[發明專利]一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥及其應用方法

有效

• 申請號: 201710191175.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106763959B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 陳松山;于賢磊;周明耀
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F16K17/30
• 分類號: F16K17/30;F16K37/00;F16K51/00
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

1.一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，包括主閥(1)、導閥(2)以及連接管，所述主閥包括主閥閥瓣(4)、主閥閥桿(5)、接力器(6)、接力器缸(7)，主閥閥桿上部連接接力器，底部連接主閥閥瓣，其頂端連接有主閥調節旋鈕(8)，主閥閥桿上纏繞有主閥彈簧(3)，接力器上部與接力器缸形成主閥上腔(9)；

其特征是，所述導閥包括導閥閥室(10)以及置于導閥閥室內的導閥彈簧(11)、導閥閥桿(12)、導閥閥板(13)、導向套(14)、導閥閥座(15)、導閥閥瓣(16)，導閥閥桿表面設有外螺紋，導閥閥室頂部設有導閥閥桿安裝孔，安裝孔內設有內螺紋，導閥閥桿頂端設有導閥調節旋鈕(17)，底端旋入安裝孔；

所述導閥閥桿依次與上部的導閥閥板固定連接、與中部的導向套密封連接、穿過下部的導閥閥座內孔，所述導向套、導閥閥座分別固定連接于導閥閥室內側壁，從而將導閥閥室內腔分為導閥上腔(18)、導閥中腔(19)、導閥下腔(20)；所述導閥閥瓣位于導閥下腔，且連接于導閥閥桿底端，所述導閥彈簧纏繞在導閥閥桿上，其一端與導閥閥板頂部連接，另一端連接有墊片(21)，該墊片套在導閥閥桿的外螺紋上；

所述連接管包括上游連接管(22)、下游連接管(23)和主閥連接管(24)，所述主閥上腔通過主閥連接管與導閥下腔連接，所述上游連接管的一端與主閥上游連接，另一端通過支管Ⅰ(25)、支管Ⅱ(26)分別與導閥中腔、導閥下腔連接，所述下游連接管的一端與主閥下游連接，另一端通過支管Ⅲ(27)、支管Ⅳ(28)分別與導閥上腔、導閥中腔相連；

所述支管Ⅰ、支管Ⅲ、支管Ⅳ上均設有閥門(29)，所述導閥閥室底部設有排污管(30)，排污管上設置有閥門(29)，所述主閥連接管上也設有閥門(29)；所述導閥閥瓣由兩個半橢球形結構連接而成，上半橢球(33)的長軸與下半橢球(34)的短軸相等，且上半橢球的曲率大與下半橢球的曲率。

2.根據權利要求1所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，所述導向套頂部設有限位柱(31)，限位柱上設有供導閥閥桿穿過的孔，限位柱頂部與支管Ⅲ端口頂部處于同一水平面。

3.根據權利要求1所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，所述導閥閥桿與導向套之間設置骨架油封結構(32)。

4.根據權利要求1所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，所述導閥閥座內孔的側壁為曲面，該內孔的上端口直徑小于其下端口直徑。

5.根據權利要求1所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，所述導閥閥瓣為表面光滑結構。

6.根據權利要求1所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥，其特征是，所述上半橢球的長軸或下半橢球的短軸與導閥閥座內孔的下端口直徑相等。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的一種農用灌溉大口徑防纏繞可沖洗減壓穩壓閥的應用方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)初始狀態：開啟主閥連接管上的閥門以及支管Ⅲ、支管Ⅳ上的閥門，關閉支管Ⅰ、排污管的閥門；通過調節主閥調節旋鈕，使主閥彈簧彈力與主閥上腔壓力和主閥閥瓣自重平衡，主閥閥瓣上升，主閥開啟，水流從上游流入下游，調節導閥調節旋鈕，改變導閥彈簧彈力，使導閥閥瓣處于平衡狀態并且導閥開啟，測得下游壓力值作為參照值；

(2)當下游壓力高于參照值時：當下游壓力增大時，由于下游連接管的連通作用，導閥上腔的壓力隨之增大，打破原有的平衡狀態，推動導閥閥板克服導閥彈簧彈力上移,由于導閥閥桿的連接作用，導閥閥瓣上移，導閥開度減小，減小了上游連接管流入導閥中腔的過流通道，根據公式：ΔP＝S×Q²(式中：ΔP為水流全過程的壓力損失，S為損失系數，Q為流量)，由于上游連接管流入導閥中腔的流量降低，所以上游流入導閥過程中的壓力損失減小，因此導閥下腔壓力升高；

由于主閥連接管的連通作用，主閥上腔內的壓力隨之升高，打破了主閥閥瓣原有的平衡狀態，主閥閥瓣在向下的壓力作用下向下移動，開度減小，主閥上游流入下游的摩擦阻力增大，因此下游壓力降低；

下游壓力逐漸降低直到降至參照值，這一過程中，導閥上腔壓力隨之降低，導閥閥板上移的速度變慢，導閥下腔壓力升高速度變慢，主閥上腔壓力隨之升高速度變慢，主閥閥瓣下降速度逐漸緩慢，主閥開度減小的速度也變慢，直到下游壓力等于設定值時，系統重新進入平衡狀態；

(3)當下游壓力低于參照值時：當下游壓力降低時，由于下游連接管的連通作用，導閥上腔的壓力隨之降低，打破原有的平衡狀態，導閥彈簧彈力推動導閥閥板下移,由于導閥閥桿的連接作用，導閥閥瓣下移，導閥開度增大，增大了上游連接管流入導閥中腔的過流通道，根據上述公式，由于上游連接管流入導閥中腔的流量增加，所以上游流入導閥過程中的壓力損失增加，因此導閥下腔壓力降低；

由于主閥連接管的連通作用，主閥上腔內的壓力隨之降低，打破了主閥閥瓣原有的平衡狀態，主閥閥瓣在向上的壓力作用下向上移動，開度增大，主閥上游流入下游的摩擦阻力減小，因此下游壓力增大；

下游壓力逐漸升高直到升至參照值，這一過程中，導閥上腔壓力隨之升高，導閥閥板下移的速度變慢，導閥下腔壓力下降速度變慢，主閥上腔壓力隨之下降速度也變慢，主閥閥瓣上移的速度逐漸緩慢，主閥開度增大的速度也變慢，直到下游壓力等于設定值時，系統重新進入平衡狀態；

(4)沖洗過程：關閉主閥連接管上的閥門以及支管Ⅲ、支管Ⅳ上的閥門，開啟支管Ⅰ、排污管的閥門；主閥上游的水流通過上游連接管，經過支管Ⅰ上的閥門流入導閥中腔，由于支管Ⅳ上的閥門關閉，水流只能從導閥中腔流入導閥下腔，從而實現對導閥閥座和導閥閥瓣的沖洗功能，導閥閥瓣上半部分曲率大，下半部分曲率小，保證了閥瓣上纏繞的雜草很容易被沖洗掉，沖洗水流最終通過排污管排出導閥，沖洗過程結束后，恢復到正常使用的初始狀態。