液位控制延时控制器
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411194170.8 | 申请日 | 2024-08-28 |
| 公开(公告)号 | CN118838431A | 公开(公告)日 | 2024-10-25 |
| 申请人 | 苏州中鹿环保设备有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 姚岳谷; | 第一发明人 | 姚岳谷 |
| 权利人 | 苏州中鹿环保设备有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 苏州中鹿环保设备有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：江苏省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：江苏省苏州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：江苏省苏州市昆山市花桥经济开发区绿地大道1555号中科创新广场1号楼B座7楼709号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：215300 |
| 主IPC国际分类 | G05D9/04 | 所有IPC国际分类 | G05D9/04 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 专利代理人 | ||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种液位控制延时 控制器 ，包括密封连接的上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体互不相通，所述上壳体设有 真空 通道、空气通道以及 开关 机构，所述真空通道连通外部真空，所述空气通道连通外部空气；所述下壳体内设有触发机构，所述触发机构与所述开关机构之间具有联动组件，所述下壳体连通真空井，真空井内液位上下浮 动能 够驱动所述触发机构在下壳体内来回移动，所述触发机构动作能够联动开关机构做相应运动，使开关机构在第一 位置 开启或关闭空气通道，以及在第二位置开启或关闭真空通道。本发明直接与液位连通，通过液位浮动实现控制器的开关控制。 | ||
| 权利要求 | 1.一种液位控制延时控制器，其特征在于，包括密封连接的上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体互不相通，所述上壳体设有真空通道、空气通道以及开关机构，所述真空通道连通外部真空，所述空气通道连通外部空气；所述下壳体内设有触发机构，所述触发机构与所述开关机构之间具有联动组件，所述下壳体连通真空井，真空井内液位上下浮动能够驱动所述触发机构在下壳体内来回移动，所述触发机构动作能够联动开关机构做相应运动，使开关机构在第一位置开启或关闭空气通道，以及在第二位置开启或关闭真空通道。 |
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| 说明书全文 | 液位控制延时控制器技术领域背景技术[0002] 真空污水井是真空污水收集及处理系统的主要装置，主要用于污水的暂时收集，等到井内的液位达到某一高度时打开真空阀，将水抽到主管道内输送到泵站集中处理。一般会在真空井内安装排水管道、真空阀、控制器、液位侦测器等，一旦液位侦测器测得真空井内的液位高于设定值，控制器启动并控制真空阀开启、抽水，待液位侦测器测得真空井内的液位低于设定值时，控制器则控制真空阀关闭、停止抽水；控制器的开启与关闭，皆受液位侦测器影响。因此，对真空井中真空排污阀控制系统而言，设计一种控制器，应用于真空井抽水系统，不用依赖于液位侦测器，即可实现在液位上涨时开启，并在液位下降时关闭。 发明内容[0004] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种液位控制延时控制器，包括密封连接的上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体互不相通，所述上壳体设有真空通道、空气通道以及开关机构，所述真空通道连通外部真空，所述空气通道连通外部空气；所述下壳体内设有触发机构，所述触发机构与所述开关机构之间具有联动组件，所述下壳体连通真空井，真空井内液位上下浮动能够驱动所述触发机构在下壳体内来回移动，所述触发机构动作能够联动开关机构做相应运动，使开关机构在第一位置开启或关闭空气通道，以及在第二位置开启或关闭真空通道。 [0005] 进一步的说，所述触发机构包括橡胶隔膜、磁铁和触发弹簧，所述橡胶隔膜设于下壳体且将下壳体的内腔分隔成第一气室和第二气室，所述第一气室与所述第二气室互不相通，所述第一气室连通真空井，所述磁铁通过磁铁座设于第二气室内，所述磁铁座固定连接于所述橡胶隔膜，所述触发弹簧套设于磁铁座的中部且外周，所述磁铁座上移时挤压触发弹簧。 [0006] 进一步的说，所述空气通道包括第一通道和第二通道，第二通道与第一通道密封相接，第二通道的进气口伸入第一通道内，第一通道连通外部空气，当第一通道与第二通道导通时，外部空气进入第一通道并经第二通道流入上壳体的内腔，当第二通道的进气口被堵住时，第一通道与第二通道不导通。 [0007] 进一步的说，所述开关机构包括顶针组件、第一堵头组件和第二堵头组件，所述第一堵头组件设于第一通道，第二堵头组件设于真空通道，所述顶针组件设于第二通道； [0008] 所述顶针组件用于在第一位置时驱动第一堵头组件打开或关闭空气通道，以及在第二位置时联动第二堵头组件关闭或打开真空通道。 [0009] 进一步的说，所述顶针组件包括顶针、底板和顶针弹簧，所述顶针固定连接于所述底板，所述底板安装于联动座，所述顶针弹簧设于所述底板与所述下壳体之间，所述联动座的下端位于第二通道内，且上端位于第二通道外，所述顶针组件下移时挤压顶针弹簧； [0010] 所述顶针组件移动时，所述联动座随顶针组件同步移动。 [0011] 进一步的说，所述第一堵头组件包括第一堵头、第一弹簧和第一弹簧座，所述第一弹簧通过第一弹簧座安装于第一通道内，所述第一堵头固定连接于第一弹簧座；常态时，第一堵头位于第二通道的进气口处。 [0012] 进一步的说，所述第二堵头组件包括第二堵头、第二弹簧和限位件，所述联动座的上端具有第二安装部，所述限位件自第二安装部的下方依次穿过第二安装部和第二弹簧后与所述第二堵头固定连接，所述第二弹簧位于第二堵头与第二安装部之间，第二安装部上移时挤压第二弹簧。 [0014] 进一步的说，所述第二气室设有连通外部的第一空气口，所述第一空气口设有逆止阀。 [0016] 本发明的有益效果是： [0017] 1、本发明的控制器，直接与液位连通，通过液位浮动实现控制器的开关控制，全程机械化驱动，无需电力驱动,使用设置区域不受限； [0019] 图1是本发明的结构示意图一(高液位，空气通道关闭，真空通道开启)； [0020] 图2是本发明的结构示意图二(高液位，空气通道关闭，真空通道开启)； [0021] 图3是本发明的结构示意图三(低液位，真空通道关闭，空气通道开启)； [0022] 图4是本发明的结构示意图四(低液位，真空通道关闭，空气通道开启)。 [0023] 图中： [0024] 上壳体1、真空通道11、真空通道的出气口111、第一通道12、第二通道13、第二通道的进气口131、容纳槽14、第一空气口15、第二空气口16、阀门接口17、下壳体2、第一堵头组件31、第一堵头311、第一弹簧312、第一弹簧座313、第二堵头组件32、第二堵头321、第二弹簧322、限位件323、顶针组件33、顶针331、底板332、顶针弹簧333、联动座34、第二安装部341、触发机构4、橡胶隔膜41、磁铁42、触发弹簧43、磁铁座44、固定盘441、第一安装部442、安装轴443、第一气室a1、第二气室a2、容纳腔a21、高位阈值H、低位阈值L。 具体实施方式[0025] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0026] 实施例1： [0027] 如图1‑图4所示，一种液位控制延时控制器，直接与液位连通，通过液位浮动实现控制器的开关控制，全程机械化驱动，无需电力驱动,使用设置区域不受限。 [0028] 本实施例公开一种液位控制延时控制器，包括密封连接的上壳体1和下壳体2，上壳体与下壳体互不相通，上壳体设有真空通道11、空气通道以及开关机构，真空通道连通外部真空，空气通道连通外部空气；下壳体内设有触发机构4，触发机构与开关机构之间具有联动组件，下壳体连通真空井，真空井内液位上下浮动能够驱动触发机构在下壳体内来回移动，触发机构在联动组件的作用下能够联动开关机构做相应运动，使开关机构在第一位置开启或关闭空气通道，以及在第二位置开启或关闭真空通道。 [0029] 本实施例中延时控制器通过连接管连接到真空井内的液面，当真空井内液位上涨至高位阈值H时，上涨的水位会挤压连接管内的气体进入下壳体内，从而驱动触发机构动作，触发机构动作会联动开关机构动作，使其先在第一位置关闭空气通道，然后在第二位置打开真空通道，控制器开启；当真空井内液位下降至低位阈值L时，触发机构复位并联动开关机构先在第二位置关闭真空通道，然后在第一位置开启空气通道，控制器关闭。 [0030] 触发机构被驱动的启动过程中，开关机构先在第一位置关闭空气通道，然后在第二位置开启真空通道，可以避免在真空通入的过程中混入空气以使驱动下游设备的时候需要消耗更多的真空负压的问题，本发明中的控制器工作时先关闭空气通道后再开启真空通道通入真空气体，不会造成浪费，更节能。触发机构复位的过程中，开关机构先在第二位置关闭真空通道，再在第一位置打开空气通道，不会造成真空负压的浪费。 [0031] 本实施例中，触发机构4包括橡胶隔膜41、磁铁42和触发弹簧43，橡胶隔膜设于下壳体，并将下壳体的内腔分隔成第一气室a1和第二气室a2，第一气室与第二气室互不相通，第一气室通过连接管连通真空井，当真空井内的液位上涨，连接管内的气体被压缩进入下壳体内的第一气室a1，并当液位涨至高位阈值时，驱动触发机构动作，即控制器开启。 [0032] 需要说明的是，实际生产时需要经过严谨的设计计算(包括橡胶隔膜、触发弹簧、连接管的选材、型号、大小尺寸等等)，使真空井内的液位上涨至某一阈值时，连接管内的气体被压缩产生的压力满足驱动触发机构动作的压力值，此位置设为高位阈值H；以及液位下降至某一阈值时，连接管内的气体被压缩产生的压力不满足驱动触发机构动作的压力值并驱使触发机构与开关机构分离后复位，此位置设为低位阈值L。 [0033] 本实施例中，磁铁42通过磁铁座44设于第二气室a2内，磁铁座的底部具有固定盘441，固定盘441与橡胶隔膜固定连接在一起，橡胶隔膜形变时驱动固定盘移动；具体的，磁铁设有两个，磁铁座上设有第一安装部442，两个磁铁分别安装在第一安装部的上下两侧，而异极磁铁之间的磁吸力能够将两磁铁牢牢吸附在第一安装部的上下两侧，磁铁安装于磁铁座的结构设计非常巧妙，不需要额外的锁紧件，结构精简的同时具有可靠性。 [0034] 第二气室a2内具有供磁铁来回移动的空间，磁铁座的中部具有空心的安装轴443，安装轴的内部上端设有上述第一安装部442，两个磁铁异极相吸固定安装在第一安装部442上；第二气室a2的内部顶壁形成包围安装轴上端的容纳腔a21，磁铁座的安装轴的上端能够在容纳腔a21内移动；真空井内液位上涨时，橡胶隔膜受到来自连接管内压缩空气的压力作用产生向第二气室的形变，从而驱动磁铁及磁铁座向远离第一气室的方向移动，并移动到容纳腔的顶部。 [0035] 触发弹簧43套设在磁铁座的安装轴的外周，且位于容纳腔a21的侧壁底部与固定盘441之间，磁铁座上移时挤压触发弹簧，当触发弹簧的反弹力大于橡胶隔膜受到的形变驱动力(橡胶隔膜的形变驱动力来自于与真空井相连的连接管内的空气压力)时会驱动磁铁座复位。 [0036] 本实施例中，下壳体的外部表面对应容纳腔的外圈部分内凹形成一圈容纳槽14，上壳体设为罩状，罩设在下壳体的上方。 [0037] 本实施例中，空气通道包括第一通道12和第二通道13，第二通道13与第一通道12密封相接，第二通道的进气口131伸入第一通道内，第一通道连通外部空气，当第一通道12与第二通道13导通时，外部空气进入第一通道并经第二通道流入上壳体的内腔，当第二通道的进气口131被堵住时，第一通道与第二通道不导通，即空气通道不导通。 [0038] 本实施例中，上壳体1内设有开关机构，开关机构包括第一堵头组件31、第二堵头组件32和顶针组件33，第一堵头组件设于第一通道，第二堵头组件设于真空通道，顶针组件设于第二通道；顶针组件用于在第一位置时驱动第一堵头组件打开或关闭空气通道，以及在第二位置时驱动第二堵头组件关闭或打开真空通道。 [0039] 具体的，顶针组件33包括顶针331、底板332和顶针弹簧333，顶针固定连接于底板332，底板安装于联动座34，顶针弹簧333设于底板的下方且位于容纳槽14(上述的下壳体的外部表面对应容纳腔的外圈部分内凹形成一圈容纳槽14)内，联动座的下端位于第二通道内，且上端位于第二通道外；顶针及底板下移会挤压顶针弹簧，顶针弹簧的反弹力能够驱动顶针及底板复位；顶针组件移动时，联动座随顶针组件同步移动，并在顶针组件位于第二位置时，联动第二堵头组件做相应动作；本实施例中，底板为铁板，底板与磁铁42构成联动组件。 [0040] 由于磁铁对铁板有强吸附力，当磁铁与底板之间距离达到一定阈值，磁铁对底板之间的强吸附力会吸引铁板/磁铁向磁铁/铁板瞬间移动并贴合在一起，因此，当磁铁移动到容纳腔a12的顶部时，磁铁对底板的吸附力吸引底板瞬间向磁铁方向移动，而顶针固定连接在底板上，顶针随底板同步移动，底板移动到与磁铁隔着容纳腔吸附后停止；由于真空井内液位下降、触发弹簧被挤压的反弹力、顶针弹簧被挤压的反弹力以及触发机构自身重力等共同作用下，磁铁及磁铁座复位，底板带动顶针复位。 [0041] 本实施例中，第一堵头组件31设置在上壳体1内，第一堵头组件包括第一堵头311、第一弹簧312和第一弹簧座313，第一弹簧通过第一弹簧座安装于第一通道内，第一堵头固定连接于第一弹簧座；常态时，第一堵头位于第二通道的进气口131处，第一通道与第二通道不导通，即空气通道不导通。需要说明的是，第一弹簧座与第一通道之间不是密封连接(第一弹簧座与第一通道之间具有空隙)，因此，当第一通道与第二通道导通时，第一通道内的空气可以经过第一弹簧与第一弹簧座之间的空隙、第一弹簧座与第一通道内壁之间的空隙进入第二通道。 [0042] 本实施例中，第二堵头组件32设置在上壳体1内，第二堵头组件包括第二堵头321、第二弹簧322和限位件323，联动座34的上端具有第二安装部341，限位件设为倒“T”状，限位件的“T”轴自第二安装部的下方依次穿过第二安装部341和第二弹簧322后与第二堵头321固定连接，第二弹簧位于第二堵头与第二安装部之间，第二安装部341/联动座34上移时挤压第二弹簧。 [0043] 顶针组件33下移时，联动座34随顶针组件同步下移，第一堵头311失去顶针331的支撑力，在第一弹簧312的反弹力及自身重力等共同作用下复位回到第二通道的进气口131，此时，空气通道关闭，顶针331所处位置即为第一位置；顶针组件33离开第一位置继续下移向第二位置移动，经过第二位置继续下移时，第二堵头失去联动座34/第二弹簧322的支撑力，在自身重力作用下复位，真空通道打开；顶针组件继续下移至最低位置，此时真空通道完全打开。 [0044] 上述可知，在顶针/联动座向下移动的过程中，第二位置位于第一位置的下方，最低位置在第二位置的下方。 [0045] 因此，顶针组件自最低位置上移时，联动座随顶针组件同步上移，联动座34的第二安装部341挤压第二弹簧322并驱动第二堵头上移至真空通道的出气口111，在第二位置处关闭真空通道；顶针组件带动联动座34继续上移至第一位置，顶针331在第一位置处抵紧第一堵头311并推动第一堵头同步上移离开第二通道13的进气口，此时空气通道导通打开，当顶针/联动座位于最高位置时，空气通道完全打开。 [0046] 需要说明的是，本实施例中，最低位置、最高位置为顶针/联动座位移行程的两个极限值；第一位置、第二位置为位移行程中的两个预设位置。 [0047] 也就是说，当第一堵头位于封堵第二通道的进气口的位置时，顶针处于第一位置；当第二堵头位于封堵真空通道的出气口的位置时，顶针处于第二位置；具体的说，在第一位置时，顶针向上移动，则空气通道开启导通，顶针向下移动，则空气通道关闭不导通；在第二位置时，顶针保持不动，则真空通道关闭不导通，顶针向下移动，则真空通道开启导通。 [0048] 当第二气室完全密封时，触发机构无法上移，为此，本实施例中，第二气室设有连通外部的第一空气口15，当触发机构上移时，会挤压第二气室内的气体从第一空气口排出，第一气室与第二气室形成气压差，为防止气体回流，影响触发机构上移，于是在第一空气口15处设置逆止阀。考虑触发机构能够下移，第二气室还设有连通外部的第二空气口16，外部空气自第二空气口16进入第二气室，解除第一气室与第二气室的气压差，触发机构复位，触发机构上移与复位之间的时间段为控制器开阀时间，为精准控制开阀时间，在第二空气口 16处设置节流阀，或者不使用节流阀，而是对第二空气口的直径进行设计，以使空气单位流量达到设计的要求，精准控制空气流入时间(空气充满第二气室的总量为已知条件，时间为设计要求，那么单位流量可计算出；再者，气体流速可知，则可计算出第二空气口的直径)，方便来说，节流阀可调，在使用时更具便利性，因此，优选的，安装节流阀，直接调节节流阀的刻度大小即可实现单位流量的控制，使触发机构的复位时间变得可控，进而实现精准控制、达到延时的目的。 [0049] 延时说明：设置第二空气口，则触发机构可以正常下移，但要使触发机构延时下移(或者说：使触发机构的下移时间变成可控)，则需设置节流阀，也或者进一步对第二空气口的直径进行设计，使触发机构的下移时间变成可控。 [0050] 当然，可以理解的是，只开设一个空气口，在该空气口设置单向节流阀来取代同时设置逆止阀和节流阀，也可达到上述效果；单向节流阀为并联的节流阀和单向阀组合。 [0051] 本实施例中，上壳体还设有连接下游设备的阀门接口17，通过阀门接口向下游设备施加真空负压或常压空气，以此实现控制器对下游设备的开关控制。 [0052] 本实施例的动作过程为： [0053] 本实施例的延时控制器通过连接管连通到真空井的液面。 [0054] 初始状态，真空井内的液位处于低液位，控制器的触发机构不动作，开关机构不动作，空气通道开启，真空通道关闭；具体的说，橡胶隔膜41不发生形变，磁铁42未上移，顶针331未下移，顶针331抵紧第一堵头311位于第一通道内，第二通道13的进气口未被堵住，第一弹簧312处于压缩状态，第二堵头321堵住真空管道11的出气口111，第二弹簧322处于压缩状态,联动座34/顶针组件位于最高位置。 [0055] 当真空井内液位上涨，且持续上涨到高位阈值时，连接管内的气体被压缩产生的气体压力满足驱动触发机构4动作的压力值，此时，橡胶隔膜41发生向第二气室a2的形变，驱动磁铁座及磁铁向上壳体1方向移动，待磁铁42移动到第二气室的容纳腔a21的顶部时，磁铁产生的巨大磁性吸附力(此时满足吸引顶针组件移动的吸附力值)吸引顶针组件33向磁铁方向移动，联动座34跟随顶针组件自最高位置处同步下移，第一堵头311失去顶针331的支撑力，在第一弹簧312的反弹力及自身重力作用下复位回到第二通道13的进气口，此时，空气通道关闭，顶针/联动座处于第一位置；顶针组件33自第一位置继续下移向第二位置移动，在经过第二位置并继续向下移动时，第二堵头321失去联动座34的支撑力，在自身重力作用下复位，当顶针/联动座下移至最低位置时，真空通道11完全打开；控制器开启； [0056] 当真空井内液位自高位阈值及以上逐渐下降到低位阈值时，连接管内的气体压力值不足以克服触发机构上移的阻力时，磁铁即磁铁座复位，底板带动顶针复位，并带动联动座自最低位置处同步上移，联动座抵紧第二堵头并驱动第二堵头上移堵住真空通道的出气口，真空通道关闭，此时，顶针位于第二位置处；顶针自第二位置处继续上移至第一位置，在第一位置处顶针抵紧第一堵头并驱动第一堵头上移离开第二通道的进气口131，即顶针离开第一位置上移,空气通道导通状态，当顶针/联动座位于最高位置时，空气通道完全打开；控制器关闭。 [0057] 控制器启动过程中，开关机构先在第一位置关闭空气通道，然后在第二位置开启真空通道，可以避免在真空通入的过程中混入空气以使驱动下游设备的时候需要消耗更多的真空负压的问题，本发明中的控制器工作时先关闭空气通道后再开启真空通道通入真空气体，停止工作时先关闭真空通道后开启空气通道，不会造成浪费，更节能。 [0058] 需要说明的是，实际生产时需要经过严谨的设计计算(包括橡胶隔膜、触发弹簧、连接管的选材、型号、大小尺寸等等)，使真空井内的液位上涨至某一阈值时，连接管内的气体被压缩产生的压力满足驱动触发机构动作的压力值，此位置设为高位阈值；以及液位下降至某一阈值时，连接管内的气体被压缩产生的压力不满足驱动触发机构动作的压力值并驱使触发机构与开关机构分离后复位，此位置设为低位阈值。 [0059] 需要说明的是，本实施例中开关机构(顶针组件、第一堵头组件、第二堵头组件)的动作皆在瞬间完成，上移与下移的过程都非常短暂，真空通道与空气通道的切换都在瞬间完成。 [0060] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0061] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。 |
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