反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥的製作方法
2024-02-04 05:29:15
專利名稱：反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥的製作方法
技術領域：
本發明屬於給水系統用輔助裝置，特別是一種反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥。
現今建築物所採用的供水系統中，為了避免自來水管路壓力過低或過高，從而導致水龍頭出水時產生水流斷斷續續或水流突然急速噴出的情形，大多於供水管路上裝設用以穩定水壓的水壓機，藉由水壓機維持供水管路的水壓保持在一定範圍內。
習用的用以控制水壓的水壓機依照其控制方式的不同，大致上可分為以變頻器搭配的變頻式電機的恆壓水壓機及以壓力開關控制水壓機啟動停止的壓差式水壓機。
壓差式水壓機包括水壓機、設置在水壓機出口管路的壓力開關及儲壓筒。藉由壓力開關感測出口管路的水壓，且可設定壓力範圍。當用戶用水使得供水管路壓力降低到該壓力開關設定壓力範圍的下限時，藉由壓力開關控制該水壓機啟動，以補充供水管路的水壓；而當供水管壓力上升後，藉由壓力開關控制該水壓機停止運轉，以使供水管路的水壓不會繼續上升。儲壓筒系用於在水壓機啟動時，儲存水壓；而當水壓機停止運轉後，藉由儲壓筒儲存的壓力補充供水管路流失的水量，以使得水壓機停止運轉後，供水管路的壓力不會下降過快，以減少水壓機啟動的頻率。
變頻式恆壓水壓機包括水壓機、轉速可變的變頻式電機、偵測供水管路壓力的壓力感測開關及變頻器。藉由變頻器依據壓力感測開關測到的水壓大小，控制水壓機電機轉速升降，以保持供水管路水壓穩定。
習用的壓差式水壓機與變頻式水壓機相比較，由於壓差式水壓機的電機轉速為固定不變，系單純利用壓力開關控制水壓機電機的啟動或停止來調節水壓，因此，如果水壓機的出水量大於供水管路的用水需求量時，將會使得供水管路的壓力上升速度過快，水壓機啟動後，馬上就停止運轉，導致水壓機啟動、停止的頻率過於頻繁，不但造成水壓機耗電量過大，而且還會嚴重影響水壓機的使用壽命。
同時，當水壓機的出水量大於用水量時，將會使水壓機所送出的水流阻塞在水壓機的出口，使水壓機出口壓力上升，使水壓運轉時我負荷大幅度上升，而使得電機運轉時耗電量大增。
因此，壓差式水壓機的理想設計應為水壓機的出水流量相等於供水管路的出水量，以使得水壓機啟動後，供水管路的壓力能夠緩慢地上升，以避免水壓機啟動、停止頻率過於頻繁及電力消耗過大的情況。
但由於壓差式水壓機的電機轉速固定，使其出水量無法改變，而一般公寓大廈的用水量會隨著時間的不同而有極大的差異。因此供水系統設計者為了要滿足尖峰時間的用水量，便必須要採用較大出水量的水壓機。但是如此一為，當低峰時間用水量減少時，水壓機的出水量便會遠超過用戶的用水量，因此無避免地會造成水壓機運轉浪費能源，且影響到水壓機電機壽命的缺點，並使得用水壓力不穩定。
而變頻恆壓式水壓機，由於採用可變轉速的變頻式電機，因此，可在用水量小時，降低電機的轉速；在用水量大時，提高電機轉速。以使得水壓機的出水量可隨著供水管路的用水量大小而調整，從而能夠避免水壓機電機啟動停止過於頻繁的缺點。
但這種習用的變頻恆壓式水壓機，由於必須使用構造複雜、價格昂貴的變頻式電機及變頻器，而且需要專業人員維護，因此，變頻恆壓式水壓機雖然具有較為良好的功效，但其設備成本及操作維修的成本遠大於壓差式水壓機，且其成本遠非一般小型用戶可以負擔，因此，現今只有大型用戶才會選擇使用恆壓變頻式水壓機。
本發明的目的是提供一種結構簡單、設備成本低、操作維修方便、使用性能好、節省能源及延長水壓機使用壽命的反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥。
本發明包括本體、控制件、彈性元件及連接於彈性元件的彈性調整元件；本體上方中央轉動安裝有套管，本體兩側設有由流道連通的入口及出口；套管構成與流道連通的空室，其底端設有構成閥口並插入本體流道中的延伸部分；控制件滑動設置於套管空室內，並使其頂面低於接口的高度，彈性元件設置於控制件頂面與空室內頂面之間。
其中本體與套管之間設有旋轉定位結構。
旋轉定位結構具有由本體向上延設套合套管的連接座，於連接座開口端設數個軸向彈性切槽，其內周設有環槽；套管與連接座套合處外周設有與連接座內周環槽卡合的卡榫。
本體連接座外螺裝有束緊環；本體連接座外周設有外螺紋；束緊環設有與連接座上外螺紋螺合以束緊連接座開口端的內螺紋。
由於本發明包括本體、控制件、彈性元件及調整元件；本體上轉動安裝有套管，本體兩側設有由流道連通的入、出口；套管構成與流道連通的空室，其底端設有構成閥口並插入本體流道中的延伸部分；控制件滑動設置於套管空室內，並使其頂面低於接口的高度，彈性元件設置於控制件頂面與空室內頂面之間。組裝時，將本發明用於包括電機、水泵、進水管、供水管路、儲壓筒、壓力開關及逆止閥的壓差式水壓機中時。本發明設置在水泵的進水管上，以使得水流流過本發明以後，再流入該水泵的入口。運行時，本發明可以受水壓機水泵出口端壓力變化控制，而隨著供水管路的壓力變化而改變通過水流的流量，藉以使水泵的進水量與出水量可以隨著供水管路的用水量而調整。當供水管路的用水量大而使供水管路壓力下降時，本發明的流量系可以加大，而使水泵的進水量增加；當用水量少時，本發明的流量系可以減少，而使得水泵的進水量減少，因此而使得水泵的出水量也隨著減少。當水壓機流量及壓力變化範圍極大時，藉由轉動安裝在本體連接座內的套管，調整套管底端延伸部分構成的閥口與本體流道截面重疊的程度，以調整水流通過流道流量；並藉由調整元件調整彈性元件的彈性係數，以適應於水壓機的各種揚程、壓力的設定，不僅結構簡單、設備成本低、操作維修方便，而且使用性能好、節省能源及延長水壓機使用壽命，從而達到本發明的目的。
圖1、為本發明結構示意剖視圖。
圖2、為本發明動作示意圖。
圖3、為圖2中A向視圖。
圖4、為圖1中B-B剖視圖。
圖5、為組裝有本發明的壓差式水壓機結構示意圖。
圖6、為圖1中C-C剖視圖(套管底部開口調至最大)。
圖7、為圖1中C-C剖視圖(套管底部開口調小)。
下面結合附圖對本發明進一步詳細闡述。
如圖5所示，本發明30用於包括電機11、水泵12、進水管13、供水管路14、儲壓筒20、壓力開關21及逆止閥60的壓差式水壓機10中。水泵12由電機11驅動，水泵12的進水口及出水口分別與進水管13及供水管路14連接。儲壓筒20設置在供水管路14上，系可於水壓機10啟動時，讓水流進入到儲壓筒20內，而於水壓機10停止運轉時，藉由該儲壓筒20儲存的水壓補充供水管路14流失的水量，以使得水壓機10停止運轉後，供水管路14的水壓不會立刻下降，避免水壓機10停止運轉後又必須要立刻啟動。
壓力開21關設置在供水管路14上，藉由壓力開關21感測供水管路14的水壓，並且控制該水壓機10電機11的的啟動與停止。
本發明30設置在水泵12的進水管13上，以使得水流流過本發明30以後，再流入該水泵12的入口。如圖5所示，本發明30具有與連接口座37連接的連接管50，連接管50的另一端設有與供水管路14連通的壓力出口22，因此使得供水管路14的水壓可以被導引入本發明30中。
本發明30的主要技術特徵系在於可以受水壓機10水泵12出口端壓力變化控制，而隨著供水管路14的壓力變化改變通過水流的流量，藉以使水泵12的進水量與出水量可以隨著供水管路14的用水量而調整。當供水管路14的用水量大而使供水管路14壓力下降時，本發明30的流量系可以加大，而使水泵12的進水量增加；當用水量少時，本發明的流量系可以減少，而使得水泵12的進水量減少，因此而使得水泵12的出水量也隨著減少，且壓力開關21感測到的水壓也可以平緩地上升，使電機11啟動停止的動作平穩，以避免電機11起動頻繁的狀況。
如圖1所示，本發明30包括本體31、控制件40、為拉伸彈簧的彈性元件42、調整元件70、束緊環81、82、塞體45及連接口座37。
本體31為中空管體，其上方中央向上延設套合套管33的連接座311，於連接座311開口端設數個軸向彈性切槽312，其內、外周分別設有環槽313及外螺紋314，本體兩側設有由流道39連通的入口34及出口35。
套管33構成圓筒狀空室32，並於空室32上方內周壁設有定位環321，套管33上部外周設有環槽331，其底端設有構成閥口332延伸部分333，底部外周設有與連接座311內周環槽313卡合的卡榫334，；套管33底端轉動安裝於本體31連接座311上，其外周與連接座311內周之間設有密封環316；套管33底端延伸部分333插入本體31流道39中，並使其上空室32與本體31流道39連通，套管33外周卡榫334與連接座311內周環槽313卡合，以構成旋轉定位結構315。
控制件40外周與轉動安裝在本體31上套管33的空室32相對應，其外周套設有至少一個密封環41，控制件40中央設有通孔44。如圖3所示，控制件40底部設置若干溝槽47。
調整元件70用於調整彈性元件42的彈性係數，其為可上、下滑動套裝在套管33外的滑動蓋，其上設有接口71，並於接口71頂端朝下延設上掛鈎43，調整元件70底端設數個軸向彈性切槽72，並於底端內、外周分別設有與套管33環槽331卡合的卡榫73及外螺紋74。
束緊環81、82、分別設有與調整元件70底端及連接座311外周外螺紋314螺合的內螺紋。
塞體45上設有下掛鈎46。
控制件40滑動設置於轉動安裝在本體31上套管33構成的空室32內，並使其頂面低於設置於調整元件70上接口71的高度，藉由密封環41與空室32內周壁緊密接觸，調整元件70滑動套裝於套管33外，以使得空室32上端形成封閉狀態，塞體45設置於控制件40通孔44底端，連接口座37設置於調整元件70的接口71上，為拉伸彈簧的彈性元件42置於控制件40通孔44內，其上、下端分別與上、下掛鈎43、46連接，束緊環81螺裝在調整元件70底端，藉由其底端軸向彈性切槽72束緊其底端，使其底端內周卡榫73卡合於套管33環槽331內。束緊環82螺裝在連接座311上，藉由連接座311開口端軸向彈性切槽312束緊連接座311開口端，使其內周環槽313與套管33底部卡榫334卡合；調整元件70上的接口71經連接口座37與連接於供水管路14的連接管50連接，用以將儲壓筒20及供水管路14的壓力導入轉動安裝於本體31上套管33的空室32內，本體31以其下端入口34及出口35連接於水泵12進水管13上，使水流經入口34、流道39及出口35流入水泵12。
如圖5所示，逆止閥60設置於本發明30的入口34側進水管13上，以用於防止供水管路14及本發明30內水流逆流及延長密封環41的使用壽命。
如圖2所示，供水管路14的壓力進入空室32後，可推動控制件40朝下方移動，藉由位於控制件40與空室32內頂面之間的為拉伸彈簧的彈性元件42，對控制件40產生與水壓方向相反的彈性作用力，並帶動控制件40產生與其承受水壓方向相反的位移。因此，當供水管路14的水壓大於為拉伸彈簧的彈性元件42的拉伸彈力時，便可使控制件40在水壓推動下產生向下的位移，而當供水管路14的水壓下降時，控制件40在為拉伸彈簧的彈性元件42拉伸彈力作用下向上移動。
如圖1、圖2、圖4所示，控制件40交互承受供水管路14內水壓及為拉伸彈簧的彈性元件42拉伸彈力的作用，而於轉動安裝於本體31上套管33空室32內作上、下往復位移，且其底端系可伸入延伸至連通入、出口34、35的流道39內的套管33的延伸部分333的閥口332處，而使流道39受到不同程度的遮蔽。如圖2所示，當供水管路14的壓力增加時，控制件40受到水壓的推動，伸入套管33的延伸至流道39中延伸部分333的閥口332處，遮擋住閥口332，使水流通過的截面積縮小，而使水泵12的進水量減少。同時，如圖1所示，當供水管路14的壓力較小時，為拉伸彈簧的彈性元件42的拉伸彈力大於供水管路14的壓力，控制件40在為拉伸彈簧的彈性元件42拉伸彈力作用下，向上移動，減少套管33延伸部分333的閥口332受控制件40遮蔽的程度，因此，使水流通過的截面積加大，而使水泵12的進水量增加。而且藉由套管33空室32內周壁的定位環321限制控制件40於空室32內向上移動的最高位置。
如圖3所示，藉由控制件40底部設置的若干溝槽47，使控制件40與本體31內底部接觸時，仍可有少量水流自入口34經溝槽47流至出口35，以防止水泵12因吸不到水而造成空蝕。
如圖5所示，藉由設置於本發明30的入口34側進水管13上的逆止閥60，防止供水管路14及本發明30內水流逆流。
本發明30是否可以達成有效控制水泵12進水量與供水管路14用水量相互均衡功效的主要關鍵，系在於用以推動控制件40的為拉伸彈簧的彈性元件42的彈力大小是否能夠與儲壓筒20及供水管路14的壓力適當地配合，而使得在各種不同用水量狀態下，控制件40在套管33空室32內皆可以產生適當位移量，移動到合適的高度位置，以調節連通本體31入口34及出口35的流道39的開放面積，以使水泵12的進水量與供水管路14上的用水量相互配合。而因各種規格的水壓機揚程不同，所以其運轉時的壓力及流量狀態皆不相同，因此，本發明30設置有一個用以調整為拉伸彈簧的彈性元件42彈性係數的調整元件70，以使本發明30可以配合各種規格及不同揚程的水壓機使用。
如圖1所示，當控制件40被水壓向下推動時，為拉伸彈簧的彈性元件42受到拉伸而儲蓄彈力。且如圖2所示，當本發明30與不同規格及揚程水壓機配合使用，而需調整彈性元件42的彈性係數時，旋鬆螺裝在調整元件70底端的束緊環81，藉由調整元件70底端軸向彈性切槽72，使其底端朝外彈性展開，其內周卡榫73與套管33環槽331脫離，便可使為滑動蓋的調整元件70沿套管33向上(或向下)移動，調長(或調短)上端連接於調整元件70接口71頂端朝下延設的上掛鈎43上的為拉伸彈簧的彈性元件42的長度，以增大(或減小)為拉伸彈簧的彈性元件42的彈性係數，當彈性元件42的彈性係數調整至所需值時，以束緊環81螺裝於調整元件70底端的外螺紋74上，藉由調整元件42底端的彈性切槽72，束緊調整元件70底端，使其內周卡榫73卡合於套管33外周的環槽331上，將調整元件70及彈性元件42固定於調定位置，以適應於水壓機的各種揚程、壓力的設定。
當水壓機流量及壓力變化範圍極大時，如圖2、圖6、圖7所示，旋鬆束緊環82，藉由連接座311開口端軸向彈性切槽312，使其開口端朝外彈性展開，其內周環槽313與套管33卡榫334脫離，於連接座311內轉動套管33，調整套管33底端延伸部分333構成的閥口332與本體31流道39截面重疊的程度，如圖6所示，當閥口332與本體31流道39截面全部重疊時，通過流道39的流量最大。如圖7所示，當逐漸減小重疊程度時，通過流道39的流量則逐漸減小。當調整至所需重疊程度時，以束緊環82螺裝於連接座311開口端，藉由連接座311開口端的軸向彈性切槽312，束緊連接座311開口端，使其內周環槽313卡合於套管33外周的卡榫334上，使套管44與連接座311之間固定於調定位置。
本發明30藉由以上元件組合，可雙重調整本發明30控制水泵12進水量的大小，以適應不同流量及壓力的水壓機，擴大本發明的適用範圍。
權利要求
1.一種反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥，它包括本體、控制件、彈性元件及連接於彈性元件的彈性調整元件；本體上部中央為構成圓筒狀空室的套管，本體下部兩側設有由與空室連通的流道連通的入口及出口；控制件滑動設置於本體空室內，並使其頂面低於接口的高度，彈性元件設置於控制件頂面與空室內頂面之間；其特徵在於所述的套管轉動安裝於本體上方；套管底端設有構成閥口並插入本體流道中的延伸部分。
2.根據權利要求1所述的反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥，其特徵在於所述的本體與套管之間設有旋轉定位結構。
3.根據權利要求1或2所述的反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥，其特徵在於在所述的旋轉定位結構具有由本體向上延設套合套管的連接座，於連接座開口端設數個軸向彈性切槽，其內周設有環槽；套管與連接座套合處外周設有與連接座內周環槽卡合的卡榫。
4.根據權利要求3所述的反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥，其特徵在於在所述的本體連接座外螺裝有束緊環；本體連接座外周設有外螺紋；束緊環設有與連接座上外螺紋螺合以束緊連接座開口端的內螺紋。
全文摘要
一種反饋調節壓差式水壓機流量的控制閥。為提供一種結構簡單、設備成本低、操作維修方便及延長水壓機使用壽命的流量調節裝置,提出本發明,它包括本體、控制件、彈性元件及調整元件;本體上轉動安裝有套管,本體兩側設有由流道連通的入、出口;套管構成與流道連通的空室,其底端設有構成閥口並插入本體流道中的延伸部分;控制件滑動設置於套管空室內,並使其頂面低於接口的高度,彈性元件設置於控制件頂面與空室內頂面之間。
文檔編號F16K17/22GK1292469SQ9912172
公開日2001年4月25日 申請日期1999年10月8日 優先權日1999年10月8日
發明者沈鎝桓 申請人:沈鎝桓