輸氣管萬向排水閥的製作方法

2023-05-16 00:36:06

專利名稱：輸氣管萬向排水閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輸氣管排水閥，尤其涉及一種水下複雜安裝環境下輸氣管排水 閥。
背景技術：
揚水曝氣器、同溫層曝氣器等充氧混合設備安裝於水庫和湖泊中，用於改善水庫 湖泊水質。充氧混合設備以壓縮空氣為氣源，由安裝於岸邊的空壓機，通過水下輸氣管向其 供氣。在大型水體中安裝輸氣管時，不可能將水抽乾後在水底安裝，而是在水面接管後綁縛 重塊下沉到水底。由於水下地形複雜，高低起伏，因此只能採用低密度聚乙烯管、橡膠管等 柔性管道，安裝好的管道也隨地形高低起伏。輸氣管起端與大氣相通，末端與水庫水體相 通，在經歷了幾次輸氣、停氣周期後，在高低起伏的輸氣管中會出現氣、水相間的現象，即空 氣聚集到管道上彎的高處，水積蓄到管道下彎的低處。這種高處集氣、低處積水的現象猶如 一個個串聯的U形管，對流體的輸送產生了很大的阻力，引起兩個嚴重的後果。一是空壓機 向設備輸氣時需要更高的壓力，將每個U形彎下部的水向管道末端驅趕，通過管道出口進 入水庫，才能使輸氣暢通。二是當空壓機停止供氣後，輸氣管進口與空氣相通，管內空氣壓 力降為零，在輸氣管末端，水倒灌到輸氣管中，維持管內外壓力平衡，但由於眾多U形管阻 力的存在，水不能倒灌到輸氣管靠近水庫岸邊的起端，輸氣管在外水壓力擠壓下被壓扁，長 此以往會在管道兩側產生縱向裂縫，使管道破裂。為了解決這一問題，需要在輸氣管U形彎 的下凹處安裝一種閥件，當輸氣時能排除管道內積水，當停止運行時能使外水進入管道，但 不能讓管道內氣體排出。現有的技術中，疏水閥能排除管道積水而不排氣，止回閥能讓外水 進入而不排氣。這兩種閥門在管道上的安裝位置、安裝角度有較高要求，從水面下沉的非剛 性輸氣管在下沉過程中會發生扭轉、歪斜等移位，下沉到水底後也不能保證疏水閥和單向 閥所需的安裝角度，兩閥將不能正常工作，還可能發生漏氣現象。

發明內容
本發明的目的是為解決上述現有技術的不足，提供一種輸氣管萬向排水閥，該排 水閥能夠在各種安裝角度下排除管道內積水，消除U形存水彎現象，降低輸氣壓力。當安裝 於水下輸氣管上時，在不輸氣時能使外水進入管道，防止管道被外水壓力壓扁。為實現上述目的，本發明採用下述技術方案在中空的圓柱狀閥殼環向設有至少 4個閥芯安裝孔和至少4個閥芯，閥芯安裝在閥芯安裝孔內，閥芯的軸線與閥殼的軸線垂 直。所述的閥芯由閥瓦、浮球、彈力蓋、0型密封圈、導向杆、濾網、濾網壓環、外螺栓、彈 力蓋壓環、內螺栓組成，閥瓦為圓管形，一端開口，一端有底板，底板上開有進出水孔，濾網 由濾網壓環和外螺栓固定在閥瓦底板外側，0型密封圈沾粘在閥瓦底板內側進出水孔四周， 至少6根導向杆環向圍繞0型密封圈的外側固定在閥瓦底板和側壁上，浮球放置在導向杆 圍成的圓柱形籠內，彈力蓋由彈力蓋壓環和內螺栓覆蓋固定在閥瓦開口端。
所述的閥芯的閥瓦開口向下放置於空氣中時，彈力蓋應能承受浮球的自重，並將 浮球頂託擠靠在0型密封圈上，當閥芯開口向上淹沒於水中時，浮球能上浮頂起彈力蓋，使 浮球離開0型密封圈，在浮球與0型密封圈之間出現縫隙。所述的彈力蓋為橡膠彈性材料製成，其上開有過流孔。所述的導向杆為L形杆。閥殼由直筒和法蘭組成。在直筒環向開有閥芯安裝孔，用於安裝閥芯，兩端法蘭用 於與輸氣管連接。閥殼兩端直接與輸氣管相連，將輸氣管萬向排水閥安裝於輸氣管上，輸送 的氣體從閥殼內流過，閥芯能有控制地排除管道內積水，並在外水壓力大於閥殼內壓力時 進水。輸氣管萬向排水閥工作方式是閥殼兩端直接與輸氣管相連，將輸氣管萬向排水 閥安裝於輸氣管上。當閥殼所處的輸氣管道內積水時，位於閥殼下側閥芯中的浮球在浮力 作用下浮起，向上頂託彈力蓋，浮球不再擠壓在0型密封圈上，它們之間出現了能過流的縫 隙，此時如果空壓機向輸氣管內供氣，使管內壓力大於管外壓力，管內積水將從彈力蓋過流 孔、浮球與0型密封圈之間的縫隙、進出水孔、濾網排出。當管內積水排完後，浮球失去浮 力，自動回落到0型密封圈上，封住進出水孔，阻止氣體排出。位於閥殼兩側和上側的閥芯 中的浮球被彈力蓋擠壓在0型密封圈上。當空壓機停止供氣，管內空氣壓力下降到小於管 外水壓時，位於閥殼上側閥芯中的浮球在自重和外水壓力作用下向下頂託彈力蓋，浮球不 再擠壓在0型密封圈上，它們之間出現了能過流的縫隙，外水從濾網、進出水孔、浮球與0型 密封圈之間的縫隙、彈力蓋過流孔進入閥殼內，當閥殼內進水並將位於下側的閥芯淹沒時， 下側閥芯中的浮球在浮力作用下浮起，水將從下側的閥芯進入閥殼內。進出水孔外側覆蓋 有濾網，防止水中漂浮物進入閥殼內。當管道內充滿水，管道內外水壓平衡時，除了位於閥 殼下側的閥芯中的浮球外，其他浮球均被彈力蓋擠壓到0型密封圈上。由於本發明閥殼環向多個方向均勻安裝有至少4個閥芯，各自能獨立工作，將本 發明安裝在非剛性輸氣管上，下沉到水底時，無論管道發生扭轉還是傾斜，總有某些閥芯位 於閥殼下側或上側，能聯合發揮排水和進水功能，保障本發明功能的發揮。本發明結構科學合理，生產製造容易，成本低，安裝使用方便。其有益效果是在非 剛性輸氣管水下複雜安裝條件下，本發明不受安裝角度限制，在管道輸氣時排除管道內積 水，消除管道內氣水相間形成的U形管存水現象，降低輸氣壓力，節約能源。當管道停止輸 氣洩壓時，能使外水進入管道，保持內外水壓平衡，防止管道受外壓變形而破裂，延長輸氣 管使用壽命。閥芯的進出水孔外側覆蓋有濾網，防止水中漂浮物進入閥殼內，避免因水中雜 物影響閥芯的密閉性能和輸氣管輸氣效率。


下面結合附圖對本發明進行進一步說明。圖1是本發明的橫剖面結構示意圖；圖2是本發明的縱剖面結構示意圖；圖3是本發明的橫向任意角度安裝示意圖；圖4是本發明的縱向任意角度安裝示意圖。圖中，1-閥殼，2-閥芯，3-直筒，4-法蘭，5-閥芯安裝孔，6_閥瓦，7_浮球，8_彈力蓋，9-0型密封圈，10-導向杆，11-濾網，12-外壓環，13-外螺栓，14-內壓環，15-內螺栓， 16-進出水孔，17-過流孔。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，輸氣管萬向排水閥由閥殼1和4個閥芯2組成。閥殼1和閥芯 2均為柱狀，閥芯2垂直安裝於閥殼1上。閥殼1由直筒3和法蘭4組成，在直筒3環向開 有4個閥芯安裝孔5，用於安裝閥芯2。閥芯2通過螺紋固定於閥芯安裝孔5內。閥殼1通 過兩端的法蘭4與輸氣管相連。閥殼1用金屬或硬質非金屬材料製成。閥芯2由閥瓦6、浮 球7、彈力蓋8、0型密封圈9、導向杆10、濾網11、濾網壓環12、外螺栓13、彈力蓋壓環14、 內螺栓15組成。閥瓦6為圓管形，一端開口，一端有底板，底板上開有進出水孔16，閥瓦6 用金屬或硬質非金屬製成。濾網11用防腐金屬絲或非金屬絲編織而成，用圓環形的濾網壓 環12、外螺栓13將濾網11固定在閥瓦6底板外側。0型密封圈9沾粘在閥瓦底板內側進 出水孔16四周。6根L形導向杆10環向圍繞0型密封圈9的外側，垂直焊接固定在閥瓦6 底板和側壁上。在導向杆10圍成的圓柱形籠內放置浮球7，浮球7採用金屬空心球或硬質 塑料空心球。彈力蓋8為圓盤形，其上開有能過流的過流孔17，彈力蓋8用橡膠等具有較強 彈性的材料製成。用圓環形的彈力蓋壓環14和內螺栓15將彈力蓋8覆蓋固定在閥瓦6開 口端。閥芯2的特徵是，當閥芯2開口向下放置於空氣中時，彈力蓋8應能承受浮球7的自 重，並將浮球7頂託擠靠在0型密封圈9上。當閥芯2開口向上淹沒於水中時，浮球7能上 浮頂起彈力蓋8，使浮球7離開0型密封圈9。閥瓦6開口端向內垂直安裝於閥殼1上。輸氣管萬向排水閥工作方式是，將閥殼1兩端直接與輸氣管相連。當閥殼1所處 的輸氣管道內積水時，位於閥殼1下側閥芯2中的浮球7在浮力作用下浮起，向上頂託彈力 蓋8，浮球7不再擠壓在0型密封圈9上，它們之間出現了能過流的縫隙，此時如果空壓機向 輸氣管內供氣，使管內壓力大於管外壓力，管內積水將從彈力蓋過流孔17、浮球7與0型密 封圈9之間的縫隙、進出水孔16、濾網11排出。當管內積水排完後，浮球7失去浮力，自動 回落到0型密封圈9上，封住進出水孔16，阻止管道內空氣洩漏出管道。位於閥殼兩側和 上側的閥芯2中的浮球7被彈力蓋8擠壓在0型密封圈9上。當空壓機停止供氣，管內空 氣壓力下降到小於管道外水壓時，位於閥殼1上側閥芯2中的浮球7在自重和外水壓力作 用下向下頂託彈力蓋8，浮球7與0型密封圈9之間出現了能過流的縫隙，外水從濾網11、 進出水孔16、浮球7與0型密封圈9之間的縫隙、彈力蓋過流孔17進入閥殼1內，當閥殼1 內進水並將位於下側的閥芯2淹沒時，下側閥芯中的浮球7在浮力作用下浮起，水將從下側 的閥芯2進入閥殼1內。當管道內充滿水，管道內外水壓平衡時，除了位於閥殼1下側的閥 芯2中的浮球7外，其他浮球7均被彈力蓋8擠壓到0型密封圈9上。圖3所示，當輸氣管發生旋轉，輸氣管萬向排水閥處於橫向任意角度時，處於下側 的兩個閥芯2中的浮球浮起，相應的兩個進出水孔能過水。輸氣管停氣洩壓時，上側的兩個 閥芯2中的浮球7在自重和外壓作用下下降，相應的進出水孔能進水。圖4所示，當輸氣管縱向傾斜，輸氣管萬向排水閥處於縱向任意角度時，處於下側 的閥芯2中的浮球浮起，相應的進出水孔能過水。輸氣管停氣洩壓時，上側的閥芯2中的浮 球在自重和外壓作用下下降，相應的進出水孔能進水。
權利要求
1.一種輸氣管萬向排水閥，包括中空的圓柱狀閥殼(1)，其特徵是所述閥殼(1)環向設 有至少4個閥芯安裝孔(5)和至少4個閥芯O)，閥芯(2)安裝在閥芯安裝孔(5)內，閥芯 (2)的軸線與閥殼(1)的軸線垂直。
2.根據權利要求1所述的輸氣管萬向排水閥，其特徵是所述的閥芯(2)由閥瓦(6)、浮 球(7)、彈力蓋(8)、0型密封圈(9)、導向杆(10)、濾網(11)、濾網壓環(12)、外螺栓(13)、 彈力蓋壓環(14)、內螺栓(15)組成，閥瓦(6)為圓管形，一端開口，一端有底板，底板上開有 進出水孔(16)，濾網(11)由濾網壓環(12)和外螺栓(13)固定在閥瓦(6)底板外側，0型 密封圈(9)沾粘在閥瓦(6)底板內側進出水孔(16)四周，至少6根導向杆(10)環向圍繞 0型密封圈(9)的外側固定在閥瓦(6)底板和側壁上，浮球(7)放置在導向杆(10)圍成的 圓柱形籠內，彈力蓋(8)由彈力蓋壓環(14)和內螺栓(15)覆蓋固定在閥瓦(6)開口端。
3.根據權利要求1或2所述的輸氣管萬向排水閥，其特徵是所述的閥芯⑵的閥瓦(6) 開口向下放置於空氣中時，彈力蓋(8)應能承受浮球(7)的自重，並將浮球(7)頂託擠靠在 0型密封圈(9)上，當閥芯(2)開口向上淹沒於水中時，浮球(7)能上浮頂起彈力蓋(8)，使 浮球(7)離開0型密封圈(9)，在浮球(7)與0型密封圈(9)之間出現縫隙。
4.根據權利要求1所述的輸氣管萬向排水閥，其特徵是所述的彈力蓋(8)為橡膠彈性 材料製成，其上開有過流孔(17)。
全文摘要
輸氣管萬向排水閥，屬於閘閥技術領域。在中空的圓柱狀閥殼環向設有至少4個閥芯安裝孔和至少4個閥芯，閥芯安裝在閥芯安裝孔內，閥芯的軸線與閥殼的軸線垂直。本發明結構科學合理，生產製造容易，成本低，安裝使用方便。用於複雜安裝條件下水下非剛性輸氣管的排水和進水，能在任意橫向和縱向安裝角度下工作。在管道輸氣時排除管道內積水，消除管道內氣水相間形成的U形管存水現象，降低輸氣壓力，節約能源。當管道停止輸氣洩壓時，能使外水進入管道，保持內外水壓平衡，防止管道受外壓變形而破裂，延長輸氣管使用壽命。閥芯的進出水孔外側覆蓋有濾網，防止水中漂浮物進入閥殼內，避免因水中雜物影響閥芯的密閉性能和輸氣管輸氣效率。
文檔編號F16K31/20GK102128287SQ20101059811
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者叢海兵, 黃廷林 申請人:揚州大學, 西安建築科技大學