水位調節閥的製作方法
2023-11-04 21:14:37 2
專利名稱：水位調節閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水位調節閥，水位調節閥用於在一水箱和緊鄰水箱設置的一豎直水管之間構成一流動通道，從而使流動通道與水箱和水管都垂直。
背景技術：
圖4和圖5示出了現有技術中的水位調節閥的結構。水位調節閥a具有在其下端與一水管P連接的入口b；一個角形閥盒d，該角形閥盒包括一出口c，出口c在水位調節閥a的側部與一水箱T連接；一用作蓋的閥帽e，閥帽與閥盒d結合起來；以及位於閥內部的水位調節機構f。在水位調節機構f中，一個閥口i與入口b同軸地向上形成，一個通向入口b的初始壓力室g通過閥口i連接到一個通向出口c的次生壓力室h，一個用於打開和關閉閥口i的閥盤j可自由附上/分離地設置，並由一個彈簧k沿著閥口i被關閉的方向推動。一個隔膜n藉助於一個閥杆m設置在閥盤j之上，並且位於閥盒d和設置在閥盒d上部上的閥帽e之間。由隔膜n和閥帽e圍成的空間被稱作隔膜室p，隔膜室p和次生壓力室h由隔膜n分開。隔膜室p和初始壓力室g通過一個支管q通向設置在水箱T上、用作控制閥的浮球開關S。當水位調節閥a處於供水停止狀態，閥盤j由作用在隔膜室p內部的初始壓力和彈簧k的彈力沿著閥關閉的方向通過閥杆m關閉。當水箱T的水位下降並因而使浮球開關S打開時，隔膜室p的內部壓力小於初始壓力室g的壓力，結果，初始壓力室g的內部壓力克服彈簧k的彈力打開閥盤j，從而將水供到水箱T。
但是，在上述結構的水位調節閥a的供水停止狀態，隔膜n由作用在隔膜室p的初始壓力沿著閥關閉方向(即，向下)移動，換句話說，壓力僅僅作用在隔膜n的一側(即，作用在隔膜室p那一側)，因此，閥很容易破裂，除非其硬度被加強。為此，將使用的隔膜n在水位調節閥a中必須較厚。但是，這種厚的隔膜n不能靈活地運行，並且導致妨礙閥盤的打開和關閉，從而阻礙調節閥的正常功能。為了克服這個缺點，隔膜n承受壓力的直徑必須大大地增大。但是，這也是不利的，因為水位調節閥a的尺寸變得很大。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的水位調節閥的特徵在於，它包括設置在主體下部的入口；設置在主體一個側部的出口；通過分隔主體內部而形成的分別通向入口和出口的初始壓力室和次生壓力室，初始壓力室和次生壓力室通過與入口同軸地向上形成的一個閥口相互連接；設置用於打開和關閉閥口的閥盤，閥盤被一個彈簧沿著閥關閉方向推動；通過一個結合到閥盤上的隔膜分隔一個設置在主體內部的隔膜背側的隔膜室和初始壓力室；隔膜在隔膜室一側的壓力承受區域設定成大於隔膜在初始壓力室一側的壓力承受區域，初始壓力室和隔膜室通過一個旁路流動通道相互連接，以及隔膜室連接到用作控制閥的浮球開關的主側。因此，在水位調節閥的供水停止狀態，初始壓力作用到由隔膜分隔的初始壓力室和隔膜室，即，同一壓力作用到隔膜的兩個壓力承受表面以減小作用到隔膜本身上的負荷，閥盤被由於隔膜壓力承受區域在隔膜室一側大於在初始壓力室一側導致的所承受壓力差值產生的閥關閉力、以及彈簧沿著閥關閉方向的彈力所關閉。
圖1顯示了使用中的水位調節閥。
圖2是水位調節閥的橫斷面圖。
圖3是顯示旁路流動通道的放大橫斷面圖。
圖4顯示了現有技術的水位調節閥。
圖5是現有技術的水位調節閥的橫斷面圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖對本發明的一個實施例進行描述。標號1表示設置成在一水箱T和緊鄰水箱T豎直安裝的一水管P之間構成一垂直流動通道的水位調節閥的主體。主體1主要由閥盒2、閥帽3和水位調節機構4構成。
閥盒2具有一個與水管P連接的入口5和一個與形成在水箱T側壁上部的噴口連接的出口6。入口5形成在閥盒2的下部，而出口6形成在閥盒2的側部上，以使入口5和出口6的中心線相互交叉。分別通向入口5和出口6的初始壓力室7和次生壓力室8設置在閥盒2的內部。次生壓力室8和初始壓力室7由分隔件9在閥盒2的內部分別分成內側和外側。一個向上的閥口10與入口5同軸地形成在分隔件9上，初始壓力室7和次生壓力室8通過閥口10相互連接。通過閥口10通向初始壓力室7和次生壓力室8的開口2a形成在閥盒2的上部。
水位調節機構4主要由一個設置用於打開和關閉閥口10的閥盤11、一個用於沿著閥關閉方向推動閥盤11的彈簧12、一個與閥盤11結合的隔膜13、以及閥盤11的閥杆14。閥帽3在其內側具有一個凹形空間15，並用作封閉閥盒2的開口2a的蓋。閥帽3和閥盒2的上部通過隔膜13相互結合起來。通向閥盒2的開口2a的初始壓力室7和在隔膜13的背側(即，上表面)上的閥帽3的內部空間15由隔膜13分隔，結果，內部空間15限定了一個隔膜室15。
閥盤11製作成，使隔膜13的下表面大體上環狀地突出，以便與環繞閥口10設置的閥座16相對應。形狀幾乎象一個盤的隔膜加壓件17和17a分別連接到在閥盤11內側的隔膜13下表面和與閥盤11對應的隔膜13上表面。在隔膜室15一側的隔膜13的壓力承受區域L2(即，包括隔膜加壓件17的隔膜13的整個上表面的區域)設定成大於在初始壓力室7一側的隔膜13的壓力承受區域L1(即，在閥盤11外側的隔膜13下表面的環形區域)。閥杆14固定在閥盤11的中心(對應於隔膜13的中心)，使得其從閥盤上下表面突出。閥杆14的上端可自由滑動地插入在閥杆導向部19中，閥杆導向部19是通過挖空設置在隔膜室15上部的調節螺釘18的下端部而形成的。閥杆14的下端可自由滑動地插入在一圓柱形閥杆導向部20中，閥杆導向部20向著次生壓力室8的底部突出。調節螺釘18被擰入在閥帽3的上部中心以便從外側插入。從閥帽3的上部突出的調節螺釘18上端部可被旋轉以便上下移動調節螺釘18，當隔膜13移動時，通過使調節螺釘18的下端與隔膜加壓件17接觸或者使其下端與隔膜加壓件17分開來調節隔膜13的移動量，因而調節閥盤11的打開程度，即，被噴出的水量。閥杆14穿過的彈簧12被壓縮並置於隔膜室15和隔膜加壓件17之間，彈簧12沿著閥關閉方向推動閥盤11。在初始壓力室7中，一個濾網21環繞閥口10設置。在該實施例中，閥盤11與隔膜13成一體地形成，以便將隔膜13與閥盤11結合起來，結果，主體1形成得較為緊湊。但是，象圖5所示的水位調節閥a一樣，閥盤11和隔膜13可以是相互分開的，並且隔膜13可以結合到閥盤11上，使得閥盤11連接到向著隔膜13中心下部突出的閥杆14上。如果作為單獨部件的閥盤11和隔膜13按照這種方式相互結合起來，閥盤11在其背側(即，與隔膜13的下表面相對的表面)沿著閥關閉方向承受初始壓力，如後所述，因為初始壓力室7和隔膜室15是相互連接的。因而，隔膜13在初始壓力室7一側的壓力承受區域L1是通過從隔膜13的整個下表面的區域減去沿著閥關閉方向承受初始壓力的閥盤11背部區域而計算出來的，因此，隔膜13在與隔膜13的整個上表面區域對應的隔膜室15一側的有效區域L2設定成比隔膜13在初始壓力室7一側的壓力承受區域L1大。
如圖3所示，初始壓力室7和隔膜室15通過一個旁路流動通道22相互連接。旁路流動通道22被包括在設置用於將閥盒2連接到閥帽3上的法蘭23和24中。旁路流動通道22的進口22a形成通向初始壓力室7，其出口22b形成通向隔膜室15。在旁路流動通道22中，一個通孔13a形成在置於法蘭23和24之間的隔膜13外緣上，從而不阻止水沿著旁路流動通道22流動。如圖3所示，在旁路流動通道22中，一個流入孔25鄰近出口22b設置在上遊側。流入孔25由流動通道A至E構成，每個流動通道是十分細長，並且在相互豎直地疊置的幾乎成盤狀的塊體26和26a的內部蜿蜒。流入孔25是如下構成的。即，在下部塊體26a中，沿向上/向下方向穿透的第一超細豎直流動通道A形成為通向旁路流動通道22的下遊側。在上部塊體26中，通向第一豎直流動通道A的上遊端的第一超細環狀流動通道B形成在底部表面部分上。在第一環狀流動通道B中，沿向上/向下方向穿透上部塊體26的第二超細豎直流動通道C與第一豎直流動通道A平行地連續形成在一個部分上，該部分使連續部分朝向第一豎直流動通道A的上遊端，通向第二豎直流動通道C上遊端的第二超細環狀流動通道D形成在上部塊體26的上表面上。在第二環狀流動通道D中，以下降方式傾斜地通向出口22b的超細傾斜流動通道E連續地形成在一個部分上，該部分使連續部分朝向第二豎直流動通道C的上遊端。在塊體26和26a中，彈簧銷SP插入在沒包括在流動通道A至E的中心部分中，塊體26的底表面和塊體26a的上表面相互結合，以將流動通道A和B相互連接起來，流動通道D是由上部塊體26的上表面和其接合面J構成的。隔膜室15也通向用作控制閥的浮球開關S的主側，一個流動通道面積比流入孔25大的流出孔28設置在通向浮球開關S的通道27的下遊端。旁路流動通道22的進口22a覆蓋有濾網29。
浮球開關S包括一個閥盤(未示出)，主側和輔助側通過閥盤在設置在水箱T的頂板上的主體中被相互分隔，並且輔助側連接到水箱T。閥盤結合到可上下自由移動的杆SR上，以通過連杆機構SL打開和關閉閥盤，可自由滑動地穿過浮球SF的豎直軸SV的上端部可樞轉地安裝到杆SR的末端上。豎直軸SV的上端部製作成可通過一對平行的連杆ST沿著同一軸線上下往復運動，平行連杆ST中的一個設置有平衡重SW，平衡重SW沿著豎直軸SV被上推的方向起作用。豎直軸SV插入水箱T的內部，同時使上端側安裝到杆SR上。在豎直軸SV的插入部分上，一個止擋部SS和一個浮球下降止擋部SN分別設置在上部合適的位置和下部合適的位置。止擋部SS設置成，使與止擋部SS接觸的浮球SF的浮動狀態對應於設定在水箱T中的水位。在該狀態，浮球SF通過止擋部SS上推豎直軸SV，並且也上推桿SR以保持閥盤的關閉狀態。在該狀態，平衡重SW支承由浮球SF產生的豎直軸SV的提升力。當水箱T的水位從上述設定值變化到低於一預定範圍，即，當浮球SF向下與止擋部SS分開一預定距離，通過浮球SF的浮力和平衡重SW已處於被提升狀態的豎直軸SV下降，杆SR向下旋轉以打開閥盤。結果，浮球開關S的主側和輔助側相互連接，在主體1的隔膜室15中的加壓水噴到水箱T。浮球開關S不局限於上述結構。簡而言之，用作水位調節閥的控制閥的浮球開關所要做的就是根據水箱T的水位變化來打開和關閉閥。
接著，將描述本發明的水位調節閥的運行。在圖1中的狀態，其中，水箱T中的貯存水保持一預定水位，浮球開關S關閉，水位調節閥的主體1處於供水停止狀態。在供水停止狀態，初始壓力施加到由隔膜13分開的初始壓力室7和隔膜室15上，因此，同樣的壓力作用在隔膜13的兩個壓力承受表面上。閥盤11承受閥關閉力，閥關閉力是由以下事實導致的所承受壓力差產生的，即，隔膜13在隔膜室15一側的壓力承受區域L2大於隔膜13在初始壓力室7一側的壓力承受區域L1以及彈簧的彈力沿著閥關閉方向，因而，保持閥關閉狀態。此後，當水箱T中的水位移動到預定範圍內的設定水位以下時，浮球開關S被打開，浮球開關S的主側和輔助側相互連接。因此，隔膜室15中的加壓水通過浮球開關S噴到水箱T中。結果，隔膜室15的壓力降低，並且變化到初始壓力室7的壓力以下。因此，初始壓力室7的壓力克服隔膜室15的壓力和彈簧12的彈力打開閥盤11，水被供給到水箱T。此後，當水箱T的水位達到設定值時，浮球開關S關閉，從隔膜室15到浮球開關S的水流停止。由於通過旁路流動通道22從初始壓力室7到隔膜室15的水流，隔膜室15變得與初始壓力室7的壓力相同，閥盤11關閉，向水箱T的水供給停止。當隔膜室15中的加壓水被輸送到浮球開關S時，隔膜室15通過旁路流動通道22接受來自初始壓力室7的水。該水流減緩了流到隔膜室15的水流，因為設置在旁路流動通道22的上遊側的流入孔25減小了流動截面積並增大了壓力損失。另一方面，也是在從隔膜室15到浮球開關S的水流中，流出孔28減緩了水流。由於流出孔28的流動通道截面積大於流入孔25的流動通道截面積，流出到浮球開關S的量大於流入到隔膜室15的量，隔膜室15中的壓力降低，因而沿著閥關閉方向移動隔膜13。
根據本發明，入口5設置在水位調節閥的主體1的下部，並與豎直水管P連接。此外，出口6設置在主體1的側部，並與水箱T連接。因此，主體1可以安裝成在豎直水管P和水箱T之間構成一垂直的流動通道。
另外，通過分隔主體1的內部而形成的初始壓力室7和次生壓力室8通過與入口5同軸地向上形成的閥口10相互連接，以分別通向人口5和出口6，閥盤11設置用於打開和關閉閥口10。因此，閥口10可以與豎直水管P在同一軸線上設置，用於打開和關閉閥口10的閥盤11、驅動閥盤11的隔膜13以及彈簧12可以設置在主體1的上部。因此，當與例如這樣一個結構進行比較時，在該結構中諸如閥口和閥盤的一組機構設置到主體的側部，主體1的維護可以在更舒適的位置進行，而且工作可以更有效地進行。
而且，閥盤11被彈簧12沿著閥關閉方向推動，結合到閥盤11上的隔膜13將設置在主體內的隔膜13背側的隔膜室15與初始壓力室7分開。此外，隔膜13在隔膜室15一側的壓力承受區域L2大於隔膜13在初始壓力室7一側的壓力承受區域L1，初始壓力室7和隔膜室15通過旁路流動通道22相互連接。因此，在主體1的供水停止狀態，初始壓力作用到由隔膜13分隔的隔膜室15和初始壓力室7，閥盤11被由隔膜13在初始壓力室7一側和在隔膜室15一側的壓力承受區域L1和L2之間的差值產生的閥關閉力以及彈簧12沿著閥關閉方向的彈力所關閉。因此，隔膜13的兩個壓力承受表面可以由同一壓力支承，閥破裂的可能性可通過減小作用在隔膜13上的負荷而降低。因此，本發明的水位調節閥可以消除象現有技術的水位調節閥a在供水停止狀態壓力僅僅作用在隔膜n在隔膜室p一側的側部上的結構所產生的缺點，即，使隔膜n增厚和為了極大地擴大壓力承受直徑而增大水位調節閥a的主體的缺點。此外，即使採用具有正常厚度和正常壓力承受直徑的隔膜13也可以進行靈活的運行，可以提供具有足以與額定流量相對應尺寸的水位調節閥的主體1。而且，由於通過旁路流動通道22通向初始壓力室7的隔膜室15連接到用作控制閥的浮球開關S的主側，當浮球開關S打開時隔膜室15中的加壓水流到浮球開關S，隔膜室15中的壓力變化到初始壓力室7中的壓力以下。因此，初始壓力室7中的壓力克服隔膜室15的壓力和彈簧12的彈力打開閥盤11，水可自動地供給到水箱T。
而且，由於流入孔25和流出孔28分別設置在旁路流動通道22和通向浮球開關S的通道27上，當浮球開關S被打開時，通過旁路流動通道22從初始壓力室7到隔膜室15的水的流動以及從隔膜室15到浮球開關S的水的流動可被控制和減緩。此外，由於流出孔28在流動通道截面積上設定成比流入孔25的大，隔膜13和閥盤11可以移動，從而不導致隔膜室15中快速的壓力波動。因此，響應隔膜室15的快速壓力波動而劇烈地上升和下降的作用在隔膜13上的負荷或者此時由隔膜13產生的刺耳噪音可顯著地減小。此外，也可以防止浮球開關S關閉時發生在水管側的水錘。因此，其經濟效果毫無疑問地是很大。
權利要求
1.一種水位調節閥，包括主體；設置在主體下部的入口；設置在主體一個側部的出口；通過分隔主體內部而形成的分別通向入口和出口的初始壓力室和次生壓力室，初始壓力室和次生壓力室通過與入口同軸地向上形成的一個閥口相互連接；設置用於打開和關閉閥口的閥盤，閥盤被一個彈簧沿著閥關閉方向推動；結合到閥盤上的隔膜，一個隔膜室設置在主體內部中的隔膜背側，並且初始壓力室被隔膜所分隔；其中，隔膜在隔膜室一側的壓力承受區域設定成大於隔膜在初始壓力室一側的壓力承受區域，初始壓力室和隔膜室通過一個旁路流動通道相互連接，以及隔膜室連接到用作控制閥的浮球開關的主側。
2.如權利要求1所述的水位調節閥，其特徵在於，還包括分別設置在旁路流動通道和通向浮球開關的通道上的流入孔和流出孔，其中，流出孔具有比流入孔大的流動通道面積。
全文摘要
通向設置在主體下部的入口(5)和設置在主體側部的出口(6)的初始壓力室(7)和次生壓力室(8)是分隔主體內部形成的,室(7,8)通過與入口(5)同軸向上形成的閥口(10)相互連接。打開和關閉閥口(10)的閥盤(11)由彈簧(12)沿閥關閉方向推動。結合到閥盤(11)上的隔膜(13)將設置在主體內部的隔膜背側的隔膜室(15)與初始壓力室(7)隔開。隔膜在隔膜室一側的壓力承受區域大於隔膜在初始壓力室一側的壓力承受區域。室(7,15)通過一個旁路流動通道(22)相互連接。隔膜室連接到浮球開關(S)的主側。因此,在供水停止狀態,隔膜的兩個壓力承受表面由同一壓力支承,作用在隔膜上的負荷減小,隔膜破裂的可能性減小。
文檔編號F16K31/16GK1355389SQ01120329
公開日2002年6月26日 申請日期2001年7月24日 優先權日2000年11月27日
發明者松浦伸幸, 山口壽之 申請人:兼工業株式會社