CN2171041Y - 自压密封式浮球阀 - Google Patents

Abstract

自压密封式浮球阀，由柱塞阀、浮球及阀杆组 成。柱塞阀包括阀芯、阀体、阀座、导向圈。阀杆压力 端与阀芯尾杆软接触，浮力端与浮球连接。阀周边伸 进水槽。本阀密封压力源来自自来水自身的压力，关 闭的过程是浮球随水位上升浮起，阀芯在水压和自重 作用下下移，落在阀座上自行关闭。开启过程是浮球 和阀杆依自重随水位下降而下降，将阀芯向上顶起， 水从进水槽流出。本阀体积小，流量大、开关密封性 能好，不需经常维修，使用寿命长。

Description

本实用新型属于浮球阀类。

浮球阀是一种用于控制液位的专用阀门。目前应用中的浮球阀型式虽然各异，但原理相同，都是利用浮球所产生的浮力通过杠杆的传递转化成压紧橡皮垫的压力而堵住出水口，关断水流的。因此，这类阀门可统称为浮力作用式浮式浮球阀。浮力作用式浮球阀由于受到其构成原理的限制，密封压力的有效值很低，密封橡皮垫易损坏或发生位移，决定了这种阀门存在着有效通径小，浮球直径大，阀杆长，易损坏，维修量大，使用周期短，及开关性能差，涓流期长、易泄漏等诸多缺点。

为解决浮球阀的泄漏问题，曾有人推出取代产品《不漏浮球阀》（公告号2038970，公告日890607），它是将现行浮球阀的外压密封改为内压密封，从阀内向外压紧阀芯而达到可靠的密封的目的。为减小浮球和杠杆机构尺寸，密封可靠，设计出取代产品《液位控制用浮球阀》（公告号2061631，公告日900905），其阀芯位于阀杆下端和阀座下方，平衡活塞位于阀杆上端和阀座下方，杠杆机构一端与阀杆下端连接，一端与浮球连接，这样，当容器内的液面升高，或超过标高，就很容易使阀门关闭。这两个阀还是以浮球产生的浮力为密封压力源，因而仍存在原理上的问题。

本实用新型是针对上述以浮球产生的浮力实施密封所产生的问题，旨在设计一种靠自来水自身压力密封的自压密封式浮球阀，阀的浮球体积小、流量大、开关性能好。

本实用新型的目的是以下述方式实现的，自压密封式浮球阀包括柱塞阀，浮球3及使之连接的阀杆4。柱塞阀包括阀芯11、阀体8、阀座9。下粘密封垫圈10的阀芯11位于阀座9上方。阀芯中间开孔，周边开有进水槽18。阀座下方有导向圈7，阀芯尾杆穿过导向圈，顶向阀杆的压力端，阀杆的浮力端连浮球3。

下面参照附图说明本实用新型内容。

图1本实用新型结构示意图

图2阀芯纵向剖示图

图3阀芯横向剖示图

图4阀座密封面受力状态图

参照附图，阀杆4的浮力端连浮球3，其顶端用螺母1、垫圈2固定。阀杆的浮力端和压力端间以连接销钉5作为支点，浮球可绕支点上下运动。阀芯尾杆顶向阀杆压力端，与压力端软接触，即使支点锈蚀，引起阀杆位移，也不会影响阀芯正常工作。阀杆和阀体8连接处设有耳子6，固定连接。导向圈7、阀座9、阀芯11装在阀体8内，阀芯与阀体间有衬圈12。阀体与进水管17间用弯头14连通，并用紧固螺栓、螺母15、16固定。

本实用新型密封压力源来自自来水自身的压力，关闭的过程是浮球3浮起，阀芯在水压和自重的作用下下移，落在阀座上自行关闭，这时水压是机动因素又是对抗因素。开启过程是依靠浮球和阀杆的自重将阀芯向上顶起，水从阀芯进水槽18流出，而开启，因此开启过程是重力和水压的对抗过程，这时水压由关闭状态的机动因素变成对抗因素，而重力变成机动因素，整个过程与浮力无关紧要，只要能起浮球及阀杆的自重即可，因而浮球可以作得很小，出水口的有效通径可比现在的浮球阀大3－5倍，故流量也可大3－5倍。

当阀杆处于图1所示水平位置时为止水位，即阀处于关闭状态。此时阀芯受力状态如图4所示，自来水的全部压力H压在阀芯上，水的出口剩余压力为0，阀座密封面所受到的水压正面压力P为：

P＝ (H×πr₁+ G)/(π(r² ₂-r² ₁)) （G为阀芯重力）

显然正面压力大于侧面压力，故不发生泄漏现象。而且水压越高，P与H的差值越大，越不会泄漏。当水压很低，接近于0时，密封面受到的正面压力P为：

P＝ (G)/(π(r² ₂-r² ₁))

此压力正好可以使橡胶垫产生轻微的弹性变形，克服由于其表面不光滑而可能造成的泄漏现象。

阀门由关闭到开启的过程是：水位下降，浮球和阀杆在自重作用下下降，将阀芯向上顶，此时水经阀芯上的进水槽，阀座的中心孔流出，此时阀芯上受到的水压由关闭时的全压状态变成了只承受部分水压，（另一部分以出口剩余压力形式消耗了），而阀杆向上顶的力量并无变化，所以阀芯会立即向上运动，使阀门呈突然打开状态。反之，阀门由开启到关闭的过程是：当水位上升到接近恒定止水位时，浮球上浮，阀芯下移，密封面有效经流面积变窄。这时流过密封面的流速增大，而流量变小，水的出口剩余压力变小，此时作用在阀芯上下两面的压力差变大，而与阀芯相抗衡的浮球及阀杆的重力却无变化，此时阀芯自然向下运动直到落到阀座上，使阀门很快地进入完全关闭状态。所以本实用新型产品具有电磁阀一般优良的开关性能。

本实用新型产品不仅体积小，流量大，开关性能好，密封性能好，而且由于密封材料处于周边介质水中，不仅受力均匀，不会变形损坏，同时也避免了与空气接触，克服了氧化老化现象，使密封材料使用寿命大大提高，使本产品具有优良的免维护功能。

Claims (4)

1、自压密封式浮球阀，包括柱塞阀、浮球(3)及使之连接的阀杆(4)，柱塞阀包括阀芯(11)、阀体(8)、阀座(9)，其特征在于下粘密封圈(10)的阀芯位于阀座上方，阀芯中间开孔，周边开有进水槽(18)，阀座下有导向圈(7)，阀芯尾杆穿过导向圈，顶向阀杆的压力端，阀杆的浮力端连浮球。

2、根据权利要求1所述的浮球阀，其特征在于阀杆的浮力端和压力端间以连接销钉（5）作为支点。

3、根据权利要求1所述的浮球阀，其特征在于阀杆和阀体连接处设有耳子（6）。

4、根据权利要求1所述的浮球阀，其特征在于阀芯与阀体间有衬圈（12）。

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