專利名稱：真空閥控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個用在真空輸送系統(tǒng)中的控制一真空閥的真空閥控制器，該輸送系統(tǒng)把聚集在污水池中的污水輸送到預(yù)定的地方，例如一個污水處理工場。打開真空閥，真空傳送系統(tǒng)通過一個抽水管把污水從污水池中抽出。
已有的真空污水輸送系統(tǒng)是利用真空把許多廣泛分布的各污水池中聚集的污水輸送到預(yù)定的地方，如一個污水處理工場。在這樣一個真空污水輸送系統(tǒng)中，每個污水池都配備有污水抽水管，一個用來有選擇地連通抽水管和真空系統(tǒng)的真空閥和一個依靠污水池中聚集的污水水位來控制真空閥開關(guān)的真空閥控制器。
圖3和4顯示了上述類型中運用現(xiàn)有技術(shù)的真空閥控制器的例示系統(tǒng)裝置，它是在日本專利申請平-7-39362號(No.39362/1995)中披露的。在圖3和圖4中，參考序號1代表一個污水池，它配備有一個抽水管3，該管末端位于污水池1中而近端通過帶閥體6的一個真空閥4連接到導(dǎo)管5(形成真空系統(tǒng)的一部分)上。導(dǎo)管5與真空容器(未圖示)保持聯(lián)系。該真空閥4還包括一隔膜4b和給隔膜4b加壓的彈簧4a，它們都安裝在活塞腔4b中。
參考序號11代表一個控制器，它包含具有一大徑段12a和與大徑段12a連接的小徑段12b的一個套筒。大徑段12a有一個基本上是位于它的中心的隔墻15并把它內(nèi)部分成左手和右手兩個區(qū)域。隔墻15有一個孔，軸14伸過該孔并支撐著閥體13。通過基本上位于左手區(qū)中心的第一隔膜或敏感隔膜16依次將左手區(qū)分成第一和第二壓力腔17和18。通過基本上是位于右手區(qū)中心的第二隔膜19依次將右手區(qū)分成第三和第四壓力腔20和21。另外，小徑段內(nèi)部通過隔墻22也被分成左手和右手兩個區(qū)域。小徑段12b的左手區(qū)形成一個腔靠近第四壓力腔21并與之相通。小徑段12b的右手區(qū)通過隔墻23被依次分隔成第五和第六壓力腔24和25。
閥體13安裝在軸14的末端，并位于第六腔25中。軸14的近端通過螺釘14a固結(jié)到第一隔膜16的中心。軸14伸過隔墻15，同樣伸過第2隔膜19(固結(jié)在軸14上)。軸14進一步伸過隔墻22和23。支撐件26位于軸14和隔墻15之間而另一個支撐件27位于軸14和隔墻22之間。隔墻23有一個通孔23a。軸14伸過此孔，通過閥體13可以關(guān)閉該孔。彈簧28給第二隔膜19加一向左的力，見圖。
磁鐵29在面對軸14的后端(或近端)位置安裝在套筒12的后端墻上，而且更特別的是上述螺釘14a是由合適的鐵磁性材料制成并螺紋連接到軸14的后端。第六腔25有一個孔30與空氣相通，它可以通過閥體13而打開或關(guān)閉。抽水管3在不同的水位有壓力探測孔9和10，它們在垂直方向具有預(yù)定的間隔。壓力探測孔9通過管31與第四腔21相通，而另一個壓力探測孔10通過管32與第三腔20相通。壓力傳感管2位于污水池1中并通過管33與第一腔17相通。第二腔18通過孔34與空氣相通。第五腔24通過管35與導(dǎo)管5相通而第六腔25通過管36與真空閥4的活塞腔4C相通。
在具有上述裝置的真空閥控制器中，當污水池1中的污水水位升高時，壓力傳感管2中的壓力升高。該壓力通過管33被導(dǎo)入控制器11中的第一腔17。在第一腔17中壓力的作用下，第一隔膜16克服彈簧28的壓力和磁鐵29磁吸引力的作用下向右位移，這樣軸14向右發(fā)生位移使閥體13關(guān)閉與空氣連通的孔30。那么，導(dǎo)管5中的真空通過管35被引入第五和第六腔24和25，并從那里進入真空閥4的活塞腔4C。這樣，真空閥4的閥體就從閥座7上被抬起。
在上述的操作順序中，當?shù)谝桓裟?6在壓力傳感管2中產(chǎn)生的壓力的作用下發(fā)生位移和軸14開始移動的時候，彈簧28產(chǎn)生的壓力逐漸增加，而磁鐵29產(chǎn)生的吸引力突然下降(與位移的平方成正比)。因此，軸14突然進入它的位移極限或關(guān)閉位置，閥體13將孔30關(guān)閉。值得注意的是，孔23a和30，第五和第六腔24和25，閥體13和軸14一起構(gòu)成了真空閥驅(qū)動裝置打開和關(guān)閉真空閥4。
當閥體6被抬離閥座7的時候，導(dǎo)管5與抽水管3彼此連通，污水池1中的污水就通過抽水管3被吸入導(dǎo)管5中。這樣就在壓力探測孔9和10之間產(chǎn)生了壓力差，壓力探測孔9和10的不同壓力通過管31和32分別傳導(dǎo)到第四和第三腔21和20。結(jié)果，作用在第二隔膜19上的壓力差使它產(chǎn)生向右的位移，這樣閥體13通過軸14進一步壓在了孔30上。那么，當通過從水池1中抽污水使污水池1中的污水的水位下降以后，即使第一和第二腔17和18之間的壓力差減小為零，在第四和第三腔21和20之間的壓力差所產(chǎn)生的向右壓力作用下，閥體13依舊壓在孔30上。只要污水通過抽水管3流入導(dǎo)管5壓力差就存在。
當水池1中污水的水位進一步下降并且空氣通過抽水管的下端開始被吸入抽水管的時候，壓力探測孔9和10之間的壓力差就消失了。然后，第二隔膜19在彈簧28的作用下向左位移，從而使閥體13壓住了隔墻23上形成的通孔23a使通孔23a關(guān)閉。由于孔30打開，空氣通過孔30流進第六腔25，并從那里通過管36進入真空閥4的活塞腔4c。結(jié)果，閥體6在彈簧4a壓力的作用下移回入關(guān)閉位置。這樣，閥體6關(guān)閉了閥座7中的閥孔并且關(guān)閉了抽水管3和導(dǎo)管5之間的通道。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的真空閥控制器存在以下問題。也就是，當水池1中的水位降低且壓力傳送管2發(fā)生泄漏時，在壓力傳送管2中就可能形成污水柱。另一種情況，真空閥控制器11和壓力傳感管2最初被連接一起時有可能無意中在壓力傳感管2中留下污水柱。在這兩種情況中，當水池1中的污水被吸過真空閥4時，壓力傳感管2中的壓力就變成了負值，從而，使水池1中的污水水位下降到接近抽水管3下端的位置。由于壓力傳感管2中存在負壓力，第一隔膜16可能會猛烈地后移到它的輔助位置或左邊極限位置。如果發(fā)生這種情況，軸14也猛烈地移回到它的輔助位置，并且，當污水從水池1中吸出的時候，真空閥4的閥體6猛烈地關(guān)閉閥座7中的閥孔。這樣在閥體6上游的真空閥4區(qū)域形成一水錘，從而可能導(dǎo)致真空閥4與抽水管3不希望的脫節(jié)。
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一個用來控制真空閥的真空閥控制器，在從污水池中抽污水的過程中，即使當由于在傳感管中發(fā)生泄漏或其它原因在壓力傳感管中形成污水柱時它能防止真空閥關(guān)閉，并能保證只有在空氣被吸過抽水管后真空閥才關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明，用于真空排污系統(tǒng)的真空閥控制器具有一個抽水管，通過打開真空閥它與真空系統(tǒng)連通，以及通過關(guān)閉真空閥它就與真空系統(tǒng)斷開，從而通過打開該真空閥使污水池中的污水經(jīng)過抽水管被吸出送到預(yù)定的地方，真空閥控制器包括有一個真空閥驅(qū)動裝置，該裝置可在第一位置和第二位置之間移動分別使真空閥在打開位置和關(guān)閉位置之間動作，給真空閥驅(qū)動裝置正常加壓到第二位置的裝置，把污水池中污水水位的變化轉(zhuǎn)化為壓力變化的壓力傳感管，與壓力傳感管連通并與真空閥驅(qū)動裝置相聯(lián)系的第一壓力腔，當污水池中的水位達到預(yù)定水位時它能使真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置，當污水被吸過抽水管時促使真空閥驅(qū)動裝置到第二位置的裝置。
第一壓力腔這樣與真空閥驅(qū)動裝置聯(lián)系從而能夠把真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置而又不會把真空閥驅(qū)動裝置移動到第二位置。
這樣，有可能阻止真空閥驅(qū)動裝置移動到第二位置或阻止真空閥移動到關(guān)閉位置，即使當污水被吸過抽水管而在第一壓力腔產(chǎn)生負壓時也是這樣。這就保證了只有在空氣通過抽水管被吸入后真空閥才會移到關(guān)閉位置并且有效地防止了水錘產(chǎn)生。
真空閥驅(qū)動裝置可能是這樣構(gòu)成的，它包括一個閥裝置有選擇地把真空閥的活塞腔與真空源或大氣連通來打開或關(guān)閉真空閥，和一個支撐著開關(guān)閥的可往復(fù)移動的軸。真空源可能是由位于真空閥下游的真空系統(tǒng)提供的。
典型地，第一壓力腔包括一個第一壓力敏感隔膜并且該隔膜與真空閥驅(qū)動裝置的軸分開從而使它能推動軸把真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置，而不會拉動軸把真空閥驅(qū)動裝置移動到第二位置。
驅(qū)動真空閥驅(qū)動裝置的裝置最好還包括一個第二壓力敏感隔膜與往復(fù)軸聯(lián)系，并且第二隔膜的兩側(cè)有一對壓力腔。抽水管在不同水位的壓力被傳導(dǎo)到第二隔膜兩側(cè)的一對壓力腔中，這樣它們之間的壓力差就克服加壓裝置的壓力把真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置。
第一隔膜最好是由鐵磁性材料制成，在面對第一隔膜的第一壓力腔中有一塊磁鐵從而在遠離往復(fù)軸的方向上給第一隔膜提供了磁吸引力。
真空閥驅(qū)動裝置，往復(fù)軸，第一和第二壓力腔，和最好是置于單一套筒中的第一和第二隔膜。
本發(fā)明的上述和其它目的，特征和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖的闡述中變的更加明顯，本發(fā)明的優(yōu)選實施例在圖中通過圖例顯示。


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明使用了真空閥控制器的真空排污系統(tǒng)裝置。
圖2是類似于圖1的視圖，但是為了表示其動作，根據(jù)本發(fā)明的真空控制器處于另一操作位置。
圖3顯示了利用現(xiàn)有技術(shù)的真空閥控制器的真空排污系統(tǒng)裝置，以及圖4是現(xiàn)有技術(shù)的真空閥控制器的一放大了的剖面圖。
現(xiàn)在參照附圖，對本發(fā)明的一個實施例進行闡述。圖1顯示了運用本發(fā)明真空閥控制器的系統(tǒng)裝置，圖2表示當壓力傳送管中的壓力變?yōu)樨撝禃r真空閥控制器的動作，由于例如壓力傳感管的泄漏在壓力傳感管中形成污水柱，以及由于污水被吸過真空閥使污水池中污水水位下降時都會使其變成負值。
除了下面這點外，圖1所示的本發(fā)明的真空閥控制器的結(jié)構(gòu)類似于圖3和4所示的現(xiàn)有技術(shù)的真空閥控制器的結(jié)構(gòu)。在圖3和4的結(jié)構(gòu)中，軸14的后端或左端通過連接螺釘14a(由鐵磁性材料制成)固結(jié)在第一隔膜16的中心上，而在圖1的結(jié)構(gòu)中，軸14的后端和第一隔膜16(由鐵磁性材料制成)彼此之間是分開的或未連結(jié)的。這樣，第一隔膜16能作用于軸14使之向右移動而不會作用在軸14上使之向左移動。
在具有上述結(jié)構(gòu)的圖1的真空閥控制器中，當污水池1中污水水位升高時，壓力傳感管2中的壓力增加，該壓力通過管33傳導(dǎo)入控制器11中的第一腔17。在第一腔17中壓力的作用下，第一隔膜16(由鐵磁性材料制成)克服彈簧28的壓力和磁鐵29提供的吸引力向右位移，這樣軸14被第一隔膜16推動向右移動使閥體13關(guān)閉了與大氣連通的孔30。于是，導(dǎo)管15中的真空通過管35被引導(dǎo)入第五和第六腔24和25，并從那里通過管36進入真空閥4的活塞腔4C。這樣，真空閥4的閥體6被抬離了閥座7。
當閥體6被抬離閥座時，導(dǎo)管5和抽水管3彼此被連通，這樣污水池1中的污水通過抽水管3被吸入了導(dǎo)管5。這將在壓力探測孔9和10之間產(chǎn)生一個壓力差，在壓力探測孔9和10的不同壓力分別通過管31和32被導(dǎo)入第四和第三腔21和20。結(jié)果，相應(yīng)的壓差作用在隔膜19上對它向右加壓，從而通過軸14使閥體13進一步壓住孔30。當通過從水池1中抽水使污水池中水位下降時，第一和第二腔17和18之間的壓力差逐漸減小為零。然而，即使當該壓力差消失時，閥體13在第四和第三腔21和20壓力差提供的向右的力的作用下仍舊壓住孔30，只要污水流過抽水管3該壓力差就會保持下去。
當真空閥4打開開始從污水池1中抽污水時，在壓力傳感管2中可能會形成污水柱。這種情況可能會發(fā)生，例如，可能是因為在壓力傳感管2中出現(xiàn)可能的泄漏。在此情況，如圖2所示，當一定數(shù)量的污水被抽出污水池1后壓力傳感管2中污水水位可能高于污水池1中的水位，導(dǎo)致壓力傳感管2中形成負壓。這降低了第一腔17中的壓力，導(dǎo)致敏感隔膜16向左的位移。然而，由于軸14的后端和敏感隔膜16彼此分開，向左位移的敏感隔膜16不會對軸14施加力，這樣軸14保持不動。這有效地防止了敏感隔膜16的位移向左拉動軸14，這就不象上述的現(xiàn)有技術(shù)中的真空閥控制器那樣，將防止當通過抽水管3從水池1中抽污水時閥體6突然強制關(guān)閉閥孔。于是，本發(fā)明的真空閥控制器不會在閥體6上游的真空閥4區(qū)域產(chǎn)生水錘，并且避免了可能由水錘帶來的任何問題。
當抽水管3繼續(xù)從水池1中抽污水時，水池1中污水水位進一步下降直到有空氣從抽水管3的下端吸入抽水管。然后，壓力探測孔9和10之間的壓力差消失。接著，隔膜19在彈簧28的作用下向左移動，從而使閥體13壓住了在隔墻23上形成的通孔23a并使之關(guān)閉。由于孔30被打開，空氣通過該孔流入第六腔25，并從那兒經(jīng)過管36進入真空閥4的活塞腔4C。結(jié)果，閥體6在彈簧4a壓力的作用下后移到了關(guān)閉位置。這樣，閥體6關(guān)閉了在閥座7上形成的閥孔并切斷了抽水管3和導(dǎo)管5之間的通道。
從前面對本發(fā)明的一個實施例的描述可以知道，第一隔膜和軸彼此分開， 第一隔膜能沿著打開真空閥的方向?qū)S施加作用而不能沿關(guān)閉真空閥的方向?qū)S施加作用。這樣，當從污水池中抽取污水時就可以防止任何強制關(guān)閉真空閥，即使在壓力傳感管中存在污水柱或者壓力傳感管中污水水位變得高于水池中的水位并且壓力傳感管中的壓力變成了負值也是這樣。從而保證了只有當空氣被吸入抽水管后真空閥才關(guān)閉，這樣任何水錘都可被積極地防止。
權(quán)利要求
1.用于真空排污系統(tǒng)的一個真空閥控制器，它有一抽水管，通過打開真空閥與真空系統(tǒng)連通，并且通過關(guān)閉真空閥切斷與真空系統(tǒng)的聯(lián)系，從而通過打開所述的真空閥經(jīng)所述的抽水管從污水池中抽取污水并送到預(yù)定的地方，所述的真空閥控制器包括真空閥驅(qū)動裝置可在第一位置和第二位置之間運動以便在打開和關(guān)閉位置之間分別驅(qū)動所述的真空閥，通常將真空閥驅(qū)動裝置壓到第二位置的裝置，一個壓力傳感管用來把污水池中污水水位的變化轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ淖兓?，與所述的壓力傳感管連通并與所述的真空閥驅(qū)動裝置相聯(lián)系的第一壓力腔，用于在污水池中水位達到預(yù)定水位時把真空閥驅(qū)動裝置移到第一位置，以及經(jīng)所述的抽水管吸取污水時驅(qū)使真空閥驅(qū)動裝置到第二位置的裝置，其特征在于所述第一壓力腔這樣與所述的真空閥驅(qū)動裝置聯(lián)系，即它能把所述的真空閥驅(qū)動裝置移到所述的第一位置而不會把所述的真空閥驅(qū)動裝置移到所述的第二位置。
2.如權(quán)利要求1所述的真空閥控制器，其特征在于真空閥驅(qū)動裝置包括閥裝置用來有選擇地把真空閥的活塞腔與真空源或大氣連通從而打開或關(guān)閉真空閥，和支撐開關(guān)閥的一根往復(fù)軸。
3.如權(quán)利要求2所述的真空閥控制器，其特征在于真空源由位于真空閥下游的真空系統(tǒng)提供。
4.如權(quán)利要求2或3所述的真空閥控制器，其特征在于所述的第一壓力腔包括一個第一壓力敏感隔膜，該隔膜與所述的真空閥驅(qū)動裝置的軸分開從而使它能推動軸將所述的真空閥驅(qū)動裝置移到所述的第一位置，而不會拉動該軸使所述的真空閥驅(qū)動裝置移動到所述的第二位置。
5.如權(quán)利要求2到4中之一所述的真空閥控制器，其特征在于所述的用于驅(qū)動真空閥驅(qū)動裝置的裝置包括一個與所述的往復(fù)軸聯(lián)結(jié)的第二壓力敏感隔膜，和位于第二隔膜兩側(cè)的一對壓力腔，抽水管在不同水位的壓力被傳導(dǎo)到設(shè)在所述的第二隔膜兩側(cè)的這對壓力腔，從而使該處的壓力差用于抵抗所述加壓裝置的力將真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置。
6.如權(quán)利要求4或5所述的真空閥控制器，其特征在于所述的第一隔膜由鐵磁性材料制成，和在面對所述的第一隔膜的第一壓力腔中設(shè)置一塊磁鐵，這樣就在沿離開所述的往復(fù)軸的方向上給所述的第一隔膜施加了磁吸引力。
7.如權(quán)利要求5或6所述的真空閥控制器，其特征在于真空閥驅(qū)動裝置，往復(fù)軸，所述的第一和第二壓力腔，和所述的第一和第二隔膜處于一個殼體中。
全文摘要
用于真空排污系統(tǒng)的一個真空閥控制器,它具有一個抽水管,通過打開真空閥與真空系統(tǒng)連通,并通過關(guān)閉真空閥切斷與真空系統(tǒng)的聯(lián)系,這樣通過打開真空閥經(jīng)抽水管從污水池中抽取污水并把它輸送到預(yù)定的地方。真空閥控制器包括一個在第一位置和第二位置之間移動的真空閥驅(qū)動裝置,并在打開和關(guān)閉位置之間分別作用于真空閥,把真空閥驅(qū)動裝置正常加壓到第二位置的裝置,一個用于把污水池中污水水位的變化轉(zhuǎn)化為壓力變化的壓力傳感管。一個與壓力傳感管連通并與真空閥驅(qū)動裝置聯(lián)系的傳感管在污水池中的水位達到預(yù)定水位時使真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置,當經(jīng)過抽水管抽取污水時驅(qū)使真空閥驅(qū)動裝置到第二位置的裝置。第一壓力腔與真空閥驅(qū)動裝置相連,這樣該壓力腔能把真空閥驅(qū)動裝置移動到第一位置而不會把真空閥驅(qū)動裝置移到第二位置。通過這種方式,當經(jīng)過抽水管抽取污水時,即使在第一壓力腔中產(chǎn)生了負壓,也有可能防止真空閥移動到關(guān)閉位置,從而任何水鐘都可能被防止。
文檔編號E04F13/08GK1186191SQ9711768
公開日1998年7月1日 申請日期1997年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月26日
發(fā)明者清水修, 艮昭寬 申請人:株式會社荏原制作所