申请/专利权人：洛阳太平洋环保设备制造有限公司

申请日：2018-10-17

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109253307B

主分类号：F16K31/20

分类号：F16K31/20;F16K31/44;F16K1/22;F16K1/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2020.08.07#著录事项变更;2019.02.22#实质审查的生效;2019.01.22#公开

摘要：本发明公开了一种水力流量自动调节启闭器，包括主水箱，主水箱连接有补水管和出水管，补水管上设有蝶阀；主水箱通过连通管连接有水位调节机构；水位调节机构包括调节箱，调节箱内设有整体密度小于水的密度的调节装置；调节箱底部通过连通管与主水箱相连接，调节箱与主水箱同高；调节装置顶端连接有上钢丝绳，调节装置底端连接有下钢丝绳，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置与阀杆传动连接。本发明在主水箱水位与蝶阀开启度之间建立关联，能在主水箱的出水和补水之间达成动态平衡，当蝶阀的开启度使得主水箱出水量与补水量达到动态平衡时，主水箱中就形成稳定水位，无须补水部件频繁动作，简化了补水作业，延长了补水部件的使用寿命。

主权项：1.水力流量自动调节启闭器，包括主水箱，主水箱连接有补水管和出水管，其特征在于：补水管上设有蝶阀，蝶阀具有控制蝶阀启闭的阀杆；主水箱通过连通管连接有水位调节机构；水位调节机构包括调节箱，调节箱内设有整体密度小于水的密度的调节装置，调节装置浮于调节箱内的水面；调节箱的截面面积小于主水箱的截面面积；调节箱底部通过连通管与主水箱相连接，调节箱与主水箱同高；调节装置顶端连接有上钢丝绳，调节装置底端连接有下钢丝绳，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置与阀杆传动连接，调节装置随调节箱内的水位上升时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并减小蝶阀的开启度直到蝶阀关闭；调节装置随调节箱内的水位下降时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并增大蝶阀的开启度直到蝶阀完全开启；所述滑轮传动装置包括上固定架、下固定架、转盘、大滑轮、小滑轮和底滑轮；调节箱侧壁顶部向上固定连接所述上固定架，上固定架的中部安装所述小滑轮，小滑轮高于调节箱；上固定架顶部安装所述大滑轮，大滑轮、小滑轮和转盘的轴线相互平行；转盘安装于下固定架上，下固定架位于调节箱一侧地面上并与补水管相邻；补水管上设有蝶阀，蝶阀具有阀杆，阀杆具有转动中心；转盘上设有阀杆卡槽，阀杆卡设于阀杆卡槽内，且转盘的轴线通过阀杆的转动中心；底滑轮安装于调节箱内底部位置，下钢丝绳向下绕过底滑轮后沿调节装置与调节箱内壁之间的间隙向上延伸，并在绕过小滑轮后向下与转盘的一侧相连接；转盘的另一侧连接上钢丝绳，上钢丝绳向上绕过大滑轮后向下伸入调节箱并与调节装置顶端相连接；所述调节装置包括中空的调节壳体，调节壳体中部设有水平的隔板，隔板与其下方的调节壳体围成水室，隔板与其上方的调节壳体围成空腔，水室顶部侧壁沿周向方向设有一排进水孔；水室底部连接所述连通管；所述调节箱分为位于上部的主箱段和位于下部的支撑箱段，支撑箱段通过支撑座安装于地面；支撑箱段与主箱段之间通过法兰结构密封固定连接；调节壳体顶壁向上连接有上耳座，上耳座与上钢丝绳相连接；调节壳体底壁向下连接有下耳座，下耳座与下钢丝绳相连接。

全文数据：水力流量自动调节启闭器技术领域本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种自动调节流量的装置。背景技术随着经济社会的发展，水处理技术得到了长足的发展和应用，为人们的社会生活提供了保障。在各种水处理系统中，主水箱是常用装置。主水箱通常通过补水管进行补水。为及时补水，人们设计了浮球阀来控制自动补水。但浮球阀控制补水只适用于小管径的补水管，对于大管径的补水管并不适应，这限制了浮球阀的应用场合。而且，浮球阀控制补水的方式精确度较低，不能实现主水箱进水与出水的动态平衡。发明内容本发明的目的在于提供一种适用于各管径的补水管的水力流量自动调节启闭器，能够自动控制主水箱的水位。为实现上述目的，本发明的水力流量自动调节启闭器包括主水箱，主水箱连接有补水管和出水管，补水管上设有蝶阀，蝶阀具有控制蝶阀启闭的阀杆；主水箱通过连通管连接有水位调节机构；水位调节机构包括调节箱，调节箱内设有整体密度小于水的密度的调节装置，调节装置浮于调节箱内的水面；调节箱的截面面积小于主水箱的截面面积；调节箱底部通过连通管与主水箱相连接，调节箱与主水箱同高；调节装置顶端连接有上钢丝绳，调节装置底端连接有下钢丝绳，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置与阀杆传动连接，调节装置随调节箱内的水位上升时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并减小蝶阀的开启度直到蝶阀关闭；调节装置随调节箱内的水位下降时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并增大蝶阀的开启度直到蝶阀完全开启。所述滑轮传动装置包括上固定架、下固定架、转盘、大滑轮、小滑轮和底滑轮；调节箱侧壁顶部向上固定连接所述上固定架，上固定架的中部安装所述小滑轮，小滑轮高于调节箱；上固定架顶部安装所述大滑轮，大滑轮、小滑轮和转盘的轴线相互平行；转盘安装于下固定架上，下固定架位于调节箱一侧地面上并与补水管相邻；补水管上设有蝶阀，蝶阀具有阀杆，阀杆具有转动中心；转盘上设有阀杆卡槽，阀杆卡设于阀杆卡槽内，且转盘的轴线通过阀杆的转动中心；底滑轮安装于调节箱内底部位置，下钢丝绳向下绕过底滑轮后沿调节装置与调节箱内壁之间的间隙向上延伸，并在绕过小滑轮后向下与转盘的一侧相连接；转盘的另一侧连接上钢丝绳，上钢丝绳向上绕过大滑轮后向下伸入调节箱并与调节装置顶端相连接。所述调节装置包括中空的调节壳体，调节壳体中部设有水平的隔板，隔板与其下方的调节壳体围成水室，隔板与其上方的调节壳体围成空腔，水室顶部侧壁沿周向方向设有一排进水孔；水室底部连接所述连通管。所述调节箱分为位于上部的主箱段和位于下部的支撑箱段，支撑箱段通过支撑座安装于地面；支撑箱段与主箱段之间通过法兰结构密封固定连接。调节壳体顶壁向上连接有上耳座，上耳座与上钢丝绳相连接；调节壳体底壁向下连接有下耳座，下耳座与下钢丝绳相连接。本发明具有如下的优点：本发明在主水箱水位与蝶阀开启度之间建立关联，主水箱水位越高，蝶阀开启度越小并直至关闭；反之，主水箱水位越高，蝶阀开启度越大并直至完全开启。这样补水的流量也就随主水箱水位的变化而逐渐变化，主水箱水位越低，补水量越大。现有技术中控制水箱水位，是设置一个上水位和一个下水位，水箱中的水位下降到下水位时开始补水，补水过程一旦开始就会直接将水位补充到上水位，然后停止补水。随着水箱的不断出水，当水位再次下降到下水位时，再开始下一次补水过程。这样，补水相关的部件就会频繁动作，缩短补水部件（如阀门或补水泵）的使用寿命。本发明能够在主水箱的出水和补水之间达成动态平衡，当蝶阀的开启度使得主水箱出水量与补水量达到动态平衡时，主水箱中就能够形成稳定的水位。只要主水箱水出量不发生变化，就能够通过动态补水保持主水箱的水位不发生变化。主水箱出水量变化后，补水管上的蝶阀的开启度自动增大或减小，使得补水量与主水箱的出水量保持动态平衡，进而无须像以往一样使主水箱中的水位不断在上水位和下水位之间振荡，无须补水部件频繁动作，简化了补水作业，延长了补水部件如蝶阀的使用寿命。主水箱的出水量代表了下游的用水负荷，本发明能够在主水箱和下游的用水负荷之间达到动态平衡，使得水箱补水量（补水速度）自动适应下游的用水负荷。滑轮传动装置结构简单，能够将调节箱的上下浮动转化为转盘的摆动，进而转化为蝶阀的阀杆的摆动，从而控制蝶阀的开启度。调节装置的结构具有非常便于运输的优点。从原理上讲，调节装置的整体密度要小于水，才能在水中上浮。另外调节装置又要具有一定的重量，才能在重力的作用下拉动上钢丝绳向下运动。调节装置的重量较重的话，制造、运输、搬运和组装时都会较为费力、费能源，而且消耗材料较多。本发明将调节装置设置为中空箱体，重量大大减轻，消耗材料少，制造、运输、搬运和组装时都会较为省力、省能源。在组装好本发明后，使用时，调节箱内的水通过进水孔进入水室，从而增加了调节装置的重量，在主水箱水位下降（调节箱内的水位同步下降）时，调节装置能够在重力作用下更有力地向下拉动上钢丝绳。调节箱是新增加的结构，体积越小，对于水处理系统的原有设备影响越小，同时也更便于安装，并且设备成本较低。调节箱的分体结构既便于安装，又能够在采用较小截面时稳定地支撑在地面上。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是图1中调节装置的结构示意图；图3是转盘与蝶阀相配合的结构示意图；图4是转盘的结构示意图。具体实施方式图1中为防止线条混乱，将补水管分为不相连接的两段表示，实际上该两段补水管是相互连接的一条完整的管道。如图1至图4所示，本发明的水力流量自动调节启闭器包括主水箱1，主水箱1连接有补水管2和出水管4，补水管2上设有蝶阀3，蝶阀3具有控制蝶阀3启闭的阀杆5；主水箱1通过连通管6连接有水位调节机构；补水管2与外置的水源相连接，补水管2中的水压高于水箱满水状态下的水压，出水管4连接下游用水单位。水位调节机构包括调节箱，调节箱内设有整体密度小于水的密度的调节装置，调节装置浮于调节箱内的水面；调节箱的截面面积小于主水箱1的截面面积；调节箱底部通过连通管6与主水箱1相连接，调节箱与主水箱1同高；调节装置顶端连接有上钢丝绳18，调节装置底端连接有下钢丝绳19，上钢丝绳18和下钢丝绳19通过滑轮传动装置与阀杆5传动连接，调节装置随调节箱内的水位上升时，上钢丝绳18和下钢丝绳19通过滑轮传动装置带动阀杆5旋转并减小蝶阀3的开启度直到蝶阀3关闭；调节装置随调节箱内的水位下降时，上钢丝绳18和下钢丝绳19通过滑轮传动装置带动阀杆5旋转并增大蝶阀3的开启度直到蝶阀3完全开启。所述滑轮传动装置包括上固定架20、下固定架21、转盘22、大滑轮23、小滑轮24和底滑轮25；调节箱侧壁顶部向上固定连接所述上固定架20，上固定架20的中部安装所述小滑轮24，小滑轮24高于调节箱；上固定架20顶部安装所述大滑轮23，大滑轮23、小滑轮24和转盘22的轴线相互平行；转盘22安装于下固定架21上，下固定架21位于调节箱一侧地面上并与补水管2相邻；补水管2上设有蝶阀3，蝶阀3具有阀杆5，阀杆5具有转动中心，转动阀杆5控制蝶阀3的启闭及开启度；转盘22上设有阀杆卡槽27，阀杆5卡设于阀杆卡槽27内，且转盘22的轴线通过阀杆5的转动中心；底滑轮25通过底固定架26安装于调节箱内底部位置，下钢丝绳19向下绕过底滑轮25后沿调节装置与调节箱内壁之间的间隙向上延伸，并在绕过小滑轮24后向下与转盘22的左侧相连接；转盘22的另一侧即右侧连接上钢丝绳18，上钢丝绳18向上绕过大滑轮23后向下伸入调节箱并与调节装置顶端相连接。所述调节装置包括中空的调节壳体13，调节壳体13中部设有水平的隔板14，隔板14与其下方的调节壳体13围成水室15，隔板14与其上方的调节壳体13围成空腔17，水室15顶部侧壁沿周向方向设有一排进水孔16；水室15底部连接所述连通管6。空腔17具有增大浮力的作用，能够方便地保证本发明在水中受到的浮力大于蝶阀的阀杆5的静摩擦力。调节装置的结构具有非常便于运输的优点。从原理上讲，调节装置的整体密度要小于水，才能在水中上浮。另外调节装置又要具有一定的重量，才能在重力的作用下拉动上钢丝绳18向下运动。调节装置的重量较重的话，制造、运输、搬运和组装时都会较为费力、费能源，而且消耗材料较多。本发明将调节装置设置为中空箱体，重量大大减轻，消耗材料少，制造、运输、搬运和组装时都会较为省力、省能源。在组装好本发明后，使用时，调节箱内的水通过进水孔16进入水室15，从而增加了调节装置的重量，在主水箱1水位下降（调节箱内的水位同步下降）时，调节装置能够在重力作用下更有力地向下拉动上钢丝绳18。所述调节箱分为位于上部的主箱段7和位于下部的支撑箱段8，支撑箱段8通过支撑座9安装于地面；支撑箱段8与主箱段7之间通过法兰结构10密封固定连接。调节壳体13顶壁向上连接有上耳座11，上耳座11与上钢丝绳18相连接；调节壳体13底壁向下连接有下耳座12，下耳座12与下钢丝绳19相连接。调节箱是新增加的结构，体积越小，对于水处理系统的原有设备影响越小，同时也更便于安装，并且设备成本较低。调节箱的分体结构既便于安装，又能够在采用较小截面时稳定地支撑在地面上。工作时，主水箱1通过出水管4持续为下游用水单位提供水源，下游的用水负荷会随着实际情况的改变而发生变化。当下游的用水量增大，出水管4出水量增加时，主水箱1内的水位下降。由于调节箱与主水箱1相互连通，所以调节箱中的水位也同步下降，使得浮在调节箱中的调节装置随水位下降。调节装置的重力大于蝶阀3的阀杆5的静摩擦力，因此调节装置向下运动时，上钢丝绳18向上拉动转盘22的图示右侧，使得转盘22逆时针转动。此时拉动转盘22转动的力量实际上是调节装置及其内盛装的水的重力。转盘22逆时针转动时，带动下钢丝绳19，使得下钢丝绳19沿底滑轮25和小滑轮24移动并保持张紧状态。转盘22逆时针转动时，带动蝶阀3的阀杆5旋转并增大蝶阀3的开启度。如果主水箱1水位不断下降，蝶阀3最终会完全开启。如果在蝶阀3的开启度增大到一定程度后主水箱1的水位不再下降，则补水和出水达到动态平衡，水位不再变化，蝶阀3的开启度也相应稳定下来。当下游用水负荷减少时，主水箱1和调节箱中的水位上升，调节装置向上运动时，下钢丝绳19向上拉动转盘22的图示左侧，使得转盘22顺时针转动。此时拉动转盘22转动的力量实际上是由于水位升高而使调节装置受到的向上的浮力。调节装置浸没于水中时受到的浮力大于蝶阀3的阀杆5的静摩擦力。转盘22顺时针转动时，带动上钢丝绳18，使得上钢丝绳18沿大滑轮23移动并保持张紧状态。转盘22顺时针转动时，带动蝶阀3的阀杆5旋转并减小蝶阀3的开启度。如果主水箱1水位不断上升（即下游负荷不断减小），蝶阀3最终会完全关闭。如果在蝶阀3的开启度减小到一定程度后主水箱1的水位不再上升，则补水和出水达到动态平衡，水位不再变化，蝶阀3的开启度也相应稳定下来。蝶阀3完全开启时的主水箱1水位为下限水位，蝶阀3完全关闭时的主水箱1水位为上限水位，本发明能够在上限水位和下限水位之间的任一点处达到出水和补水的动态平衡，而不必像现有技术那样，水位下降到下限水位时才开启补水，水位上升到上限水位时则完全终止补水，与以往相比补水过程更加均匀稳定，能够自动适应下游的用水负荷。以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.水力流量自动调节启闭器，包括主水箱，主水箱连接有补水管和出水管，其特征在于：补水管上设有蝶阀，蝶阀具有控制蝶阀启闭的阀杆；主水箱通过连通管连接有水位调节机构；水位调节机构包括调节箱，调节箱内设有整体密度小于水的密度的调节装置，调节装置浮于调节箱内的水面；调节箱的截面面积小于主水箱的截面面积；调节箱底部通过连通管与主水箱相连接，调节箱与主水箱同高；调节装置顶端连接有上钢丝绳，调节装置底端连接有下钢丝绳，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置与阀杆传动连接，调节装置随调节箱内的水位上升时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并减小蝶阀的开启度直到蝶阀关闭；调节装置随调节箱内的水位下降时，上钢丝绳和下钢丝绳通过滑轮传动装置带动阀杆旋转并增大蝶阀的开启度直到蝶阀完全开启。2.根据权利要求1所述的水力流量自动调节启闭器，其特征在于：所述滑轮传动装置包括上固定架、下固定架、转盘、大滑轮、小滑轮和底滑轮；调节箱侧壁顶部向上固定连接所述上固定架，上固定架的中部安装所述小滑轮，小滑轮高于调节箱；上固定架顶部安装所述大滑轮，大滑轮、小滑轮和转盘的轴线相互平行；转盘安装于下固定架上，下固定架位于调节箱一侧地面上并与补水管相邻；补水管上设有蝶阀，蝶阀具有阀杆，阀杆具有转动中心；转盘上设有阀杆卡槽，阀杆卡设于阀杆卡槽内，且转盘的轴线通过阀杆的转动中心；底滑轮安装于调节箱内底部位置，下钢丝绳向下绕过底滑轮后沿调节装置与调节箱内壁之间的间隙向上延伸，并在绕过小滑轮后向下与转盘的一侧相连接；转盘的另一侧连接上钢丝绳，上钢丝绳向上绕过大滑轮后向下伸入调节箱并与调节装置顶端相连接。3.根据权利要求1或2所述的水力流量自动调节启闭器，其特征在于：所述调节装置包括中空的调节壳体，调节壳体中部设有水平的隔板，隔板与其下方的调节壳体围成水室，隔板与其上方的调节壳体围成空腔，水室顶部侧壁沿周向方向设有一排进水孔；水室底部连接所述连通管。4.根据权利要求1或2所述的水力流量自动调节启闭器，其特征在于：所述调节箱分为位于上部的主箱段和位于下部的支撑箱段，支撑箱段通过支撑座安装于地面；支撑箱段与主箱段之间通过法兰结构密封固定连接；调节壳体顶壁向上连接有上耳座，上耳座与上钢丝绳相连接；调节壳体底壁向下连接有下耳座，下耳座与下钢丝绳相连接。

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