CN100432509C

CN100432509C - 放气阀

Info

Publication number: CN100432509C
Application number: CNB2004800089024A
Authority: CN
Inventors: 尤维尔·卡茨曼; 莫迪凯·坎丹扬
Original assignee: A R I FLOW CONTROL ACCESSORIES
Current assignee: A R I FLOW CONTROL ACCESSORIES; A R I 流体控制部件农业合作协会有限公司
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: DE602004010243T2; US7617838B2; DE602004010243D1; CN1768228A; IL155180A0; ES2295842T3; PE20040966A1; WO2004088187A1; PL1611382T3; DK1611382T3; EP1611382A1; EP1611382B1; US20060185732A1

Abstract

一种放气阀，包括：形成有入口(24)和出口(30)的壳体(12)，该出口形成有阀座(54)；以及密封组件(38)，它包括可在开启位置和闭合位置之间移动的密封元件(70)。所述密封组件(38)被延伸到壳体(12)外部的外支承杆机构(42)支承，从而使密封组件(38)移动成在闭合位置与所述阀座密封接合。

Description

放气阀

技术领域

本发明一般涉及流体流量阀，且具体地，但并不排他地涉及用作排气阀或放气阀的阀。

背景技术

放气阀例如用于安装在液体流动系统(例如，主配水线或污水收集系统，或液体容器)中，并旨在排放空气(尤其是在供水系统中)或其他气体(例如，在污水系统或粘稠液体供给系统中)，从而避免形成和聚积气窝及气泡，气窝及气泡干涉液体流动，并且还会破坏液体系统的附件和部件。另一方面，当液体系统被排空时，需要向管路中充气，从而避免该管路在快速形成真空时破裂。

对放气阀的基本要求是：在密封或变得密封以防止液体排放的同时快速有效地排放大量和少量气体的能力。传统的放气阀形成有气体排放出口，通过该出口将气体排出，但该出口通过位于阀壳体中的浮子而变成密封以防液体排出，并且该浮子变成压靠出口以便通过阀壳体中上升的液面来密封该出口。

当设置有相对较小的排放出口时，这种阀对排放少量的气体是有效的，但不能应付要排放大量气体的情况。然而，在为了使阀能处理大量气体而设置有大的排放出口(且因此，设置大尺寸的浮子)的情况下，在该排放出口已被密封以防液体流出后，在确保该阀能容易且迅速地排放相对少量的气体时就会出问题。因此，一旦阀壳体填充有液体并且浮子已经压靠着相对较大的排放出口以使其密封，该阀只在壳体内的压力下降到大气压力时才会重新打开，因此这种阀不能用于连续泄放相对少量的空气。

此外，这种阀具有对污物、砂砾等的存在相当敏感的缺陷，尤其是在制造公差或多种部件的腐蚀、污物或水垢的聚积等严重影响浮子的性能以及其对流经的流体(液体或气体)变化的响应的情况下。因此，这种放气阀的性能多少有些缺陷，并且可能会失灵。

已经提出了各种不同气阀，用于能快速有效地排放相对少量和大量气体的放气阀。在专利号为4770201和6105608的美国专利中可找到这样的方案。既允许快速有效地打开出口孔以快速排放相对少量的气体，又允许完全打开该出口孔以排放大量气体的现有技术的装置仍然是易损坏的，尤其是当安装在污物随着液体流经的管路(例如，污水管路)时。

然而，在这种包括容纳在阀壳体内的浮子元件并与出口密封装置铰接的阀中，设置有某种引导装置以方便密封装置常规且平滑的移动。为了这个目的，已经建议设置一支承杆，该支承杆与密封装置同轴延伸并在外支承套筒内可轴向移动。然而，这种结构在支承杆变形和在套筒附近进入污物时易于发生故障。甚至，该轴向引导装置对密封装置的移动没有任何帮助，反而为其正常操作带来障碍。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种放气阀，其中，密封元件在外部被引导，从而使该阀在极度污秽的情况下也能无故障的操作。

根据目前公开的技术，提供一种放气阀，它包括：形成有入口和出口的壳体，所述出口又形成有阀座；以及密封组件，它包括可在开启位置和闭合位置之间移动的密封元件；其中，该密封组件被外支承杆(可枢转的支承臂)机构(即，延伸到所述壳体外部)支承，从而使该密封组件移动成在闭合位置处与所述阀座密封接合。

根据本发明的具体设计，所述放气阀包括：壳体，该壳体装配有与壳体内的浮子室流动连通的入口，以及形成在该壳体上端的出口；密封组件，用于密封所述出口；以及浮子，其放置在所述浮子室内并与密封组件铰接；所述密封组件设置在外支承杆的第一端部，该外支承杆的第二端部枢轴连接到壳体上。

浮子元件直接或间接地铰接到密封组件上。根据一种结构，浮子通过刚性连杆连接到密封组件，而根据另一实施例，所述连杆是挠性的(例如，绳索等)或者包括具有至少一个自由度的一个或多个刚性连杆。根据一不同的结构，浮子直接铰接到密封组件或与其相关的部件上。

此外，支承杆可被容纳在水密箱体内，其中，该箱体被容纳在从阀出口延伸并与其流动连通的出口管道内。

根据本发明的改进变型，阀出口是组合类型，包括：用于高流速气流的主动力出口，以及用于低流速气流的辅助自动出口。通过具体设计，辅助出口包括：邻接辅助阀座的孔，所述辅助出口孔在面积上比主出口孔小很多；挠性闭合膜片，其一端固定到主出口的密封元件上并适于相对于所述辅助阀座被偏置，以便密封所述辅助出口孔；浮子元件，其铰接到所述膜片的相对端。

根据一个具体设计，辅助阀座具有大致细长的缝隙状(slit-like)的形状，其一端与主出口孔连通。

支承杆可设置有用于改变绕其枢轴端的旋转力矩的结构，并且/或者可包括阻尼结构。

根据一个具体实施例，支承杆沿一个或者两个方向预加载。在某种意义上，支承杆可沿开启阀的方向被偏置(即，使密封组件脱离阀座)，从而减少或防止撞击(hammering)。沿相反方向偏置支承杆，即，使其与密封组件的阀座接合，形成紧密的密封。这个预加载是可调节的。

通过一具体结构，预加载机构包括：轴，其与所述杆连接并容纳在由壳体固定支承的箱体内；盘簧，其一端与所述轴接合，且其相对端与张力调节螺母接合，该张力调节螺母可相对所述轴沿第一方向转动以使弹簧张紧，且该张力调节螺母可相对所述轴沿相反方向转动以使弹簧松弛。其他的结构可包括设置各种类型的弹簧、阻尼器、配重、动态荷重(例如，水荷重)等。

通过一个具体的应用，根据本发明的阀和污水系统一起使用。

附图说明

为了理解本发明并了解它如何在实际中实现，将仅通过非限制性的示例并参照附图，对一些实施例进行描述，其中：

图1A和图1B表示根据本发明第一实施例的放气阀，其中：

图1A是该阀在闭合位置的立体图；以及

图1B是该阀在其开启位置的剖面立体图；

图2A和图2B分别以立体图和剖面图表示在其闭合位置的图1的阀的顶部；

图3A和图3B分别以剖面图和剖面立体图表示在其部分开启(自动)位置的图1A和图1B的阀；

图4A和图4B分别以剖面图和剖面立体图表示在完全开启(动力)位置的图1A和图1B的阀；

图5A和图5B表示根据本发明第二实施例的放气阀，其中：

图5A是该阀的侧视图；以及

图5B是图5A的阀的纵向剖面镜像；

图6A至图6C是通过图5A和图5B的阀的顶部的剖面图，分别表示在闭合位置，部分开启(自动)位置，以及完全开启(动力)位置的密封部分；

图7A至图7D表示与根据本发明的阀的支承杆相关的偏置机构，其中：

图7A是该阀的顶部区域的立体图；

图7B是放大的偏置组件的立体图，其箱体为半透明；

图7C是从阀壳体拆下的偏置组件的立体图，其箱体为半透明；以及

图7D是图7C的偏置组件的剖面立体图；

图8A是示出处于正常闭合位置处的本发明另一实施例的放气阀的剖面图；

图8B是处于其闭合位置的阀的顶部的放大图。

具体实施方式

首先注意图1A和图1B，其表示根据本发明的一个实施例的放气阀，整体标为10，在本示例中，该阀是适于与污水或废水管路配合的类型。

阀10包括截头圆锥形的(不过也可以是其他形状)金属壳体12，该壳体包括底座部分14以及上部16，它们通过连接凸缘20而互相固定。壳体12形成有入口24并包括用于将该壳体连接到液体管路上的底座凸缘26。出口30形成在顶盖件32上，盖件32通过铰接凸缘34凸缘连接到壳体的上部16。

整体标为38的密封组件在壳体12内延伸并铰接到将在下面进一步详细描述的外支承杆42上。密封组件38枢轴地支承有浮子元件46(图1B)，该浮子元件46通过枢轴固定到密封组件38上的刚性连接杆48悬垂。

然而，可知浮子元件46可直接或间接地铰接到密封组件38上。根据其他实施例(未示出)，连杆是挠性的(例如，绳索等)或者包括具有至少一个自由度的一个或多个刚性连杆。根据一不同的结构(未示出)，浮子元件46可直接铰接到与密封组件38相关的部件上，例如，支承件72或枢轴杆80(图2B)。

为了更好地理解阀出口30和密封组件38的设计，进一步参照图2A和图2B。出口30包括圆形的主出口52，其限定主阀座54，并且还包括缝隙状的辅助出口56，其具有辅助阀座58(图2B)。

支承杆42的第一端部60枢轴地固定到支承伸出部62上，该伸出部62固定地安装在壳体12上。支承杆42的第二端部64铰接到密封组件38上。

密封组件38包括被刚性支承元件72保持并被顶部保持元件74夹紧的主密封元件70(例如，由弹性材料制成)，因此，密封元件70具有露出的边缘，其用于密封地支承抵靠主阀座54的边界(图2B)。在本示例中，密封元件70一体地形成有条状密封膜片78，该密封膜片78的一个端部铰接到枢轴杆80的自由端，该枢轴杆80的相对端在82处枢轴地固定到支承元件72上。浮子元件46的连接杆48在86枢轴地固定到所述枢轴杆80上。

根据本发明的阀10具有如图2、3和4所示的三个主要位置。图2A和图2B示出的第一位置描述了在其闭合位置的阀10，其中，密封元件70紧密地支承抵靠着主出口52的主阀座54，并且类似地，条状密封膜片78密封地支承抵靠辅助出口56的辅助阀座58。这一位置形成在当液体进入壳体12时，在浮子元件46上施加浮力，浮子元件46通过杆48确保密封元件70和密封膜片78的紧密密封接合。可知辅助出口56可形成为除缝隙状以外的其他形状的孔，并可与主出口52邻近而不是交界。还要理解阀10可是适用于高流速气流的所谓动力阀，而不包括所谓的自动部分(即，适用于低流速气流)。

现在看图3A和图3B，示出阀10处于所谓的自动位置，其中条状密封膜片78离开辅助出口56，同时密封元件70保持与主阀座54紧密接合。这个情况发生在浮子元件46只部分浸入在壳体12内的液体时。当辅助出口56开启时，适于以非常低的流速从阀中排放气体，当壳体12内的压力很高时也是一样。

在图4A和图4B表示的位置中，所示的阀10处于完全开启的位置，也被称作动力位置，其中密封元件70在壳体12内没有液体的情况下离开主阀座54。这种状况对允许空气溢出进入系统时很有用，例如当系统排水时。可选择地，这个位置在系统中填充有液体时很有用，以排放大量的气体(一般是空气)。

图1至4中所描述的实施例的非常重要之处在于外延伸支承杆42，其不受发生在壳体12内的流动和压力状况的影响，更有甚者，通常在此系统(尤其是在阀10和污水系统一起用的情况下)中流动的污物不会影响密封组件38的支承，因而获得适当的密封。

还可知浮子元件46可直接铰接到密封组件38上，例如省略连接杆48。

还需要指出的是外支承杆42使密封组件38能够移动，从而通过出口30(图4B)充分地排空壳体12，因此便于气体以高流速流动。

现在进一步参照图5至图7，表示根据本发明的阀的又一实施例，其中，相同部件用200后带相同的附图标记表示。

首先看图5A和图5B，示出了阀210，它包括具有截头圆锥形状并形成有入口224及出口230(图5B)的壳体212。阀210配有密封组件238，浮子元件246通过浮子连接杆248从该密封组件238悬垂。还需要指出的是密封组件238(靠着阀座254)被外支承杆242支承，外支承杆242通过预加载机构101在260被枢轴固定到支承伸出部262，支承伸出部262固定连接到壳体212。在下文中通过具体参照图7A至7B将清楚预加载机构101的具体设计和目的。

在图5和图6中需要进一步指出的是外支承杆242延伸穿过出口管道106，该出口管道106从出口230延伸至出口孔108。如果需要，可在出口孔108处装一滤网(未示出)，以防止昆虫进入并损坏密封组件230(例如，在供水系统中)。

下面进一步参照图6A至图6C，示出阀210处于完全闭合位置(图6A)，在此位置主出口230和辅助出口256都被密封。在图6B所见的位置中，阀210处于其部分开启的位置，其中主出口230被密封而辅助缝隙状出口256被打开。在图6C中，主出口230和辅助出口256都完全打开。这些位置分别对应于图2、3和4所示的位置。

如图6A至图6C中可进一步知道，尽管设置了盘簧113用于阻尼浮子元件246和密封组件238的直接连接，然而浮子连接杆248还是松连接到连接杆280上，从而使在浮子元件的摆动和浮动期间从该浮子元件传递到密封组件的运动最小。如上所述，浮子元件246可通过减小该浮子元件的悬浮运动的其他结构而连接到密封组件238上。

下面注意图7A至图7D，示出了预加载机构101，它包括固定到壳体212和支承伸出部262上的密封箱体115(图7A和7B)。外支承杆242形成有同轴地容纳在箱体115内的枢轴119，其中盘簧121的一个端部123牢固地固定到轴119上(图7D)，且其相对端部125牢固地容纳在张力调节元件127内，该张力调节元件127形成有六角头部129，并且其中固定螺钉131伸出箱体115，用于根据所需的阻尼力在任意角位置使调节元件127制动。

所述结构是这样的，即：支承杆242沿一方向被偏置，以便使密封组件230移动成与阀座254密封接合，从而使得阀210适于尤其是用作进气阀(即，在排空液体管道时很有用)等。支承杆242可通过多种不同的方式被预加载，例如通过重物(质量元件或壳体212内的液体)，弹性偏置装置，动态荷重(例如液体腔室)等。

应注意，也可设置悬垂结构，用于延迟密封组件230进入密封位置的动作。该悬垂可例如通过设置粘性或粘弹性阻尼机构或者弹性装置来获得，以维持密封组件238和阀座254的密封接合，因此减少或消除撞击。然而，可知除了支承杆242的预加载之外或者在没有支承杆242的预加载的情况下，可在任一方向(即，闭合或开启方向)上设置阻尼装置。

现在，进一步参照图8A和图8B，涉及根据本发明的阀的改进，整体标为300。阀300与图1B的阀相似，主要的不同在于它不包括浮子元件(图1B中的46)，以及密封组件仅仅是所谓的动力型(即，适于气体高速流动)。

根据图8A和图8B的实施例，壳体302形成有入口306(在图8B中不可见)以及出口308，该出口308又形成有出口阀座312(在图8B中最佳示出)。整体标为316的密封组件包括被刚性支承元件320保持并被顶部保持元件322夹紧的密封元件318(例如，由弹性材料制成)，因此，密封元件318露出的周边部分适合密封地支承抵靠阀座312的边界。

密封元件318连接到枢轴臂/支承杆326，该枢轴臂/支承杆326的第一端部328枢轴地固定到支承伸出部332上，该支承伸出部332固定安装在壳体302上。根据具体示出的实施例，密封组件刚性连接到支承杆326上。

支承杆326例如通过弹簧(未示出)偏置到正常闭合位置，因此密封组件316与阀座312密封接合。此结构提供了进气阀，即：允许气体例如在排空连接到该阀的管路时进入阀壳体302的阀。如上文所述，可设置多种阻尼装置，以减少或消除阀300操作期间的撞击。

尽管示出和描述了几个实施例，然而应该理解不是旨在由此来限制本公开，而是旨在覆盖落在已做必要修改的、如所附权利要求中限定的，本发明的精神和范围内的所有实施例、改进和结构。

Claims

1、一种放气阀，包括：形成有入口和出口的壳体，所述出口形成有阀座；以及密封组件，它包括可在开启位置和闭合位置之间移动的密封元件；其中，该密封组件由延伸到所述壳体外部的外支承杆机构支承，从而使该密封组件移动成在闭合位置与所述阀座密封接合，且所述放气阀的特征在于，所述外支承杆具有枢轴地连接到所述壳体上的第一端部和被连接到所述密封组件上以允许所述密封组件在闭合位置自由地与所述阀座自对齐的第二端部。

2、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述放气阀包括浮子元件，该浮子元件与壳体内的所述密封组件铰接，并且可根据壳体内的液面移动。

3、根据权利要求2所述的放气阀，其特征在于，所述浮子元件从所述密封组件悬垂。

4、根据权利要求3所述的放气阀，其特征在于，所述浮子元件通过刚性连接杆从所述密封组件悬垂。

5、根据权利要求4所述的放气阀，其特征在于，所述连接杆的一端枢轴地连接到所述密封组件上。

6、根据权利要求4所述的放气阀，其特征在于，所述连接杆被弹簧偏置，以阻尼该连接杆的运动。

7、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆是预加载的，以便实现所述密封组件与所述阀座的接合。

8、根据权利要求7所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆的预加载是可调节的，从而调节密封该阀所需的力。

9、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，还设置用于预加载所述支承杆的预加载机构，以便调节关于该支承杆的枢轴端的力矩。

10、根据权利要求9所述的放气阀，其特征在于，所述预加载机构包括：轴，其连接到所述支承杆上并容纳在由壳体固定支承的箱体内；盘簧，其一个端部与所述轴接合，且其相对端部与张力调节螺母接合，该张力调节螺母可相对所述轴沿第一方向转动以拉紧弹簧和可相对所述轴沿相反方向转动以使弹簧松弛。

11、根据权利要求10所述的放气阀，其特征在于，所述张力调节螺母可在不同位置可转动地固定，以便允许调节预加载设置。

12、根据权利要求11所述的放气阀，其特征在于，所述预加载机构的箱体是防水和防污物密封的。

13、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆沿一方向被偏置，以使密封组件移动成与阀座密封接合。

14、根据权利要求13所述的放气阀，其特征在于，所述偏置力是可调节的。

15、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆装配有加载机构，从而确定所述密封元件保持在正常闭合位置并只在所述壳体内真空时开启。

16、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆设置有阻尼装置，以阻尼所述密封组件进入所述闭合或开启位置的移动。

17、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，设置有悬垂装置用于延迟所述密封组件的移动。

18、根据权利要求17所述的放气阀，其特征在于，所述悬垂装置包括与所述支承杆的枢轴端部相关的粘性或粘弹性阻尼组件。

19、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述壳体具有截头圆锥体形状。

20、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆容纳在水密箱体内。

21、根据权利要求20所述的放气阀，其特征在于，所述箱体容纳在出口管道中，该出口管道从阀出口延伸并与之流动连通。

22、根据权利要求21所述的放气阀，其特征在于，所述管道的出口孔装有滤网。

23、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述放气阀用于与污水系统一起使用。

24、根据权利要求1所述的放气阀，其特征在于，所述支承杆包括指示器，用于产生与密封组件的状态相对应的标记。

25、根据权利要求2所述的放气阀，其特征在于，所述阀出口是组合型，包括：用于高流速气流的主动力出口，以及用于低流速气流的辅助自动出口。

26、根据权利要求25所述的放气阀，其特征在于，所述辅助自动出口包括：被辅助阀座邻接的孔，所述辅助自动出口孔在面积上比主动力出口孔小很多；挠性闭合膜片，其一个端部固定到所述主动力出口的密封元件上并适于偏置抵靠所述辅助阀座，以便密封所述辅助自动出口孔；浮子元件，其铰接到所述膜片的相对端部上。

27、根据权利要求26所述的放气阀，其特征在于，所述辅助阀座具有大致细长的缝隙状的形状，其一端与所述主动力出口孔连通。

28、根据权利要求27所述的放气阀，其特征在于，用于密封所述辅助自动出口孔的挠性闭合膜片与用于密封所述阀的主动力出口的密封元件整体形成。

29、根据权利要求27所述的放气阀，其特征在于，所述闭合膜片的相对端部铰接到枢轴杆的一个端部上，该枢轴杆的相对端部枢轴固定到所述主动力出口的密封元件上并铰接到所述浮子元件上。

30、根据权利要求29所述的放气阀，其特征在于，所述浮子元件通过连接元件与所述枢轴杆连接。

31、根据权利要求27所述的放气阀，其特征在于，所述主动力出口密封元件由支承件保持，从而所述密封元件具有露出的边缘，用于支承抵靠所述主阀座的边界。

32、根据权利要求31所述的放气阀，其特征在于，所述露出的边缘的一个面支承抵靠所述支承元件的底层，而其相对面用于与所述主阀座的边界密封接合。

33、根据权利要求2所述的放气阀，其特征在于，所述阀出口包括：分别由第一和第二阀座界定的第一和第二出口孔，所述第一出口孔为大致细长的缝隙形状，其一个端部与所述第二出口孔连通并且在面积上比第二出口孔小很多；挠性闭合膜片，其一个端部固定到密封元件上，该密封元件用于所述第二出口孔并适于偏置抵靠所述阀座，以便密封至少一个所述出口孔；浮子元件，其铰接到所述膜片的相对端上。

34、根据权利要求33所述的放气阀，其特征在于，所述密封组件包括用于与所述主动力出口的座密封接合的密封元件，以及挠性闭合膜片，该膜片一个端部固定到所述密封元件上并用于偏置抵靠所述辅助阀出口的座，以密封所述出口孔；所述膜片的相对端铰接到所述浮子元件上。

35、一种放气阀，包括：壳体，该壳体装配有与壳体内的浮子室流动连通的入口，以及形成在该壳体上端的出口；密封组件，用于密封所述出口；以及浮子，其放置在所述浮子室内并通过刚性连杆连接到所述密封组件上；所述密封组件设置在外支承杆的第一端部，该外支承杆的第二端部枢轴地连接到壳体。

36、一种放气阀，包括：

壳体，具有阀入口和阀出口；

阀座，限定在所述阀出口上；

密封组件，包括适于与所述阀座密封接合的密封元件；

浮子元件，其在所述壳体内铰接到所述密封组件上，并可根据壳体内的液面而移动；以及

外支承杆，其第一端部枢轴地固定到所述壳体，且其第二端部铰接到所述密封组件上。