压差式自动启闭控制阀及止回阀组及单阀组预作用装置

技术领域

本发明涉及消防领域，尤其是涉及的是一种压差式自动启闭控制阀及止回阀组及单阀组预作用装置。

背景技术

现有的控制阀一般为单向阀，只是对流体的流向进行单向限制，功能单一。

现有的各种阀组结构的单向阀/缓闭式止回阀，都可以实现启泵开启，停泵闭合的基本功能。但现有的单向阀/缓闭式止回阀的控制腔与系统侧相通，且控制腔由于整个回路是闭合状态，故控制腔始终保持一定静水压，此静水压几乎等同于系统侧的管道压力，形成相对稳定的开启状态而不能全开。因为阀瓣开度增大，系统侧压力增加，控制隔膜或阀瓣产生向下压力增大，阀瓣将趋近于关；阀瓣开度降低，系统侧水压下降，控制腔向下压力降低，阀瓣将趋近于开。运行过程中，阀瓣在二状态的无极转换中实现动态平衡，即阀瓣保持在一定开度，阀门的过流量不能达到设计要求，水力摩阻也难以符合标准要求。

现有的预作用装置一般为双阀组结构，基本原理为，雨淋阀组实现手动、或电动、自动开启，消防水一股支流经报警常开管路驱动压力开关及水力警铃报警，主流推开单向阀组，进入系统侧最终实现灭火。伺服状态下，雨淋阀组隔膜关闭，气压维持装置往单向阀联通管网注入且保持一定压力的气压。现有的预作用装置需要体积大的雨淋阀和单向阀双阀组，成本比较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可根据不同接口的压力差产生不同动作的压差式自动启闭控制阀，及通水量大的止回阀组，及低成本的单阀组预作用装置。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种压差式自动启闭控制阀，包括第一阀体、阀瓣活塞装置，

第一阀体内设有阀瓣腔、中间腔、活塞腔，阀瓣腔、中间腔、活塞腔从前到后顺序设置在第一阀体内，阀瓣腔和中间腔之间设有连通两者的第一通孔，活塞腔的前部与中间腔连通；

阀瓣活塞装置可前后移动设于第一阀体内，阀瓣活塞装置包括第一阀瓣、第一活塞、连接杆；第一阀瓣设于阀瓣腔内，第一活塞设于活塞腔内，第一活塞隔离第一活塞的前后两侧；连接杆的后端与第一活塞连接，连接杆的前端穿过中间腔和第一通孔后与第一阀瓣连接；后移阀瓣活塞装置可使第一阀瓣封住第一通孔。

第一活塞的前后两侧随着各自压强P的变化，各自形成不同的压力F，两侧的压力差致使活塞移动，达到自动启闭的目的。且第一活塞的面积远大于第一通孔的面积，在同中间腔有压力流体时，活塞阀瓣装置可向第一活塞方向移动直至阀瓣关闭，阀瓣腔与中间腔的压力差保持阀瓣密封。加装此阀，可解决多种消防及工业阀门的启闭及过流开度问题。

优选的，第一阀体上设有第一接口、第二接口、第三接口，第一接口与活塞腔的后部连通，第二接口与中间腔连通，第三接口与阀瓣腔连通。第一接口、第二接口、第三接口用于连接管道。

一种止回阀组，包括止回阀，还包括第一管道、第二管道、第三管道、所述的压差式自动启闭控制阀；

止回阀包括第二阀体、隔膜装置，第二阀体内设有进水腔、出水腔、控制腔，进水腔和出水腔之间设有连通两者的输水通道，隔膜装置可活动设于第二阀体内，活动隔膜装置可截断或打开输水通道，隔膜装置包括隔膜，隔膜隔开出水腔和控制腔；

第一管道连通进水腔和活塞腔的后部，第二管道连通控制腔和中间腔，第三管道连通出水腔和控制腔。

通过压差式自动启闭控制阀进行动态泄压，使控制腔的压力远小于进水腔及出水腔的压力，实现隔膜装置的阀瓣或隔膜的可以全部开启，输水通道达到最大过流量及最低水力摩阻，且能有效启闭。即便与阀瓣腔连接的泄压口被封堵，也不影响系统的正常使用。

优选的，隔膜装置还包括阀杆、第二活塞、上夹板、下夹板，上夹板、下夹板、第二活塞从上到下依次设置在阀杆上，控制腔设置在出水腔的上方，上夹板设于控制腔内，下夹板和第二活塞设于出水腔内，上夹板和下夹板夹住隔膜，阀杆可上下移动设置在第二阀体内，阀杆下移时第二活塞可封住输水通道。压差式自动启闭控制阀应用在单腔体活塞结构单向阀/缓闭式止回阀。

优选的，隔膜装置还包括弹簧和顶座，进水腔和出水腔之间设有隔墙，隔墙位于隔膜的正面侧，隔墙与隔膜之间的间隙构成输水通道，控制腔位于隔膜的背面侧，弹簧和顶座设于控制腔内，顶座设于隔膜的中部并对着隔墙，弹簧的两端分别抵住顶座和控制腔的内壁。压差式自动启闭控制阀应用在隔膜式单向阀/缓闭式止回阀。

一种单阀组预作用装置，包括雨淋阀组、气压维持装置、水力警铃、供水管网、充气管网，气压维持装置与充气管网连通；其特征在于，

还包括第一控制阀、第四管道、第五管道、第六管道，所述第一控制阀为所述的压差式自动启闭控制阀；

雨淋阀组包括第二阀体和启闭装置，第二阀体内设有水腔和气腔，启闭装置设于水腔和气腔之间，用于打开或关闭水腔和气腔的连通；气腔与充气管网连通，水腔与充水管网连通；

第四管道连通气腔和第一控制阀的活塞腔的后部；第五管道连通水腔和第一控制阀的中间腔；第六管道连通水力警铃和第一控制阀的阀瓣腔。

单阀组预作用装置，实现更低的造价，更简单的结构，实现同等的预作用功能。因水力警铃在雨淋阀组启动后应过水报警，且伺服状态时雨淋阀组的气腔连通整个充气管网须保持一定气压，故水力警铃不可常开，常开管道内的气体将经水力警铃泄露，这是一对矛盾体。压差式自动启闭控制阀可实现平时保持封闭，启动时能过水报警的功能，实现简单、可靠的预作用功能。

优选的，还包括第二控制阀、第一管道、第二管道；第二控制阀为所述的压差式自动启闭控制阀；

启闭装置还包括隔膜，第二阀体内设有控制腔，水腔和气腔之间设有隔墙，隔墙设于隔膜的正面，隔膜与隔墙之间的缝隙为连通水腔和气腔的通道，隔膜贴紧隔墙可封闭水腔和气腔，控制腔设于隔膜的背面；

第一管道连通水腔和第二控制阀的活塞腔的后部，第二管道连通控制腔和第二控制阀的中间腔。

第二控制阀使得雨淋阀组开启时，隔膜可以保持全开状态。

优选的，还包括第七管道，第七管道连接第五管道和第六管道，第七管道上设有用于控制通断的阀门。阀门开启时，第七管道可以连通第五管道和第六管道触发水力警铃。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明的压差式自动启闭控制阀可根据第一活塞的前后两侧随着各自压强的变化，使活塞移动，达到自动启闭的目的。单向阀/缓闭式止回阀加装压差式自动启闭控制阀，使控制腔的压力远小于进水腔及出水腔的压力，实现隔膜装置的阀瓣或隔膜的可以全部开启，输水通道达到最大过流量及最低水力摩阻，且能有效启闭。单阀组预作用装置加装压差式自动启闭控制阀，实现更低的造价，更简单的结构，实现双阀组预作用装置同等的预作用功能。

附图说明

图1为本发明的压差式自动启闭控制阀的结构示意图；

图2为现有单腔体活塞结构单向阀/缓闭式止回阀的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图；

图6为本发明的单阀组预作用装置的局部结构示意图；

图7为本发明的单阀组预作用装置的雨淋阀组的结构示意图；

图8为本发明的实施例5的结构示意图。

主要附图标记说明：

压差式自动启闭控制阀1；第一阀体11；阀瓣腔111；中间腔112；活塞腔113；第一接口114；第二接口115；第三接口116；第一通孔117；阀瓣活塞装置12；阀瓣121；连接杆122；活塞123；第二阀体21；进水腔211；出水腔212；控制腔213；输水通道214；隔墙215；隔膜装置22；隔膜221；第二活塞222；顶座223；弹簧224；雨淋阀组3；气腔31；水腔32；启闭装置33；水力警铃4；气压维持装置5；充气管网6；供水管网7；第一管道81；第二管道82；第三管道83；第四管道84；第五管道85；第六管道86；第七管道87；阀门88；第一控制阀91；第二控制阀92。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明一种压差式自动启闭控制阀1，包括第一阀体11、阀瓣活塞装置12。

第一阀体11内设有阀瓣腔111、中间腔112、活塞腔113，第一阀体11上设有第一接口114、第二接口115、第三接口116。阀瓣腔111、中间腔112、活塞腔113从前到后顺序设置在第一阀体11内，阀瓣腔111和中间腔112之间设有连通阀瓣腔111和中间腔112的第一通孔117，活塞腔113的前部与中间腔112连通。第一接口114与活塞腔113的后部连通，第二接口115与中间腔112连通，第三接口116与阀瓣腔111连通。

阀瓣活塞装置12可前后移动设于第一阀体11内，阀瓣活塞装置12包括第一阀瓣121、第一活塞123、连接杆122；第一阀瓣121设于阀瓣腔111内。第一活塞123设于活塞腔113内，第一活塞113隔离第一活塞113的前后两侧；第一活塞将活塞腔113分隔成前后两部分，活塞腔的前部与中间腔连通，活塞腔的后部与第一接口连通。连接杆122的后端与第一活塞123连接，连接杆122的前端穿过中间腔112和第一通孔117后与第一阀瓣121连接；后移阀瓣活塞装置12可使第一阀瓣121封住第一通孔117。第一通孔117的直径小于第一活塞123的直径。第一通孔117与连接杆之间缝隙的面积小于第一活塞前端面的面积扣除第一活塞与连接杆连接处的面积。

设定第一活塞123的直径为a，第一活塞的面积为Sa，第一接口的流体压强P1，第一活塞受到第一接口的流体的推力为Fa＝P1×Sa。

设定连接杆122外周的第一活塞前端环形面的宽度为b、面积为Sb，中间腔的流体压力为P2，中间腔的流体对第一活塞产生的推力为Fb＝P2×Sb。

设定第一通孔117与连接杆之间的环形面宽度为c、面积为Sc，中间腔的流体对阀瓣的推力为Fc＝P2×Sc。

因第一活塞将活塞腔的前部和后部密封分隔，第一活塞的前后两侧形各自形成一定的压力而不互相串压。Sa＞Sb，Sb＞Sc；故，当P1≥P2时，Fa+Fc＞Fb,活塞往前侧方向(往阀瓣方向)移动，推动阀瓣前移将第一通孔117打开，中间腔112的流体通过第一通孔向阀瓣孔111泄压。当P1＜P2一定值直至为0时，Fa＜Fb-Fc,第一活塞往第一接口114方向移动，拉动阀瓣121后移封住第一通孔117，中间腔112停止向阀瓣腔111泄压。

但从图2所示，现有的各种阀组结构的单向阀/缓闭式止回阀，都可以实现启泵开启，停泵闭合的基本功能，控制腔213与出水腔212相通，出水腔212连通系统侧，且控制腔213由于整个回路是闭合状态，故控制腔213始终保持一定静水压，此静水压几乎等同于系统侧的管道压力，形成相对稳定的开启状态而不能全开。因为第二活塞222开度增大，系统侧压力增加，控制腔的压力也跟着增加，隔膜下压力增大，第二活塞下移关小输水通道，开度降低；系统侧水压下降，控制腔向下压力降低，第二活塞开度增大开。运行过程中，第二活塞在二状态的无极转换中实现动态平衡，保持在一定开度，流水通道213的过流量不能达到设计要求，水力摩阻也难以符合标准要求。

实施例2：

图3所示，一种止回阀组，包括止回阀，还包括第一管道81、第二管道82、第三管道83、所述的压差式自动启闭控制阀1。

止回阀包括第二阀体21、隔膜装置22。第二阀体21内设有进水腔211、出水腔212、控制腔213。进水腔211和出水腔212之间设有连通两者的输水通道214，隔膜装置22可活动设于第二阀体21内，活动隔膜装置22可截断或打开输水通道214。

隔膜装置22包括隔膜221、阀杆、第二活塞22、上夹板、下夹板。隔膜221隔开出水腔212和控制腔213。上夹板、下夹板、第二活塞从上到下依次设置在阀杆上，控制腔设置在出水腔的上方，上夹板设于控制腔内，下夹板和第二活塞22设于出水腔内，上夹板和下夹板夹住隔膜，阀杆可上下移动设置在第二阀体内，阀杆下移时第二活塞22可封住输水通道214。

第一管道81连通进水腔211和活塞腔的后部，第一管道81连接第一接口114。第二管道82连通控制腔和中间腔，第二管道82连接第二接口。第三管道83连通出水腔212和控制腔213。

当隔膜装置22上移打开输水通道214时，压差式自动启闭控制阀1的第一活塞前移推动阀瓣前移将第一通孔打开，控制腔内的水通过第二管道从中间腔和阀瓣腔泄压，控制腔的压力小于出水腔的压力，使得隔膜装置22可以移动到最高位置保持输水通道全部开启，最大过流量及最低水力摩阻，且能有效启闭，即便第三开口被封堵，也不影响系统的正常使用。

实施例3：

图4所示，一种止回阀组，包括止回阀，还包括第一管道81、第二管道82、第三管道83、所述的压差式自动启闭控制阀1。

止回阀包括第二阀体21、隔膜装置22。第二阀体21内设有进水腔211、出水腔212、控制腔213。进水腔211和出水腔212之间设有连通两者的输水通道214，隔膜装置22可活动设于第二阀体21内，活动隔膜装置22可截断或打开输水通道214。

隔膜装置22包括隔膜221、弹簧224和顶座223。隔膜221隔开出水腔212和控制腔213。进水腔211和出水腔212之间设有隔墙215，隔墙位于隔膜的正面侧，隔墙与隔膜之间的间隙构成输水通道，控制腔位于隔膜的背面侧，弹簧和顶座设于控制腔内，顶座设于隔膜的中部并对着隔墙，弹簧的两端分别抵住顶座和控制腔的内壁。

第一管道81连通进水腔211和活塞腔的后部，第一管道81连接第一接口114。第二管道82连通控制腔和中间腔，第二管道82连接第二接口。第三管道83连通出水腔212和控制腔213。

实施例4：

如图5和图6所示，一种单阀组预作用装置，包括雨淋阀组3、气压维持装置5、水力警铃4、供水管网7、充气管网6、第一控制阀91、第四管道84、第五管道85、第六管道86。所述第一控制阀91为所述的压差式自动启闭控制阀1。气压维持装置5与充气管网6连通，用于给充气管网6充气，维持充气管网的气压。

雨淋阀组3包括第二阀体和启闭装置33，第二阀体内设有水腔32和气腔31，启闭装置33设于水腔32和气腔31之间，用于打开或关闭水腔32和气腔31的连通；气腔31与充气管网6连通，水腔32与充水管网7连通。

第四管道84连通气腔31和第一控制阀91的活塞腔的后部；第四管道与第一控制阀91的第一接口连接。第五管道85连通水腔32和第一控制阀91的中间腔；第五管道与第一控制阀91的第二接口连接。第六管道86连通水力警铃4和第一控制阀91的阀瓣腔，第六管道与第一控制阀91的第三接口连接。

第一控制阀91可实现平时保持封闭，启动时能过水使水力警铃报警的功能，实现简单、可靠的预作用功能。

实施例5：

如图5、图7和图8所示，一种单阀组预作用装置，包括雨淋阀组3、气压维持装置5、水力警铃4、供水管网7、充气管网6、第一控制阀91、第一管道81、第二管道8、第四管道84、第五管道85、第六管道86、第七管道87、第二控制阀922。所述第一控制阀91和第二控制阀92均为所述的压差式自动启闭控制阀1。气压维持装置5与充气管网6连通，用于给充气管网6充气，维持充气管网的气压。

雨淋阀组3包括第二阀体和启闭装置33，第二阀体内设有水腔32和气腔31，启闭装置33设于水腔32和气腔31之间，用于打开或关闭水腔32和气腔31的连通；气腔31与充气管网6连通，水腔32与充水管网7连通。启闭装置还包括隔膜，第二阀体内设有控制腔，水腔和气腔之间设有隔墙，隔墙设于隔膜的正面，隔膜与隔墙之间的缝隙为连通水腔和气腔的通道，隔膜贴紧隔墙可封闭水腔和气腔，控制腔设于隔膜的背面。

第四管道84连通气腔31和第一控制阀91的活塞腔的后部；第四管道与第一控制阀91的第一接口连接。第五管道85连通水腔32和第一控制阀91的中间腔；第五管道与第一控制阀91的第二接口连接。第六管道86连通水力警铃4和第一控制阀91的阀瓣腔，第六管道与第一控制阀91的第三接口连接。

第一管道连通水腔和第二控制阀的活塞腔的后部，第二管道连通控制腔和第二控制阀的中间腔。第七管道连接第五管道和第六管道，第七管道上设有用于控制通断的阀门。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。