一種供水管道消壓防凍閥的製作方法

2023-05-27 00:07:36 1

本實用新型涉及一種閥門，尤其是一種等積消壓擴腔虹吸節水的供水管道防凍閥。

背景技術：

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截止、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流洩壓等功能。用於流體控制系統的閥門，從最簡單的截止閥到極為複雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格相當繁多。閥門可用於控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。在日常生活中，我們經常見到的閥門都是安裝在水管上閥門。傳統的水管閥門，一般包括閥體，閥體上固設有與閥體內腔連通的進水管和出水管，閥體內腔中設有將進水管和出水管連通的供水閥座，供水閥座內壁上滑動密封配合有供水閥塞。使用時，通過調整供水閥塞與供水閥座的密封與否來實現閥門的開啟及關閉。傳統閥門，結構簡單，操作方便，不足之處是，閥門關閉之後，出水管內暫存的水無法排出，在冬季容易出現導致凍裂水管故障，給人們帶來了不便。目前市面上常見的防凍閥，通常是在關閉閥門的同時將存儲在閥體及水管內的水排放到外界，從而起到防凍目的，但是這樣防凍閥的弊端在於，水管內的水白白浪費掉，不但不節水，而且對周圍環境也造成影響，長期使用時，浪費水資源更加嚴重。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是針對上述不足提供一種結構合理，既能防凍，又能節水，且操作方便的供水管道防凍閥。

為解決上述技術問題，本防凍閥的上閥體內腔中設有能上下移動的上閥芯，鍍鋅管內部設有揚水管，下閥體內設有下閥芯，上閥芯通過上閥芯銷軸連接與揚水管一起運動，揚水管下端連接有活塞和下閥芯，故此上閥芯、活塞和下閥芯一起運動使儲水缸內部的空間大小發生改變以及進水口的開關來使此閥達到用水和防凍效果。

本結構的供水管道防凍閥是通過在防凍閥下部設有儲水缸，通過活塞壓縮儲水缸來實現既能防凍，又能節水，且操作方便的。

低位儲水放水結構主要包括設置在儲水缸裡面的儲水腔，儲水缸位於揚水管的下部，進水口的上部，儲水腔內設置有活塞，活塞外周與儲水腔內壁滑動密封配合。活塞和上閥芯之間安裝有連接體揚水管，這樣，活塞就通過連接體揚水管與上閥芯成為一體結構。當上閥芯通過手輪軸的力矩方向的轉化變為上下活動的時候，揚水管和活塞也隨之移動。揚水管下 部設有銷孔機構，通過銷孔機構連接有下閥芯，下閥芯與下閥體內壁滑動密封配合，並且下閥芯有較細的部分結構與下閥體的內腔留有間隙，下閥體的內腔連接有進水口並且此處內腔變大，使下閥芯的密封部分運動到此處時密封失效，從而達到水有進水口到儲水缸的開關效果。上閥芯與揚水管的密封配合併在上閥芯的較細部分設有出水口，與上閥芯相動密封配合的銅套在上閥芯兩個動密封圈的運動範圍之間設有圓孔，此圓孔與上閥體的出水口內腔相通，這樣，就保證了揚水管和出水口之間的連通。

當通過轉動手柄帶動手輪軸轉動，手輪軸與上閥芯的矩形螺紋配合來使力矩的方向由旋轉方向轉變為上閥芯向下運動的方向的時候，與上閥芯一起運動的活塞和下閥芯也隨之向下運動，活塞壓縮儲水缸裡面的空間，使水通過揚水管的孔進入到揚水管中，此時繼續向下運動，下閥芯的上部密封圈進入到下閥體的較大內腔之中，進水口與儲水缸、揚水管、上閥體的出水口之間連通，進水口的水開始向出水口流動，完成供水動作，此時本供水管道防凍閥處於開啟狀態。

當通過轉動手柄帶動手輪軸轉動，手輪軸與上閥芯的矩形螺紋配合來使力矩的方向由旋轉方向轉變為上閥體向上運動的方向的時候，與上閥體一起運動的活塞和下閥芯一起向上運動，此時下閥芯的密封圈結構進入到下閥體的動密封配合部分，密封配合阻止了進水口的水流入儲水缸裡面，本防凍閥處於關閉狀態，此時由於活塞向上運動，儲水缸的空間增大，出水口和揚水管、上閥體內的水經過活揚水管的出水孔回流到儲水缸，此時儲水閥塞繼續上移，儲水閥塞下方儲水腔空間逐漸增大，揚水管及出水管內存儲的自來水開始向儲水閥塞下方的儲水腔內回流。當揚水管上移到上限位置時，儲水閥塞到達儲水腔頂部，供水閥塞到達供水閥座頂部，本供水管道防凍閥依然處於關閉狀態。此時，揚水管及出水管內的存水全部回流進儲水腔內，既避免了因揚水管及出水管內存水而導致的凍管現象，又將存水保存了下來。當操作驅動裝置使上閥芯下移時，即重複上述過程，將儲水腔內的存水重新供出，起到了節水的作用。

作為一種實現方式，所述驅動裝置包括安裝在閥體內的手輪軸，手輪軸上設有矩形螺紋，上閥芯的上部設有與之配合的矩形螺紋，使力矩方向產生改變，閥體外部的轉軸上固設有手柄或手輪。

通過矩形齒輪的傳動配合，不但傳動可靠，而且驅動時更省力。

作為改進，上閥芯、揚水管、活塞、下閥芯同軸設置。

將上閥芯、揚水管、活塞、下閥芯同軸設置，可以使上閥芯、揚水管、活塞、下閥芯位置對應性更好，有助於自來水更加順暢地流動。

作為進一步改進，所述閥體包括對應設置的上部主體和上閥體，上閥體和上部主體通 過螺紋緊固在一起。

將閥體設置成包括上部主體和上閥體部分，不但製造加工簡單，而且維修調試時也更方便，有助於降低產品成本。

作為進一步改進，上閥體的出水口向下傾斜5度設置。

向下傾斜有助於防凍時排空水管和水龍頭裡面殘餘的水量，做到徹底排空。

作為再進一步改進，儲水缸上方和上閥體下方閥體之間安裝有套裝在揚水管外部的鍍鋅管，鍍鋅管起保護內部結構和支撐整個結構的作用。

因為鍍鋅管管與揚水管之間沒有密封要求，因此，在閥體上安裝鍍鋅管，可以簡化閥體結構的複雜程度，安裝拆修都很方便，有助於降低成本。

作為改進，上閥芯外周上安裝有與銅套內部滑動密封配合的供水密封圈。

供水密封圈可以增強上閥芯與銅套之間的密封程度，有助於保證供水穩定性。

作為進一步改進，銅套的外周與上閥體的內腔設有密封圈。

密封圈可以增強上閥體和銅套之間的密封作用。

作為進一步改進，上部主體與手輪軸之間採用上端銅套連接方式。

上部主體與手輪軸之間的銅套連接方式，有助於手輪軸在上部主體內旋轉時減小摩擦力，提高部件的使用壽命，並且銅是軟性材料，會在手輪軸和上部主體磨損之前磨損，這樣在上端銅套磨損嚴重之後，手輪軸和上部主體磨損之前更換上端銅套就可以避免手輪軸和上部主體的磨損，這樣有助於降低以後的運行成本。

作為進一步改進，手輪軸外周設有與上端銅套相密封配合的動密封防塵密封圈，上端銅套與上部主體之間採用螺紋密封連接方式。

手輪軸外周設有與上端銅套相密封配合的動密封防塵密封圈和上端銅套與上部主體之間採用螺紋密封連接方式有助於提高上部主體內部的清潔性，保證上部主體內部的部件能夠可靠的運行。

作為進一步改進，手輪軸中部限位臺階部分與上部主體的孔之間安裝有墊圈。

墊圈起減小手輪軸與上部主體之間摩擦力的作用。

作為進一步改進，下閥芯的外周上安裝有與下閥體內壁密封滑動配合的第四儲水密封圈。

作為進一步改進，儲水缸下端與下閥體之間安裝有第三儲水密封圈。

第三儲水密封圈可以增強下閥體與儲水缸之間的密封程度，有助於保證儲水穩定性。

作為進一步改進，儲水缸和儲水缸蓋之間安裝有第一儲水密封圈。

第一儲水密封圈可以強儲水缸與儲水缸蓋之間的密封程度，有助於保證儲水穩定性。

作為進一步改進，儲水缸蓋與鍍鋅管螺紋連接的上部安裝有壓緊螺帽。

壓緊螺帽加強了儲水缸蓋與鍍鋅管之間的緊固作用。

作為進一步改進，在揚水管下端的螺紋結構處安裝有兩個螺母。

兩個螺母相互作用起鎖緊作用，保證了活塞在揚水管下端的牢固性，並提供給活塞與活塞上擋圈和活塞下擋圈之間的活動間隙，保證了活塞的可靠運行。

作為進一步改進，揚水管下端、活塞的上部和下部均安裝有活塞擋圈。

活塞擋圈使活塞和揚水管可靠連接，減小磨損，並且限制了密封圈的活動範圍，保證了密封圈密封的牢固性。

作為進一步改進，上閥體和鍍鋅管之間安裝有限位擋圈。

限位擋圈起限制上閥芯的活動範圍的作用，使上閥芯不至於移動過位而損壞活塞。

作為進一步改進，活塞外周上安裝有與儲水缸內壁滑動密封配合的第二儲水密封圈。

作為進一步改進，活塞內孔兩側設有與揚水管相密封的第三供水密封圈。

第三供水密封圈可以增強活塞與儲水缸之間的密封程度，有助於保證供水穩定性。

作為進一步改進，揚水管上端外周與上閥芯內腔安裝有第三供水密封圈。

在揚水管上端設置有與上閥芯內腔相密封的第三供水密封圈，可以使揚水管在相對閥體滑動的同時保持密封連接，有助於提高可靠性。

作為更進一步改進，下閥體的外部，儲水缸的下部安裝有一個保護罩，保護罩主要作用是保護下閥體不容易受到外界衝擊而發生變形，影響使用，同時此保護罩隔絕了外部灰塵，避免的因外部灰塵進入下閥體而導致整個防凍栓運行不靈活。

綜上所述，採用這種結構的供水管道防凍閥，結構合理，既能防凍，又能節水，且操作方便，適合在各種供水場合使用，有助於提高供水可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型關閉狀態的結構示意圖；

圖2為本實用新型開啟狀態的結構示意圖。

圖中：1為手輪軸，2為開口擋圈，3為上端銅套，4為防塵密封圈，5為墊圈，6為上部主體，7為第一供水密封圈，8為閥體銅套，9為上閥體，10為上閥芯，11為第二供水密封圈，12為限位擋圈，13為第三供水密封圈，14為揚水管，15為鍍鋅管，16為壓緊螺帽，17為儲水缸蓋，18為第一儲水密封圈，19為儲水缸，20為活塞上擋圈，21為第二儲水密封圈，22為活塞，23為活塞下擋圈，24為螺母，25為下閥芯銷軸，26為第三儲水密封圈，27為下閥芯，28為第四儲水密封圈，29為下閥體，30為保護罩，31為上閥芯銷軸。

具體實施方式

如圖1所示，該供水防凍閥包括上閥體9，上閥體9內腔連接有與上閥體9連通的出水口，出水口為圓管，向下傾斜5度設置。下閥體29內腔連接有與下閥體29連通的進水口，進水口為圓管，水平設置。上閥體9內腔設置有閥體銅套8，閥體銅套8內部設置有上閥芯10，上閥體9與閥體銅套8、上閥芯10是同軸設置，並且上閥體9與閥體銅套8相固定連接，閥體銅套8與上閥芯10內壁豎直滑動配合。上閥體9內設置有環槽，環槽內裝有第一供水密封圈7，第一供水密封圈7主要起提供上閥體9和閥體銅套8的密封性作用，使水不能透過上閥體9與閥體銅套8之間的縫隙流出。上閥芯10外周設有環槽，環槽內裝有第二供水密封圈11，第二供水密封圈11主要起提供上閥芯10和閥體銅套8的密封性作用防止水從閥體銅套8與上閥芯10之間的縫隙流出。閥體銅套8上設有圓孔，該圓孔與上閥體9上面的出水口相通，使水能通過閥體銅套8流入上閥體9的出水口中。

上閥芯10下部空心並設有銷孔，該銷孔通過上閥芯銷軸31與揚水管14上面的銷孔相配合，使揚水管14與上閥芯10一起運動，同時上閥芯10與揚水管14配合的部分設有圓孔，使水能通過揚水管14流入到上閥芯10與閥體銅套8之間的空隙，進而流入到上閥體9的出水口中。上閥芯10下部的中空結構外壁設有環形槽結構，環形槽內裝有第三供水密封圈13，第三供水密封圈13主要起提供上閥芯10與揚水管14的密封性作用。上閥芯10上部設有矩形螺紋部分，此部分與手輪軸1的矩形螺紋部分相配合，當轉動手輪軸1時，力的方向會通過矩形螺紋配合發生改變，轉變為上閥芯10上下活動的力。手輪軸1則是安裝於上部主體6中，上部主體6與上閥體9採用螺紋緊固配合，使上部主體6與上閥體9成為一個主體。手輪軸1與上部主體6的配合之間採用上端銅套3來減小兩者相對運動的摩擦力，增加部件的使用壽命。手輪軸1與上部主體6之間還設有墊圈5，墊圈5減小上部主體6和手輪軸1之間相對運動時的摩擦力。手輪軸1的外壁設有環形槽結構，環形槽內安裝有防塵密封圈4，上端銅套3與上部主體6之間採用螺紋密封連接，防塵密封圈4起到密封性作用，使外界的雜質不能流入上部主體6中，影響手輪軸1與上閥體9的動作。

上閥體9與鍍鋅管15之間用螺紋緊固連接，並在螺紋連接處安裝有限位擋圈12，限位擋圈12主要起限位作用，限制上閥芯10向下運動時的位置，不至於超範圍運動，損壞其他部件。鍍鋅管15與儲水缸蓋17之間用螺紋連接，並且在鍍鋅管15與儲水缸蓋17的螺紋連接處同時安裝有壓緊螺帽16，壓緊螺帽16起緊固作用，保證了鍍鋅管15與儲水缸蓋17的緊固性，並且鍍鋅管15位於儲水缸蓋17的螺紋的長度可調，增加了防凍栓的組裝的合理性。

儲水缸蓋17和儲水缸19之間安裝有第一儲水密封圈18，第一儲水密封圈18主要起提供儲水缸蓋17與儲水缸19的密封性作用。活塞22位於儲水缸裡面，與儲水缸內壁為滑動 密封結構，活塞22外壁設有環形槽結構，環形槽內裝有第二儲水密封圈21，第二儲水密封圈21主要起提供活塞22和儲水缸19的密封性作用，保證活塞22在儲水缸19裡面的動密封性。揚水管14的下端螺紋結構的上部焊接有活塞上擋圈20，螺紋結構處安裝有兩個螺母24，兩個螺母24互相作用達到緊固要求並且安裝有活塞下擋圈23，活塞22安裝與活塞上擋圈20和活塞下擋圈23之間，活塞22隨揚水管14一起運動，活塞22內孔兩端設有環形槽，環形槽內安裝有第三供水密封圈13，第三供水密封圈13主要起活塞22在儲水缸19裡面的密封性作用，使水不會通過活塞22內孔與揚水管14之間的縫隙流出。揚水管14下端與下閥芯27的上端均設有銷孔部分，用下閥芯銷軸25將揚水管14與下閥芯27連接在一起，使其共同上下動作。下閥芯27與下閥體29內壁為滑動密封結構，下閥芯27外壁設有環形槽，安裝有第四儲水密封圈28，第四儲水密封圈28起下閥芯27與下閥體29的密封性作用。下閥體29設有進水口，連接有進水管。下閥體29與儲水缸19之間採用螺紋緊固連接，使其成為一體結構，並且下閥體29與儲水缸19之間安裝有第三儲水密封圈26，第三儲水密封圈26起下閥體29與儲水缸19之間的密封作用。儲水缸19下端安裝有保護罩30，保護罩30起保護下閥體29不受外界碰撞造成產品運行不暢，並隔絕外界雜質進入到下閥體29中，造成下閥體29與下閥芯27之間的運行不暢。

通過轉動手柄帶動手輪軸1轉動，手輪軸1與上閥芯10的矩形螺紋配合來使力矩的方向由旋轉方向轉變為上閥芯10向下運動的方向的時候，與上閥芯10一起運動的揚水管14活塞22和下閥芯27也隨之向下運動，活塞22壓縮儲水缸裡面的空間，使水通過揚水管14下端的孔進入到揚水管14中，此時繼續向下運動，下閥芯27的上部密封圈部分進入到下閥體29的較大內腔之中，進水口與儲水缸19、揚水管14、上閥體10的出水口之間連通，進水口的水開始向出水口流動，完成供水動作，此時本供水管道防凍閥處於開啟狀態。

通過轉動手柄帶動手輪軸1轉動，手輪軸1與上閥芯10的矩形螺紋配合來使力矩的方向由旋轉方向轉變為上閥芯10向上運動的方向的時候，與上閥芯10一起運動的揚水管14活塞22和下閥芯27也隨之向上運動，此時下閥芯27的密封圈結構進入到下閥體27的動密封配合部分，密封配合阻止了進水口的水流入儲水缸19裡面，本防凍閥處於關閉狀態，此時由於活塞22向上運動，儲水缸19的空間增大，出水口和揚水管14、上閥體9內的水經過揚水管14下端的出水孔回流到儲水缸19，本供水管道防凍閥依然處於關閉狀態。此時，揚水管14及出水管內的存水全部回流進儲水腔內，既避免了因揚水管14及出水管內存水而導致的凍管現象，又將存水保存了下來。當操作手輪軸1使上閥芯10下移時，即重複上述過程，將儲水腔內的存水重新供出，起到了節水的作用。

在本實施例中，上閥體9包括對應設置在一起的上部主體6、鍍鋅管15、儲水缸蓋17、 儲水缸19和下閥體29之間通過螺紋連接固定在一起，上閥芯10與揚水管14、下閥芯27之間均採用銷軸方式連接，不但有利於製造，而且在拆卸安裝時更加方便。上閥體9與上部主體6之間採用螺紋連接在一起，減輕了上閥體9的加工難度和成本。