專利名稱：恒揚程/止回閥的集成控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水力控制閥門技術(shù)，更具體地是一種水泵專用恒揚程/止回閥的集成控制閥。
背景技術(shù)：
給水系統(tǒng)安全是現(xiàn)代保障給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)的關(guān)注焦點，而管網(wǎng)壓力(裝置揚程)的大幅度波動，使水泵嚴重偏離額定工況點，這樣就會直接導(dǎo)致水泵因超載而停機，從而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。專利號為ZL200620056901. 3的實用新型專利公開了恒揚程/止回水泵專用閥門，ZL201020104297. 3的發(fā)明專利公開了一種多功能水泵控制閥門。該兩種閥門均能適應(yīng)管網(wǎng)壓力的大幅度波動，自動調(diào)節(jié)閥門開度，穩(wěn)定水泵的出口壓力，使水泵不會偏離額定工況點，從而水泵不會因超載而停機而使系統(tǒng)癱瘓。但該兩種閥門均有使用局限性，這是由于水泵的出口壓力只有在水泵進口壓力(凈吸入水頭)等于零時，才相等于水泵的揚程。如當(dāng)進口壓力越大，水泵的出口壓力與揚程相差越大！也就是說，閥門已經(jīng)不能恒揚程了，而只是恒水泵出口壓力！水泵的出口壓力與揚程相差值越大，就會使造成水泵偏離額定工況點越遠，過載就越嚴重！系統(tǒng)就越危險！水泵進口壓力大于零的工況是普遍現(xiàn)象，許多大型消防系統(tǒng)所采用立式水罐蓄水時，往往會造成蓄水罐在高水位時嚴重過載，只會在蓄水罐的水用完時才回到水泵的額定工況，這樣就給水泵設(shè)計選型帶來極大的困擾。更嚴重的是，由于水泵偏離額定工況點，水泵工作流量大于設(shè)計額定流量，會使計算貯水量達不到設(shè)計的滅火時間！嚴重影響滅火作業(yè)的效能。水泵進口壓力變化影響水泵工況點穩(wěn)定的問題，一直是業(yè)界未能解決的難題，本恒揚程/止回閥的集成控制閥的發(fā)明，徹底地解決以上難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種恒揚程/止回閥的集成控制閥。本發(fā)明的技術(shù)方案如下恒揚程/止回閥的集成控制閥，其為一整體結(jié)構(gòu)，包括四個外接管道的連接口，分別為第一連接口、第二連接口、第三連接口以及第四連接口，所述集成控制閥包括第一針閥、第一單向閥、導(dǎo)閥、第二單向閥以及第二針閥，所述導(dǎo)閥包括三通閥、第一測壓室和第二測壓室，三通閥受第一測壓室和第二測壓室所測壓力協(xié)同控制，第一測壓室與第二連接口連通，第二測壓室與第一連接口連通，第一連接口還與第二針閥的一端連通，第二針閥的另一端與第二單向閥的入口連通，第二單向閥的出口與三通閥的第一端口連通，第一針閥的一端與第三連接口連通，第一針閥的另一端與第一單向閥的入口連通，第一單向閥的出口與第四連接口連通，第四連接口與三通閥的第二端口連通，第三連接口與三通閥的第三端口連通。進一步的，三通閥的第一端口與第二端口連通，當(dāng)?shù)诙y壓室的流體壓力與第一測壓室的流體壓力的差值未達到設(shè)定的閾值時，第三端口封閉，當(dāng)?shù)诙y壓室的流體壓力與第一測壓室的流體壓力的差值達到設(shè)定的閾值時，三通閥的第一端口、第二端口與第三端口連通。進一步的，導(dǎo)閥包括依次相連的主閥桿護蓋、主閥桿、彈簧壓蓋、主彈簧、彈簧墊、膜片、上閥芯、密封墊、中閥芯、下閥芯、下閥芯彈簧，第一測壓室設(shè)置于膜片的上方，第二測壓室設(shè)置于膜片的下方，由密封墊來控制三通閥的第一端口與第三端口之間的通斷及開度。本發(fā)明顛覆水力控制閥的傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)及連接方法，傳統(tǒng)連接方法如圖2所示。本發(fā)明在名稱為一種水泵控制閥門的中國發(fā)明專利(專利號201010103041. 5)公開的導(dǎo)閥的基礎(chǔ)上，其只有一個測壓室測量水泵出水口壓力，本發(fā)明增加另一個測壓室測量水泵的進水口壓力，使導(dǎo)閥膜片由原來的單方向受水壓產(chǎn)生移動，變?yōu)殡p向受水壓產(chǎn)生差動。從而克服水泵凈吸入水頭變化而產(chǎn)生對水泵出口流量的影響，使出口壓力真正等于揚程，恒揚程/止回閥才真正名副其實。本發(fā)明還將眾多的輔助閥門、管道構(gòu)件和導(dǎo)閥集成為一個整體的控制閥。集成控制閥結(jié)構(gòu)緊湊、簡約，使用可靠性大大提高。由于集成控制閥可以用非金屬軟管與水泵、水力控制閥相應(yīng)的部位連接，從而節(jié)省了大量的安裝空間、人力和材料成本，并大大提高連接的可靠性，以及大大減少系統(tǒng)故障率。

圖I是本發(fā)明的集成控制閥的應(yīng)用示意圖；圖2是傳統(tǒng)的水泵控制閥門的連接示意圖；圖3是一種本發(fā)明的集成控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是水泵H-Q曲線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細描述。如圖I所示，本發(fā)明的恒揚程/止回閥的集成控制閥I是一個整體結(jié)構(gòu)，其中包括第一針閥2、第一單向閥3、導(dǎo)閥4、第二單向閥5、第二針閥6。集成控制閥I有四個外接管道的連接口，分別有第一連接口 A、第二連接口 B、第三連接口 C、第四連接口 D。第一連接口A與第二針閥6的一端連通，第二針閥6的另一端連接第二單向閥5的入口，第二單向閥5的出口連接導(dǎo)閥4的三通閥的第一端口 c ;第一連接口 A還與導(dǎo)閥4的第二測壓室b連通。第二連接口 B連接導(dǎo)閥4的第一測壓室a，通常連接至水池(或水箱、水罐等)14的出水口。第三連接口 C連接第一針閥2的一端，第一針閥2的另一端連接第一單向閥3的入口，第一單向閥3的出口連接導(dǎo)閥4的三通閥的第二端口 d，并與第四連接口 D連通；第三連接口 C還與導(dǎo)閥4的三通閥的第三端口 e連通。應(yīng)用本發(fā)明的集成控制閥I時，第一連接口 A與水泵12的出口(恒揚程/止回閥8的上游腔10)連接，第二連接口 B連接水泵12的入口(水泵進水口壓力為零時此口可懸空不接)，第三連接口 C連接恒揚程/止回閥8的下游腔9，第四連接口 D連接恒揚程/止回閥8的控制腔7。通常，應(yīng)用時，在水泵12的入口及出口分別設(shè)有第一壓力表13和第二壓力表11。圖2是與發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)的水泵控制閥門的連接示意圖，本發(fā)明與其相t匕，導(dǎo)閥4增加了第二測壓室，從而真正的實現(xiàn)了恒揚程。圖3是集成控制閥I的一種具體實施方式
，圖3中的a、b、C、d、e，分別相對應(yīng)于圖I中的a、b、c、d、e端口。如圖3所示，集成控制閥I包括主閥桿護蓋401、0形圈402、主閥桿403、彈簧壓蓋404、壓蓋銷釘405、彈簧罩406、主彈簧407、六角螺母408、彈簧墊圈409、彈簧墊410、六角螺栓411、平墊圈412、膜片413、上閥芯414、上閥體415、O形圈416、O形圈417、O形圈418、密封墊419、中閥芯420、針閥2、下閥芯421、密封墊301、單向閥3、彈簧302、O形圈422、中閥體423、O形圈424、下閥芯彈簧425、下閥體426、O形圈427、螺紋接頭428、導(dǎo)流管429、針閥6、密封墊501、單向閥5、彈簧502。 本發(fā)明的控制原理從圖4所示，通常水泵選型時，假設(shè)水泵吸入口壓力為O時，水泵的額定工況點是A1，其額定揚程是H1,其額定流量是Qp但當(dāng)水泵吸入口壓力為P1=Ii2-Ii1時，由于水泵吸入能量增加，水泵的H-Q曲線沿H軸向上平移了 P:。水泵的工況點是A2,其揚程是P2,其流量是％。專利號為ZL200620056901. 3的實用新型專利公開了恒揚程/止回水泵專用閥門和ZL201020104297. 3的發(fā)明專利公開了一種多功能水泵控制閥門的工作原理是恒定水泵的出口壓力，也就是說H1是恒定不變的。那么實際的工況點是^，其揚程是H1，其流量是Q2。這時候的工作流量已超出Q1許多，也可能使原動機嚴重過載！以上該兩項專利描述的恒揚程工況是在特定條件下才能實現(xiàn)，即是P2=H1-P1=H1-Qi2-Ii1),當(dāng)P1=Ii2-Ii1=O時才能成立P2=H115只要P1不等于零，H-Q曲線均會發(fā)生平移，也就是說P2幸氏。但水泵在實際的使用狀況是，其吸入口壓力往往P1都不等于零，也就是說恒揚程/止回水泵大多數(shù)工作在恒壓力(水泵出口壓力H1)工況，而不是工作在恒揚程(H1 =P2-P1)工況。從圖4可以看到，要真正獲得恒揚程(H1=P2-P1)工況，就必須克服P1對曲線向上平移的影響，也就是說要修正沿H1水平平移的工況點A3，重新回歸工況點4。即是閥門應(yīng)自動調(diào)整減少開度，增加相應(yīng)的阻力，抵消水泵進口增加的壓力P1，即是將R3調(diào)整為R1，使工況點A3沿H1水平調(diào)整至A1。本發(fā)明的集成控制閥通過在導(dǎo)閥4上設(shè)置兩個測壓室，分別檢測水泵12的入口及出口壓力，從而使工況可穩(wěn)定在A1，真正實現(xiàn)恒揚程。本發(fā)明的基本工作原理⑴(P1=O)時①持壓工況首先設(shè)定持壓工況點參數(shù)H1，調(diào)節(jié)主閥桿403使彈簧壓蓋404上下移動，調(diào)整主彈簧407的壓力，使平墊圈412推動膜片413，聯(lián)動上閥芯414和密封墊419使導(dǎo)閥4的三通閥的第三端口 e被關(guān)閉。水泵12開啟后，水流從第一連接口 A分兩路進入。第一路通過通過內(nèi)孔通道到第二針閥6，第二針閥6的另一端通過內(nèi)孔通道連接第二單向閥5的入口，第二單向閥5的出口通過內(nèi)孔通道連接導(dǎo)閥4的三通閥的第一端口 c，然后通過第四連接口 D進入到恒揚程/止回閥8的控制腔7，使恒揚程/止回閥8關(guān)閉。第二路通過內(nèi)孔通道進入第二測壓室b，使水產(chǎn)生對膜片413向上的推力。如當(dāng)水泵12出口揚程達到參數(shù)H1時，膜片413向上的推力克服主彈簧407的壓力，使上閥芯414聯(lián)動密封墊419向上，使三通閥的第二端口 d與第三端口 e導(dǎo)通，水從第三端口 e通過內(nèi)孔通道從第三連接口 C到恒揚程/止回閥8的下游腔9，從而使恒揚程/止回閥8開啟。②恒揚程工況由于恒揚程/止回閥8已開啟，當(dāng)系統(tǒng)用水量增加，恒揚程/止回閥8下游腔9的壓力下降，使恒揚程/止回閥8的上游腔10的壓力隨之下降。這時第二測壓室b的水壓下降，膜片413向上的推力下降，使上閥芯414聯(lián)動密封墊419向下移動，流經(jīng)第一端口 c再流出到第三端口 e的水量減少，最后使從第三端口 e通過內(nèi)孔通道從第三連接口 C到恒揚程/止回閥8的下游腔9的水量減少，恒揚程/止回閥8的控制腔7的水容積變大，恒揚程/止回閥8的開度變小，使恒揚程/止回閥8上游腔9的壓力升高，從而維持原設(shè)定揚程氏。當(dāng)系統(tǒng)用水量減少，恒揚程/止回閥8下游腔9的壓力上升，使恒揚程/止回閥8的上游腔10的壓力隨之上升。這時第二測壓室b的水壓上升，膜片413向上的推力上升，使上閥芯414聯(lián)動密封墊419向上移動，使流經(jīng)第一端口 C，再流出到第三端口 e的水量增力口，最后使從第三端口 e通過內(nèi)孔通道從第三連接口 C到恒揚程/止回閥8的下游腔9的水量增加，恒揚程/止回閥8的控制腔7的水容積變小，恒揚程/止回閥8的開度變大，使恒揚程/止回閥8上游腔10的壓力下降，從而維持原設(shè)定揚程Hp綜上所述，當(dāng)水泵12吸入壓力等于零時，集成控制閥I的第一連接口 A流入由水泵12出口端的水后，分流到第二測壓室b，壓力水使膜片413產(chǎn)生向上推力，與主彈簧407向下力進行抗衡，聯(lián)動上閥芯414上下移動，調(diào)節(jié)由D端口流入的水流量，從而調(diào)節(jié)水力控制閥8控制腔7水量，最終調(diào)節(jié)水力控制閥的開度，從而恒定水力控制閥8上游腔10的壓力H10③止回工況當(dāng)水泵12關(guān)閉，水泵12的出口壓力驟降，這時第二測壓室b的水壓迅速下降，膜片413向上的推力迅速下降，使上閥芯414聯(lián)動密封墊419向下迅速移動，將第三端口 e切斷。恒揚程/止回閥8下游腔9的水經(jīng)第三連接口 C通過內(nèi)孔通道流到第一針閥2，第一針閥2的另一端通過內(nèi)孔通道連接第一單向閥3的入口，第一單向閥3的出口通過內(nèi)孔通道連接第四連接口 D進入到恒揚程/止回閥8的控制腔7。使恒揚程/止回閥8迅速關(guān)閉。GKP1^ O)時在當(dāng)水泵12吸入壓力不等于零時，本發(fā)明創(chuàng)造性地在第二連接口 B連接水泵12的入口，第二連接口 B將水泵12的入口的壓力P1引入到膜片413的上方，使水泵12入口的壓力P1和與主彈簧407共同合力作用于膜片413，這個合力與第一連接口 A的壓力P2進行抗衡，聯(lián)動上閥芯414上下移動，便能產(chǎn)生(P2-P1)差動產(chǎn)生上閥芯414移動變量，從而修正水泵12因入口的壓力改變而產(chǎn)生的出口壓力變量。因此，在水泵12入口的壓力不斷變化的情況下，使水泵的出口壓力P2修正為揚程(H1=P2-P1),即實現(xiàn)恒揚程工況。同理，持壓工況亦能修正水泵12入口的壓力變化，在設(shè)定揚程參數(shù)下正常工作。
權(quán)利要求1.恒揚程/止回閥的集成控制閥，其特征在于其為一整體結(jié)構(gòu)，包括四個外接管道的連接口，分別為第一連接口、第二連接口、第三連接口以及第四連接口，所述集成控制閥包括第一針閥(2)、第一單向閥(3)、導(dǎo)閥(4)、第二單向閥(5)以及第二針閥(6)，所述導(dǎo)閥(4)包括三通閥、第一測壓室和第二測壓室，三通閥受第一測壓室和第二測壓室所測壓力協(xié)同控制，第一測壓室與第二連接口連通，第二測壓室與第一連接口連通，第一連接口還與第二針閥(6)的一端連通，第二針閥(6)的另一端與第二單向閥(5)的入口連通，第二單向閥(5 )的出口與三通閥的第一端口連通，第一針閥(2 )的一端與第三連接口連通，第一針閥(2)的另一端與第一單向閥(3)的入口連通，第一單向閥(3)的出口與第四連接口連通，第四連接口與三通閥的第二端口連通，第三連接口與三通閥的第三端口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒揚程/止回閥的集成控制閥，其特征在于三通閥的第一端口與第二端口連通，當(dāng)?shù)诙y壓室的流體壓力與第一測壓室的流體壓力的差值未達到設(shè)定的閾值時，第三端口封閉，當(dāng)?shù)诙y壓室的流體壓力與第一測壓室的流體壓力的差值達到設(shè)定的閾值時，三通閥的第一端口、第二端口與第三端口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒揚程/止回閥的集成控制閥，其特征在于導(dǎo)閥(4)包括依次相連的主閥桿護蓋(401)、主閥桿(403)、彈簧壓蓋(404)、主彈簧(407)、彈簧墊(410)、膜片(413)、上閥芯(414)、密封墊(419)、中閥芯(420)、下閥芯(421)、下閥芯彈簧(425)，第一測壓室設(shè)置于膜片(413)的上方，第二測壓室設(shè)置于膜片(413)的下方，由密封墊(419)來控制三通閥的第一端口與第三端口之間的通斷及開度。
專利摘要本實用新型公開了一種恒揚程/止回閥的集成控制閥，其為一整體結(jié)構(gòu)，包括四個外接管道的連接口，所述集成控制閥包括第一針閥(2)、第一單向閥(3)、導(dǎo)閥(4)、第二單向閥(5)以及第二針閥(6)，所述導(dǎo)閥(4)包括三通閥、第一測壓室和第二測壓室，三通閥受第一測壓室和第二測壓室所測壓力協(xié)同控制。本實用新型增加一個測壓室測量水泵的進水口壓力，使導(dǎo)閥膜片由原來的單方向受水壓產(chǎn)生移動，變?yōu)殡p向受水壓產(chǎn)生差動。從而克服水泵凈吸入水頭變化而產(chǎn)生對水泵出口流量的影響，使出口壓力真正等于揚程。本實用新型的集成控制閥結(jié)構(gòu)緊湊、簡約，使用可靠性大大提高。
文檔編號F04D15/00GK202811398SQ201220511850
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者鄭全, 鄭建偉 申請人:廣州三業(yè)科技有限公司