CN101089303A - 活塞式冲洗阀的双旁路 - Google Patents

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Abstract

一种供与小便池或抽水马桶一起使用的冲洗阀，包括一空心阀体，所述空心阀体具有入口、出口及在它们之间的阀座。有一活塞或隔膜在空心阀体中活动到阀座上的闭合位置，以便控制穿过阀的流动。压力室是在活塞或隔膜的上方，用于使所述活塞或隔膜保持在阀座上。活塞或隔膜包括多个旁通孔来使入口与压力室连通，以便提供流体将活塞或隔膜移动到闭合位置。

Description

活塞式冲洗阀的双旁路
技术领域
本发明一般涉及在小便池、抽水马桶或类似物中使用的隔膜或活塞式冲洗阀。更具体地说，本发明涉及具有多个旁通孔的冲洗阀。
背景技术
具有旁通孔的活塞式冲洗阀众所周知，如美国专利No.4261545中所示的冲洗阀所举例说明的，上述活塞式冲洗阀包括在本文中作为参考。隔膜式冲洗阀也具有若干旁通孔，如美国专利No.6616119中所示的冲洗阀所举例说明的，上述隔膜式冲洗阀包括在本文中作为参考。旁通孔在活塞或隔膜的上方提供入口流体压力，用于在冲洗之后使活塞组件或隔膜闭合在阀座上、然后使活塞组件或隔膜保持在阀座上。该旁通孔加工成一定尺寸，以便在阀闭合之前允许预定量的流体流过冲洗阀。
为了使冲洗阀能合适地工作，旁通孔必须保持不堵塞和起作用，否则不足量的流体流将能进入活塞组件上方的压力室，且阀将不像预定的那样闭合。与此有关的一种方法是提供过滤器，所述过滤器防止小旁通孔被来自流体入口的颗粒物堵塞。过滤式旁通孔的一个缺点是过滤器可以让不规则形状的颗粒物通过，这种情况以后会堵塞下游的孔。另一个缺点是过滤器本身可以变得被沉积物堵塞，因而防止或显著限制流过旁通孔。当过滤器变得堵塞时，必须将冲洗阀拆开，以便可以清洗或更换过滤器。
按照专利4261545所述的活塞的另一个缺点是活塞的角取向影响着冲洗阀的性能。例如，如果旁通孔与入口连接部分间隔180°，则水必须比旁通孔与入口连接部分直接对准行进更大的距离。更大的水行进距离要求有更大的压力对活塞起作用，并且往往会增加冲洗体积，上述两种情况增加了操作费用。这种对角取向的依赖关系不能通过设置过滤器来补救。
正像下面更详细描述的，本发明提供一种与冲洗阀组件一起使用的改进的活塞。
发明内容
本发明提供具有多个旁通孔的活塞，所述多个旁通孔绕活塞的周边相互间隔开。在一个实施例中，提供两个相同的彼此完全  间隔开的旁通孔。
设置至少第二旁通孔减少与单一旁通孔有关的堵塞危险，并且按照本发明所述的活塞具有额外的好处。例如，大大减少了活塞的角取向的重要性，因为总是有旁通孔距离入口连接部分不大于90°。这简化了阀的装配，因为活塞不必以任何特定的对准方式安装。另外，上面压力室更加始终如一地通风，并减少了阀中夹具感生的背压的影响，这样能更准确的冲洗。此外，减少了从过滤器到旁通孔的水行进距离，这样增加了冲洗体积的一致性，并能使活塞在较低的压力下起作用。减少的行进距离还更好地使包围活塞外表面的槽能控制进入旁通孔的流动。
除了这些性能好处之外，可以在不改变阀组件的任何其它部件的情况下，把多孔活塞结合到现有的冲洗阀组件中。尤其是，使用带两个旁通孔的活塞供冲洗阀组件用，以便用现有的安全阀提供减少的冲洗体积。这是可供选择的方案中优选的方案，亦即提供更短的安全阀，因为它保证尤其是在低压下可重复的性能。
如果希望进一步的防堵塞性能，则按照本发明所述的活塞可以装备有与其中一个或所有旁通孔有关的过滤器。
附图说明
图1是穿过示出本发明的活塞设计的冲洗阀的垂直剖视图。
图2是活塞的放大的侧视图。
图3是沿着图2的线3-3所取的剖视图。
图4是图2和3的活塞的底部平面图。
具体实施方式
本发明的活塞按常规是与用于小便池或抽水马桶的冲洗阀组件一起使用的。冲洗阀活塞设计成控制通过冲洗阀的水的流动，以便提供每次冲洗操作用的特定水量，同时即使水压在美国通常找到的水压范围的低限时，水也以高速率通过冲洗阀。尽管本发明说明每次冲洗所希望的水体积是1.6加仑或6升，但应该理解，各种部件的大小可以修改，以便每次冲洗提供不同的水体积。
如附图所示的冲洗阀具有一般是空心的阀体10，所述阀体10包括入口连接部分12、出口连接部分14和手柄连接部分16。阀体的顶部通过阀盖18闭合，并且在阀盖和阀体之间可以有一密封元件19。主阀座20在阀体10的内壁上形成。阀由一操纵手柄22启动，所述手柄22通过联接螺母24紧固到阀体10上。手柄连接到柱塞26上，所述柱塞26延伸到阀体的内部。柱塞26由衬套28导向和支承，并通过弹簧30复原。橡胶密封盖或密封垫32扣在衬套28的端部上，并防止从手柄开口向外漏泄。如附图所示的阀有一供操作用的手动手柄22。阀同等地可适用于例如通过螺线管的自动操作。
活塞组件一般用标号34表示，活塞组件34适合于在阀体10内作往复运动。阀组件34包括一空心的、一般是圆筒形的活塞36。活塞36有一下面圆筒形延伸部分38，所述延伸部分38直接邻近活塞座区39，同时活塞座区39通常是座落在密封件41上，以便密封主阀座20，因此控制水通过冲洗阀的流动。
图1的活塞36有一对旁通孔40，所述旁通孔40示出具有任选的过滤环43，所述过滤环43按照已知原理起作用，用于提供额外的防堵塞性能。两旁通孔优选的是彼此完全相反，并将冲洗阀的入口侧与活塞的内室42连接起来。在优选实施例中，两旁通孔相同，并有一小直径，所述小直径在尺寸上可以是在0.020″至0.0245″的范围内，同时直径的大小控制室42填装的速率，以便使冲洗阀封闭。
活塞36的内室42有一环形突块44，所述环形突块44支承密封件46。突块和密封件在中央通道48的顶部处，所述中央通道48将内室42与冲洗阀的外侧相连。
活塞组件34还包括安全阀50，所述安全阀50通常闭合活塞36的通道48。安全阀有一环状物49，所述环状物49将密封件46接合在活塞的环形突块上。操纵杆52可在安全阀50的中央空心部分中滑动，并延伸到邻近柱塞26的一点。弹簧54帮助把安全阀50保持在它的合适位置，以便闭合和密封内室42。
活塞组件34还包括一插件56，所述插件56通过螺纹与活塞36的上壁接合。插件56有一中心制动件58，弹簧54压紧上述制动件58。制动件有若干孔60，所述孔60提供活塞内室42与上面压力室62之间的流体连通。衬垫件或密封件64夹持在插件56和活塞36之间，所述密封件64提供可滑动的密封，以使压力室62与入口水压分开。
活塞36有一圆筒形壁70，所述圆筒形壁优选的是光滑而无障碍的。直接邻近圆筒形壁70的是锥形活塞区72，所述锥形活塞区72可以有一大约10°的锥度，当所述锥形活塞区72处于远离阀座20的升起位置时，上述锥形活塞区的锥度对在活塞的周围提供通畅的流动路径是有效的。直接邻近倾斜区72的是活塞座区39，当阀处于闭合位置时，上述活塞座区39将在阀座20上闭合。直接在活塞座区39下游的是环74，所述环74有一外径小于邻近阀座20的阀出口的直径，因此，当活塞闭合时，环74将在阀座的内部。环74起节流机构的作用，其中节流机构仅是在完成阀封闭之前显著地减少穿过阀出口的水流量。
直接邻近节流环74的是活塞部分38，活塞部分38有多个在径向上和轴向上延伸的肋条76。肋条的外径小于圆筒形壁70，并且仅稍小于穿过阀座20的通道。这样肋条都是在活塞的主要部分的内部，因此不限制流动。在优选实施例中，为使活塞稳定性和导引状态最佳而设置了5个肋条，同时当活塞处于阀打开位置时，不会不利地妨碍水流通过活塞。在每个轴向上延伸的肋条的下端处，有一倒角区78，所述倒角区78有利于把活塞装配在冲洗阀组件内。
每个在圆周上一般是均匀间隔开的肋条76之间的区域通过侧缘80闭合。如附图所示，侧缘80有一半径稍小于肋条76的外表面。侧缘的作用是闭合各肋条之间的区域，以便提供对通过活塞的水流的控制，这样也提供更一致的冲洗阀的操作。侧缘通过使它保持在轴向方向上一般是在圆周上围绕活塞部分38来改善流动路径。通过防止水流入水通道48中，侧缘还帮助防止任何背压，所述背压可能会延缓安全阀的封闭。
侧缘区80终止于不到每个肋条76的下游端。这有助于防止在活塞的下游产生背压，这样也延缓了活塞的封闭。活塞保持在开口位置中越长，则穿过冲洗阀的水流就越大。侧缘的终止不到各肋条的轴向下游端减少了可能会延缓活塞封闭的背压，并且侧缘的存在减少了可能会延缓安全阀封闭的背压。在有任何背压这方面来说，利用按照本发明所述的多孔活塞减少了任何夹具感生的背压的影响，这样提供更准确的冲洗。
除了减少背压的影响之外，具有多个孔的活塞具有另一些好处。例如，在图1的角取向上，一个旁通孔40直接与入口连接部分12对准，而另一个旁通孔40远离入口连接部分180°。这种取向使水行进距离减至最小，因为从入口连接部分12出来的水可以穿过最近的孔40进入内室42，而不必行进到活塞34的相对侧。结果，阀在使用之后快速闭合，这样可以减小冲洗体积，并可在较低的水压下闭合。相反，只有一个孔远离入口连接部分180°设置的活塞造成水行进距离的增加，同时需要较高的水压来闭合阀，并导致较大的冲洗体积。即使活塞34旋转偏离图1的取向，也可以看出，至少一个孔40远离入口连接部分12不大于90°。本发明还增加了活塞和阀冲洗体积的一致性。旁通孔可以加工成一定尺寸，以便能在不添加或减少活塞中或过滤机构中任何部件的情况下每次冲洗都用较少的体积。另外，本发明可以在比具有标准旁通配置的活塞低的压力下起作用。
应该理解，上面说明的本发明的实施例是本发明原理的某些应用的例证。在不脱离本发明的实际精神和范围的情况下，该领域的技术人员可以进行许多修改，其中包括本文单独公开或陈述的那些若干特点的组合。例如，各旁通孔可以分开一不是180°的角度，或者可以提供外加的旁通孔，并以规律的或不同的角度围绕活塞间隔开。或者，除了附图所示的活塞式冲洗阀之外，多孔构造可以适合于与隔膜式冲洗阀一起使用。由于这些原因，本发明的范围不限于上述说明，而是如下面权利要求书中所述。

Claims (21)

1.一种用于小便池或抽水马桶的冲洗阀组件，具有空心阀体，所述空心阀体带有入口、出口及在入口和出口之间的阀座，活塞可在空心阀体中活动到阀座上的闭合位置，以便控制入口和出口之间的流体流动，活塞上方的压力室用于将活塞保持在阀座上，活塞包括穿过其的多个旁通孔，使入口与压力室流体连通，以便提供流体使活塞移动到闭合位置。
2.如权利要求1所述的冲洗阀组件，其中多个旁通孔为两个旁通孔。
3.如权利要求2所述的冲洗阀组件，其中两个旁通孔彼此完全间隔开。
4.如权利要求1所述的冲洗阀组件，其中每个旁通孔都与相邻的旁通孔同等地间隔开。
5.如权利要求1所述的冲洗阀组件，其中各旁通孔彼此相同。
6.如权利要求1所述的冲洗阀组件，还包括与至少一个旁通孔相通的过滤器。
7.如权利要求1所述的冲洗阀组件，还包括与所有旁通孔相通的过滤器。
8.一种具有空心阀体类型的冲洗阀，所述空心阀体带有入口、出口及在入口和出口之间的阀座，活塞可在空心阀体中活动到阀座上的闭合位置，以便控制入口和出口之间的流体流动，活塞上方的压力室用于使活塞保持在阀座上，其特征在于：包括具有多个旁通孔的活塞，所述多个旁通孔穿过活塞，以使入口与压力室流体连通，以便提供流体将活塞移动到闭合位置。
9.如权利要求8所述的活塞，其中多个旁通孔为两个旁通孔。
10.如权利要求9所述的活塞，其中两个旁通孔彼此完全间隔开。
11.如权利要求8所述的活塞，其中每个旁通孔都与相邻的旁通孔同等地间隔开。
12.如权利要求8所述的活塞，其中各旁通孔彼此相同。
13.如权利要求8所述的活塞，还包括与至少一个旁通孔相通的过滤器。
14.如权利要求8所述的活塞，还包括与所有旁通孔相通的过滤器。
15.一种用于小便池或抽水马桶的冲洗阀组件，具有空心阀体，所述空心阀体带有入口、出口及在入口和出口之间的阀座，控制件可在空心阀体中活动到阀座上的闭合位置，以便控制入口和出口之间的流体流动，控制件上方的压力室用于使控制件保持在阀座上，控制件包括多个穿过其的旁通孔，使入口与压力室流体连通，以便提供流体将控制件移动到闭合位置。
16.如权利要求15所述的冲洗阀组件，其中多个旁通孔为两个旁通孔。
17.如权利要求16所述的冲洗阀组件，其中两个旁通孔彼此完全间隔开。
18.如权利要求15所述的冲洗阀组件，其中每个旁通孔都与相邻的旁通孔同等地间隔开。
19.如权利要求15所述的冲洗阀组件，其中各旁通孔彼此相同。
20.如权利要求15所述的冲洗阀组件，还包括与至少一个旁通孔相通的过滤器。
21.如权利要求15所述的冲洗阀组件，还包括与所有旁通孔相通的过滤器。
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