專利名稱：凸輪浮球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥，是一種浮子致動的浮球閥。
為控制水箱、水池的水位，一般都采用浮球閥。傳統(tǒng)的浮球閥由閥體、閥塞、傳動機構(gòu)、浮球及浮球橫桿所組成，傳動機構(gòu)鉸接在閥體上后一端與浮球橫桿相連，另一端與閥塞相連。浮球的浮力通過傳動機構(gòu)作用于閥塞，隨著水箱中水位的升高浮球升起，與之相連的傳動機構(gòu)則推動閥塞逐步壓向閥體上的閥座，直至完全關(guān)閉而仃止向水箱送水，水位不再升高;反之，當(dāng)水箱放水時浮球隨水位下降，閥塞則脫離閥座，逐向水箱送水，這種結(jié)構(gòu)形式的浮球閥，其鎖緊力較小，特別是當(dāng)水壓波動時，浮球會發(fā)生跳動，使閥塞關(guān)閉不穩(wěn)定，導(dǎo)致閥門漏水，密封面也易損壞。為加大關(guān)閉閥門的壓力，往往采用增大浮球體積或加長浮球橫桿的辦法，但這樣既增加了用材量，更易使浮球橫桿扭彎，閥門更關(guān)不緊。為克服上述缺點，本申請人曾于1989年1月19日向中國專利局申請、并已授于專利權(quán)的一件專利號為89211383.9的“凸輪浮球閥”專利，主要特點是連接閥塞和浮球的傳動機構(gòu)采用凸輪結(jié)構(gòu)，以增加機械效率，從而增大了對閥塞的壓力。具體結(jié)構(gòu)是，把凸輪設(shè)計成V形(扇形)，V形凸輪之一邊(扇面邊)的端部開有回轉(zhuǎn)中心孔(扇軸孔)，另一邊(扇面寬弧邊)開有弧形凸輪曲線槽孔;裝配時使凸輪回轉(zhuǎn)中心位于閥塞桿的軸線上，而閥塞桿的端部通過設(shè)置在其上的滾子嵌設(shè)在弧形凸輪曲線槽孔中，亦即使當(dāng)閥塞位于最大開啟位置時，槽孔的最上端中心位置與凸輪回轉(zhuǎn)中心位于同一水平位置上。這種結(jié)構(gòu)形式的凸輪浮球閥，因其凸輪回轉(zhuǎn)中心位于閥塞桿的軸線上，它必須使壓力角(閥塞桿軸線與凸輪曲線槽孔工作點曲率半徑間的夾角)大于10度，否則，凸輪傳動機構(gòu)將發(fā)生自鎖;并且，凸輪槽孔的曲線為線性曲線，僅能起壓力傳遞作用而無明顯的放大作用。
本發(fā)明的目的是為了提供一種改進的凸輪浮球閥，使作用于閥塞桿的壓力能獲得兩次放大，從而進一步提高對閥塞的壓力，并且使閥塞能在小壓力角工作條件下可靠地工作。
本發(fā)明的目的是這樣達到的把連接浮球并傳動閥塞桿的扇形凸輪傳動機構(gòu)以偏置方式設(shè)置，即凸輪回轉(zhuǎn)中心相對于閥塞桿軸線具有一偏置距，閥塞桿軸線與凸輪回轉(zhuǎn)中心和閥塞桿頂端間的連線構(gòu)成的夾角為偏置角θ。根據(jù)凸輪機構(gòu)的效率公式η＝ (cos(α+φ1+φ2)sin(θ+α))/(cosφ2sin(θ+α+φ1)cosα)其中φ1為凸輪和從動件之間的摩擦角，φ2為從動件和軸套(閥體)間的摩擦角。
合理選用偏置角θ，能提高凸輪機構(gòu)的效率;并且，具有偏置角的凸輪機構(gòu)能減小其凸輪曲線槽孔工作點處的壓力角α，從而加大浮力作用于閥塞桿上的軸向壓力分量，即增加對閥塞桿的壓力。同時，遵循閥門越接近全關(guān)閉，凸輪升程越小的原則，把凸輪槽孔曲線設(shè)計成至少具有一段非線性曲線段，使凸輪轉(zhuǎn)角和與之對應(yīng)的槽孔曲線升程(亦即閥塞的升程)間呈非線性關(guān)系，即凸輪轉(zhuǎn)角變量△δ和槽孔曲線升程變量△h(閥塞的即時升程)之比不為常數(shù)。弧槽孔的非曲線段所占整個弧槽孔曲線的長度由工藝特性，不同的使用要求及其浮球閥的不同規(guī)格而定，曲線形狀則用作圖法作出。
以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)外形示意圖。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。
由圖1見，本凸輪浮球閥包括閥體1、閥塞、扇形凸輪傳動機構(gòu)2、浮球5及浮球橫桿4。扇形凸輪2上開制有一回轉(zhuǎn)中心孔和弧槽孔6，該凸輪2以其回轉(zhuǎn)中心孔鉸接在閥體1上后，把與浮球5相連接的浮球橫桿4用固定螺絲3固定在凸輪2上回轉(zhuǎn)中心孔的相對端(直邊上)，把閥塞桿7嵌設(shè)在凸輪弧槽孔6中。
由圖2所示結(jié)構(gòu)剖視圖見，扇形凸輪2的回轉(zhuǎn)中心A相對于閥塞12的軸線13具有一偏置距H，閥塞桿7頂端B與回轉(zhuǎn)中心A間的連線AB與閥塞桿軸線13的夾角θ為偏置角，閥塞桿7端點處曲線的曲率半徑與閥塞桿軸線13的夾角α為壓力角。閥塞桿7端部通過軸銷9和滾子10嵌設(shè)在凸輪弧槽6中。
圖中弧槽6的曲線形狀8為非線性曲線，但也可在非線性曲線中加一段線性曲線。例如在2″凸輪浮球閥實施例中，其凸輪弧形槽孔的曲線分為兩段與凸輪轉(zhuǎn)角為0°-15°所對應(yīng)的曲線段設(shè)計為線性曲線段、與轉(zhuǎn)角為15°-30°所對應(yīng)的曲線段設(shè)計為非線性曲線段，亦即對閥門起始關(guān)閉段，由非線性曲線段推動閥塞桿，其曲線形狀使凸輪在起始5°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動時，閥塞桿移動3毫米，5°-15°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動時，閥塞桿的移動以非線性變化;在閥門接近全關(guān)閉時，由凸輪的線性曲線段推動閥塞桿，其曲線形狀使凸輪每轉(zhuǎn)動5°，閥塞桿移動1.2毫米。又如，在4″凸輪浮球閥實施例的設(shè)計中，弧形槽孔的曲線全部為非線性曲線。
如上所述，由于本發(fā)明對凸輪傳動機構(gòu)作了偏置設(shè)計和對凸輪曲線作了特殊曲線設(shè)計，則具有了兩次放大能力(一是杠桿放大，二是凸輪放大)和提高了傳動機構(gòu)的機械效率，使本發(fā)明所述的凸輪浮球閥啟閉平穩(wěn)可靠，結(jié)構(gòu)上可采用小浮球、短橫桿設(shè)計，使得浮球閥重量減輕，節(jié)省材料，從而使成本下降。以2″浮球閥為例，老式浮球閥之閥主體部件凈重2.4公斤、浮球凈重1.2-1.8公斤，本發(fā)明凸輪浮球閥的閥主體部件凈重只有1.2公斤、浮球凈重只有0.65公斤，節(jié)省有色金屬50%。目前，光上海市的銅質(zhì)浮球閥年產(chǎn)量就逾10萬套，若多采用本發(fā)明的技術(shù)，僅銅材一項就可節(jié)約200噸，按現(xiàn)行價計算，價值達400萬元左右。本發(fā)明的樣品經(jīng)一年多試用，不自鎖、不漏水，運轉(zhuǎn)正常，達到設(shè)計要求。
權(quán)利要求
1.一種凸輪浮球閥，包括閥體1、閥塞、凸輪傳動機構(gòu)2、浮球5及浮球橫4桿，凸輪傳動機構(gòu)2以其回轉(zhuǎn)中心鉸接在閥體1上后，一端與浮球橫桿4相連，另一端與閥塞桿7相連，閥塞桿7的端部通過設(shè)置其上的滾子10嵌設(shè)在凸輪曲線槽孔6中，其特征在于凸輪回轉(zhuǎn)中心相對于閥塞桿軸線13具有一偏置距H；凸輪槽孔曲線8至少具有一段非線性曲線段。
全文摘要
本發(fā)明是一種控制水箱、水池水位以浮子致動的凸輪浮球閥，其主要特點是連接浮球并傳動閥塞桿的凸輪傳動機構(gòu)是以偏置方式設(shè)置，凸輪槽孔曲線至少具有一段非線性曲線段。本發(fā)明啟閉平穩(wěn)、可靠，能使浮球閥重量減輕，節(jié)省材料、降低成本。
文檔編號F16K1/00GK1078779SQ9210841
公開日1993年11月24日 申請日期1992年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月15日
發(fā)明者呂渭清, 張兼程 申請人:呂渭清, 張兼程