專利名稱：氣壓反饋式虹吸破壞閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣壓反饋式虹吸破壞閥。這種虹吸破壞閥使用一種電磁機構(gòu)操作，通電后能完成關(guān)閥動作。斷電后，先借助開閥彈簧儲能的應(yīng)力完成小開度的開閥，而后借助大氣壓的反饋力完成大開度的開閥動作，彈簧儲能是在電鐵完成吸合后，由彈簧形變而獲得，反饋力則來自閥內(nèi)的氣壓反饋機構(gòu)。它特別適用于虹吸破壞閥。
虹吸破壞閥用于許多自來水廠的泵站。在這類泵站的輸水管道中，用到虹吸管結(jié)構(gòu)，其出水管，浸沒于高位水池的液面下，進水管伸進水源，水泵的揚程等于高低水位的凈落差；虹吸破壞閥裝于虹吸管的頂部，與水泵電機同時斷電，電機斷電后，虹吸破壞閥應(yīng)及時開閥，破壞虹吸現(xiàn)象，防止水倒流，也防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。
現(xiàn)有技術(shù)的虹吸破壞閥，還沒用到氣壓反饋開閥的機制。現(xiàn)有技術(shù)的虹吸破壞閥，有單閥蓋(即單閥瓣)結(jié)構(gòu)和壓力平衡式的雙閥蓋(即雙閥瓣)結(jié)構(gòu)，閥上都裝有密封圈。由于虹吸破壞閥多處于長時間關(guān)閥的工作狀態(tài)，很少開閥，有的一年只動作一兩次。單閥蓋結(jié)構(gòu)的閥，有的采用壓縮空氣操作，閥本身雖然結(jié)構(gòu)簡單，但要為此配備壓縮空氣站。由于虹吸管的抽真空效應(yīng)，水泵工作時，單閥蓋正反兩面的壓力差很大，單閥蓋的內(nèi)面處于高負壓狀態(tài)，單閥蓋的外面承受幾百公斤的大氣壓力，關(guān)閥時的密封性雖好，但開閥時需要很大的力量才能打開閥蓋。由于閥很少動作，在水、汽、電化學(xué)、銹蝕等綜合因素的“時間效應(yīng)”作用下，存在拒動的現(xiàn)象，開閥可靠性不高。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)還沒有采用短行程的電磁鐵用作單閥蓋結(jié)構(gòu)虹吸破壞閥的操作機構(gòu)。
壓力平衡式的雙閥蓋虹吸破壞閥，閥蓋作水平運動。閥體有兩個腔室，一個通大氣，另一個通虹吸管。閥蓋關(guān)住時，兩個腔室不相通，虹吸管的頂部被封閉，從而實現(xiàn)泵水所需的虹吸現(xiàn)象；閥蓋打開時，兩個腔室相通，用以破壞虹吸現(xiàn)象。這種閥，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也顯笨重。閥體中的兩塊閥蓋所受的壓力互為抵消而平衡，消除了由真空負壓引起的壓力差。開閥阻力比單閥蓋結(jié)構(gòu)的小得多，但由于很少動作，上述的“時間效應(yīng)”同樣存在。另一方面，開閥所需的工作行程較長，開閥主要依靠來自彈簧儲能的應(yīng)力，彈簧儲能的最大應(yīng)力是有限的，尚不能保證都大于“時間效應(yīng)”所產(chǎn)生的阻力，所以開閥時可能出現(xiàn)動作遲緩或開度不夠的問題，仍存在一定的可靠性問題。成倍加大開閥的力度固然可以提高開閥可靠性，但成倍加大彈簧儲能的應(yīng)力將給閥的總體設(shè)計帶來技術(shù)上的難度，而且閥將變得更加笨重。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的閥體結(jié)構(gòu)和電磁操作機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、開閥力度大、性能可靠的特點。在減輕重量、降低造價、提高效率、節(jié)能等方面都能取得明顯的效果。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的圖1、圖2示出了總體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的電磁機構(gòu)安裝在一個圓盤基座(RF)上。一個全封閉的防護罩(PC)罩住電磁機構(gòu)。在電磁操作機構(gòu)中，關(guān)閥電磁鐵(MM)使用現(xiàn)有技術(shù)中一種短行程、直動式的直流電磁鐵來完成關(guān)閥動作，并使閥保持在關(guān)閥狀態(tài)。這種電磁鐵的主要特征有二，其一，鐵心在高磁密下工作，即只有在高磁密下電磁鐵才能吸合，才能維持吸合；其二，采用變勵激磁的控制電路，電磁鐵的起動安匝很大，在強勵下完成吸合運動，電磁鐵只需幾百個維持安匝即可保持在維持吸合狀態(tài)。(RF)盤的下方是閥體。通過一組支承螺栓(SB)，(RF)盤裝在閥體上方。閥體的閥口是一個法蘭盤(VF)，閥蓋(VC)位于(VF)盤的上方，(VF)盤安裝在可與虹吸管相接的法蘭座(FF)上，圖中，(FF)座用虛線畫出。有一組開閥彈簧，在(MM)電磁鐵吸合完成關(guān)閥同時，能完成形變儲能，儲足拉開閥蓋所需的應(yīng)力，其垂直方向的形變量為幾個毫米。開閥彈簧可以只用一只，也可以是不少于兩只的一組彈簧。在閥體內(nèi)，有一個可產(chǎn)生頂升力的氣壓反饋機構(gòu)。斷電后，(MM)電磁鐵釋放，開閥彈簧的儲能應(yīng)力可將閥蓋(VC)拉開最初的幾個毫米，而后利用氣壓反饋機構(gòu)，借助大氣壓的反饋力頂升閥蓋，完成隨后的大開度開閥動作。具體說明如下在電磁機構(gòu)內(nèi)，還有止回機構(gòu)，它可以是兩套相同的，由棘爪桿(PB)、(BS)棘爪彈簧、齒條(GR)和輔助電磁鐵(AM)這幾個主要部件所構(gòu)成的止回機構(gòu)。這兩套止回機構(gòu)對稱于圖1、2中主軸線而布置。為表達上的簡潔，圖1、2中只畫出一組。(OP)是棘爪桿(PB)的轉(zhuǎn)動點。輔助電磁鐵(AM)安裝基座(RF)上。(GR)齒條裝在動鐵心(MI)上，在(GR)齒條的下端裝有一只小輪(SM)，防止(GR)齒條上下運動時偏離垂直軌跡。動鐵心升高后，棘爪桿(PB)上的棘爪能抵住齒條(GR)，起制止動鐵心回落的止回作用，從而使(VC)蓋能保持在大開度位置上。如圖1所示，止回機構(gòu)能使閥處于全開閥狀態(tài)。當(dāng)輔助電磁鐵(AM)吸合，棘爪桿(PB)逆時針轉(zhuǎn)動，棘爪離開齒條，止回力解除，動鐵心(MI)和閥蓋(VC)才能回落到圖2所示的閥蓋處于小開度的位置上，此后，關(guān)閥電磁鐵(MM)通電后就能吸合，從而可將閥蓋(VC)蓋上，完成關(guān)閥動作。圖2還可表達斷電后，在反饋力的作用下，虹吸破壞閥開始增大閥蓋打開開度的狀態(tài)。
開閥彈簧可以是不少于兩組的鋼板彈簧，也可以是不少于兩根的拉力彈簧。拉力彈簧的上端固定在一種過渡接頭上，過渡接頭掛在圓盤基座(RF)的下方，閥蓋掛在拉力彈簧的下端。例如，圖2所示的方案采用了兩只拉力彈簧對稱于主軸線，這兩只拉力彈簧通過T形接頭，裝在圓盤基座(RF)與閥蓋(VC)之間。T形接頭裝在圓盤基座(RF)的滑套內(nèi)，其垂直段是用以限制彈簧工作行程的鋼管，鋼管可在滑套內(nèi)滑動，其水平段是拉力頭，兩只拉力彈簧(PS)的上端固定在T形接頭的螺桿下端。調(diào)節(jié)T形接頭上方的螺母，可調(diào)整(PS)彈簧的拉力；開閥后，T形接頭隨閥蓋的升高而沿滑套升高。開閥彈簧還可以是壓力彈簧。在圖1中，有兩只壓力彈簧(RS)-通過動鐵心上的力臂(FA)，電磁鐵(MM)在作吸合運動的同時壓縮該開閥彈簧，使彈簧儲足開閥之初所需的力量。開閥彈簧對稱于主軸線布置，在圖1、2中都只畫出一只。
對于小型破壞閥，關(guān)閥電磁鐵(MM)所需的吸力也小，這時可以只用一只壓力彈簧來開閥，該彈簧可以套在關(guān)閥電磁鐵之外，呈同心式布置。
下面從機和電兩方面繼續(xù)說明。
從閥體外部看，只用一塊關(guān)閥閥蓋(VC)，這沿襲了單閥蓋的閥在關(guān)閥狀態(tài)能借助大氣壓力，密封可靠的優(yōu)點。關(guān)閥時，通過密封圈(SR)將閥蓋蓋緊。密封圈的斷面可以是實心的也可以是空心的。圖1矩形框內(nèi)的密封圈截面放大圖是一種不等寬的，有一個凹槽的密封圈，它有兩個環(huán)形密封接觸面，相當(dāng)于兩只密封圈，密封效果更好。其凹槽下方有一個寬度加大的截面，該截面寬度大于凹槽外側(cè)的寬度。不等寬的密封圈在安裝就位后，可防止被高速氣流拉脫?？梢允姑芊馊?SR)的密封面朝上，裝在閥體上。在圖2中，圓形框內(nèi)的密封圈截面放大圖是一種有一個空心管的U形密封圈；矩形框內(nèi)的放大圖是一種由兩根管合二而一的，在截面上有兩個空心管的8字形密封圈，空心管的外徑可以一大一小，也可以一樣大。密封圈(SR)的密封面也可以朝下，裝在閥蓋上。密封圈的材料可以是橡膠的也可以是塑料的。
閥體內(nèi)的氣壓反饋機構(gòu)，基本構(gòu)造是在(VC)蓋的下方增加了一個過渡腔(TC),(TC)腔的四周由一段大口徑管圍成。在(TC)腔的下方，有稱作力反饋板簡稱反饋板[(FB)板或(HFB)板]的底蓋。反饋板與一個可頂升閥蓋的連動機構(gòu)相連，該連動機構(gòu)可以是含有菱形四連桿(RB)的X形扛桿機構(gòu)，也可以是由兩組液壓推桿的液壓裝置，每組有一只或兩只液壓缸。連動機構(gòu)的作用在于，只要反饋板能作下降運動，或向下翻轉(zhuǎn)，就能頂升閥蓋，完成大開度的開閥動作。
氣壓反饋機構(gòu)是這工作的在關(guān)閥狀態(tài)，過渡腔(TC)內(nèi)的壓力等于虹吸管內(nèi)的壓力，(TC)腔也處于高負壓狀態(tài)。水泵工作時，由于虹吸作用，管內(nèi)有很強的抽吸力，在這種情況下，只要過渡腔(TC)與外界出現(xiàn)通氣道，就會有空氣急速灌入，(TC)腔的容積小--腔內(nèi)的負壓很快被破壞。這時，反饋板[(FB)板或(HFB)板]的下方仍是容積很大的高負壓區(qū)，反饋板上下方的氣壓差就在反饋板上產(chǎn)生很大的壓力，推動反饋板快速向下運動。在關(guān)閥電磁鐵(MM)斷電釋放后，(RS)彈簧的儲能應(yīng)力將把(VC)蓋頂開最初的幾個毫米。(VC)蓋一旦被頂開，閥外就有急速的空氣流涌入該腔，反饋板隨即快速下降或下翻，在連動機構(gòu)作用下，閥蓋(VC)升高，迅速完成開閥動作。
在開閥的初始階段，氣壓反饋機構(gòu)的做功過程是一個正反饋過程在反饋板[(FB)板或(HFB)板]反饋力的頂升作用下，(VC)蓋的繼續(xù)升高，氣流的灌入量再增，反饋板上的壓力再增大，反饋板下降得更快，(VC)蓋的被頂升得更高。在這種正反饋循環(huán)下，開閥動作迅速完成。因為有這正反饋現(xiàn)象，所以在(VC)蓋上可加有緩沖墊，用以防止開閥所可能產(chǎn)生的沖擊震動。圖1、2中有兩塊緩沖墊，一塊是彈性剛度較小的一級緩沖墊(B1)，另一塊是彈性剛度較大的二級緩沖墊(B2)。需要削減反饋力時，可減小反饋板的面積或在反饋板上開漏氣孔。設(shè)計時，通過改變X形桿件(XB)下半部段臂長與上半段臂長之比(稱之為“反饋比”)，還可以調(diào)整反饋板的下降幅度與閥蓋升高高度之比?！胺答伇取痹酱螅答伭斏σ苍酱?。裝在水泵揚程較小場所的閥，該反饋比可大于1，小等于2 。對于水泵揚程較大，或虹吸破壞閥所裝位置高出虹吸管管頂較多的地方，該反饋比可等于1。
X形扛桿和反饋板有兩種組合結(jié)構(gòu)。第一種，見圖1或圖2，只用單塊反饋板(FB)。(FB)板呈圓形，作升降運動。第二種，見圖3，有兩塊半圓形的轉(zhuǎn)動式反饋板(HFB)，通過絞鏈，對稱地套在支承軸(HFS)上，(HFS)軸固定在過渡腔上。繞(HFS)軸，(HFB)板可作糊蝶式撲翼運動。這兩種組合，分述于下。
X形扛桿的基本及其與反饋板的第一種組合結(jié)構(gòu)是兩組等距離的X形桿件(XB)平行地構(gòu)成一個活動框架，每個X形桿件(XB)都由兩條一字形的扛桿臂交叉而成，在X的交點有一根承力軸(LS)穿過，扛桿臂可繞該軸轉(zhuǎn)動。(LS)軸的兩個支承軸承對稱地固定在過渡腔(TC)的大口徑管上，其軸線垂直穿過兩組X形桿件(XB)的交點。在圖中，兩組X形桿件(XB)的投影合二而一。X形桿件四個臂的上端都裝有滾輪(RW)，等對滾輪安裝在一根軸的兩端。每根軸的兩端分別固定在兩組X形扛件(XB)的對應(yīng)端，滾輪可以自由轉(zhuǎn)動，但不能軸向竄動。這四根軸起加強機械強度的作用。四只上滾輪既是承力輪又是平衡輪，它們傳遞向上或向下的壓力，還能使閥蓋四平八穩(wěn)地做升降運動。對于第一種組合，下滾輪情況相仿；在(LS)軸與(FB)板之同還有一對呈菱形的四連桿機構(gòu)(RB)。菱形四連桿(RB)掛在X形桿件(XB)的下半部，其臂長等于X形桿下半段臂長的一半。(LS)軸也是菱形四連桿(RB)上端的承力軸，菱形四連桿(RB)水平對角線上的兩個轉(zhuǎn)動軸安裝在X形臂下部的中位線上，它下端的承力軸(FS)固定在(FB)板的中央，(FS)軸的軸心與下滾輪的軸心的在同一個水平面上。(FS)軸起傳遞反饋力和懸掛(FB)板的作用。在過渡腔(TC)與(FS)軸所在垂直面相交的內(nèi)壁上還有兩根向下伸出的，起約束作用的導(dǎo)軌桿，該桿穿過(FB)板上的滑動桿套，使(FB)板在升降時，其中軸線能保持垂直。
圖3的下半部分是X形扛桿與反饋板的第二種組合結(jié)構(gòu)X形扛桿(XB)、上滾輪及其承力軸部分與第一種組合結(jié)構(gòu)相同。刪去了下滾輪和菱形桿件。兩塊半圓形的轉(zhuǎn)動式反饋板(HFB)，對稱地套在固定在過渡腔的支承軸(HFS)上，(HFB)板上有軸承座，軸承座上的懸掛軸(SHS)與四組連接臂(LJ)的下端絞連在一起，(LJ)臂的上端與X形桿件(XB)的下端絞連在一起。開閥時，(HFB)板受到壓力而向下翻轉(zhuǎn)。關(guān)閥時，X形扛桿被壓矮，通過(LJ)臂拉動(HFB)板上回翻到水平位置。在圖3的下半部分，(HFB)板處于全開閥狀態(tài)；虛線部分是關(guān)閥狀態(tài)；被X形桿件遮住的部分，畫在圖3的上半部分。
圖3的上半部分，是第二種組合結(jié)構(gòu)中呈“個”字形的傘式平衡機構(gòu)。實線部分，表示處于關(guān)閥時(HFB)板及相應(yīng)桿件的位置；虛線部分表示全開閥狀態(tài)。“個”字形兩組斜拉臂(UB)的下端絞連(HFB)板上的懸掛軸上，該懸掛軸可以就是(SHS)軸；在(HFS)軸的上方，固定有垂直導(dǎo)軌桿(VG)，該桿相當(dāng)于傘柄，起限位導(dǎo)軌作用。斜拉臂的上端絞連在滑套(SAS)上，該滑套套在(VG)導(dǎo)軌桿上，在(HFB)板推拉下滑套(SAS)可沿(VG)導(dǎo)軌桿上下滑動。就象傘的開合一樣，兩塊(HFB)板能繞(HFS)軸，對稱等幅地上下翻轉(zhuǎn)，從而能使閥蓋的中軸線始終保持垂直-閥蓋在升降時能保持水平姿態(tài)。
采用液壓裝置做連動機構(gòu)時，其作用與扛桿機構(gòu)一樣，主要結(jié)構(gòu)是有兩組液壓推桿的液壓缸通過框架固定在過渡腔(TC)上，液壓缸的推桿輸出端都朝上，兩組液壓缸之間通過液壓管相通。相通的液壓臂還通過單向閥接到一只小儲油罐。小儲油罐用于向液壓缸補充漏油。反饋板(FB)通過聯(lián)接接頭向下壓在第一組的推桿輸出端上，第二組的推桿輸出端與(VC)蓋相抵。第一組可以只用一只液壓缸，也可以用兩只液壓缸。第二組的液壓缸可由兩只或三只液壓缸組合而成，使閥蓋能平穩(wěn)升降。斷電開閥時，(FB)板向下運動，第一組的推桿向下運動，經(jīng)管道將壓力油注入第二組液壓缸，第二組的推桿向上推動，頂升閥蓋(VC)，直到完成反饋力大開度的開閥運動。閥蓋(VC)升高后，電磁機構(gòu)中棘爪桿(PB)上的棘爪抵住齒條(GR)，使動鐵心和閥蓋都不能回落。這可以消除第二組液壓缸內(nèi)的工作壓力，另外，再借助重力平衡裝置，在穩(wěn)定狀態(tài)，不論是開閥狀態(tài)還是關(guān)閥狀態(tài)，第一組液壓缸都可以處于無壓狀態(tài)，從而減少油的泄漏。在無壓狀態(tài)，小儲油罐可自動向兩組液壓缸補充泄漏的油。通電關(guān)閥時，輔助電磁鐵(AM)先吸合，使棘爪桿(PB)的棘爪脫離齒條(GR)，解除止回力，閥蓋(VC)回落到開啟度剩下幾個毫米的位置。閥蓋(VC)下落時，通過液壓裝置，(FB)板升高。關(guān)閥電磁完成吸合后，閥蓋(VC)完成關(guān)閥動作，(FB)板也回升到最高位置。
在安裝液壓缸的框架上還裝有用于平衡(FB)板重力的平衡裝置，該平衡裝置可以是彈簧裝置，也可以是滑輪、拉索和重錘構(gòu)成的重力平衡裝置。重錘可以通過拉索穿過(FB)板的小孔掛在(FB)板的下方。為減少閥蓋回落的阻力，這種重力平衡裝置也可以用于閥內(nèi)的X形扛桿機構(gòu)。
閥體外，在垂直方向上，閥蓋(VC)與動鐵心(MI)等可動部分的質(zhì)量和應(yīng)大于閥內(nèi)反饋板(FB)的質(zhì)量，以閥蓋完全打開時，前者的重力足以克服摩擦力與(FB)板重力的總和，使閥蓋能下降到小開度的位置。以圖1為例，以閥蓋下降到(FA)臂碰到(PP)壓力桿的位置為準(zhǔn)。以圖2為例，以閥蓋下降到T形接頭的上部壓到圓盤基座(RF)的滑套為準(zhǔn)。
閥內(nèi)所有轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和滑動環(huán)節(jié)，都有防銹蝕卡阻的措施，比如，軸都用不銹鋼制造，各滾動軸承都注滿油脂且加有油封。也可以用聚四氟乙烯制造滾輪和軸套。在用滾動軸承做滾輪時，在滾輪和軸之間，還可以加上對軸與滾輪皆屬間隙配合的聚四氟乙烯的軸套，使?jié)L輪有兩個以上的不會銹蝕的轉(zhuǎn)動柱面。對于其他轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，也可以在軸與滾動軸承之同加上都屬同隙配合的聚四氟乙烯軸套，從而也有兩個以上的不會銹蝕的轉(zhuǎn)動柱面，從兩個方面提高轉(zhuǎn)動可靠性。
關(guān)閥電磁鐵(MM)的有效吸力大于工作阻力。工作阻力有三，其一是一對開閥彈簧的反力，其二是行程補償系統(tǒng)的應(yīng)力，其三是關(guān)閥摩擦力。關(guān)閥電磁鐵(MM)作吸合運動時，一方面電磁鐵(MM)的推力桿(PR)通過行程補償系統(tǒng)將關(guān)閥力加在閥蓋上，完成關(guān)閥動作。行程補償系統(tǒng)可以是橡膠墊，也可以是圈中所示的行程補償彈簧(SS)。另一方面通過裝在動鐵心上的力臂(FA)，壓動(RS)彈簧中的壓力桿(PP)，使(RS)彈簧進一步壓縮。(PR)桿的工作行程等于關(guān)閥電磁鐵的額定行程。關(guān)閥電磁鐵的有效行程為2mm～9mm。關(guān)閥電磁鐵吸合后，(RS)彈簧就儲存了一定的可用以開閥的預(yù)應(yīng)力，而(RS)彈簧的預(yù)應(yīng)力可按所需最大開閥力而定。閥蓋上的大氣壓力、閥蓋系統(tǒng)及關(guān)閥電磁鐵動鐵心重力之和小于(RS)彈簧的預(yù)應(yīng)力。通過壓板，行程補償系統(tǒng)(SS)被壓在閥蓋上。通過螺栓，可調(diào)整行程補償彈簧(SS)的應(yīng)力，該應(yīng)力略大于能壓緊密封圈(SR)所需的力。(SS)簧的工作行程小于關(guān)閥電磁鐵的工作行程。(SS)簧的作用有二閥蓋的行程小于關(guān)閥電磁鐵的額定行程，即小于(PR)桿的工作行程，存在一個行程差；關(guān)閥后，當(dāng)虹吸管內(nèi)產(chǎn)生負壓后，大氣壓力將把閥的密封圈進一步壓緊，這會有一個進動行程，也有一個行程差，(SS)簧的第一個作用在于消除這兩個行程差；此外，利用行程差，可以補償密封圈的磨損或熱脹冷縮。(SB)螺栓可用于適當(dāng)調(diào)整關(guān)閥電磁鐵的額定行程。
圖4是控制電路原理圖。(PS1)與(PS2)是行程開關(guān)的兩副控制觸點，不能同時接通，相互聯(lián)鎖。(PS1)觸點用于接通功率繼電器或接觸器(PR)的工作電源，(PR)的長開觸點用于接通關(guān)閥電磁鐵(MM)的工作電源，(PS2)觸點用于接通輔助電磁鐵(AM)的工作電源。(PS1)觸點接通，在關(guān)閥電磁鐵(MM)可以得電工作時，(PS2)斷開，輔助電磁鐵(AM)退出工作。如圖1所示，關(guān)閥電磁鐵的動鐵心上力臂(FA)同時可用作行程開關(guān)的觸臂。行程開關(guān)可反映力臂(FA)是否已壓到關(guān)閥彈簧的壓力桿(PP)，當(dāng)(FA)臂壓到壓力桿(PP)時，(PS1)觸點接通這時關(guān)閥電磁鐵(MM)才能通電吸合；當(dāng)(FA)臂還沒有壓到壓力桿(PP)時，(PS2)觸點接通，這時只有輔助電磁鐵(AM)才能吸合。輔助電磁鐵(AM)接通后即可撤除止回機構(gòu)的止回力，使處于大開度的閥蓋能隨關(guān)閥電磁鐵的動鐵心一起回落到行程開關(guān)切換到(PS1)接通、(PS2)斷開為止。(PS2)斷開后，輔助電磁鐵(AM)退出工作。當(dāng)需要工作狀態(tài)的信號時，可增加兩副行程開關(guān)的觸點。當(dāng)關(guān)閥電磁鐵(MM)的容量不大時，可用(PS1)觸點直接接通電磁鐵(MM)工作電源。
如果允許閥蓋在自由開度下工作，則閥外往閥內(nèi)灌氣的時間有所增加。對這種情況，可刪除輔助電磁鐵與止回機構(gòu)，成為一個簡化的電磁操作機構(gòu)；這時的電氣控制部件只剩下關(guān)閥電磁鐵(MM)與行程開關(guān)。斷電開閥后，在氣壓反饋機構(gòu)作用下，(VC)蓋先升到最高位置，隋著(FB)板下部氣壓的回升，閥蓋(VC)將逐步下降，雖動態(tài)平衡過程。當(dāng)反饋板傳遞到閥蓋上的頂升力小于閥外相應(yīng)部分的重力時，閥蓋將回落到與(FA)臂壓到(RS)彈簧的(PP)壓力桿位置相一致的位置上。相應(yīng)的控制電路，只剩下關(guān)閥電磁鐵(MM)與行程開關(guān)的(PS1)觸點及控制電源U構(gòu)成的單一回路。
實施例1，一種全開度的氣壓反饋式虹吸破壞閥。一個最大揚程為8米的泵站，輸水管管徑2米，虹吸管內(nèi)的最大負壓約為-0.08MPa，相當(dāng)于負的0.08個大氣壓。采用本發(fā)明的氣壓反饋式虹吸破壞閥?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1所示。閥體安裝橄欄球形的，即縱剖面呈鼓形的閥座上，閥座裝在虹吸管頂部的法蘭盤接口上。閥蓋外徑為φ330mm。有一條槽形不等寬的密封圈，其密封接觸面朝上裝在閥口的法蘭盤上，其外徑為φ300。這樣，在虹吸管內(nèi)出現(xiàn)最大負壓時，大氣壓加在閥蓋上的最大壓力為5600N，過渡腔的高度為100，內(nèi)腔直徑為285，腔容積約為0.0064立方米，反饋板的外徑為φ310，取“反饋比”為1。閥蓋、動鐵心等閥外垂直可動部分的重量為20kg～25kg。行程補償系統(tǒng)的工作預(yù)應(yīng)力整定為2000N。補償行程整定為1.5mm。使用兩只開閥彈簧，每只開閥彈簧的最大工作應(yīng)力可在3800N～5000N之間調(diào)整，剛度為78N/mm。選用一臺最大吸力為12000N，額定行程為7.5mm的直動式小型化電磁鐵為關(guān)閥電磁鐵(MM)。另用一只吸力為260N，行程4mm的輔助電磁鐵(AM)裝在止回機構(gòu)上。使用圖4控制電路。開閥時，閥蓋在自由開度下工作。最大開度為80mm。整個電磁機構(gòu)罩在外形尺寸為φ400×260的，圓頭形的外罩內(nèi)，防護等級IP65。電磁鐵最大外形尺寸為φ190×100，控制電源交流380v，短時起動電流15～20A，靜態(tài)電耗＜12瓦。不包括鼓形閥座，閥凈高560，重約100kg。輔助電磁鐵(AM)的最大外形尺寸為φ60×60，短時起動電流約3A，靜態(tài)電耗＜3瓦。
實施例2，一種自由開度的氣壓反饋式虹吸破壞閥。水泵的揚程、管徑實施例1相同，關(guān)閥電磁鐵(MM)相同，但破壞閥與虹吸管頂部的距離比實施例1高出數(shù)米。選用允許閥蓋在自由開度下工作的方案。閥體采用圖3所示的轉(zhuǎn)動式氣壓反饋機構(gòu)，閥蓋則與實施例1相似。


圖1-在大開度狀態(tài)下的虹吸破壞閥；圖2-在小開度狀態(tài)下的虹吸破壞閥；圖3-X形扛桿和轉(zhuǎn)動式反饋板；圖4-控制電路。
附圖符號說明其中的序號是圖1的序號，自右上角按順時針方向排列。圖2以后不編號。1-FA-動鐵心上力臂； 2-PC-防護罩；3-MI-動鐵心；4-PP-壓力桿； 5-RS-開閥彈簧； 6-MM-關(guān)閥電磁鐵；7-PR-關(guān)閥電磁鐵的推力桿； B-RF-電磁機構(gòu)的圓盤基座；9-B1-一級緩沖墊；10-B2-二級緩沖墊； 11-SS-行程補償系統(tǒng)； 12-SB-支承螺栓；13-VC-閥蓋；14-VF-閥體閥口的法蘭盤； 15-LS-桿件承力軸；16-FF-與虹吸管相接的法蘭座；17-FS-下端承力軸； 18-FB-力反饋板；19-RB-菱形四連桿； 20-TC-過渡腔； 21-XB-X形桿件；22-SR-密封圈； 23-RW-滾輪； 24-AM-輔助電磁鐵；25-PB-棘爪桿； 26-OP-PB桿的轉(zhuǎn)動點； 27-SW-小輪；28-BS-棘爪彈簧；29-GR-齒條； 圖2PS-拉力彈簧；圖3SAS-滑套；VG-垂直導(dǎo)軌桿；UB-斜拉臂；SHS-懸掛軸；HFB-半圓形反饋板；HFS-支承軸；LJ-連接臂。
圖4電路的符號說明U-工作電源；PS2-行程開關(guān)的常閉觸點；AM-輔助電磁鐵；PS1-行程開關(guān)的常開觸點；PR-小接觸器或大功率中間繼電器 MM-關(guān)閥電磁鐵；。
權(quán)利要求
1．一種氣壓反饋式虹吸破壞閥，包括關(guān)閥電磁操作機構(gòu)，密封圈和單閥蓋的閥體，其特征是電磁操作機構(gòu)中有一只用于關(guān)閥和維持關(guān)閥狀態(tài)的短行程直流電磁鐵，裝有用作在關(guān)閥時完成形變儲能，斷電后釋放儲能完成小開度開閥的開閥彈簧，閥體內(nèi)有增大閥蓋打開開度，用以實現(xiàn)大開度開閥的氣壓反饋機構(gòu)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹吸破壞閥，其特征是在所述電磁操作機構(gòu)中，有能使閥保持在大開度上的止回機構(gòu)，止回機構(gòu)可以由棘爪桿(PB)，齒條(GR)，棘爪彈簧(BS)和輔助電磁鐵(AM)主要部件構(gòu)成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹吸破壞閥，其特征是所述電磁操作機構(gòu)中使用開閥彈簧是壓力彈簧，或是拉力彈簧，或是鋼板彈簧。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹吸破壞閥，其特征在于所述氣壓反饋機構(gòu)包括過渡腔(TC)，反饋板和連動機構(gòu)，所述過渡腔(TC)在閥蓋(VC)蓋的下方，(TC)腔的四周由一段大口徑管圍成，所述反饋板在(TC)腔的下方，反饋板與一個可頂升閥蓋的連動機構(gòu)相連，所述反饋板可以是單塊(FB)板，也可以是兩塊半圓形的(HFB)板。
5．根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的虹吸破壞閥，其特征是所述連動機構(gòu)可以是含有菱形四連桿(RB)的X形扛桿機構(gòu)，所述X形扛桿機構(gòu)由兩組等距離的X形桿件(XB)平行地構(gòu)成一個活動框架，在X的交點有一根承力軸(LS)穿過，(LS)軸的兩個支承軸承對稱地固定在所述過渡腔(TC)的大口徑管上，X形桿件(XB)的上端都裝有液輪(RW)，所述反饋板是單塊圓形反饋板(FB)，所述菱形四連桿(RB)掛在X形桿件(XB)上的(LS)軸上，菱形四連桿(RB)下端的承力軸(FS)固定在(FB)板的中央。
6．根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的虹吸破壞閥，其特征是所述連動機構(gòu)可以X形扛桿機構(gòu)，所述X形扛桿機構(gòu)由兩組等距高的X形桿件(XB)平行地構(gòu)成一個活動框架，在X的交點有一根承力軸(LS)穿過，(LS)軸的兩個支承軸承對稱地固定在所述過渡腔(TC)的大口徑管上，X形桿件(XB)的上端都裝有滾輪(RW)，所述反饋板是兩塊半圓形反饋板(HFB),(HFB)板套在支承軸(HFS)上，(HFS)軸固定在過渡腔上。
7．根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的虹吸破壞閥，其特征是所述連動機構(gòu)抱括兩組帶推桿的液壓裝置和單塊反饋板(FB)，兩組液壓推桿的液壓缸通過框架固定在過渡腔(TC)上，液壓缸的推桿輸出端都朝上，兩組液壓缸之間通過液壓管相通，反饋板(FB)通過聯(lián)接按關(guān)向下壓在第一組的推桿輸出端上，第二組的推桿輸出端與閥蓋(VC)相抵。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹吸破壞閥，其特征是所述密封圈(SR)可以是實心的也可以是空心的，所述密封圈截面可以是一種不等寬的，有一個凹槽的密封圈(SR)，所述密封圈(SR)有兩個環(huán)形密封接觸面，其凹槽下方的截面寬度大于凹槽外側(cè)的寬度，所述密封圈(SR)還可以是在截面上有兩個空心管的8字形密封圈(SR)，所述密封圈(SR)的密封面可以朝上裝在閥體上，也可以朝下裝在閥蓋(VC)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及的虹吸破壞閥,采用大吸力、短行程微電耗的小型化電磁鐵完成關(guān)閥動作,能處于長期關(guān)閥的工作狀態(tài)。閥內(nèi)裝有氣壓反饋機構(gòu)。在關(guān)閥的同時,壓縮開閥彈簧。斷電后,先后借助開閥彈簧和大氣壓的反饋力量完成大開度的開閥動作。單閥蓋結(jié)構(gòu),關(guān)閥力強,密封性好。開閥力大,不易卡塞,可靠性高。在減輕重量、提高效率、節(jié)材節(jié)能等方面也都有明顯的效益。公徑為Φ300mm的閥,總重約100kg。
文檔編號F16K31/06GK1220361SQ9712561
公開日1999年6月23日 申請日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月19日
發(fā)明者蕭新凱 申請人:蕭新凱