專利名稱：一種廢水回流系統流量補償方法及流量補償閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種流量補償方法，尤其涉及一種應用于水過濾系統中廢水回流時的流量補償方法及流量補償閥。
背景技術：
目前，在水處理領域中，若想獲取純凈水，可以選用RO膜或納濾膜將水中的一切雜質，包括礦物質濾除。但在濾出1升純凈水時，同時會產生2-6升的廢水(也稱濃水)，由廢水把水中的雜質包括礦物質帶走，否則礦物質濃度過高會將RO膜或納濾膜堵塞，使之失效。在水過濾系統中，廢水和純凈水的比例應當為一定值，這個定值一般稱為廢水比。它是在廢水流過一個細孔時形成固定的水阻，從而形成固定的廢水比。廢水比太高會浪費水資源，廢水比太低容易使礦物質結垢而堵塞濾膜。所以，廢水比必須合理選擇并恒定。若要把廢水回流到供水系統中，系統水壓波動會對廢水比產生影響。系統水壓增大時，在壓力的作用下，通過RO膜或納濾膜的水量會增多，廢水比會減小；系統水壓減小時，通過RO膜或納濾膜的水量會減少，廢水比會增大。可見，系統水壓的波動會影響廢水比的恒定，因此，在水過濾系統中系統水壓及流量的穩定尤為重要。
在現有技術中，消除管道壓力波動影響的技術方案一般是采用彈性膜片和錐形閥芯相結合的方式來調節壓力，如中國專利“壓力平衡閥”，專利號CN99214757.3，申請日1999.07.01；中國專利“管網恒定流量分配閥”，專利號CN032438 34.6，申請日2003.03.27。上述結構中，一般是采用錐形的入水口與錐形閥芯配合，不同的壓力產生在彈性膜片的兩端，在一端水壓過大時，彈性膜片帶動錐形閥芯移動，使得閥芯塞住或離開錐形入水口，通過調節入水口通道的大小來調節壓力，使彈性膜片兩端的壓力保持平衡。而且，上述結構都是應用于開環系統的進水管路中，其是根據壓力的大小進行調節，當入水口壓力增加時，由于壓力增大，控制閥的移動使閥口通道面積降低，即壓力和通道面積成反比，從而使壓力降低，使出水端壓力恒定，實現減壓或限壓的功能。
而在水過濾系統的廢水回流中，如采用上述結構保持壓力平衡和流量的恒定，只能使得彈性膜片兩側的壓力平衡，而無法實現廢水水阻和系統流量的穩定。同時，由于入水口和出水口不在同一腔體，當系統壓力，也就是出水口壓力較大時，現有技術的上述方案會使得彈性膜片帶動錐形閥芯移向入水口，導致入水口流道面積減小，水阻增大；系統壓力，也就是出水口壓力較小時，又會使得彈性膜片帶動錐形閥芯離開入水口，導致入水口流道面積增大，水阻減少，不能為廢水回流提供穩定的水阻和流量。因此，對于水過濾系統而言，采用現有的壓力平衡閥結構不能維持恒定的廢水比。
發明內容本發明需要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷，提供一種能夠在出水壓力波動的情況下給水過濾系統的廢水回流提供穩定水阻和廢水比之流量補償方法及補償閥。
為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案本發明提供的一種廢水回流系統流量補償方法特征在于其是在系統管路上設置一流量補償閥，所述閥體上設有與水過濾系統廢水出口連通的入水通道以及與水過濾系統入口連通的出水口，在閥體內腔，設有一置于入水通道內之控制桿，控制桿與入水通道之間的間隙形成廢水通道，通過出水口壓力變化使控制桿產生位移，帶來控制桿與入水通道的相對位置發生改變，進而使得廢水通道之長度隨出水口壓力成反比變化，或者控制桿之移動距離使得廢水通道面積隨出水口壓力成正比變化，從而使水過濾系統廢水出口流量恒定。
根據上述方法設計的一種流量補償閥，其包括一閥體，所述閥體含有一內腔，閥體上開設有可與其內腔連通之入水口和出水口，其特征在于所述閥體內腔內設有一彈性膜片，將內腔分隔為上、下兩個腔室，進、入水口均開設于閥體上腔，在所述閥體內腔內，開設有與入水口相連之入水通道，控制桿一端置于所述入水通道內，其與入水通道之間的間隙形成廢水通道，所述控制桿為一可使廢水通道的長度隨出水口壓力增大或減小相應縮短或加長、或廢水通道面積隨出水口壓力增大或減小時相應增加或減小之移動構件。
所述入水通道為一直通孔，控制桿為一錐形桿，其錐面自下而上呈遞減性漸進，長度延伸至入水通道內；作為本發明之進一步
所述控制桿上可套設有彈簧；所述彈性膜片下方可設有托板；所述控制桿下端可穿越彈性膜片，與置于彈性膜片下方的托板固定連接；所述托板下可設有彈簧，彈簧下端固于閥體底部；所述彈簧可置于閥體底部的可調節式彈簧底座上。
本發明通過在廢水回流管路上設置一流量補償閥，調節進入流量補償閥內腔的流量來適配管路壓力的變化，可保證管路穩定的水阻和系統恒定的廢水比。采用上述技術方案，在系統水壓增大時，閥體內的壓力增大，對入水口的水阻將會增大，廢水流量將減少，但此時彈性膜片帶動控制桿向遠離入水口的方向移動，使得腔體體積以及流道截面積增大，壓力減少，故而阻止了入水口水阻的增大和廢水流量的減少。反之，當系統水壓降低時，閥體內水壓降低，入水口的水阻亦降低，廢水流量將增加，但此時彈性膜片帶動控制桿向靠近入水口的方向移動，使得腔體體積及流道截面積減小，壓力增大，阻止了入水口水阻的降低和廢水流量的增加。因此，采用本發明能夠在出水口壓力波動的情況下使得廢水回流保持穩定的水阻和恒定的廢水比。
圖1本發明流量補償閥實施例一的剖面示意圖；圖2本發明流量補償閥實施例二的剖面示意圖；圖3本發明流量補償閥實施例三的剖面示意圖；圖4本發明流量補償閥實施例四的剖面示意圖。
其中1-閥體 11-上腔室 12-下腔室2-入水 21-入水通道3-出水口4-彈性膜片 41-膜片壓環5-托板 51-托板彈簧 52-可調節式彈簧底座6-控制桿 61-彈簧
具體實施方式本發明提供了一種廢水回流系統流量補償方法，應用于現有水凈化處理系統中，其主要是在廢水回流管路上設置一流量補償閥，通過調節進入流量補償閥內腔的流量來適配管路壓力的變化，以保證管路穩定的水阻和系統恒定的廢水比。所述流量補償閥閥體上設有與水過濾系統廢水出口連通的入水通道以及與水過濾系統入口連通的出水口，在閥體內腔，設有一控制桿，置于入水通道內，控制桿與入水通道之間的間隙形成廢水通道，水過濾系統廢水通過該廢水通道流入流量補償閥內腔，經出水口流出。本發明所述控制桿可隨出水口壓力變化移動，從而使控制桿與入水通道的相對位置發生改變，相應的廢水通道隨之產生變化。在出水口壓力增大時，控制桿的移動可使得廢水通道的長度相應縮短，水阻降低，流量增加；在出水口壓力降低時，控制桿的移動可使得廢水通道的長度相應增加，水阻增加，流量減少，即廢水通道之長度隨出水口壓力成反比變化；或者，出水口壓力增大時，控制桿的移動可使得廢水通道的通道面積相應增加，水阻降低，流量增加；在出水口壓力降低時，控制桿的移動可使得廢水通道的面積相應減少，水阻增加，流量減少，即廢水通道面積隨出水口壓力成正比變化，從而使水過濾系統廢水出口流量恒定，進而得到恒定的廢水比。
本發明根據上述方法設計了一種流量補償閥，下面結合附圖和實施例對本發明流量補償閥結構做進一步詳述。
實施例一如圖1所示，本實施例一包括閥體1，所述閥體1開設有內腔，閥體1上開設有可與該內腔連通之入水口2、出水口3，在所述閥體內腔內，開設有與入水口2相連之入水通道21，所述內腔內設有一彈性膜片4，其周邊固定在閥體1內腔所設之上膜片壓環41上，將內腔隔離為上腔室11和下腔室12，所述入水通道21為一細長直通孔，入水口2、入水通道21、出水口3均置于閥體1上腔。所述上腔室11內，設有一錐形控制桿6，其上端置于入水通道21內，錐面自下而上呈遞減性漸進，長度延伸至入水通道21內，與入水通道21之間的間隙形成廢水通道，下端位于彈性膜片4上方。所述控制桿6上套設有彈簧61，該彈簧61一端固定在閥體1上，另一端接控制桿6底端。水經過過濾循環系統凈化后，廢水將由入水口2經廢水通道流入上腔室11內，由出水口3流回至供水系統，再次過濾。由于廢水回流是在一閉環系統中進行，出水口3具有一定的壓力，因此，本實施例將入水口2和出水口3設置于同一腔體上，由于入水通道21為一細長直通孔，控制桿6具有一定的錐度，錐形的控制桿6在入水口2內移動時，會使控制桿6與入水通道21之間的間隙產生變化，而這種變化是隨著出水口3壓力增加而增大的，兩者成正比關系。這樣，通過控制桿6的移動可改變入水通道面積，調節水的阻力，從而可控制廢水進入的流量，保持流量的穩定，實現了本發明的目的。
本發明工作原理如下當出水口3的壓力等于設定值時，彈性膜片4自身的彈力與上腔室11的水壓保持平衡，彈簧61的彈力與控制桿6承受的水壓保持平衡，彈性膜片4和控制桿6沒有位移。
當系統壓力，也就是出水口3的水壓增大時，將導致閥體上腔室11的液體壓力增大，入水口2處的水阻也將增大，流量將減少。但此時，閥體上腔室11的液體壓力將推動彈性膜片4向下運動，使上腔室11的空間增大，同時水壓作用在控制桿6上，推動其克服控制桿彈簧61的阻力向下運動，由于控制桿6為錐形構件，其外表面與入水通道21之間的縫隙在向下運動的過程中逐漸增大，即廢水通道之橫截面積逐漸增大，流量逐漸增加，水阻降低，故阻止了廢水流量的減少，從而保持系統穩定的水阻和廢水比。
當系統壓力，也就是出水口3的水壓降低時，導致閥體上腔室11的液體壓力隨之降低，入水口2的水阻將降低，廢水流量將增加。但此時，彈性膜片4自身的彈力大于水壓，彈性膜片4上移，推動控制桿6克服彈簧61的阻力向上移動，在控制桿6上移過程中，與入水通道21的縫隙逐漸縮小，即流道的橫截面積減小，廢水逐漸流量降低，水阻增加，故阻止了廢水流量的增加，從而保持了系統穩定的水阻和廢水比。
實施例二如圖2所示，本實施例二閥體1、控制桿6結構與實施例一相同，所不同的是，本實施例在下腔室12內設有一可與彈性膜片4頂觸之托板5，置于彈性膜片4的下方，托板5通過托板彈簧51固定在閥體1上。
在正常狀態時，托板彈簧51的預張力通過托板5給予彈性膜片4向上的支持力，這種支持力可與彈性膜片4承受的水壓處于平衡狀態，彈簧61的彈力與控制桿6承受的水壓保持平衡，彈性膜片4和控制桿6沒有位移。
水壓異動時，本實施例的工作原理與實施例一相同。
本實施例用托板彈簧51通過托板5傳遞的彈力取代了實施例一中彈性膜片4自身的彈力，很好地保護了彈性膜片4。
實施例三如圖3所示，本實施例三閥體1與實施例一、二相同，控制桿6亦為一錐形桿，所不同的是，彈性膜片4的下方設有托板5，控制桿6的上端置于入水通道21中，其與入水通道21之間的縫隙呈錐度，下端穿越彈性膜片4與托板5固接。隨著控制桿6在入水通道21中的上下移動，其與入水通道21之間的縫隙亦隨之發生變化，從而調節水阻和流量。
本實施例工作原理如下出水口3的壓力等于設定值時，彈性膜片4自身的彈力與上腔室11的水壓保持平衡，彈性膜片4和控制桿6沒有位移。
當出水口3的壓力增加導致閥體上腔室11的液體壓力增大時，入水口2處的水阻也將增大，流量將減少。但此時，閥體上腔室11的液體壓力將推動彈性膜片4向下運動，上腔室11的空間增大，壓力減少，阻止了入水口2水阻的增加，同時，彈性膜片4的下移，將推動托板5向下移動，進而帶動控制桿6向下運動，控制桿6上端與入水通道21之間的縫隙增大，即入水口流道的橫截面積增大，流量增加，阻止了廢水流量的減少，從而保持穩定的水阻和廢水比。
當系統壓力，也就是出水口3的水壓降低時，閥體上腔室11的液體壓力隨之降低，入水口2的水阻將降低，廢水流量將增加。但此時，彈性膜片4自身的彈力將大于水壓，彈性膜片4上移，推動控制桿6克服彈簧61的阻力向上移動。一方面上腔室11的空間減少，壓力增大，阻止了入水口2水阻的減少；同時控制桿6的上移使其與入水通道21的縫隙縮小，即流道的橫截面積減小，廢水流量降低，阻止了廢水流量的增加，從而保持穩定的水阻和廢水比。
實施例四本實施例三同樣利用了彈性膜片4自身的彈力，為了保護彈性膜片4，本實施例托板5通過托板彈簧51固定在閥體1上。
在正常狀態時，托板彈簧51的預張力通過托板5給予彈性膜片4向上的支持力，這種支持力與彈性膜片4承受的水壓和控制桿6承受的水壓處于平衡狀態，彈性膜片4和控制桿6沒有位移。
當出水口3的壓力增加導致閥體上腔室11的液體壓力增大時，入水口2處的水阻也將增大，流量將減少。但此時，閥體上腔室11的液體壓力將克服托板彈簧51之彈性力推動彈性膜片4向下運動，上腔室11的空間增大，壓力減少，阻止了入水口2水阻的增加，同時，彈性膜片4的下移，將推動托板5向下移動，進而帶動控制桿6向下運動，控制桿6上端與入水口2之間的縫隙增大，即入水口流道的橫截面積增大，流量增加，阻止了廢水流量的減少，從而保持穩定的水阻和廢水比。
當系統壓力，也就是出水口3的水壓降低時，閥體上腔室11的液體壓力隨之降低，入水口2的水阻將降低，廢水流量將增加。當托板彈簧51之彈力大于上腔室11內水壓時，彈性膜片4在托板5的頂觸下上移，推動控制桿6向上移動。使上腔室11的空間減少，壓力增大，阻止了入水口2水阻的減少；同時控制桿6的上移使其與入水通道21的縫隙縮小，即流道的橫截面積減小，廢水流量降低，阻止了廢水流量的增加，從而保持穩定的水阻和廢水比。
本實施例用托板彈簧51通過托板5傳遞的彈力取代了實施例三中彈性膜片4自身的彈力，很好地保護了彈性膜片4，對彈性膜片4的性能要求降低，故而降低了生產成本。
實施例五在實施例二和四的基礎上，本發明還可以進行如下改進如圖2和圖4所示，托板彈簧51不是直接固定在閥體1上，而是通過可調節式彈簧底座52固定在閥體1上。通過調節可調節式彈簧底座52，可以改變托板彈簧51的預張力，也就是改變正常狀態下通過托板5給予彈性膜片4和控制桿6的支持力。這種支持力一旦改變，能夠使彈性膜片4和控制桿6產生位移的臨界水壓，也就是前述正常狀態的水壓將發生變化，正常水壓值的改變會使得廢水比發生改變。所以通過調節可調節式彈簧底座52，也可以達到調解廢水比的目的。
另外，在控制桿6為直桿時，其與入水通道21之間的間隙雖然不變，但隨著出水口3壓力增加時，控制桿6向下移動，其與入水通道21之間形成的廢水通道長度相應縮短，由于入水通道21為細長孔，廢水通道的相應縮短可導致入水口2水阻的降低，流量相應增加；相反，出水口3壓力降低時，控制桿6將向上移動，其與入水通道21之間形成的廢水通道長度相應加長，廢水通道長度的增加可導致入水口2水阻的增大，流量相應降低，同樣可調節廢水流量，從而保持穩定的水阻和廢水比。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種廢水回流系統流量補償方法，其特征在于其是在系統管路上設置一流量補償閥，所述閥體上設有與水過濾系統廢水出口連通的入水通道以及與水過濾系統入口連通的出水口，在閥體內腔，設有一置于入水通道內之控制桿，控制桿與入水通道之間的間隙形成廢水通道，通過出水口壓力變化使控制桿產生位移，帶來控制桿與入水通道的相對位置發生改變，進而使得廢水通道之長度隨出水口壓力成反比變化，或者控制桿之移動距離使得廢水通道面積隨出水口壓力成正比變化，從而使水過濾系統廢水出口流量恒定。
2.一種流量補償閥，其包括一閥體，所述閥體含有一內腔，閥體上開設有可與其內腔連通之入水口和出水口，其特征在于所述閥體內腔內設有一彈性膜片，將內腔分隔為上、下兩個腔室，進、入水口均開設于閥體上腔，在所述閥體內腔內，開設有與入水口相連之入水通道，控制桿一端置于所述入水通道內，其與入水通道之間的間隙形成廢水通道，所述控制桿為一可使廢水通道的長度隨出水口壓力增大或減小相應縮短或加長、或廢水通道面積隨出水口壓力增大或減小時相應增加或減小之移動構件。
3.如權利要求1所述的一種流量補償閥，其特征在于所述入水通道為一直通孔，控制桿為一錐形桿，其錐面自下而上呈遞減性漸進，長度延伸至入水通道內。
4.如權利要求2或3所述的一種流量補償閥，其特征在于所述控制桿上套設有彈簧。
5.如權利要求2或3所述的一種流量補償閥，其特征在于所述彈性膜片下方設有托板。
6.如權利要求2或3所述的一種流量補償閥，其特征在于所述控制桿下端穿越彈性膜片，與置于彈性膜片下方的托板固定連接。
7.如權利要求4所述的一種流量補償閥，其特征在于所述彈性膜片下方設有托板。
8.如權利要求5所述的一種流量補償閥，其特征在于所述托板下設有彈簧，彈簧下端固于閥體底部。
9.如權利要求6所述的一種流量補償閥，其特征在于所述托板下設有彈簧，彈簧下端固于閥體底部。
10.如權利要求8或9任一項所述的一種流量補償閥，其特征在于所述彈簧置于閥體底部的可調節式彈簧底座上。
全文摘要
本發明公開了一種廢水回流系統流量補償方法，其是在系統管路上設置一流量補償閥，所述閥體上設有與水過濾系統廢水出口連通的入水通道以及與水過濾系統入口連通的出水口，在閥體內腔，設有一置于入水通道內之控制桿，控制桿與入水通道之間的間隙形成廢水通道，所述控制桿可隨出水口壓力變化移動，其移動距離使得廢水通道之長度隨出水口壓力成反比變化，或者控制桿之移動距離使得廢水通道面積隨出水口壓力成正比變化，在出水口壓力波動的情況下，調節進入流量補償閥內腔的流量來適配管路壓力的變化，從而使水阻和入水流道橫截面積發生相應的變化，使得廢水回流保持穩定的水阻和恒定的廢水比。
文檔編號G05D7/00GK101025236SQ200710073640
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月26日 優先權日2007年3月26日
發明者楊克慶 申請人:楊克慶