專利名稱：一種管道防凍閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道防凍閥，具體地說(shuō)是一種用于冬季防止管道凍壞的自動(dòng)快速泄水閥。
背景技術(shù)：
對(duì)于北方寒冷地區(qū)的許多水利工程，由于地形條件以及各種不同的要求，管道在地下形成各種彎道等，如果地埋深度比凍土層的深度淺，則管道中的水無(wú)法及時(shí)排除，當(dāng)管道土層的溫度低于零度時(shí)，此時(shí)無(wú)法排除的滿管道的水將結(jié)成冰，勢(shì)必使得管道暴裂，通常的解決方法是建造泄水井，而大量泄水井的建造，不僅要花費(fèi)大量的資金，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的人工管理也造成大量的浪費(fèi)，也容易因?yàn)楣芾砣藛T的失誤而造成系統(tǒng)的破壞。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)采用水力自動(dòng)泄水的裝置研究較少，而且使用并不方便，比如采用溫差泄水以保護(hù)貴重儀器的等，而且一般采用非常傳統(tǒng)的方式，即用人工的方式進(jìn)行排水。雖然也有少量有關(guān)防凍閥門(mén)的專利申請(qǐng)，但大多是對(duì)于地面供水而采用的，同時(shí)還需要人工在地面進(jìn)行控制，如中國(guó)專利(專利號(hào)zL 200420047593. 9)就公開(kāi)了一種內(nèi)置式外保溫管線溶液取樣防凍閥門(mén)，主要解決現(xiàn)有取樣閥門(mén)易凍結(jié)的問(wèn)題。中國(guó)專利(專利號(hào)zL 200520087076. 9 )公開(kāi)了一種防凍閥門(mén)，使用時(shí)可將閥體可埋于地下，依靠地面土壤保溫，這些的閥門(mén)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，也不利于地下長(zhǎng)期埋置。中國(guó)專利(專利號(hào)zL200910180769. 5)公開(kāi)了一種管道防凍閥門(mén)，也可將閥體埋于地下，但是由于排水太慢，主要依靠壓力補(bǔ)償式滴頭排水，而且始終處于排水狀態(tài)，排水量太大浪費(fèi)水源，太小又起不到效果，導(dǎo)致適用范圍太窄。

發(fā)明內(nèi)容
在北方低溫地帶存在季節(jié)性管道輸水時(shí)由于溫度過(guò)低導(dǎo)致管道爆裂問(wèn)題，針對(duì)過(guò)多采用泄水井或者將管道埋于凍土層以下導(dǎo)致工程量巨大、成本高且管理極不方便的問(wèn)題，同時(shí)現(xiàn)有防凍閥主要使用在高精端儀器設(shè)備上成本極高，使用范圍較窄且不適應(yīng)于管道上應(yīng)用的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，活動(dòng)自如，且持久耐用的管道自動(dòng)快速泄水防凍的閥門(mén)，能快速啟閉閥門(mén)，瀉出管道內(nèi)的水流，防止管道爆裂。本發(fā)明提供一種管道防凍閥，其由閥門(mén)A、管道B、導(dǎo)閥C組成；
其中閥門(mén)A包括閥柄Al、彈簧A2、閥蓋A3、閥腔A4、隔膜A5、閥體A6 ;其中閥體A6上部連接著的隔膜A5、閥蓋A3、以及由隔膜A5和閥蓋A3包圍形成的閥腔A4，閥蓋A3上部是閥柄Al，閥腔A4內(nèi)部有彈簧A2，且彈簧A2的兩端分別連接著閥柄Al和隔膜A5，閥體A6和閥腔A4被隔膜A5分隔為兩個(gè)獨(dú)立的空間，且隔膜A5連接閥腔A4的表面積大于連接閥體A6的表面積，隔膜A5通過(guò)上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)閥體A6的開(kāi)啟和關(guān)閉；
其中導(dǎo)閥C包含固定螺帽Cl、下彈簧穩(wěn)定器C2、限位器C3、限定擋板C4、橡膠墊片C5、凸臺(tái)擋板C6、移動(dòng)柱C7、調(diào)壓螺栓C9、上外殼C10、上彈簧穩(wěn)定器C12、記憶彈簧C13、下外殼C17 ;上外殼ClO下部有凸臺(tái)C14 ;移動(dòng)柱C7的下部有過(guò)水凹槽C8，過(guò)水凹槽C8的形狀是頂尖對(duì)接在一起的兩個(gè)錐形；下外殼C17有一個(gè)上下中通的滑動(dòng)通道C18、滑動(dòng)通道C18的末端是出口 C22、側(cè)面有與滑動(dòng)通道C18相通的入口 C19和出口 C20 ;移動(dòng)柱C7上安裝的限定擋板C4在限位器C3和下外殼C17包圍的空間內(nèi)上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)柱C7上下移動(dòng)；調(diào)壓螺栓C9在上外殼ClO上端開(kāi)孔中移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)記憶彈簧C13的應(yīng)力大小，調(diào)壓螺栓C9和上外殼ClO優(yōu)選通過(guò)螺紋方式連接；下外殼C17連接在上外殼ClO的下端，兩者中間是限位器C3，限位器C3上端開(kāi)孔起到限制限定擋板C6向上運(yùn)動(dòng)的作用，限位器C3下端起到固定橡膠墊片C5邊緣的作用，下外殼C17和上外殼ClO的連接方式優(yōu)選螺紋連接；其中導(dǎo)管B包括從導(dǎo)閥C出口 C22到閥門(mén)下游的導(dǎo)管B1、從導(dǎo)閥C出口 C20到閥腔A4的導(dǎo)管B2、從閥門(mén)A上游到導(dǎo)閥C入口 C19的導(dǎo)管B3 ；
可選地，過(guò)水凹槽CS的形狀可以是直徑小于移動(dòng)柱C7的其它形狀，如圓柱型。優(yōu)選地，各個(gè)導(dǎo)管B為耐高壓ABS塑料管。導(dǎo)閥(C)中的記憶彈簧(C13)的應(yīng)力變化臨界值是低于5攝氏度，優(yōu)選3攝氏度。本發(fā)明所涉及的閥門(mén)的工作原理為防凍閥內(nèi)記憶彈簧C13在臨界溫度時(shí)，臨界應(yīng)力瞬間變化，導(dǎo)致彈簧瞬間伸縮變化，記憶彈簧C13的伸縮變化帶動(dòng)移動(dòng)柱C7在滑動(dòng)通道內(nèi)上下移動(dòng)，從而控制導(dǎo)閥C的入口 C19、出口 C20、出口 C22的開(kāi)關(guān)，入口 C19、出口 C20、出口 C22的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)致通過(guò)導(dǎo)管B與之相連的閥門(mén)A的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了控制管道內(nèi)的水流是否瀉出，最終達(dá)到了管道防凍的目的。本發(fā)明所涉及的管道防凍閥的有益效果如下
(I)采用記憶彈簧，根據(jù)溫度的變化調(diào)整彈簧的應(yīng)力和長(zhǎng)度，利用記憶彈簧的臨界應(yīng)力(對(duì)應(yīng)臨界溫度)瞬間變化的特性，實(shí)現(xiàn)防凍閥的瞬間開(kāi)啟、關(guān)閉的特點(diǎn)，可完成自動(dòng)化防凍效果。(2)防凍閥導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、精巧，滿足記憶彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，又限制了記憶彈簧的過(guò)度反應(yīng)，保證了記憶彈簧的正常功能。 (3)閥門(mén)A通過(guò)使用閥柄Al和與之連接的彈簧A2，降低了由于閥門(mén)本身的機(jī)械原因造成的啟動(dòng)工作壓力，擴(kuò)展了防凍閥的適用范圍。


圖1 :管道防凍閥的整體結(jié)構(gòu)圖 圖2 :防凍閥打開(kāi)狀態(tài)圖 圖3 :防凍閥打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)閥狀態(tài)圖 圖4 :防凍閥關(guān)閉狀態(tài)圖 圖5 :防凍閥關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)閥狀態(tài)圖 圖6 :導(dǎo)閥上殼體 圖7 :限位器 圖8 :導(dǎo)閥下殼體 圖9 :移動(dòng)柱
圖10 :導(dǎo)閥上、下殼體連接處局部放大圖 圖中的標(biāo)號(hào)分別表示為 Al:閥柄，A2:彈簧，A3:閥蓋，A4:閥腔，A5:隔膜、A6閥體
B1:導(dǎo)閥連接閥體下游的導(dǎo)管，B2:導(dǎo)閥連接閥腔的導(dǎo)管，B3:導(dǎo)閥連接閥體上游的導(dǎo)
管
Cl:固定螺帽，C2:下彈簧穩(wěn)定器，C3:限位器，C4:限定擋板，C5:橡膠墊片，C6:凸臺(tái)擋板，C7:移動(dòng)柱，C8:過(guò)水凹槽，C9:調(diào)壓螺栓，ClO:上外殼，Cll:內(nèi)螺紋，C12:上彈簧穩(wěn)定器，C13:記憶彈簧，C14:凸臺(tái)，C15:內(nèi)螺紋，C16:外螺紋，C17:下外殼，C18:滑動(dòng)通道，C19:入口，C20:出口 1，C21:橡膠墊片，C22:出口 2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不限于下列實(shí)施例。實(shí)施例1:
如圖1所示，本發(fā)明提供的管道防凍閥是由閥門(mén)A、管道B、導(dǎo)閥C組成；
其中閥門(mén)A包括閥柄Al、彈簧A2、閥蓋A3、閥腔A4、隔膜A5、閥體A6 ;其中閥體A6上部連接著的隔膜A5、閥蓋A3、以及由隔膜A5和閥蓋A3包圍形成的閥腔A4，閥蓋A3上部是閥柄Al，閥腔A4內(nèi)部有彈簧A2，且彈簧A2的兩端分別連接著閥柄Al和隔膜A5，閥體A6和閥腔A4被隔膜A5分隔為兩個(gè)獨(dú)立的空間，且隔膜A5連接閥腔A4的表面積大于連接閥體A6的表面積，隔膜A5通過(guò)上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)閥體A6的開(kāi)啟和關(guān)閉；
其中導(dǎo)閥C包含固定螺帽Cl、下彈簧穩(wěn)定器C2、限位器C3、限定擋板C4、橡膠墊片C5、凸臺(tái)擋板C6、移動(dòng)柱C7、調(diào)壓螺栓C9、上外殼C10、上彈簧穩(wěn)定器C12、記憶彈簧C13、下外殼C17 ;上外殼ClO下部有凸臺(tái)C14 ;移動(dòng)柱C7的下部有過(guò)水凹槽C8，過(guò)水凹槽C8的形狀是兩個(gè)逐漸收縮的錐形；下外殼C17有一個(gè)上下中通的滑動(dòng)通道C18、滑動(dòng)通道C18的末端是出口 C22、側(cè)面有與滑動(dòng)通道C18相通的入口 C19和出口 C20 ;移動(dòng)柱C7上安裝的限定擋板C4在限位器C3和下外殼C17包圍的空間內(nèi)上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)柱C7上下移動(dòng)；調(diào)壓螺栓C9在上外殼ClO上端開(kāi)孔中移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)記憶彈簧C13的應(yīng)力大小，調(diào)壓螺栓C9和上外殼ClO通過(guò)螺紋方式連接；下外殼C17連接在上外殼ClO的下端，兩者中間是限位器C3，限位器C3上端開(kāi)孔起到限制限定擋板C6向上運(yùn)動(dòng)的作用，限位器C3下端起到固定橡膠墊片C5邊緣的作用，下外殼C17和上外殼ClO的連接方式螺紋連接；
其中導(dǎo)管B包括從導(dǎo)閥C出口 C22到閥門(mén)下游的導(dǎo)管B1、從導(dǎo)閥C出口 C20到閥腔A4的導(dǎo)管B2、從閥門(mén)A上游到導(dǎo)閥C入口 C19的導(dǎo)管B3 ；
隨著冬季的臨近，當(dāng)溫度下降到3°C，記憶彈簧C13收縮，移動(dòng)柱C7沿滑動(dòng)通道C18上移，移動(dòng)柱C7末端擋住了入口 C19(如圖3)，從閥門(mén)上游經(jīng)導(dǎo)管B3進(jìn)入入口 C19的水流被擋住，而與出口 C20連接的閥腔A4內(nèi)的水經(jīng)過(guò)出口 C20，再經(jīng)過(guò)出口 C22，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)管BI，流到閥門(mén)的下游，當(dāng)閥腔A4內(nèi)的水體逐漸排出，隔膜A5受向下的壓力越來(lái)越小，隔膜A5慢慢向上抬起，最終閥門(mén)打開(kāi)(如圖2)，管道內(nèi)的水流經(jīng)過(guò)閥門(mén)瀉出，防止凍壞管道；當(dāng)春天來(lái)了，溫度慢慢上升，當(dāng)高于3°C時(shí)，記憶彈簧C13恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)(如圖5)，當(dāng)管道內(nèi)充水時(shí)，在閥門(mén)彈簧A2的作用下，閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)(如圖4)，水流經(jīng)過(guò)閥門(mén)上游導(dǎo)管B3，經(jīng)過(guò)入口 C19，經(jīng)過(guò)過(guò)水凹槽C8，經(jīng)過(guò)出口 C20，經(jīng)過(guò)導(dǎo)管B2進(jìn)入閥腔A4，隨著水流增加，向下的壓力增大，由于閥腔A4與閥體內(nèi)水流壓強(qiáng)一樣但受力面積大，所以能保持閥門(mén)關(guān)閉，閥門(mén)不會(huì)泄水。當(dāng)冬季來(lái)臨溫度下降時(shí)，閥門(mén)將打開(kāi)，將進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明的管道防凍閥已經(jīng)通過(guò)具體的實(shí)例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可借鑒本發(fā)明內(nèi)容，適當(dāng)改變?cè)?、工藝條件等環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒(méi)有脫離本發(fā)明的內(nèi)容，所有類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，都被視為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種管道防凍閥，其特征在于由閥門(mén)(A)、管道(B)、導(dǎo)閥(C)組成；其中閥門(mén)(A)包括閥柄(Al)、彈簧(A2)、閥蓋(A3)、閥腔(A4)、隔膜(A5)、閥體(A6)； 閥體(A6)上部連接著的隔膜(A5)、閥蓋(A3)、以及由隔膜(A5)和閥蓋(A3)包圍形成的閥腔(A4)，閥蓋(A3)上部是閥柄(Al)，閥腔(A4)內(nèi)部有彈簧(A2)，且彈簧(A2)的兩端分別連接著閥柄(Al)和隔膜(A5)，閥體(A6)和閥腔(A4)被隔膜(A5)分隔為兩個(gè)獨(dú)立的空間，且隔膜(A5)連接閥腔(A4)的表面積要比連接閥體(A6)的表面積大，隔膜(A5)可以通過(guò)上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)閥體(A6)的開(kāi)啟和關(guān)閉；其中導(dǎo)閥(C)包含固定螺帽(Cl)、下彈簧穩(wěn)定器(C2)、限位器(C3)、限定擋板(C4)、 橡膠墊片(C5)、凸臺(tái)擋板(C6)、移動(dòng)柱(C7)、調(diào)壓螺栓(C9)、上外殼(C10)、上彈簧穩(wěn)定器 (C12)、記憶彈簧(C13)、下外殼(C17);上外殼(ClO)下部有凸臺(tái)(C14)；移動(dòng)柱(C7)的下部有過(guò)水凹槽(CS);下外殼(C17)有一個(gè)上下中通的滑動(dòng)通道(C18)、滑動(dòng)通道(C18)的末端是出口 2 (C22)、側(cè)面有和滑動(dòng)通道(C18)相通的入口 (C19)和出口 I (C20);移動(dòng)柱(C7) 上安裝的限定擋板(C4)可以在限位器(C3)和下外殼(C17)包圍的空間內(nèi)上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)柱(C7)上下移動(dòng)；其中導(dǎo)管(B)包括從導(dǎo)閥(C)出口 2(C22)到閥門(mén)下游的導(dǎo)管(BI)、從導(dǎo)閥(C)出口I(C20)到閥腔(A4)的導(dǎo)管(B2)、從閥門(mén)(A)上游到導(dǎo)閥(C)入口 (C19)的導(dǎo)管(B3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道防凍閥，其特征是導(dǎo)閥(C)中的記憶彈簧(C13)的應(yīng)力變化臨界值是3攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道防凍閥，其特征是導(dǎo)閥(C)的過(guò)水凹槽(CS)形狀是頂尖對(duì)接在一起的兩個(gè)錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道防凍閥，其特征是導(dǎo)閥(C)的調(diào)壓螺栓(C9)和上外殼 (ClO)是通過(guò)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道防凍閥，其特征是導(dǎo)閥(C)的上外殼(ClO)和下外殼 (C17)是通過(guò)螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道防凍閥，其特征是導(dǎo)管(B)為耐高壓ABS塑料管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管道防凍閥，通過(guò)在閥內(nèi)應(yīng)用可以隨溫度變化而自動(dòng)改變應(yīng)力的記憶彈簧，配合導(dǎo)閥的開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉；當(dāng)溫度低于3攝氏度時(shí)，記憶彈簧會(huì)自動(dòng)收縮，帶動(dòng)移動(dòng)柱沿滑動(dòng)通道向上提起，閥腔內(nèi)水流經(jīng)過(guò)導(dǎo)管到達(dá)閥門(mén)的下游，閥門(mén)打開(kāi)，瀉出管道內(nèi)的蓄水，從而達(dá)到防止凍壞管道的目的；而當(dāng)溫度超過(guò)3攝氏度時(shí)，記憶彈簧會(huì)自動(dòng)伸長(zhǎng)，帶動(dòng)移動(dòng)柱沿滑動(dòng)通道向下運(yùn)動(dòng)，水通過(guò)導(dǎo)閥進(jìn)入閥腔，閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，管道系統(tǒng)正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)F16K31/70GK103047462SQ20121057787
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者喻黎明, 蔣昌波, 趙利平, 陳紹文, 陳楚南, 劉勝宇, 曾嚴(yán)謹(jǐn) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué), 廣東金東海集團(tuán)有限公司