一种室外无堵塞真空污水阀及其工作方法

技术领域

本发明涉及污水阀技术领域，尤其涉及一种室外无堵塞真空污水阀及其工作方法。

背景技术

污水处理：为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。污水处理中，常见的动力来源为隔膜污水阀，通过隔膜阀产生的真空力来进行对污水的抽吸。隔膜用于封闭流道、截断流体、并将阀体内腔和阀盖内腔隔开。

但污水阀在具体使用的过程中存在一些缺陷，污水中难免会存在部分固态物质，这些固态物质有依附在排污管上的可能，使得阀门处存在易堵塞、卡异物的情况，影响排污过程的通畅；同时污水阀利用隔膜与阀座的接触面形成密封面，污水中的酸碱成分易侵蚀隔膜，影响隔膜使用寿命，且污水流通截面受膜片收缩成型形状影响，而膜片收缩成型不可控，最终导致流通截面不可控，影响阀门的正常使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种室外无堵塞真空污水阀及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种室外无堵塞真空污水阀，包括阀座，所述阀座内设置有除杂机构，所述阀座包括竖向空腔以及与其相互贯通且设置在阀座两侧的流道，所述阀座的顶部连接有阀体，所述阀体的顶部连接有阀盖，所述阀盖的顶部开设有进气口，所述阀盖与阀体之间设置有橡胶气缸，所述橡胶气缸内设置有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的一端与阀盖相连，所述弹性伸缩杆的另一端连接有阀瓣，所述阀瓣滑动连接在橡胶气缸内，且所述阀瓣远离弹性伸缩杆的一端与竖向空腔的底壁活动相抵。

优选的，所述进气口上连接有真空管，所述真空管外接有真空泵，所述真空管上设置有电磁换向阀，所述电磁换向阀上连接有一与外界连通的管道。

优选的，所述橡胶气缸的顶部连接有L形垫圈，所述L形垫圈置于阀体与阀盖之间，所述L形垫圈的内侧壁与阀体的外侧壁活动相抵，所述L形垫圈的外侧壁与阀盖的内侧壁活动相抵。

优选的，所述橡胶气缸包括高弹力夹布和包覆在高弹力夹布外侧的高纯度橡胶层。

优选的，所述阀瓣外侧包覆有用于密封阀瓣与竖向空腔密封面的密封套，所述竖向空腔的底壁设置有密封筋条，所述阀瓣的底部开设有与密封筋条相配合的凹槽。

优选的，所述除杂机构包括对称固设在流道上下两侧的电动伸缩杆，每个所述电动伸缩杆的伸缩端均连接有切割片，所述切割片的两侧均设置有切割面，两个所述切割片活动相抵，且所述阀座的内壁设置有与切割片相配合的加固板。

优选的，所述除杂机构还包括滑动连接在流道内的刮料环，所述刮料环上连接有拉绳，所述拉绳远离刮料环的一端穿过阀座并与电动伸缩杆的伸缩端相连，所述阀座内固设在有套管，所述套管内滑动连接有活塞，所述活塞与套管的内壁之间设置有弹性元件，所述活塞背离弹性元件的一侧连接有滑杆，所述滑杆的另一端与刮料环固定相连，所述刮料环上设置有锥形导流面。

优选的，所述除杂机构上连接有气动组件，所述气动组件包括活塞将套管分隔而成的第一腔体和第二腔体，所述套管上设置有分别与第一腔体和第二腔体相连的两个进气管道，所述进气管道远离套管的一端穿过阀座并与外界大气连通，所述进气管道内设置有进气阀，所述活塞与滑杆内均开设有导气槽，所述活塞上设置有与导气槽相配合的第一排气阀，所述滑杆上设置有与导气槽相配合的第二排气阀，所述气动组件还包括开设在刮料环上的气动腔，所述气动腔与导气槽相连，且所述刮料环背离锥形导流面的一侧开设有均匀分布的排气孔，所述排气孔与气动腔相互连通。

优选的，所述阀座与阀体之间设置有第一螺栓，所述阀体与阀盖之间设置有第二螺栓。

本发明还公开了一种室外无堵塞真空污水阀的工作方法，还包括以下步骤：

S1：当阀盖进气口通过真空管与真空泵连通时，橡胶气缸与阀盖形成的内部空腔为负压，橡胶气缸受负压作用收缩变形向上移动，弹性伸缩杆被压缩并带动阀瓣向上移动，此时阀座两侧的流道通过竖向空腔导通，阀门被打开；

S2：污水从阀座一端的流道向另一端的流道流动，在此过程中，控制电动伸缩杆的伸缩端往复伸缩，流道两侧的电动伸缩杆拉伸时带动两侧的切割片相互靠近，对流动中污水内的杂物进行切割，且当电动伸缩杆收缩时带动切割片复位会使切割片另一侧的切割面与加固板相抵，对加固板与切割片之间的杂物切割；

S3：且在电动伸缩杆拉伸时，电动伸缩杆的伸缩端通过拉绳拉动刮料环在流道内壁滑动，电动伸缩杆收缩时，弹性元件拉动刮料环在流道内回移，使刮料环对流道内可能粘附的杂物进行刮除；

S4：刮料环刮动的杂物会有部分粘附在刮料环两侧的刮除面上，刮料环迎向污水的方向设置为锥形导流面，锥形导流面的直径小于流道的直径，使得污水流动至锥形导流面时，水流速度增加，水流冲击力变大对锥形导流面上残留的杂质进行冲刷；

S5：刮料环背离锥形导流面的一侧设置有排气孔，在滑杆带动活塞在套管内往复移动时，活塞右移使第一腔体空间变小，第二腔体空间变大并通过进气阀抽取外界空气，活塞将第一腔体内的空气通过第一排气阀依次导入导气槽和气动腔，并通过排气孔排出；活塞左移使第二腔体空间变大通过进气阀抽取外界空气，第二腔体空间变小，活塞将第二腔体内的空气通过第二排气阀依次导入导气槽和气动腔，并通过排气孔排出；从排气孔排出的空气一方面可对刮料环此侧残留的杂物进行吹除，另一方面空气混入污水中形成气液两相混合物，减小固态物质附着沉积在流道上的可能性；

S6：当进气口不再与真空泵导通时，橡胶气缸与阀盖形成的内部空腔瞬间释放压力，弹性伸缩杆通过自身弹力复位，同时带动橡胶气缸复位，橡胶气缸复位时同时带动阀瓣向下移动，使阀瓣上的凹槽与阀座上的密封筋条配合形成密封，从而使阀座上两侧的流道隔断，阀门关闭。

与现有技术相比，本发明提供了一种室外无堵塞真空污水阀及其工作方法，具备以下有益效果：

1、该室外无堵塞真空污水阀及其工作方法，通过在阀座内设置除杂机构，能够有效避免管道堵塞、污物卡死等现象，保证排污过程的通畅，降低故障率。

2、该室外无堵塞真空污水阀及其工作方法，通过使阀座流线型设计，阀瓣开启时完全打开，内部竖向空腔大于流道内径，有效避免管路堵塞卡异物，且阀瓣可采用塑料一体注塑成型，表面压膜橡胶密封，取代隔膜启闭阀门，使其运行稳定，使用寿命长。

3、该室外无堵塞真空污水阀及其工作方法，通过控制电动伸缩杆的伸缩端往复伸缩，流道两侧的电动伸缩杆拉伸时带动两侧的切割片相互靠近，对流动中污水内的杂物进行切割，且当电动伸缩杆收缩时带动切割片复位会使切割片另一侧的切割面与加固板相抵，对加固板与切割片之间的杂物切割，避免流道被杂物堵塞。

4、该室外无堵塞真空污水阀及其工作方法，通过使电动伸缩杆拉伸时带动拉绳移动，使刮料环在流道内壁滑动，且电动伸缩杆收缩时，弹性元件拉动刮料环在流道内回移，使刮料环对流道内可能粘附的杂物进行刮除，避免流道内杂物堆积堵塞。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图一；

图3为本发明的图2中A部局部放大结构示意图；

图4为本发明的图2中B部局部放大结构示意图；

图5为本发明的剖面结构示意图二；

图6为本发明的图5中C部局部放大结构示意图；

图7为本发明的图5中D部局部放大结构示意图；

图8为本发明的刮料环的剖面结构示意图；

图9为本发明的套管的外部结构示意图；

图10为本发明的套管的剖面结构示意图；

图11为本发明的橡胶气缸的横截面结构示意图。

图中：1、阀座；101、流道；102、竖向空腔；1021、密封筋条；2、阀体；3、阀盖；301、进气口；4、弹性伸缩杆；5、橡胶气缸；501、高弹力夹布；502、高纯度橡胶层；6、阀瓣；601、密封套；602、凹槽；7、L形垫圈；8、电动伸缩杆；801、切割片；802、加固板；9、刮料环；901、拉绳；902、排气孔；10、套管；1001、进气管道；11、活塞；111、弹性元件；112、滑杆；12、导气槽；121、第一排气阀；122、第二排气阀；13、气动腔；14、第一螺栓；15、第二螺栓；16、真空管；161、电磁换向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，一种室外无堵塞真空污水阀，包括阀座1，阀座1内设置有除杂机构，阀座1包括竖向空腔102以及与其相互贯通且设置在阀座1两侧的流道101，阀座1的顶部连接有阀体2，阀体2的顶部连接有阀盖3，阀盖3的顶部开设有进气口301，阀盖3与阀体2之间设置有橡胶气缸5，橡胶气缸5内设置有弹性伸缩杆4，弹性伸缩杆4的一端与阀盖3相连，弹性伸缩杆4的另一端连接有阀瓣6，阀瓣6滑动连接在橡胶气缸5内，且阀瓣6远离弹性伸缩杆4的一端与竖向空腔102的底壁活动相抵。

进一步的，进气口301上连接有真空管16，真空管16外接有真空泵，真空管16上设置有电磁换向阀161，电磁换向阀161上连接有一与外界连通的管道。

具体的，电磁换向阀161工作时，阀盖3进气口301通过真空管16与真空泵连通，橡胶气缸5与阀盖3形成的内部空腔为负压，橡胶气缸5受负压作用收缩变形向上移动，弹性伸缩杆4被压缩并带动阀瓣6向上移动，此时阀座1两侧的流道101通过竖向空腔102导通，阀门被打开；当电磁换向阀161不工作，进气口301不再与真空泵导通而与外界大气连通时，橡胶气缸5与阀盖3形成的内部空腔瞬间释放压力，弹性伸缩杆4通过自身弹力复位，同时带动橡胶气缸5复位，橡胶气缸5复位时同时带动阀瓣6向下移动，使阀瓣6上的凹槽602与阀座1上的密封筋条1021配合形成密封，从而使阀座1上两侧的流道101隔断，阀门关闭。本发明使阀门启闭时间短，优选阀座1通过流线型设计，阀瓣6开启时完全打开，内部竖向空腔102大于流道101内径，有效避免管路堵塞卡异物。

实施例2

参照图2、图3和图4，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例1的基础上，更进一步的是，橡胶气缸5的顶部连接有L形垫圈7，L形垫圈7置于阀体2与阀盖3之间，L形垫圈7的内侧壁与阀体2的外侧壁活动相抵，L形垫圈7的外侧壁与阀盖3的内侧壁活动相抵。

具体的，通过使阀体2与阀盖3对L形垫圈7挤压，提高橡胶气缸5与阀盖3之间的气密性，保证阀瓣6的正常启闭。

实施例3

参照图11，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例2的基础上，更进一步的是，橡胶气缸5包括高弹力夹布501和包覆在高弹力夹布501外侧的高纯度橡胶层502。

具体的，保证橡胶气缸5优异的弹性与形变能力，使其在阀瓣6启闭时受力均匀稳定，保证了使用寿命的长久。

实施例4

参照图2、图5和图7，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例1的基础上，更进一步的是，阀瓣6外侧包覆有用于密封阀瓣6与竖向空腔102密封面的密封套601，竖向空腔102的底壁设置有密封筋条1021，阀瓣6的底部开设有与密封筋条1021相配合的凹槽602。

具体的，阀瓣6上设置有凹槽602与阀座1上凸起的密封筋条1021形成密封，阻断阀座1两侧的流道101；阀瓣6上设有密封套601，保证阀瓣6与竖向空腔102的密封面密封；通过使阀瓣6采用塑料一体注塑成型，表面压膜包胶密封，取代隔膜启闭阀门的方式，使阀门运行稳定，使用寿命长。

实施例5

参照图2、图5和图6，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例1的基础上，更进一步的是，除杂机构包括对称固设在流道101上下两侧的电动伸缩杆8，每个电动伸缩杆8的伸缩端均连接有切割片801，切割片801的两侧均设置有切割面，两个切割片801活动相抵，且阀座1的内壁设置有与切割片801相配合的加固板802。

具体的，污水从阀座1一端的流道101向另一端的流道101流动，在此过程中，控制电动伸缩杆8的伸缩端往复伸缩，流道101两侧的电动伸缩杆8拉伸时带动两侧的切割片801相互靠近相抵，对流动中污水内的杂物进行切割，且当电动伸缩杆8收缩时带动切割片801复位会使切割片801另一侧的切割面与加固板802相抵，对加固板802与切割片801之间的杂物切割，避免杂物过大堵塞流道101，保证阀门排污的通畅。

实施例6

参照图2、图5、图6、图9和图10，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例5的基础上，更进一步的是，除杂机构还包括滑动连接在流道101内的刮料环9，刮料环9上连接有拉绳901，拉绳901远离刮料环9的一端穿过阀座1并与电动伸缩杆8的伸缩端相连，阀座1内固设在有套管10，套管10内滑动连接有活塞11，活塞11与套管10的内壁之间设置有弹性元件111，活塞11背离弹性元件111的一侧连接有滑杆112，滑杆112的另一端与刮料环9固定相连，刮料环9上设置有锥形导流面。

具体的，在电动伸缩杆8拉伸时，电动伸缩杆8的伸缩端通过拉绳901拉动刮料环9在流道101内壁滑动，电动伸缩杆8收缩时，弹性元件111拉动刮料环9在流道101内回移，使刮料环9对流道101内可能粘附的杂物进行刮除，保证流道101内的洁净，减小固态物质附着沉积在流道101上的可能性，进而保证了排污的顺畅性，避免发生堵塞。

实施例7

参照图2、图5、图6、图8、图9和图10，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例6的基础上，更进一步的是，除杂机构上连接有气动组件，气动组件包括活塞11将套管10分隔而成的第一腔体和第二腔体，套管10上设置有分别与第一腔体和第二腔体相连的两个进气管道1001，进气管道1001远离套管10的一端穿过阀座1并与外界大气连通，进气管道1001内设置有进气阀，活塞11与滑杆112内均开设有导气槽12，活塞11上设置有与导气槽12相配合的第一排气阀121，滑杆112上设置有与导气槽12相配合的第二排气阀122，气动组件还包括开设在刮料环9上的气动腔13，气动腔13与导气槽12相连，且刮料环9背离锥形导流面的一侧开设有均匀分布的排气孔902，排气孔902与气动腔13相互连通。

具体的，刮料环9刮动的杂物会有部分粘附在刮料环9两侧的刮除面上，刮料环9迎向污水的方向设置为锥形导流面，锥形导流面的直径小于流道101的直径，使得污水流动至锥形导流面时，水流速度增加，水流冲击力变大对锥形导流面上残留的杂质进行冲刷；刮料环9背离锥形导流面的一侧设置有排气孔902，在滑杆112带动活塞11在套管10内往复移动时，活塞11右移使第一腔体空间变小，第二腔体空间变大并通过进气阀抽取外界空气，活塞11将第一腔体内的空气通过第一排气阀121依次导入导气槽12和气动腔13，并通过排气孔902排出；活塞11左移使第一腔体空间变大通过进气阀抽取外界空气，第二腔体空间变小，活塞11将第二腔体内的空气通过第二排气阀122依次导入导气槽12和气动腔13，并通过排气孔902排出，从而使刮料环9往复滑动的过程中始终通过排气孔902向外排气；从排气孔902排出的空气一方面可对刮料环9此侧残留的杂物进行吹除，另一方面空气混入污水中形成气液两相混合物，减小固态物质附着沉积在流道101上的可能性，进而保证了排污的顺畅性，避免发生堵塞。

实施例8

参照图2、图3和图4，一种室外无堵塞真空污水阀，在实施例1的基础上，更进一步的是，阀座1与阀体2之间设置有第一螺栓14，阀体2与阀盖3之间设置有第二螺栓15。

具体的，通过使第一螺栓14对阀座1与阀体2进行固定连接，通过第二螺栓15对阀体2与阀盖3进行固定连接，使阀门结构简单，便于拆卸维修。

本发明还公开了一种室外无堵塞真空污水阀的工作方法，包括以下步骤：

S1：当阀盖3进气口301通过真空管16与真空泵连通时，橡胶气缸5与阀盖3形成的内部空腔为负压，橡胶气缸5受负压作用收缩变形向上移动，弹性伸缩杆4被压缩并带动阀瓣6向上移动，此时阀座1两侧的流道101通过竖向空腔102导通，阀门被打开；

S2：污水从阀座1一端的流道101向另一端的流道101流动，在此过程中，控制电动伸缩杆8的伸缩端往复伸缩，流道101两侧的电动伸缩杆8拉伸时带动两侧的切割片801相互靠近，对流动中污水内的杂物进行切割，且当电动伸缩杆8收缩时带动切割片801复位会使切割片801另一侧的切割面与加固板802相抵，对加固板802与切割片801之间的杂物切割，避免杂物过大堵塞流道101；

S3：且在电动伸缩杆8拉伸时，电动伸缩杆8的伸缩端通过拉绳901拉动刮料环9在流道101内壁滑动，电动伸缩杆8收缩时，弹性元件111拉动刮料环9在流道101内回移，使刮料环9对流道101内可能粘附的杂物进行刮除；

S4：刮料环9刮动的杂物会有部分粘附在刮料环9两侧的刮除面上，刮料环9迎向污水的方向设置为锥形导流面，锥形导流面的直径小于流道101的直径，使得污水流动至锥形导流面时，水流速度增加，水流冲击力变大对锥形导流面上残留的杂质进行冲刷；

S5：刮料环9背离锥形导流面的一侧设置有排气孔902，在滑杆112带动活塞11在套管10内往复移动时，活塞11右移使第一腔体空间变小，第二腔体空间变大并通过进气阀抽取外界空气，活塞11将第一腔体内的空气通过第一排气阀121依次导入导气槽12和气动腔13，并通过排气孔902排出；活塞11左移使第一腔体空间变大通过进气阀抽取外界空气，第二腔体空间变小，活塞11将第二腔体内的空气通过第二排气阀122依次导入导气槽12和气动腔13，并通过排气孔902排出；从排气孔902排出的空气一方面可对刮料环9此侧残留的杂物进行吹除，另一方面空气混入污水中形成气液两相混合物，减小固态物质附着沉积在流道101上的可能性，进而保证了排污的顺畅性，避免发生堵塞；

S6：当进气口301不再与真空泵导通时，橡胶气缸5与阀盖3形成的内部空腔瞬间释放压力，弹性伸缩杆4通过自身弹力复位，同时带动橡胶气缸5复位，橡胶气缸5复位时同时带动阀瓣6向下移动，使阀瓣6上的凹槽602与阀座1上的密封筋条1021配合形成密封，从而使阀座1上两侧的流道101隔断，阀门关闭。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。