專利名稱：集中控制停水自閉智能水閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及集中控制停水自閉智能水閥，是屬于供水閥門及浮力感應的技術領域，運用力矩平衡理論以及浮力等機械原理。
技術背景公知的用于液體閥門都是具有進口端、出口端、手動控制端三個開口端，這些閥門在實際應用中，經常出現停水后忘記關閉閥門的情況。當恢復供水時輕則造成水浪費，重則 “水漫金山”給自己及鄰居造成財產損失。目前已經公布許多解決這種問題的專利主要是感壓式和浮力式兩類，但是，感壓式在供水壓力很低時難以動作，浮力式在供水中有空氣時經常“誤動作”或不動作；再有這些公布的發明專利都是針對單個出水端水龍頭進行改進，使得應用時在每個出水口都需要采用新的水龍頭，比如一個家庭就可能需要采用多個停水自閉水龍頭，而且原來已經安裝的普通水龍頭也必須換掉，這就造成經濟和資產的雙重浪費。
發明內容為了解決現有自閉閥門只能在單個出水端使用，感壓式自閉閥門結構復雜、成本高、故障率高、特別是水壓低時無法正常工作，浮力式自閉閥門容易出現“誤動作”或不動作，以及現有普通水龍頭沒有停水自閉功能等問題，本實用新型提供一種可以在供水主管上安裝以集中控制多個出水口、結構簡單、容易加工生產、制造成本低廉，以及可以對供水壓力變化或水管中有空氣做出平滑處理、不至于因水流存在空氣段不能正確關閉的浮力式集中控制停水自閉智能水閥。本實用新型解決上述技術問題或缺陷采用的技術方案是本實用新型主要由浮球腔體、浮球結構、來水自閉裝置、粘滯阻尼器、指示結構、脈動阻尼結構、自動排氣結構、人工助力結構、節流管、進出水管組成，各結構由各結構中的構件連接。上述浮球腔體為密閉式箱體結構，頂部開孔接所述自動排氣閥，中部開有泄水口并與所述主控閥連通，底部開孔接所述主控閥，中空部分為浮球腔。上述浮球結構由浮球、浮球桿、浮球軸、扭簧、浮球腔組成。浮球由比重小于lg/cm3 的材料(如橡膠、塑料，或者中空的不銹鋼)制成，其在水中能受浮力而上浮。浮球桿的一端與浮球固定連接且其虛擬延長線穿過浮球中心，另一端與浮球軸垂直固定連接，浮球桿的全程運動角度小于180度。浮球軸雙向穿出浮球腔體的對稱側壁，浮球軸的一端為與其垂直的推桿，另一端與所述主控閥的動閥片軸同軸連接。上述粘滯阻尼器由活塞、活塞桿、活塞小孔以及注滿的阻尼油和推桿構成。推桿的一端與伸出浮球腔體的所述浮球軸垂直固定，以便和浮球軸同步旋轉；推桿的另一端與所述活塞桿端部非固定式限位接觸，所述活塞桿的端部為圓柱體，在和所述浮球軸垂直的方向開有圓柱孔，推桿的同一端部呈橢圓球體，可以在活塞桿端部的圓柱孔內做士45度以內的圓弧運動，并將圓弧運動轉換為活塞桿的直線運動。[0009]上述進出水管包括帶有外螺紋的進水管和出水管，以便和供水主管連接。其中出水管的位置在所有其他結構的下方。上述來水自閉裝置由主控閥、所述浮球腔體中部的泄水口、底部開孔組成。主控閥采用陶瓷閥片，以確保密封性和低阻力性。其動閥片圍繞軸做士45度以內圓周旋轉運動。 主控閥有5個出口 a、b、C、d、e，其中a 口通過所述脈動阻尼器與進水管連通、b 口與所述浮球腔體底部開孔連通、c 口與所述節流管的一端連通、d 口與所述浮球腔體中部的泄水口連通、e 口與所述節流管的另一端及出水管連通，主控閥動閥片從初始位置開始旋轉依次分為1檔、2檔、3檔，對應每個檔位其5個出口的相互通斷關系不同。上述脈動阻尼結構為擋板式阻尼器，其中間設有與水流相反方向的多組擋板，其安裝于主控閥和進水管之間。上述指示結構由指針和指示牌組成。所述指針固定套裝于所述浮球軸上，并且與浮球軸一起運動。指示牌上標注“1”、“2”、“3”以指示浮球所處的不同位置，并指示主控閥所處的位置。上述節流管為兩端粗、中間細的結構，其安裝于所述主控閥c 口與e 口(與出水管連通)之間。上述自動排氣結構由排氣腔、開于排氣腔頂部的排氣口、開于排氣腔底部的進水口、浮筒、球珠組成。浮筒由比重小于lg/cm3的材料(如橡膠、塑料，或者中空的不銹鋼) 制成，其在水中能受浮力而上浮，其下端面至少制成3個以上均勻分布的球珠，以保證與排氣腔下部形成點接觸，不出現面狀接觸時的粘結現象，使浮筒在水進入排氣腔后能夠自由浮起。上述人工助力結構為浮球軸垂直固定的人工助力桿，其固定于浮球腔體外壁與所述推桿一側。本實用新型的有益效果是利用浮球浸入水中受浮力作用上浮，帶動主控閥軸、推桿及粘滯阻尼器、指針等結構同步運動，由于粘滯阻尼器的阻尼作用，使得浮球上浮產生延時，在延時期間水流由開啟的主控閥(1檔)a、b、c端口對出水管進行充水；延時后浮球上浮帶動主控閥到達”2”檔位置，通過檢測出水管是否有水來判斷所有出水口是否關閉如果出水口關閉則浮球繼續上浮重新開啟主控閥(3檔)，實現正常用水；如果有某一或多個出水口開啟，則泄水口會泄掉浮球腔中高于泄水口的水，從而浮球不再上浮，使主控閥保持在” 2”檔位置，主控閥a、b、c端口保持關閉狀態，切斷進水口和出水口之間的供水通路，實現來水自閉功能。如果水流中含有空氣，空氣通過自動排氣閥外泄，保證浮球的準確動作。 利用粘滯阻尼器為浮球上浮提供阻力，使浮球上浮產生延時，可避免水管中有短暫空氣段時的誤關閉；也可借此延時時間對出水管充水，為判斷出水口是否關閉提供條件。脈動阻尼器可避免浮球直接受供水水流沖擊(特別是高水壓時)產生劇烈抖動，使得浮球運動和緩平滑，這類似于電源電路中的濾波器件，有利于延長浮球和有關連接部件的使用壽命。該智能水閥具有構思全面、結構簡單、適用于高低水壓、生產成本低、使用壽命長、節約資金、有創新功能、能應對供水過程中各種復雜狀態、作用明顯等特點，特別適合于各水閥廠家進行生產。下表是主控閥5個出口對應各檔位的相互通斷表。a—bb~cd~e1檔導通導通關閉2檔關閉關閉導通3檔導通導通關閉表 1
圖1是本實用新型的總體結構前視圖；圖2是本實用新型的總體結構后視圖；圖3是自動排氣閥結構示意圖；圖4是本實用新型初始狀態(常態無水)的等效圖；圖5是本實用新型初始狀態充水后的等效圖；圖6是主控閥2檔出水口關閉時的等效圖；圖7是主控閥3檔時的等效圖；圖8是主控閥2檔出水口開啟時的等效圖；附圖標記說明1.指針，2.指示牌，3.浮球桿，4.浮球腔，5.浮球，6.人工助力桿， 7.扭簧，8.浮球軸，9.推桿，10.活塞桿，11.活塞小孔，12.阻尼油，13.粘滯阻尼器，14.自動排氣閥，15.浮球腔體，16.泄水口，17.連接管，18.主控閥，19.進水管，20.脈動阻尼器， 21.節流管，22.出水管，23.活塞，24.軸，25.排氣口，26.排氣腔，27.浮筒，28.球珠，29.進水口。
具體實施方式
如附圖1 3所示，本實用新型包括指針1、指示牌2、浮球桿3、浮球腔4、浮球5、 人工助力桿6、扭簧7、浮球軸8、推桿9、活塞桿10、活塞小孔11、阻尼油12，粘滯阻尼器13、 自動排氣閥14、浮球腔體15、泄水口 16，連接管17、主控閥18、進水管19、脈動阻尼器20、節流管21、出水管22、活塞23、軸M，排氣口 25、排氣腔沈、浮筒27、球珠觀，進水口四。所述的主控閥18有5個出口 a、b、C、d、e，常態時為1檔，常態時浮球腔4內無水， 浮球5保持在初始位置不會上浮，浮球軸8不會旋轉，從而主控閥18在” 1 ”檔位置，此時 a-b-c等3個出口導通，d-e關閉。當主控閥18為2檔時，a-b-c等3個出口關閉，d_e導通。當主控閥18為3檔時，a-b-c等3個出口重新導通，d-e關閉。所述的粘滯阻尼器13的活塞桿10與推桿9非固定式限位接觸，當浮球5受浮力作用上浮，浮球軸8做逆時針旋轉(圖1)，帶動推桿9逆時針旋轉，推動活塞桿10、活塞23 做右向直線運動，活塞23左腔的阻尼油12通過活塞小孔11流向活塞23的右腔，活塞23 緩慢移向右邊，產生延時作用。水流進入進水管19、脈動阻尼器20、主控閥18的a 口，一路流經主控閥18的c 口進入出水管22進行充水，另一路流經主控閥18的b 口進入并迅速充滿浮球腔4。浮球5上浮到泄水口 16位置時，主控閥18 (處于2檔)的a-b-c3個出口關閉，即封閉了浮球腔4底部，d-e導通即泄水口 16與出水管22導通。所述的主控閥18在2檔時，主控閥8的出口 a-b-c3個端口關閉、d_e導通，如果各個出水口均關閉，連接管17中充滿水，浮球腔4中的水不會泄漏即浮球腔4中也是浮球5繼續上浮，直至到達浮球腔4頂部才停止，此時主控閥18的軸M旋轉到終端位置， 主控閥18為3檔，a-b-c3個出口重新導通、d-e關閉。如果各個出水口沒有全部關閉，則主控閥18在2檔時的a-b-c3個出口關閉、d-e 導通，連接管17中的水通過開啟的出水管22泄漏，浮球腔4中的水也會通過泄水口 16、連接管17、出水管22及開啟的水龍頭泄漏，直至水位降低到泄水口 16的下沿，浮球5所受合力平衡，浮球5靜止在浮球腔4的中部，從而浮球軸8靜止，此時主控閥18的軸M靜止在中部，主控閥18的a-b-c3個出口繼續關閉、d-e導通，保持在” 2”檔位。當水流進入所述的浮球腔4，充滿水后通過頂部開孔進入所述自動排氣閥14的進水口四。由于空氣密度比水密度小，空氣會向上運動，水中的空氣就進入自動排氣閥14，浮筒27由于有空氣不能上浮到頂，空氣全部通過排氣口 25排入大氣，直至空氣排盡，排水腔 26充滿水使得浮筒27上浮封閉排氣口 25。所述的人工助力桿6在人力拉動時，使與其固定連接的浮球軸8旋轉，帶動與浮球軸8固定連接的軸M同步旋轉，主控閥18可以從1檔運動到2檔，或從2檔運動到3檔。 當人力去除后，則浮球軸8受浮球5的浮力、扭簧7抗拉力、粘滯阻尼器13阻力的合力作用。所述的浮球軸8旋轉時，與其固定安裝的指針1會指向檔位指示牌2的“1”、“2”、 “3”等不同位置，可以知道本實用新型的工作狀態。所述的脈動阻尼器20可以使水流平緩，不會對浮球5產生強烈沖擊，使得浮球5、 浮球軸8、推桿9、主控閥軸M、活塞桿10的運動為平滑運動，延長了這些構件的使用壽命。所述節流管21具有特殊結構，使得水流從左向右流動時受阻減速，從而在進水管中水流量很小時使得主控閥18 Wb 口中的水優先流向阻力較小的浮球腔4，保證來水優先充滿浮球腔4。本實用新型的工作原理說明如下如附圖4 8及表1所示1、當首次安裝時，裝置處于圖4所示的初始位置(常態)，主控閥18的出口 a-b-c3 個端口導通、d-e關閉。指針1指向指示牌2的“1”檔位。2、開啟進水管19，來水首先通過脈動阻尼器20平滑進入主控閥18的端口 a，再通過主控閥18的端口 C、節流管21對出水管22進行充水，同時通過主控閥18端口 b流入并迅速充滿浮球腔4對浮球5產生浮力，水中的空氣通過自動排氣閥14排入大氣。浮球5受粘滯阻尼器13作用緩慢上浮，當上浮到泄水口 16位置，指針1指向檔位指示牌2的”2”檔位(即主控閥18的” 2”檔位)，主控閥18的端口 a-b-c關閉、d_e導通。通過對推桿9的長度的設置改變浮球5的浮力在推桿9下端部產生的力矩，即可改變浮球軸8的旋轉速度， 確保主控閥18到達” 2”檔位時出水管22中已經充滿水。(參見圖5)3、在主控閥18到達”2”檔位時，如果接于出水管22上各個出水口的水龍頭都關閉(參見圖6) :a-b-c關閉封閉了浮球腔4的底部，浮球腔4內的水不會經過底部泄走；同時由于出水管22、連接管17內已經充滿水，d-e導通不會出現浮球腔4內的水經過泄水口 16瀉走的情況。因此浮球腔4內仍然是滿水狀態，浮球5繼續上浮至浮球腔4的頂部，浮球軸8帶動主控閥18到達”3”檔位，主控閥18的出口 a-b-c3個端口重新導通、d_e重新關閉 (圖7)，指針1指向檔位指示牌2的”3”檔位。此時開啟水龍頭，由于浮球腔4內始終為滿水，因此主控閥18的出口 a-b-c3個端口處于導通狀態，水從進水管19流入，經過主控閥8 的出口 a-b-c3個端口、出水管22流出水龍頭，實現正常用水。當用水過程中供水停止時，浮球腔4內的水通過底部開孔及主控閥18的端口 b-c、 出水管22、水龍頭流出，浮球5失去浮力后受自身重力和扭簧7的共同作用下落。但由于粘滯阻尼器13的阻尼作用，浮球5的下落是緩慢的，如果未下落至泄水口 16 (主控閥8仍處于”3”檔位)之前恢復供水，則浮球腔4內重新充滿水，浮球5再次上升回到正常用水狀態。這樣就避免了瞬間斷水帶來的“誤動作”。但如果一直停水，則浮球5會緩慢下落到浮球腔4的底部，浮球軸8帶動主控閥18回到其” 1”檔位，指針指向檔位指示牌2的” 1”檔位(即主控閥18的” 1”檔位)。再次恢復供水時，重新進入上述2的工作過程。4、在主控閥18到達” 2”檔位時，如果接于出水管22上各個出水口的某個或多個水龍頭開啟(圖8) :a-b-c關閉封閉了浮球腔4的底部，浮球腔4內的水不會經過底部開孔泄走；但由于主控閥18的端口 a-b-c關閉，同時也沒有水流補充。d-e導通使浮球腔4內的水經過泄水口 16、連接管17、出水管22、開啟的水龍頭泄走，一直到浮球腔4內的水位下降到泄水口 16的底部為止，主控閥8保持”2”檔位，主控閥8端口 a-b-c關閉從而切斷了水流向出水管22的通道，實現了龍頭忘記關閉時的來水自閉功能，不會出現“水漫金山”的尷尬局面。當此過程中供水停止時，由于主控閥18為”2”檔位，端口 a-b-c關閉，浮球腔4沒有水流補充，浮球5始終保持在泄水口 16平行的位置。即使重新恢復供水，浮球5位置不變，主控閥18保持” 2”檔位，水流通路處于被切斷的狀態。5、如上4所述，水龍頭忘記關閉的情況下來水自閉，主控閥18為” 2”檔位。如果進水管19中恢復供水，向下拉動人工助力桿6，浮球軸8逆時針旋轉，帶動主控閥18從2檔運動到3檔，其端口 a-b-c恢復接通，水經過b 口進入浮球腔4并保持滿水狀態，同時水經過端口 c對出水管22進行充水，恢復正常供水。此時浮球5受浮力作用上浮到頂。帶動主控閥18到達”3”檔位。由于粘滯阻尼器13的阻尼作用，施加人力時也會受到阻力，主控閥 18從2檔到3檔也是緩慢的，所以人工助力需要幾秒鐘時間。一旦主控閥18到達”3”檔位置，浮球腔4會迅速達到滿水狀態，此時人力可以去除，浮球5靠浮力保持在浮球腔4的頂部位置，即主控閥為” 3”檔位置，可以正常用水。
權利要求1.一種集中控制停水自閉智能水閥，其結構組成包括浮球腔體、浮球結構、粘滯阻尼器、來水自閉裝置、脈動阻尼結構、指示結構、自動排氣結構、人工助力結構、進出水管、節流管結構；其特征是所述浮球腔體為密閉式箱體結構，頂部開孔接所述自動排氣閥，中部開有泄水口并與所述主控閥連通，底部開孔接所述主控閥，中空部分為浮球腔；所述的浮球結構由浮球、浮球桿、浮球軸、扭簧、浮球腔組成，浮球桿的一端與浮球固定連接且其虛擬延長線穿過浮球中心，另一端與浮球軸垂直固定連接，浮球桿的全程運動角度小于180度，浮球軸雙向穿出浮球腔體的對稱側壁，浮球軸的一端為與其垂直的推桿，另一端與所述主控閥的動閥片軸同軸連接；所述粘滯阻尼器由活塞、活塞桿、活塞小孔以及注滿的阻尼油和推桿構成，推桿的一端與伸出浮球腔體的所述浮球軸垂直固定，以便和浮球軸同步旋轉；推桿的另一端與所述活塞桿端部非固定式限位接觸，所述活塞桿的端部為圓柱體，在和所述浮球軸垂直的方向開有圓柱孔，推桿的同一端部呈橢圓球體；所述來水自閉裝置由主控閥、泄水口、底部開孔組成，主控閥采用陶瓷閥片，其動閥片圍繞軸做士45度以內圓周旋轉運動，主控閥有a 口、b 口、c 口、d 口、e 口，5個出口，其中a 口通過所述脈動阻尼器與進水管連通、 b 口與所述浮球腔體底部開孔連通、c 口與所述節流管的一端連通、d 口與所述浮球腔體中部的泄水口連通、e 口與所述節流管的另一端及出水管連通；所述脈動阻尼結構為擋板式阻尼器，裝于主控閥和進水管之間，其中間設有與水流相反方向的多組擋板；所述人工助力結構為浮球軸垂直固定的人工助力桿，固定于浮球腔體外壁；所述節流管結構為兩端粗、中間細，其安裝于所述主控閥c 口與e 口之間。
2.根據權利要求1所述的一種集中控制停水自閉智能水閥，其特征是所述的指示結構由指針和指示牌組成，所述指針固定套裝于所述浮球軸上與浮球軸一起運動。
3.根據權利要求1所述的一種集中控制停水自閉智能水閥，其特征是所述自動排氣結構由排氣腔、開于排氣腔頂部的排氣口、開于排氣腔底部的進水口、浮筒、球珠組成，浮筒由比重小于lg/cm3的材料制成，下端面制成3個以上均勻分布的球珠。
4.根據權利要求1所述的一種集中控制停水自閉智能水閥，其特征是所述的浮球由比重小于lg/cm3的材料制成。
專利摘要本實用新型提供一種集中控制停水自閉智能水閥，其結構組成包括浮球腔體、浮球結構、粘滯阻尼器、來水自閉裝置、脈動阻尼結構、指示結構、自動排氣結構、人工助力結構、進出水管、節流管結構；其特征是所述浮球腔體為密閉式箱體結構，頂部開孔接所述自動排氣閥，中部開有泄水口并與所述主控閥連通，底部開孔接所述主控閥，中空部分為浮球腔；所述的浮球結構由浮球、浮球桿、浮球軸、扭簧、浮球腔組成，浮球桿的一端與浮球固定連接且其虛擬延長線穿過浮球中心，另一端與浮球軸垂直固定連接。本實用新型可以在供水主管上安裝以集中控制多個出水口以及可以對供水壓力變化或水管中有空氣做出平滑處理。
文檔編號F16K31/18GK202040371SQ20102055771
公開日2011年11月16日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者羅平忠 申請人:羅平忠