專利名稱：壓差動力式液位自動控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液位自動控制閥，具體涉及壓差動力式液位自動控制閥。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常需要涉及對液體的液位進行自動控制，比如，日常生活中的冷熱液液位自動控制以及工業(yè)生產(chǎn)中對海液、飲料、柴油、汽油和原油、食用油、液體洗滌劑、工業(yè)硫酸、鹽酸、硝酸、工業(yè)鹽液、堿液或其它工業(yè)溶劑等等的液位自動控制。傳統(tǒng)的液位自動控制采用的是浮球閥，浮球閥控制機構(gòu)采用的是杠桿結(jié)構(gòu)，眾所周知，采用杠桿機構(gòu)的浮球閥易損、壽命短，其主要原因在于
(1)無論是杠桿直壓式或是杠桿差壓式，杠桿都是逆液壓關(guān)閉閥口，這樣杠桿機件會因液擊而逐漸損壞；
(2)懸掛著的杠桿、浮球容易受到運輸顛簸及人為損壞，杠桿稍有變形，就會產(chǎn)生較大的液位偏差；
(3)浮球長期在液箱中擺動導(dǎo)致閥片磨損而漏液；
(4)開關(guān)頻繁，液箱液位稍微下落一點杠桿浮球閥就要開關(guān)一次，損失機械壽命。因此，在現(xiàn)實生活中，大量液箱的浮球閥工作在故障狀態(tài)中，產(chǎn)生嚴(yán)重的液資源浪費，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決浮球閥易損、壽命短，從而造成液資源浪費的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種壓差動力式液位自動控制閥，包括閥體，所述閥體的內(nèi)腔由彈性隔膜分隔成左、右腔室，所述閥體上設(shè)有第一、 第二出口，所述第一出口上固定設(shè)有出液管，所述第二出口處固定設(shè)有浮筒室，浮筒置于所述浮筒室內(nèi)且浮筒的頂面上設(shè)有與所述第二出口相對設(shè)置的彈性密封堵頭，所述左腔室與所述第二出口連通，所述右腔室上設(shè)有進液管且與所述第一出口相通，所述彈性隔膜的中心嵌裝有進液控制塊，所述進液控制塊上設(shè)有軸向通孔。在上述方案中，所述閥體由左閥體和右閥體螺裝固定而成。在上述方案中，所述左閥體的內(nèi)壁上固定設(shè)有環(huán)形套，所述環(huán)形套的右端面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述彈性隔膜呈開口向左的喇叭狀且開口端插裝在所述環(huán)形凹槽內(nèi)，壓蓋自右向左將所述彈性隔膜擠靠在所述環(huán)形套的右端面上，且所述壓蓋的左端面與所述環(huán)形套的右端面之間設(shè)有密封圈。在上述方案中，所述進液管設(shè)置在所述右閥體的中心部，所述右閥體的左端面上還設(shè)有環(huán)繞所述進液管設(shè)置的環(huán)形定位柱，所述環(huán)形定位柱的左端面與所述壓蓋的右端面相抵。在上述方案中，所述彈性隔膜上設(shè)有軸向通孔，所述進液控制塊的外圓周面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述彈性隔膜的軸向通孔內(nèi)壁卡裝在所述進液控制塊上的環(huán)形凹槽內(nèi)。在上述方案中，所述左閥體上第二出口的處設(shè)有圓柱形凸臺，所述圓柱形凸臺的下端面上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向凹槽，所述浮筒的頂面上設(shè)有與所述環(huán)形導(dǎo)向凹槽相適配的環(huán)形導(dǎo)向柱。在上述方案中，所述第二出口上嵌裝有上大下小的錐形管。在上述方案中，浮筒室外壁的下部設(shè)有開口，所述浮筒的外壁上設(shè)有與所述開口相對設(shè)置的凹坑，所述凹坑的高度等于浮筒上下移動的行程，所述開口內(nèi)嵌裝有限位塊，所述限位塊的伸入到所述凹坑內(nèi)。在上述方案中，所述進液控制塊上的軸向通孔為左大右小的臺階孔，水平設(shè)置的清洗桿左端固定在左腔室的內(nèi)壁上，右端為與所述臺階孔相適配的臺階軸，所述臺階軸插裝在所述臺階孔內(nèi)。在上述方案中，所述錐形管下端出口的直徑大于所述軸向通孔入口的直徑。本發(fā)明，閥體的內(nèi)腔由彈性隔膜分隔成左、右腔室，壓力液體由進液管作用于彈性隔膜的右側(cè)，同時，壓力液體也通過彈性隔膜上的軸向通孔進入左腔室，當(dāng)壓力液體充滿左腔室時，彈隔膜左側(cè)的壓強也達到右側(cè)的壓強。由于彈性隔膜左側(cè)面積大于右側(cè)面積，所以在彈性隔膜的左右兩側(cè)形成一個較大的壓差，彈性隔膜由左向右移動頂住進液管，從而實現(xiàn)液位自動控制。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中左閥體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明中環(huán)形套的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明中彈性隔膜的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明中右閥體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明中進液控制塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明中浮筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作出詳細的說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的壓差動力式液位自動控制閥，閥體由左閥體1和右閥體 2螺裝固定而成，閥體的內(nèi)腔由彈性隔膜4分隔成左、右腔室C、B。左閥體1的內(nèi)壁上固定設(shè)有環(huán)形套7，環(huán)形套7的結(jié)構(gòu)如圖3所示，環(huán)形套7的右端面上設(shè)有環(huán)形凹槽71，彈性隔膜4的結(jié)構(gòu)如圖4所示，彈性隔膜4呈開口向左的喇叭狀且開口端41插裝在環(huán)形凹槽71內(nèi)，右端作為隔膜45，隔膜45的右端面形成第一密封面43。右閥體2的結(jié)構(gòu)如圖5所示，右閥體2的中心設(shè)有一個軸向設(shè)置的進液管25，進液管25的左端面形成第二密封面30，隔膜45的左端面44的面積大于進液管25的內(nèi)腔截面積，右閥體2的左端面上還設(shè)有環(huán)繞進液管25設(shè)置的環(huán)形定位柱四，壓蓋3扣裝在彈性隔膜4的右側(cè)面上，環(huán)形定位柱四的左端面與壓蓋3的右端面相抵，將彈性隔膜4擠靠在環(huán)形套7的右端面上，且壓蓋3的左端面與環(huán)形套7的右端面之間設(shè)有密封圈5。
再參見圖1、圖2，左閥體1上設(shè)有第一、第二出口 19、22，第一出口 19上固定設(shè)有排液管13，第二出口 22的下端嵌裝有上大下小的錐形管23，第二出口 22由固定在左閥體 1外壁上的浮筒室11環(huán)繞，左閥體1外壁上的第二出口 22處設(shè)有圓柱形凸起25，圓柱形凸起25的下端面上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向凹槽21，浮筒10置于浮筒室11內(nèi)，浮筒10的頂面上設(shè)有與環(huán)形導(dǎo)向凹槽21相適配的環(huán)形導(dǎo)向柱18 (如圖7所示)，浮筒10的頂面上設(shè)有與第二出口 22上的錐形管23開口端相對設(shè)置的彈性密封堵頭12 (由橡膠材料制成)，左腔室C與第二出口 22連通，右腔室B與第一出口 19相通。彈性隔膜4上設(shè)有軸向通孔42，如圖6所示，進液控制塊6的外圓周面上設(shè)有環(huán)形凹槽61，彈性隔膜4的軸向通孔內(nèi)壁卡裝在進液控制塊6上的環(huán)形凹槽61內(nèi)。進液控制塊 6上設(shè)有左大右小的軸向臺階孔62，軸向臺階孔62的右端孔徑小于錐形管23的下端開口， 水平設(shè)置的清洗桿8左端固定在左腔室C的內(nèi)壁上，右端為與臺階孔相適配的臺階軸，臺階軸插裝在進液控制塊6上的軸向臺階孔62內(nèi)。清洗桿8的作用是防止水垢或雜物阻塞臺階孔，進液控制塊6跟隨隔膜45在清洗桿8上左、右移動，于是清洗桿8對進液控制塊6上的軸向臺階孔62進行清理，清洗桿8上的臺階面還可以起到限位的作用。為了保證浮筒10不至于向下脫離浮筒室11，浮筒室11的下部左側(cè)設(shè)有一個開口， 浮筒10的外壁上設(shè)有與開口相對設(shè)置的凹坑21 (如圖7所示)，凹坑21的高度等于液位控制行程(即浮筒上下移動的行程)，限位塊14自浮筒室11上的開口插入并伸入到凹坑21內(nèi)， 阻擋浮筒10的進一步下沉，也可以保證浮筒10頂部的環(huán)形導(dǎo)向柱18不會從環(huán)形導(dǎo)向凹槽 21中向下脫出。本發(fā)明使用時，浮筒室11和排液管13均置于需要進行液位控制的容器100中，工作原理如下
(1)當(dāng)容器100中液位較低需要進液時，浮筒10在自身重量的作用下下沉，于是彈性密封堵頭12隨浮筒10向下移動，離開錐形管23的下端開口，此時，進液管25內(nèi)的壓力液體A作用在隔膜46的右端面上，同時壓力液體A經(jīng)過進液控制塊6上的軸向臺階孔62進入左腔室C內(nèi)，并經(jīng)左閥體1上第二出口 22中的錐形管23流入到容器100內(nèi)，由于錐形管 23的開口比軸向臺階孔62入口處的孔徑大得多，所以左腔室C處于無壓狀態(tài)，因此，在隔膜 46的左、右兩端形成一個較大的壓差，使隔膜464由右向左移動，壓力液體A經(jīng)第一密封面 48與第二密封面30之間的間隙進入右腔室B，再由第一出口 19和排液管13進入容器100 中。本發(fā)明中的容器100可以是抽水馬桶、不銹鋼水箱、電熱水器、太陽能熱水器、水池、水塔、油罐、飲料器皿、工業(yè)液體槽等等。(2)當(dāng)容器100內(nèi)的液位達到能觸及浮筒室11內(nèi)的浮筒10的底部時，浮筒10會在浮力的作用下逐步向上移動，隨著液位的升高，浮筒10向上推力逐漸增大，使得彈性密封堵頭12有足夠的向上推力堵住錐形管23的下端開口，于是左腔室C內(nèi)的壓強很快升高， 并達到進液管25中壓力液體A的壓強，由于隔膜45的左端面44的面積大于進液管25的內(nèi)腔截面積，因此，在隔膜45的左右兩側(cè)形成一個壓力差，使隔膜45由左向右移動，將隔膜 45的第一密封面48與進液管上的第二密封面30緊緊地靠在一起，而且有足夠的力量確保密封，壓力液體A停止流入進液腔B，閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)，容器100停止進液。本發(fā)明所述的壓差動力式液位自動控制閥開啟和關(guān)閉時的受力分析如下 以最小規(guī)格DN15 (即1/2")為例(壓力液體為水)。
(1)彈性密封堵頭12的最大受力計算。錐形管23下端開口處的直徑dl=0. 8mm，最大進液壓力為0. 6Mpa(通常進液口壓力不會這么高，按規(guī)范一般為0. 2 0. 3Mpa)，左腔室C內(nèi)的最大壓力也是0. 6Mpa，錐形管23 下端開口處的最大出口壓力即彈性密封堵頭12的最大受力Fl (max)=錐形管23下端開口處的截面積 S1X0. 6Mpa=l/4X Π Xdl2X0. 6MPa=l/4X Π X0. 082X0. 6MPa =30. 144g。(2)浮筒10的最大體積和最大重量的設(shè)定
浮筒10的外徑D=41mm，壁厚為0. 5mm, d=llmm, H=IOOmm,材質(zhì)為ABS塑料，其比重為 1. 05g/cm3，
則，最大體積 Vmax=l/4X Π XD2 XH=l/4X 412 X 100=42 cm3, 最大浮力Fmax=VmaxX水的比重=42g，
而，最大重量 Gmax= (Vmax-1/4X Π X (D-2X0. 5) 2 XHX 1. 05=2. Igo(3)錐形管23下端開口的密封情況分析
根據(jù)上述情況分析得知，浮筒10因浮力而產(chǎn)生的最大向上推力Tmax=最大浮力 Fmax-浮子最大重量Gmax=42g-2. lg=39. 9g，而壓錐形管23下端開口的最大出口壓力即彈性密封堵頭12的最大受力Fl (max) =30. 144g <浮筒因浮力而產(chǎn)生的最大向上推力 Tmax=39. 9g，所以彈性密封堵頭12有足夠的力量完全密封住錐形管23下端開口，使左腔室 C內(nèi)的壓力迅速上升，迫使隔膜45由左向右移動并完全密封進液管的第二密封面30，讓閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明所述的壓差動力式液位自動控制閥的優(yōu)點如下
(1)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計新穎、原理清晰。本發(fā)明中只有一個活動部件——喇叭狀的彈性隔膜4，無需維修、無需更換，沒有動密封件，沒有易損件，具有非常高的技術(shù)指標(biāo)，機械壽命 20萬次以上，自然壽命高達10年以上，可靠耐用，廣泛使用該壓差動力式液位自動控制閥， 減少傳統(tǒng)的杠桿浮球閥因故障工作浪費水的現(xiàn)象，有著積極的節(jié)水效應(yīng)。(2)本發(fā)明不同于傳統(tǒng)的浮球閥，實際上它是無杠桿浮球閥，它克服了傳統(tǒng)浮球閥的所有缺點，尤其是它避免了傳統(tǒng)浮球閥采用內(nèi)部活動橡膠密封的缺點和杠桿支點處容易斷裂的缺點。(3)本發(fā)明可以根據(jù)不同液位的需求通過更換不同體積的浮筒10來確定不同的液位，讓液位滿足各種容器的需求。(4)本發(fā)明體積小、重量輕，運輸成本低。(5)為了延長本發(fā)明的使用壽命，本發(fā)明可采用無毒、食用衛(wèi)生等級、機械性能極好的高分子MPE作為閥門的材料，具有耐低溫、耐腐蝕、耐抗裂、耐老化的特點，使用壽命高達50年。(6)本發(fā)明采用注塑成型，無需車工，產(chǎn)量高、成本低。(7)本發(fā)明很容易安裝，一般家庭成員均可以安裝，無需專業(yè)安裝人員。本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.壓差動力式液位自動控制閥，包括閥體，其特征在于，所述閥體的內(nèi)腔由彈性隔膜分隔成左、右腔室，所述閥體上設(shè)有第一、第二出口，所述第一出口上固定設(shè)有出液管，所述第二出口處固定設(shè)有浮筒室，浮筒置于所述浮筒室內(nèi)且浮筒的頂面上設(shè)有與所述第二出口相對設(shè)置的彈性密封堵頭，所述左腔室與所述第二出口連通，所述右腔室上設(shè)有進液管且與所述第一出口相通，所述彈性隔膜的中心嵌裝有進液控制塊，所述進液控制塊上設(shè)有軸向通孑L。
2.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述閥體由左閥體和右閥體螺裝固定而成。
3.如權(quán)利要求2所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述左閥體的內(nèi)壁上固定設(shè)有環(huán)形套，所述環(huán)形套的右端面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述彈性隔膜呈開口向左的喇叭狀且開口端插裝在所述環(huán)形凹槽內(nèi)，壓蓋自右向左將所述彈性隔膜擠靠在所述環(huán)形套的右端面上，且所述壓蓋的左端面與所述環(huán)形套的右端面之間設(shè)有密封圈。
4.如權(quán)利要求3所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述進液管設(shè)置在所述右閥體的中心部，所述右閥體的左端面上還設(shè)有環(huán)繞所述進液管設(shè)置的環(huán)形定位柱， 所述環(huán)形定位柱的左端面與所述壓蓋的右端面相抵。
5.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述彈性隔膜上設(shè)有軸向通孔，所述進液控制塊的外圓周面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述彈性隔膜的軸向通孔內(nèi)壁卡裝在所述進液控制塊上的環(huán)形凹槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述左閥體上第二出口的處設(shè)有圓柱形凸臺，所述圓柱形凸臺的下端面上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向凹槽，所述浮筒的頂面上設(shè)有與所述環(huán)形導(dǎo)向凹槽相適配的環(huán)形導(dǎo)向柱。
7.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述第二出口上嵌裝有上大下小的錐形管。
8.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，浮筒室外壁的下部設(shè)有開口，所述浮筒的外壁上設(shè)有與所述開口相對設(shè)置的凹坑，所述凹坑的高度等于浮筒上下移動的行程，所述開口內(nèi)嵌裝有限位塊，所述限位塊的伸入到所述凹坑內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述進液控制塊上的軸向通孔為左大右小的臺階孔，水平設(shè)置的清洗桿左端固定在左腔室的內(nèi)壁上，右端為與所述臺階孔相適配的臺階軸，所述臺階軸插裝在所述臺階孔內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的壓差動力式液位自動控制閥，其特征在于，所述錐形管下端出口的直徑大于所述軸向通孔入口的直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓差動力式液位自動控制閥，包括閥體，所述閥體的內(nèi)腔由彈性隔膜分隔成左、右腔室，所述閥體上設(shè)有第一、第二出口，所述第一出口上固定設(shè)有出液管，所述第二出口處固定設(shè)有浮筒室，浮筒置于所述浮筒室內(nèi)且浮筒的頂面上設(shè)有與所述第二出口相對設(shè)置的彈性密封堵頭，所述左腔室與所述第二出口連通，所述右腔室上設(shè)有進液管且與所述第一出口相通，所述彈性隔膜的中心嵌裝有進液控制塊，所述進液控制塊上設(shè)有軸向通孔。通過彈性隔膜兩側(cè)的壓力差驅(qū)動彈性隔膜左右移動，開啟與關(guān)閉進水管，實現(xiàn)液位自動控制。
文檔編號F16K21/18GK102359635SQ20111024504
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者陳銀周 申請人:陳銀周