇臂(11)、缓冲油缸(15)及油路控制组件，阀体组件包括阀体(1)、主轴(6)、蝶板(2)、阀座(5)及端盖组(4)，蝶板(2)固定在主轴(6)上，主轴(6)通过摇臂(11)与缓冲油缸(15)传动连接，还包括差动式驱动组件(8)，该差动式驱动组件(8)由相互传动的水压组件和油压组件组成，水压组件上设有进水阀(812)和排水阀(811)，进水阀(812)与阀前水管连接，油压组件与油路控制组件连接。与现有技术相比，本实用新型工作时仅需要阀前水系压力而不需要配其他外力驱动源，而且具有开阀初期缓开、闭阀后期缓闭的功能。

Description

一种水力差动式蝶形水泵控制阀

技术领域

本实用新型涉及一种水泵控制阀，尤其是涉及一种水力差动式蝶形水泵控制阀。

背景技术

目前，国内水泵控制阀存在诸多问题，如水泵控制阀在低压低流速时开度小，水损大，可靠性低，耗能，不经济，给社会带来许多不良影响，作为管网和泵前的关键控制设备之一就是水泵控制阀的巧妙设计，合理搭配。在水道***中，为了提高在低压低流速时阀瓣的开度，防止突然停泵水锤的危害和开泵水锤引起的电机电流过高而跳闸，在水泵的出水管道上设水泵控制阀要求开泵时即使在低压低流速时也可达到开度大，水损小，可以闭闸启动或缓开，关阀时如突然停泵时可先快关80％左右，再慢关20％左右，达到消除水锤的最终目的。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种仅需要阀前水系压力而不需要配其他外力驱动源的水力差动式蝶形水泵控制阀，该控制阀具有开阀初期缓开、闭阀后期缓闭的功能。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水力差动式蝶形水泵控制阀，包括阀体组件、摇臂、缓冲油缸及油路控制组件，所述的阀体组件包括阀体、设置在阀体上的主轴、设置在阀体通道内的蝶板、与阀体固定连接的阀座及端盖组，所述的蝶板固定在主轴上，所述的主轴通过摇臂与缓冲油缸传动连接，该控制阀还包括差动式驱动组件，所述的差动式驱动组件由相互传动的水压组件和油压组件组成，所述的水压组件上设有进水阀和排水阀，所述的进水阀与阀前水管连接，所述的油压组件与油路控制组件连接；

在工作状态下，进水阀与排水阀控制水压组件的进水与排水，水压组件进水与排水带来的压力变化传至油压组件，油压组件通过油路控制组件和缓冲油缸带动摇臂摆动，摇臂带动主轴转动，对蝶板的开度进行调控。

所述的缓冲油缸通过支架与阀体固定连接，由缸体、缸杆和活塞组成，所述的缸体由有杆腔和无杆腔组成，所述的缸杆通过摇臂与主轴传动连接。

所述的缓冲油缸为分级油缸。

所述的油路控制组件通过支架与阀体固定连接，包括凸轮及第一油压管路和第二油压管路，所述的凸轮固定在主轴上，与蝶板的开度同步，第一油压管路设置在油压组件与缓冲油缸的无杆腔之间，第二油压管路设置在油压组件与缓冲油缸的有杆腔之间，所述的第一油压管路上并联设有第一节流阀和第一行程滑阀，所述的第二油压管路上并联设有第二节流阀和第二行程滑阀，所述的第一行程滑阀和第二行程滑阀上分别设有第一滑阀块和第二滑阀块，第一滑阀块和第二滑阀块分别设置在凸轮的两侧，凸轮通过第一滑阀块和第二滑阀块分别与第一行程滑阀和第二行程滑阀连接。

所述的第一节流阀和第二节流阀的两端分别并联有用于导通从油压组件到缓冲油缸流向的第一单向阀和第二单向阀。

所述的水压组件包括水缸体及位于水缸体内的膜片、膜片压板和心轴，所述的膜片的边缘部分固定在水缸体上，将水缸体内部分为第一水缸腔和第二水缸腔，所述的进水阀和排水阀设置在第一水缸腔所在的水缸体上，所述的心轴的上端通过膜片压板与膜片连接，下端与油压组件连接。

所述的油压组件包括增压缸和储油罐，所述的增压缸的顶部与第二水缸腔所在的水缸体连接，底部与储油罐连通，增压缸内设有增压缸活塞和复位弹簧，所述的增压缸活塞与心轴的下端连接，复位弹簧设置在增压缸活塞与增压缸的底部之间。

所述的增压缸活塞的横截面积小于膜片压板的横截面积。

所述的储油罐的上部设有注油杯，注油杯与储油罐之间设有注油阀门。

所述的摇臂的顶端设有重锤，所述的蝶板为斜盘蝶形阀瓣，其上设有密封圈，所述的密封圈通过压板固定在蝶板的外边缘上，所述的阀体组件采用斜置式阀座设计，偏心整体式结构，并设有全开和全关限位，阀座与阀体中心垂线斜置8.5°，所述的进水阀和排水阀均采用电磁阀，所述的油路控制组件还包括补油加压器。

本实用新型所述的差动式驱动组件执行阀前水压驱动油压同步开阀，在开阀时控制进水，在关阀时控制排水泄压。

优选地，所述的补油加压器的固定在第一滑阀块上，并执行***油压因消耗而降压时补油加压。

所述的凸轮同步阀瓣的开度，控制油路控制组件的油路大小和方向。

所述的缓冲油缸为分级式油缸固定于阀体的一侧，缸杆在开阀时由于水力推动油压的作用而自然伸出，慢开行程的20％，而关阀到行程最后的20％时，缸杆被压缩到油缸体内，油压作用形成阻尼而缓闭。

所述的第一节流阀和第二节流阀控制油路控制组件中的流量大小。

所述的注油阀门在灌油时开启，灌油后关闭。

所述的增压缸在工作时利用面积差效应产生压力差驱动油缸开阀。

所述的复位弹簧在关阀时起快速排水的作用。

所述的增压缸活塞，利用其与膜片压板的面积差，开阀向下产生增值压力，关阀时向上产生压力，借助复位弹簧回力顶起膜片及膜片压板排水。

优选地，增压缸活塞的横截面积为膜片压板横截面积的1/3～2/3，使得增值压力较为合适，从而使得开阀速度较为合适。

所述的进水阀和排水阀均采用电磁阀，排水阀得电时关闭，失电时开启排水。进水阀电时开启进水，失电时关闭。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)利用水系本身的流量和差动式驱动装置的差压增值来驱动阀门，即使低压低流速水力也能达到闭闸启动和全开启，不再需要配其它任何大功率外力驱动源，看似复杂，实质简单实用，节能减排；

(2)通过行程滑阀和凸轮的切换，利用节流阀强制节流使该阀在开阀初期可以达到缓开特性，即拥有闭闸启动功能，避免产生开阀水锤，电机跳闸等不良现象；

(3)采用分级式油缸，在关阀行程前期80％通过行程滑阀和凸轮油路切换可快速关阀，在关阀行程后期20％利用节流阀强制节流达到慢关，即缓冲功能，避免产生停泵水锤，保护管路***设备的安全；

(4)结构简单，面间距短，重量较轻，成本较低，经济实用；

(5)密封安全可靠，易于在线更换；

(6)适用于各种缓开缓闭的管网管线***。

(7)大偏心设计和配置重锤，易于快速关闭，缓闭由油缸末端阻尼控制，降低水锤影响；

(8)水道***流速大时，不需提供任何能源，即可全开，节能环保。

所以该阀的设计是探索解决诸多问题的利剑之一。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的右视结构示意图；

图3为本实用新型的差动式驱动组件的剖视结构示意图；

图4为本实用新型的差动式驱动组件及油路控制组件的控制原理图；

图中，1为阀体，2为蝶板，3为密封圈，4为端盖组,5为阀座，6为主轴,7为压板，8为差动式驱动装置，9为补油加压器，10为重锤，11为摇臂，12为第一滑阀块，13第一行程滑阀，14为凸轮，15为缓冲油缸，151为有杆腔，152为无杆腔，16为第一节流阀，17为第二行程滑阀，18为第二滑阀块，19为第二节流阀，20为支架，21为第一单向阀，22为第二单向阀，23为缓开缓闭行程，801水缸体，802为膜片压板，803为膜片，804为注油杯，805为注油阀门，806为增压缸，807为心轴，808为蓄油罐，809为复位弹簧，810为增压缸活塞，811为排水阀，812为进水阀，813为第一水缸腔，814为第二水缸腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种水力差动式蝶形水泵控制阀，如图1～2所示，包括阀体组件、摇臂11、缓冲油缸15、油路控制组件及差动式驱动组件8。

所述的阀体组件包括阀体1、设置在阀体1上的主轴6、设置在阀体1通道内的蝶板2、与阀体固定连接的阀座5及端盖组4，所述的阀体组件采用斜置式阀座设计，大偏心整体式结构，并设有全开和全关限位，阀座5与阀体1中心垂线斜置8.5°，并与阀体1用启缝螺钉固定，所述的蝶板2为斜盘蝶形阀瓣，其上设有密封圈3，所述的密封圈3通过压板7固定在蝶板2的外边缘上，通过使用压板7使得密封圈3易于更换，所述的蝶板2悬挂在主轴6上，端盖组4和阀体1在调试，维修和装配时方便整体拆装，所述的主轴6通过摇臂11与缓冲油缸15传动连接，摇臂11的顶端设有重锤10。

所述的缓冲油缸15为分级油缸，通过支架20与阀体1固定连接，由缸体、缸杆和活塞组成，所述的缸体由有杆腔151和无杆腔152组成，所述的缸杆通过摇臂11与主轴6传动连接。

所述的油路控制组件通过支架20与阀体1固定连接，包括凸轮14及第一油压管路和第二油压管路，所述的凸轮14固定在主轴6上，与蝶板2的开度同步，第一油压管路设置在油压组件与缓冲油缸15的无杆腔152之间，第二油压管路设置在油压组件与缓冲油缸15的有杆腔151之间，所述的第一油压管路上并联设有第一节流阀16和第一行程滑阀13，所述的第二油压管路上并联设有第二节流阀19和第二行程滑阀17，所述的第一行程滑阀13和第二行程滑阀17上分别设有第一滑阀块12和第二滑阀块18，第一滑阀块12和第二滑阀块18分别设置在凸轮14的两侧，凸轮14通过第一滑阀块12和第二滑阀块18分别与第一行程滑阀13和第二行程滑阀17连接。所述的第一节流阀16和第二节流阀19的两端分别并联有用于导通从油压组件到缓冲油缸15流向的第一单向阀21和第二单向阀22。油路控制组件还包括补油加压器9。

所述的差动式驱动组件8由相互传动的水压组件和油压组件组成，如图3所示，所述的水压组件上设有进水阀812和排水阀811，二者均采用电磁阀，所述的进水阀812与阀前水管连接，所述的油压组件与油路控制组件连接。所述的水压组件包括水缸体801及位于水缸体801内的膜片803、膜片压板802和心轴807，所述的膜片803的边缘部分固定在水缸体801上，将水缸体内部分为第一水缸腔和第二水缸腔，所述的进水阀和排水阀设置在第一水缸腔所在的水缸体801上，所述的心轴807的上端通过膜片压板802与膜片803连接，下端与油压组件连接。所述的油压组件包括增压缸806和储油罐808，所述的增压缸806的顶部与第二水缸腔所在的水缸体801连接，底部与储油罐808连通，增压缸806内设有增压缸活塞810和复位弹簧809，所述的增压缸活塞810与心轴的下端连接，复位弹簧809设置在增压缸活塞810与增压缸806的底部之间。所述的增压缸活塞810的横截面积小于膜片压板802的横截面积。所述的储油罐808的上部设有注油杯804，注油杯804与储油罐808之间设有注油阀门805。

在工作状态下，进水阀812与排水阀811控制水压组件的进水与排水，水压组件进水与排水带来的压力变化传至油压组件，油压组件通过油路控制组件和缓冲油缸15带动摇臂11摆动，摇臂11带动主轴6转动，对蝶板2的开度进行调控。

具体地讲，工作状态下排水阀、进水阀、第一行程滑阀及第二形成滑阀与蝶板的行程角之间的关系如表1所示：

表1

注：标1中的“+”表示工作或导通，“-”表示不工作或不导通。

开阀时，控制进水阀812的电磁阀打开，排水阀811的电磁阀关闭，此时阀前水通过进水阀812进入水缸体801的第一水缸腔813中，并压迫膜片803下压，进而通过心轴807带动增压缸活塞810向下运动，对增压缸806中的液压油产生挤压，进而对与增压缸806连通的储油罐808中的液压油产生积压，受挤压的液压油只能通过第一油压管路进入缓冲油缸15的无杆腔152中，有杆腔151中的液压油通过第二油压管路回流，缸杆升起，通过摇臂11带动主轴6转动，蝶板2打开。

当蝶板2的行程角为逆时针开0-22.5°时，凸轮14与蝶板2的开度同步，通过第一滑阀块12与第二滑阀块18控制第一行程滑阀13与第二行程滑阀17处于关闭不导通状态，第一节流阀16和第二节流阀19只能允许较小流量的液压油通过，而第一油压管路中的第一单向阀21为通路，液压油优先从第一单向阀21通过，第二油压管路中的第二单向阀22不通，液压油只能从第二节流阀22以较小的流量回流，通过行程滑阀、节流阀和单向阀的作用，使得液压油在***中流速慢，实现缓开的目的。过程的原理图如图4所示。

当蝶板继续打开，行程角为逆时针开22.5-75°时，凸轮14与蝶板2的开度同步，通过第一滑阀块12与第二滑阀块18控制第一行程滑阀13与第二行程滑阀17处于开启导通状态，允许液压油以较大的流量在***中流动，从而实现快速开阀的目的。

关阀时，控制进水阀812的电磁阀关闭，排水阀811的电磁阀开启，进水阀812将阀前水与水缸体801的第一水缸腔813隔断，排水阀811将第一水缸腔813 中的水排出，此时，膜片803在复位弹簧809的协助下复位顶起，缓冲油缸15内的液压油回流至油压组件中，在重锤的协助下，摇臂带动缸杆11缩回缸体内，蝶板2关闭，

当蝶板2的行程角为顺时针关75-22.5°时，凸轮14与蝶板2的开度同步，通过第一滑阀块12与第二滑阀块18控制第一行程滑阀13与第二行程滑阀17处于开启导通状态，允许液压油以较大的流量在***中流动，从而实现快速关阀的目的。

当蝶板2的行程角为顺时针关22.5-0°时，凸轮14与蝶板2的开度同步，通过第一滑阀块12与第二滑阀块18控制第一行程滑阀13与第二行程滑阀17处于22.5-0°的关断状态，此时，缓冲油缸15中的液压油通过第一回流管路回流，第一节流阀16和第二节流阀19只能允许较小流量的液压油通过，而第一油压管路中的第一单向阀21不通，液压油只能通过第一节流阀16以较小的流量回流，第二油压管路中的第二单向阀22导通，液压油主要通过第二单向阀22流入缓冲油缸15，通过行程滑阀、节流阀和单向阀的作用，使得液压油在***中流速慢，实现缓闭的目的。该控制阀的缓开缓闭行程23如图4所示。

Claims (10)

1.一种水力差动式蝶形水泵控制阀，包括阀体组件、摇臂(11)、缓冲油缸(15)及油路控制组件，所述的阀体组件包括阀体(1)、设置在阀体(1)上的主轴(6)、设置在阀体(1)通道内的蝶板(2)、与阀体固定连接的阀座(5)及端盖组(4)，所述的蝶板(2)固定在主轴(6)上，所述的主轴(6)通过摇臂(11)与缓冲油缸(15)传动连接，其特征在于，该控制阀还包括差动式驱动组件(8)，所述的差动式驱动组件(8)由相互传动的水压组件和油压组件组成，所述的水压组件上设有进水阀(812)和排水阀(811)，所述的进水阀(812)与阀前水管连接，所述的油压组件与油路控制组件连接。

2.根据权利要求1所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的缓冲油缸(15)通过支架(20)与阀体(1)固定连接，由缸体、缸杆和活塞组成，所述的缸体由有杆腔(151)和无杆腔(152)组成，所述的缸杆通过摇臂(11)与主轴(6)传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的缓冲油缸(15)为分级油缸。

4.根据权利要求2所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的油路控制组件通过支架(20)与阀体(1)固定连接，包括凸轮(14)及第一油压管路和第二油压管路，所述的凸轮(14)固定在主轴(6)上，与蝶板(2)的开度同步，第一油压管路设置在油压组件与缓冲油缸(15)的无杆腔(152)之间，第二油压管路设置在油压组件与缓冲油缸(15)的有杆腔(151)之间，所述的第一油压管路上并联设有第一节流阀(16)和第一行程滑阀(13)，所述的第二油压管路上并联设有第二节流阀(19)和第二行程滑阀(17)，所述的第一行程滑阀(13)和第二行程滑阀(17)上分别设有第一滑阀块(12)和第二滑阀块(18)，第一滑阀块(12)和第二滑阀块(18)分别设置在凸轮(14)的两侧，凸轮(14)通过第一滑阀块(12)和第二滑阀块(18)分别与第一行程滑阀(13)和第二行程滑阀(17)连接。

5.根据权利要求4所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的第一节流阀(16)和第二节流阀(19)的两端分别并联有第一单向阀(21)和第二单向阀(22)。

6.根据权利要求1所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的水压组件包括水缸体(801)及位于水缸体(801)内的膜片(803)、膜片压板(802)和心轴(807)，所述的膜片(803)的边缘部分固定在水缸体(801)上，将水缸体内部分为第一水缸腔(813)和第二水缸腔(814)，所述的进水阀(812)和排水阀(811)设置在第一水缸腔(813)所在的水缸体(801)上，所述的心轴(807)的上端通过膜片压板(802)与膜片(803)连接，下端与油压组件连接。

7.根据权利要求6所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的油压组件包括增压缸(806)和储油罐(808)，所述的增压缸(806)的顶部与第二水缸腔(814)所在的水缸体(801)连接，底部与储油罐(808)连通，增压缸(806)内设有增压缸活塞(810)和复位弹簧(809)，所述的增压缸活塞(810)与心轴的下端连接，复位弹簧(809)设置在增压缸活塞(810)与增压缸(806)的底部之间。

8.根据权利要求7所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的增压缸活塞(810)的横截面积小于膜片压板(802)的横截面积。

9.根据权利要求7所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的储油罐(808)的上部设有注油杯(804)，注油杯(804)与储油罐(808)之间设有注油阀门(805)。

10.根据权利要求1所述的一种水力差动式蝶形水泵控制阀，其特征在于，所述的摇臂(11)的顶端设有重锤(10)，所述的蝶板(2)为斜盘蝶形阀瓣，其上设有密封圈(3)，所述的密封圈(3)通过压板(7)固定在蝶板(2)的外边缘上，所述的阀体组件采用斜置式阀座设计，偏心整体式结构，并设有全开和全关限位，阀座(5)与阀体(1)中心垂线斜置8.5°，所述的进水阀(812)和排水阀(811)均采用电磁阀，所述的油路控制组件还包括补油加压器(9)。