專利名稱：一種多功能水泵控制閥門的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水力控制閥門技術，更具體地是一種多功能水泵控制閥門。
背景技術：
水泵是水力機械，廣泛應用在各個領域的給、排水系統。水泵設計時存在設計計算 的參數準確性和選型時按參數增加富余量問題。但在實際運行時，這些參數準確性、富余量 以及管網參數的千變萬化會直接影響水泵的正常工作。現今業界在水泵實際應用時一直存在以下困擾難題(1)水泵能低軸功率(零流量)起動，以減少驅動設備的起動功率；(2)水泵應在管網壓力(裝置揚程)大幅度波動變化的條件下，保持在高效率區工 作，以省能耗；(3)水泵應在管網壓力(裝置揚程)大幅度波動變化的條件下，保持在選型工況點 工作，以保證配套驅動設備不超載；(4)多臺水泵并聯工作時，保持每臺水泵在各自選型工況點工作(均衡負載)，以 保證各自配套驅動設備不超載；(5)水泵當向空管網灌水的條件下(裝置揚程為零)，保持在選型工況點工作，以 保證配套驅動設備不超載；(6)水泵當停止工作的條件下，保持水不倒流，以保證切斷與管網連接的通道(止 回)；(7)當水泵降速、停止的情況下，防止水錘產生；(8)可實現零流量停泵(先關閥后停泵)；(9)水泵當降速、停止，閥門上下游壓差很小(甚至為零)能主動止回；(10)可實行緊急關閉水泵出口(遙控截止)。現有的閥門只能解決以上的某個或某些難題。專利號為ZL200820301943的實用新型專利公開了一種多功能水泵控制閥安全節 能裝置，其包括多功能水泵控制閥，該多功能水泵控制閥內界定有互相隔開的上腔及下腔， 安全節能裝置進一步包括至少兩個分別與該多功能水泵控制閥的上腔和下腔導通的二元 三通電磁換向閥及給該兩個二元三通電磁換向閥供電的電源；每個二元三通電磁換向閥與 該電源之間設置有延時器。該控制閥存在以下不足(1)開閥靠控制時間來完成是不科學的，由于要水泵達到“額定功率”的時間非常 難掌握，提前和延長時間都會影響效果。(2)沒有采用兩段關閉閥門的技術，不能在根本上消除“水錘”。(3)所謂“節能”是不科學的，如果是純粹的出口閥門，當然是阻力越小越好(盡量 開度最大)，但水泵是否節能，是要看它是否工作在“高效區”，而工況點的調整，恰恰是增大 閥門阻力來完成的(調節管道阻力系數)。[0020](4)其采用兩個二位三通電磁閥，電氣控制邏輯較復雜，故障點多，且電磁閥可靠 性差、對水質要求高，因此該控制閥故障率高。

實用新型內容本實用新型針對現有技術的不足提供一種多功能水泵控制閥門。本實用新型的技術方案如下一種多功能水泵控制閥門，包括閥體；所述的閥體為通用的低流阻、雙控制腔水力 控制閥，包括上游腔、下游腔、下控制腔以及上控制腔；其特征在于還包括恒揚程導閥和電 動三通球閥；所述的恒揚程導閥包括測壓室、入口、第一出口以及第二出口，第一出口與第 二出口的分流比例受測壓室的壓力控制，測壓室與上游腔相連，上游腔經第一單向閥與入 口相連，第一單向閥的流向為上游腔流向入口，第一出口與上控制腔相連，第二出口與下游 腔相連；下游腔經第二單向閥與上控制腔相連，第二單向閥的流向為下游腔流向上控制腔； 電動三通球閥包括公共端、大氣端以及下游腔端，公共端與下控制腔相連，大氣端與大氣相 通，下游腔端與下游腔相連。進一步的，所述的恒揚程導閥，包括彈簧套體、上閥體以及下閥體；測壓室設于上 閥體內；入口、第一出口以及第二出口均設于下閥體；測壓室的上方依次設有膜片、下托 板、上彈簧、上壓板和調節螺栓；彈簧套體的頂端設有與調節螺栓相配合的螺孔；彈簧套體 將上壓板、上彈簧以及下托板套于內部并固定在上閥體上；下托板的下方依次設有上閥芯、 下閥芯和下彈簧；上閥體與下閥體固定連接；第一出口與第二出口的分流比例直接受上閥 芯控制，上閥芯的位移受測壓室的壓力控制。進一步的，上游腔與第一單向閥之間設有第一水流量調節閥門。進一步的，下游腔與第二單向閥之間設有第二水流量調節閥門。進一步的，第一水流量調節閥門與第二水流量調節閥門均為針閥。進一步的，上游腔與第一水流量調節閥門之間設有第一過濾器，上游腔經第一過 濾器連接至測壓室。進一步的，下游腔與第二水流量調節閥門之間設有第二過濾器。進一步的，下游腔經過第二過濾器與電動三通球閥的下游腔端相連，或者是下游 腔與電動三通球閥的下游腔端之間另設第三過濾器。本實用新型的多功能水泵控制閥門通過一次調節恒楊程導閥(設定值為水泵額 定揚程值)、水流量調節閥門(適當的流量值)，工作時控制電動三通球閥啟閉來實現全部 控制功能。本實用新型的工作原理如下(1)持壓工況(零流量啟動水泵)如圖1所示，水泵啟動前，電動三通球閥15的大氣端c與公共端a導通，下控制腔 3通大氣，壓力為零，閥門緊閉。水泵啟動后(同時控制電動三通球閥15的公共端a與下游 腔端b導通)，上游腔20的壓力持續增加。上游腔20壓力未到達預設定的揚程值時，恒揚 程導閥11的入口 A與第一出口 B導通(長通)，第二出口 C關閉，閥門緊閉，達到零流量啟 動水泵目的。當上游腔20的壓力達到預設定的揚程值時，恒揚程導閥11的第二出口 C導 通，與入口 A、第一出口 B進行分流，從而使上控制腔5的壓力下降，下控制腔3壓力增加，隔膜4向上移動，同時在閥瓣18底部的推力作用下，閥門緩慢打開向下游給水。(2)恒楊程(恒流量)工況水泵開啟后，水流進入上游腔20，再經過恒揚程導閥11的入口 A流向第一出口 B 到上控制腔5，并分流部分到第二出口 C至下控制腔3。當下游腔1壓力下降，流量增加時。上游腔20壓力低于恒揚程導閥11的預設定 的揚程值時，恒揚程導閥11的測壓室壓力下降，導閥開度減少，從而第二出口 C流量減少， 隔膜4向下移動，使閥瓣18開度減少，直至上游腔20壓力增加到預設定的揚程值為止。當下游腔1壓力上升，流量減少時。上游腔20壓力高于恒揚程導閥11的預設定 的揚程值時，恒揚程導閥11的測壓室壓力升高，導閥開度增大，從而第二出口 C流量增加， 隔膜4向上移動，使閥瓣18開度增大，直至上游腔20壓力減少到預設定的揚程值為止。就這樣在恒揚程導閥的開度調整下，通過上控制腔、下控制腔的共同作用下，使隔 膜連動閥瓣不斷調節開度，以適應下游壓力(裝置揚程)的不斷變化，使水泵在設定的揚程 (設計工況)下供水，以保持水泵的恒揚程(恒流量)工作狀態。(3)止回工況當水泵停止工作，控制電動三通球閥15的大氣端c與公共端a導通，下控制腔3 通大氣，由于上游腔20壓力驟減，恒揚程導閥11的開度為零，第二出口 C截止，隔膜4迅速 向下移動，如果下游壓力高于上游壓力，下游腔1繼續向上控制腔5充水，同時在重力、彈簧 力的共同作用下，閥瓣18關閉，實現了閥門的止回作用。通過調節針閥9的開度，可控制閥 門的緩閉速度。(4)防水錘工況當水泵減速或停止工作，該閥的上游腔20壓力驟減，恒揚程導閥11的開度逐漸為 零，第二出口 C流量逐步減少，然后截止，如果下游壓力高于上游壓力，下游腔1繼續向上控 制腔5充水，由于下控制腔3的壓力與上控制腔5相當，但在重力、彈簧力的共同作用下，閥 瓣18只能關閉大部分。然后控制電動三通球閥15的大氣端c與公共端a導通，下控制腔 3通大氣，下控制腔3失壓，閥瓣18才迅速關閉余下的部分。通過控制電動三通球閥15，可 有效防止水錘的產生。(5)緊急關閉(遙控截止)工況當某些系統需要零流量關閉的水泵、上下游壓差很小(止回工況失效)、緊急切斷 水泵出水通道的情況，可過控制電動三通球閥15的大氣端c與公共端a導通，使下控制腔 3通大氣，下控制腔3失壓，閥瓣18迅速關閉。起遙控截止閥作用。與實用新型專利ZL200820301943相比，該實用新型是“開關”型的，而本實用新型 是“開關” + “調節”型的閥門。由于“開關”型只需“單向流”便可(通電完成一個動作)。 “調節”型需要“雙向流”的(流體雙向流動，不斷改變兩“腔”的水流量，以改變膜片的位移， 從而達到調整“閥瓣”的開度)。該實用新型開閥靠控制時間來完成是不科學的，由于要水 泵達到“額定功率”的時間非常難掌握，提前和延長時間都會影響效果，而本實用新型用測 量“壓力”的辦法來控制，既準確，又不用電氣等手段輔助。本實用新型可以兩段關閉閥門， 消除“水錘”的效果非常好。該實用新型所謂“節能”是不科學的，如果是純粹的出口閥門， 當然是阻力越小越好(盡量開度最大)，但水泵是否節能，是要看它是否工作在“高效區”， 而工況點的調整，恰恰是增大閥門阻力來完成的(調節管道阻力系數)，而實用新型的最大的優勢就在于自動調節閥門開度(阻力)，來恒定閥門的進口壓力，從而恒定水泵的出口 壓力，保證在高效區工作一節能。與現有技術相比，本實用新型的優點是(1)本實用新型能一次調節實現多種控制功能；(2)本實用新型能單個體解決現今業界在水泵實際應用時一直存在的十大困擾難 題；(3)本實用新型應用恒揚程導閥，使閥門結構簡單，控制精度高；(4)本實用新型應用電動三通球閥，避免應用多個電磁閥(單向性)和多個單向閥 才能實現的連接，使閥門結構簡單，可靠性高；(5)本實用新型的多功能水泵控制閥門具有性價比高，應用前景廣闊。
圖1是本實用新型的一種具體實施方式
的結構示意圖。圖2是一種恒揚程導閥的結構示意圖。圖3是圖2中N-N向剖視示意圖。圖中示出1 下游腔；2 閥體；3下控制腔；4 隔膜；5 上控制腔；6 閥蓋；7 過 濾器；8 過濾器；9 針閥(第二水流量控制閥)；10 單向閥；11 恒揚程導閥；12 單向閥； 13 過濾器；14 針閥(第一水流量控制閥)；15 電動三通球閥；16 隔膜夾墊；17 閥桿； 18 閥瓣；19 閥座；20 :上游腔；21 調節螺栓；22 緊固螺母；23 彈簧套體；24 上壓板； 25 上彈簧；26 下托板；27 膜片；28 上閥芯；29 上閥體；30 0型圈；31 密封墊；32 上 閥芯密封件；33 上閥芯壓桿；34 下閥芯；35 下閥芯密封件；36 下閥體；37 下彈簧；38 下螺塞；39測壓室。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。如圖1所示，本實用新型是一種由全新結構的多功能水泵控制閥門，其包括下游 腔1、閥體2、下控制腔3、隔膜4、上控制腔5、閥蓋6、過濾器7、過濾器8、針閥9、單向閥10、 恒揚程導閥11、單向閥12、過濾器13、針閥14、電動三通球閥15、隔膜夾墊16、閥桿17、閥瓣 18、閥座19和上游腔20。所述的閥體2是由下游腔1、下控制腔3、上控制腔5、和上游腔20 等組成。恒揚程導閥11是四連接口的三通調節閥，三通調節閥D端口(連接至測壓室)通 過管道及過濾器13連接至上游腔20 ；D端口依次連接針閥14、單向閥12至入口 A端口 ；第 一出口 B端口分別連接上控制腔5和依次連接單向閥10、針閥9、過濾器8至下游腔1 ；第 二出口 C端口連接下游腔1。電動三通球閥15的公共端a端口連接下控制腔3 ；下游腔端 b端口通過過濾器7連接至下游腔1 ；大氣端c端口連接大氣，即排空口。如圖2、圖3所示，一種恒揚程導閥，包括彈簧套體23、上閥體29以及下閥體36 ； 測壓室39設于上閥體29內、入口 A、第一出口 B以及第二出口 B設于下閥體36，測壓室39 的上方依次設有膜片27、下托板26、上彈簧25、上壓板24和用于調節揚程的調節螺栓21 ； 彈簧套體23的頂端設有與調節螺栓21相配合的螺孔；彈簧套體23將上壓板24、上彈簧25 以及下托板26套于內部并固定在上閥體29上；下托板26的下方依次設有上閥芯28、下閥芯34和下彈簧37 ；上閥體29與下閥體36固定連接；第一出口 B與第二出口 C的分流比例 受上閥芯28控制。膜片27的外邊緣由彈簧套體23與上閥體29緊壓固定。上閥芯28上 套有O型圈30。上閥體29與下閥體36的連接處設有密封墊31。上閥芯28的下部設有上 閥芯密封件32。上閥芯28與下閥芯34之間設有上閥芯壓桿33。下閥芯34的下部設有下 閥芯密封件35。下彈簧37的下面設有固定于下閥體36的下螺塞38。下螺塞38中間設有 入口 A2。調節螺栓21與彈簧套體23之間設有緊固螺母22。如圖2所示，為了便于與各類 部件連接，下閥體36上設置了入口 Al和 A2，在閥體內部，Al與A2是相通的，使用時，可封 閉其中一個入口。 恒揚程導閥，通過調整調節螺栓21可預設定揚程值，其工作原理是上彈簧25向下 的推力與測壓室39的水壓力作用于膜片27及下彈簧37向上合成推力相互組成動態平衡。 當測壓室的水壓力不斷變化的狀態下使作用于膜片的向上推力不斷變化，從而使上閥芯壓 桿33、下閥芯34不斷上下移動，令從入口 Al或A2進入的水流，不斷改變分流向第一出口、 第二出口的流量分配比例。
權利要求一種多功能水泵控制閥門，包括閥體(2)；所述的閥體(2)為通用的低流阻、雙控制腔水力控制閥，包括上游腔(20)、下游腔(1)、下控制腔(3)以及上控制腔(5)；其特征在于還包括恒揚程導閥(11)和電動三通球閥(15)；所述的恒揚程導閥(11)包括測壓室、入口、第一出口以及第二出口，第一出口與第二出口的分流比例受測壓室的壓力控制，測壓室與上游腔(20)相連，上游腔(20)經第一單向閥(12)與入口相連，第一單向閥(12)的流向為上游腔(20)流向入口，第一出口與上控制腔(5)相連，第二出口與下游腔(1)相連；下游腔(1)經第二單向閥(10)與上控制腔(5)相連，第二單向閥(10)的流向為下游腔(1)流向上控制腔(5)；電動三通球閥(15)包括公共端、大氣端以及下游腔端，公共端與下控制腔(3)相連，大氣端與大氣相通，下游腔端與下游腔(1)相連。
2.根據權利要求1所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于所述的恒揚程導閥(11)， 包括彈簧套體(23)、上閥體(29)以及下閥體(36)；測壓室(39)設于上閥體(29)內；入口、 第一出口以及第二出口均設于下閥體(36)；測壓室(39)的上方依次設有膜片(27)、下托 板(26)、上彈簧(25)、上壓板(24)和調節螺栓(21)；彈簧套體(23)的頂端設有與調節螺 栓(21)相配合的螺孔；彈簧套體(23)將上壓板(24)、上彈簧(25)以及下托板(26)套于 內部并固定在上閥體(29)上；下托板(26)的下方依次設有上閥芯(28)、下閥芯(34)和下 彈簧(37)；上閥體(29)與下閥體(36)固定連接；第一出口與第二出口的分流比例直接受 上閥芯(8)控制，上閥芯(8)的位移受測壓室(39)的壓力控制。
3.根據權利要求1或2所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于上游腔(20)與第一 單向閥(12)之間設有第一水流量調節閥門(14)。
4.根據權利要求3所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于下游腔(1)與第二單向 閥(10)之間設有第二水流量調節閥門(9)。
5.根據權利要求4所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于第一水流量調節閥門 (14)與第二水流量調節閥門(9)均為針閥。
6.根據權利要求4所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于上游腔(20)與第一水流 量調節閥門(14)之間設有第一過濾器(13)，上游腔(20)經第一過濾器(13)連接至測壓 室。
7.根據權利要求6所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于下游腔(1)與第二水流 量調節閥門(9)之間設有第二過濾器(7)。
8.根據權利要求7所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于下游腔(1)經過第二過 濾器(7)與電動三通球閥(15)的下游腔端相連。
9.根據權利要求7所述的多功能水泵控制閥門，其特征在于下游腔(1)與電動三通 球閥(15)的下游腔端之間設有第三過濾器(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能水泵控制閥門，包括閥體；所述的閥體為通用的低流阻、雙控制腔水力控制閥，其特征在于還包括恒揚程導閥和電動三通球閥；所述的恒揚程導閥包括測壓室、入口、第一出口以及第二出口，第一出口與第二出口的分流比例受測壓室的壓力控制，測壓室與上游腔相連，上游腔經第一單向閥與入口相連，第一出口與上控制腔相連，第二出口與下游腔相連；下游腔經第二單向閥與上控制腔相連；電動三通球閥包括公共端、大氣端以及下游腔端，公共端與下控制腔相連，大氣端與大氣相通，下游腔端與下游腔相連。本實用新型結構簡單，可靠性高，性價比高，應用前景廣闊，能在同一閥門、一次調節而實現多種控制功能。
文檔編號F04B49/22GK201610837SQ20102010429
公開日2010年10月20日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者鄭全 申請人:廣州三業科技有限公司