CN100353099C - 防冻阀组合件 - Google Patents

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Abstract

一种防冻旋塞，具有一个包括排水管的插塞组合件、一个包括延长管的套筒组合件、和一个阀门组合件。阀门组合件包括一个1/4转阀和一个止回阀。1/4转阀包括一个具有进水口的旋转盘和一个具有贯穿孔的固定盘，这两个盘都由陶瓷材料制成。当在第一方向将旋转盘转动90度时，进水口便和贯穿孔对准而处在开启位置，而当在第二方向将旋转盘转动90度时，进水口和贯穿孔便不对准而处在关闭位置。

Description

防冻阀组合件
技术领域
本发明涉及一种用于住家或商业管道系统的阀门组合件，较详细点说，涉及一种包括有1/4转阀的防冻阀组合件。
背景技术
防冻的旋塞(水龙头)早就有了。这种旋塞的特征是有一位于延长管或套管一端的关断阀，而该延长管位于壁内或由壁构成的建筑物的较暖的内部区域内。这个关断阀由一连接到外部手柄上的延长杆来操作。旋塞的防冻的特征是由关断阀造成的，关断阀在壁或建筑物内的一个点上将水流关断，而延长管内剩余的水由于重力向外流动通过传统的旋塞出口排出。这样，该阀就可用在冰点以下的气候内而可不需进行季节性的排空。
但传统的防冻旋塞所采用的阀门设计在使用期间由于水中所含杂质的作用会使旋塞变劣，导致回流和泄漏，这是不希望有的。另外传统的阀门设计使用多转操作，比较费力。
因此需要提供一种具有改进的阀门设计的防冻旋塞。较详细点说，需要提供一种简单而先进的阀门设计，能够延长使用寿命，同时足够防止回流。另外，要容易使用。
发明内容
为了满足上述要求，本发明所提供的防冻旋塞具有一个插塞组合件、一个包括延长管的套筒组合件、和一个阀门组合件。阀门组合件包括一个1/4转阀和一个止回阀。1/4转阀包括一个具有进水口的旋转盘和一个具有贯穿孔的固定盘。1/4转阀的两个盘都由陶瓷材料制成，其中当在第一方向转动旋转盘90度时，进水口和贯穿孔对准而在开启位置；而当在第二方向转动旋转盘90度时，进水口和贯穿孔不对准而在关闭位置。
本发明还提供了一种防冻旋塞，具有：一个插塞，设在一个延长管的第一端；一个阀门组合件，设在所说延长管的第二端，所说阀门组合件包括一个位于壳体内的阀件，所说壳体包括进水口部分和出水口部分，所说进水口部分包括液体进水口，所说出水口部分包括至少一个径向出水口，所述阀件可旋转90度在一个关闭位置和一个开启位置之间择一定位，有选择地使液体从所述进水口部分流通到所述出水口部分，所说阀件包括第一阀门元件和相对于所说第一阀门元件而可旋转定位的第二阀门元件，所说第一阀门元件内制有第一通道，当所说阀件处在所说开启位置时，所说第一通道与所说第二阀门元件内制出的第二通道对准，而当所说阀件处在所说关闭位置时，所说第二阀门元件会堵塞所说第一通道；一个位于所说壳体内的所说进水口部分和所说阀件之间的止回阀，可有选择地使液体不能从所说出水口部分流回到所说进水口部分；及一个操作器，包括一个设在所说插塞邻近的手柄和一个在所说手柄和所说阀件之间延伸的阀杆，使所说阀件可旋转地被所说操作器定位；其中，当所说阀件处在所说开启位置时，所说第二通道与所说径向出水口对准以便限定一液体流通路径，所说路径穿过所说第一和第二阀门元件以及下游的所说径向出水口，沿着所说阀杆，朝向所说插塞。
从后面的详细说明可以清楚地了解本发明的应用区域。但应知道这里为本发明的优选的实施例和具体的例子只是为了阐明本发明的目的，并不是要被用来限制本发明的范围。
附图说明
从下面的说明和附图可充分了解本发明。
图1为按照本发明的防冻旋塞组合件的侧视图；
图2为图1所示防冻旋塞组合件的分解的侧视图；
图3A和3B为用于防冻旋塞组合件的阀筒的前侧视图；
图4为图3A和3B所示用于防冻旋塞组合件的阀筒的分解透视图；
图5A和5B为通过图3B所示V-V线切开的阀门组合件的1/4转操作的横向剖视图；
图6A和6B为通过图3A所示VI-VI线切开的阀筒的横向剖视图。
具体实施方式
下面关于优选实施例的说明只是示范性的，决不能用来限制本发明的用途或使用。
参阅图1，防冻旋塞10包括一个小旋塞或插塞的组合件12偶联到套筒组合件14上。插塞组合件12还偶联到手柄组合件16上。
插塞组合件12为一中空的单块结构，最好由不锈钢或本行业行家所知耐用并能承受极端条件的其他任何材料铸成。插塞组合件12包括一个放水管18和一个螺纹部20用来接受软管或其他任何希望连结在防冻旋塞组合件10上的装置。插塞组合件12还包括一个突缘件22用来将旋塞组合件12固定到壁上或其他安装防冻旋塞组合件10的屏障上。另外，插塞组合件12包括一个被螺纹帽26包覆的菌状壳体24(图2)。菌状壳体24包围一个菌状组合件25和O形环，其功能是作为按照ASSI标准的一种真空断路器。
套筒组合件14为一空心管具有一个上游部28和一个下游部30。下游部30在液流上与插塞组合件12连通，并用焊接、锡焊、熔焊、铜焊等固定在插塞组合件12上。上游部28包括螺纹部32使防冻旋塞组合件能被连接到一个位于建筑物之类结构内的进水管(未示出)上。或者，上游部28可适宜地用其他方法在液流上偶联到进水管上。进水管与水源8相连。
套筒组合件14适宜具有20到61厘米(8到24英寸)的长度，较好为25到46厘米(10到18英寸)的长度，最好为30到41厘米(12到16英寸)的长度(注：请确认这些值)。但应知道套筒组合件14可具有任意长度，只要位于组合件14上游部28内的阀门组合件24(图2)适当地位于住房的墙壁或屏障内，使阀门组合件处在较暖的温度下不致于冰冻。这种设计还可防止水或其他残留液体没有从防冻旋塞10的插塞组合件12和套筒组合件14内排净而致冰冻。
手柄组合件16可以用本行业已知的任何一种型式的手柄，它可用金属、塑料、或其他任何一种具有合适强度能长期在防冻旋塞组合件内使用的材料制成。如图2，手柄组合件16具有一个垫料螺帽34并被连接在其上。使用一个紧固件36如螺钉、铆钉等将名牌37和手柄17固定在垫料螺帽34上。垫料螺帽34将手柄组合件16固定在插塞组合件12上，并用由橡胶、塑料、或其他合适的密封材料制成的垫料35来防止水从手柄组合件16泄漏出去。垫料螺帽34为一圆筒形件并且中空可用来接纳阀杆40的作用部38。
阀杆40位于防冻旋塞组合件10内，较详细点说，位于套筒组合件14和插塞组合件12内。由于手柄组合件16被连接到垫料螺帽34上，当手柄17被转动到“开启”或“关闭”位置时，阀杆40的作用部38、从而整个阀杆40也在套筒组合件14内被转动使阀门组合件42动作。阀杆40除了作用部38外，还包括阀门连接部44用来将阀杆40连接到阀门组合件42上。阀门组合件42被紧固件46如螺钉、铆钉等固定到阀杆40的阀门连接部44上。阀杆40和阀门组合件42配装在套筒组合件14内。
现在结合图3A、3B和4说明阀门组合件42。如从图3A和3B可见，阀门组合件42由包括壳件50和座件52的壳体或阀筒48构成。壳件50为一圆筒形空心件包括有径向流出口 54。壳件50适宜由黄铜或任何其他在防冻旋塞组合件10使用寿命期间不会变劣的材料制成。壳件50较好由不会与阀门所引导的水或液体中可能存在的任何元素起化学反应的材料制成。流出口 54使阀门内的水或任何其他液体能够从阀筒48内排出并流向下游的插塞组合件12。还有一个阀芯56配装在阀筒内并可旋转地支承在壳件50内。阀芯56基本上是阀杆40延伸到阀筒48内的延伸部。阀芯56最好由黄铜制成，并有一孔58用来接纳紧固件如螺钉、铆钉等以便将阀门组合件42固定到阀杆40的阀门连接部上。
座件52与壳件50接合并且是一个空心的圆筒形件。座件52最好也由黄铜制成。与壳件50相同，座件52最好也由任何其他在防冻旋塞使用寿命期间不会变劣或不会与水或液体中元素起化学反应的合适材料制成。座件52包括一个螺纹部60(图4)用来将座件52可松开地固紧在壳件50上。座件52还可包括O形环62。虽然图中示出的O形环62有两个，应该知道就本发明的操作而言，并不需要O形环62；但最好至少包括一个O形环62以便防止防冻旋塞组合件10内任何泄漏的发展。
参阅图4，现在说明阀筒48的构件。阀筒48，除了壳件50、座件52和阀芯56以外还包括一个阀件64和一个止回阀66。阀件64设在上游并与壳件50内的阀芯56接合。另有一对O形环68提供在阀芯56和壳体50之间的密封。虽然图中示出的O形环有两个，但应知道单个O形环已足够在阀芯56和壳件50之间提供有效的密封。
阀件64为具有两个阀门元件70和80的1/4转阀件。有一最好为蝴蝶形盘的旋转元件由两个在其端部内具有凹槽74的突缘72形成。本行业的行家将会知道旋转元件70的形状如同固定盘80的元件形状那样是可变化的。旋转元件或盘70还包括设在突缘72邻近的进水口76。旋转元件70的凹槽74与阀芯56的两股叉78接合。阀件64的第二元件80为一具有两个贯穿孔82的固定盘80。固定盘80包括一对从其圆周向外伸出的楔件84。该楔件用来与壳件50内表面上的凹槽(未示出)接合借以阻止固定盘在壳件内转动。当阀杆40、阀芯56、从而旋转盘70相对于固定盘80被转动90度时，固定盘80的贯穿孔80正好与旋转盘70的进水口接合。但由于在壳件50的内表面上设有挡止件(图5A和5B)，旋转盘70转动的角度不能大于90°。较详细点说，挡止件86能阻止筒芯56的两股叉78在壳件50内作大于90°的转动。
阀件64的两个盘70、80最好都由陶瓷材料制成。采用陶瓷材料是有效的，因为这是一种比较惰性而坚固的材料。这样在长期操作中，这两盘就不会由于流动通过阀门组合件42的水或液体内含有的元素而变劣。另外，陶瓷材料能抗划痕，因此在防冻旋塞10的整个使用寿命期间能防止这两盘被损坏。虽然在本发明中最好使用陶瓷材料，但应知道也可设想使用其他材料。例如，这两盘可由高强度的聚合物、黄铜、不锈钢、或任何其他合适的材料制成。
止回阀66最好用聚合物材料或塑料如聚丙烯、聚苯乙烯、或聚乙烯并被设置在阀件64的上游(即在水源8和阀件64之间)而在阀筒48的座件52之内。止回阀66包括一个圆筒形件88并被一垫圈90与阀件64隔开。垫圈90最好由硅树脂或橡胶制成。止回阀66还包括一个弹簧92和一个柱塞94(见图6A和6B)，它们被水流驱动。有一O形环95环绕柱塞94用来当柱塞94和防冻旋塞10处在关闭位置时防止泄漏。止回阀66被用来抗虹吸和减少背压。在防止虹吸方面，当越过柱塞94有一负压差存在时，止回阀66能防止水通过阀门组合件42流回而重新进入到位于建筑物内的进水管的水源内。因此，它能有利地被设置在阀件64的上游。
现在说明按照本发明的防冻旋塞10的操作。为了开启阀门组合件42，可在第一方向上转动手柄17。当阀件64为1/4阀门时，手柄17只须旋转90度便可将阀件64转到开启位置。手柄17驱动阀杆40和阀芯56使阀件64的旋转盘转动1/4转或90°。阀件64的这个1/4转的操作在图5A和5B中示出。当旋转盘70转动90°时，旋转盘70的进水口76与固定盘80的贯穿孔82对准，便可允许水流动通过。
这时越过柱塞94有一正压力差存在。这个正压力差将弹簧压向圆筒形件88并驱动柱塞到开启位置(图6A)。于是压力水便可从水源如位于建筑物内的进水管流向并通过止回阀66。止回阀66最好被设计为能适应823Kpa(千帕)(120psi(磅/方英寸))或较少的压力以便居家或商业上应用。但应知道本发明的阀门设计可被修改使适应较高的水压。较详细点说，阀筒48、阀件64和止回阀66可被扩大和增强以便适应较高的压力。
压力水流动通过开启的止回阀66流向1/4转阀件64，于是便可通过两个盘70和80上对准的贯穿孔82和进水口 76进入到阀筒48的壳件50内，然后可从该壳件通过出水口排出进入到套筒组合件14内，再环绕阀杆40流动通过套筒件14而流向下游的插塞组合件并从排放管20排出。
为了关闭阀门组合件42和将防冻旋塞10关闭，可在与第一方向相反的第二方向上将手柄转动1/4，于是阀杆40和阀芯56随着旋转，将旋转盘70转动90°而转到关闭位置。参阅图6B可见，这时旋转盘70的进水口与固定盘80的贯穿孔82不再对准，于是水流被阻，不再能通过1/4转阀64。这时在阀门组合件42和水源8之间有一负压差存在。这个负压差使弹簧92减压，因此止回阀66的柱塞94能够退回到关闭位置并能阻止仍在阀筒48下游的水通过虹吸作用返回到进水管内。
本发明的说明只是示范性质，因此所有不离本发明要点的变化应属于本发明的范围内，这种变化不应被看作已经离开本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防冻旋塞，具有：
一个插塞，设在一个延长管的第一端；
一个阀门组合件，设在所说延长管的第二端，所说阀门组合件包括一个位于壳体内的阀件，所说壳体包括进水口部分和出水口部分，所说进水口部分包括液体进水口，所说出水口部分包括至少一个径向出水口，所述阀件可旋转90度在一个关闭位置和一个开启位置之间择一定位，有选择地使液体从所述进水口部分流通到所述出水口部分，所说阀件包括第一阀门元件和相对于所说第一阀门元件而可旋转定位的第二阀门元件，所说第一阀门元件内制有第一通道，当所说阀件处在所说开启位置时，所说第一通道与所说第二阀门元件内制出的第二通道对准，而当所说阀件处在所说关闭位置时，所说第二阀门元件会堵塞所说第一通道；
一个位于所说壳体内的所说进水口部分和所说阀件之间的止回阀，可有选择地使液体不能从所说出水口部分流回到所说进水口部分；及
一个操作器，包括一个设在所说插塞邻近的手柄和一个在所说手柄和所说阀件之间延伸的阀杆，使所说阀件可旋转地被所说操作器定位；
其中，当所说阀件处在所说开启位置时，所说第二通道与所说径向出水口对准以便限定一液体流通路径，所说路径穿过所说第一和第二阀门元件以及下游的所说径向出水口，沿着所说阀杆，朝向所说插塞。
2.根据权利要求1的防冻旋塞，其特征在于，所说第一阀门元件包括一个固定在所说阀门壳体内的第一盘，而所说第二阀门元件包括一个相对于所说第一盘可在所说阀门壳体内旋转定位的第二盘。
3.根据权利要求2的防冻旋塞，其特征在于，所说阀门组合件还包括一个与所说阀门组合件接合的阀芯以便相对于所说第一盘而转动所说第二盘。
4.根据权利要求3的防冻旋塞，其特征在于，所说第二盘内制有凹槽，可接纳所说阀芯的两股叉，从而可旋转地将所说阀芯和所说第二盘偶联在一起。
5.根据权利要求3的防冻旋塞，其特征在于，所说阀芯与阀杆接合，而所说阀杆被手柄驱动。
6.根据权利要求2的防冻旋塞，其特征在于，所说壳体包括挡止件可阻止所说第二盘作大于90度的旋转。
7.根据权利要求2的防冻旋塞，其特征在于，所说第二盘为蝴蝶形而所说第一盘为圆形。
8.根据权利要求1的防冻旋塞，其特征在于，所说止回阀还具有一个柱塞，其上设有密封件，所说柱塞可滑动地在所说壳体内的第一位置和第二位置中择一定位，第一位置不能使液体在所说出水口和所说进水口之间流动，而第二位置能使液体在所说进水口和所说出水口之间流动。
9.根据权利要求8的防冻旋塞，其特征在于，所说止回阀还具有一个弹簧，使所说柱塞能在不能使所说出水口和所说进水口的液体连通的所说第一位置及能使所说进水口和所说出水口的液体连通的第二位置之间移动。
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