CN101156009B - 阀与泵的改进 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种止回阀(10)，包括：柔性管(11)，具有分别限定入口(13)和出口(14)的第一和第二端部；以及围绕该柔性管(11)的刚性阀体(12)。该柔性管的该端部被密封固定于该阀体(12)，以在该柔性管的外部与该阀体的内部之间限定封闭空间(17)。固定体积的基本不可压缩的流体位于该封闭空间(17)内。当该出口(14)处的压力大于该入口(13)处的压力时，该柔性管充分塌陷以闭合该阀或者允许严格限制的流量。然而，当该入口处的压力大于该出口处的压力时，该流体中的一些从该入口区域向该出口区域转移，使得该柔性管(11)在邻近该入口的区域扩张并且该管充分打开。还公开了基于具有该止回阀部分特征的一系列阀的泵，并公开了结合有夹管阀的真空驱动排水系统。

Description

阀与泵的改进

本申请要求2005年4月12日提交的名称为“浆料阀及应用”的澳大利亚临时专利申请第2005901805号和2005年5月23日提交的名称为“FT阀及应用”的澳大利亚临时专利申请第2005902616号的优先权。 

技术领域

本发明涉及阀与泵的改进。具体地，其涉及夹管阀的改进并涉及结合有该改进的阀的特征的改进的泵。 

背景技术

夹管阀通常包括一个柔韧有弹性的圆柱形弹性体套管(置于连续管、套管等形式的阀体中)，以及用于限制该套管以便控制或阻挡通过管的流体的流动的装置。通常，该套管被同心地定位于刚性阀外壳中，并设有适当的装置，以便在套管和刚性阀壳体之间压入一加压流体，使得套管被向内挤压并变形或塌陷(collapse)以提供受限制的流体流道。该施压的流体通常是加压的气体或液体。当压力释放时，依靠该弹性体管的弹性来打开阀。该弹性体套管通常包括嵌入合成橡胶中的织物加强件以支撑抵抗引入压力而闭合的阀。 

较高的输出压力(delivery pressure)性能以及对管具备足够弹性以便当阀打开时在阀入口处产生吸力的要求，需要增加织物加强件层并增大管的壁厚。这导致柔性因此损失到所需壁厚可能对于用作夹管阀而言不实用的程度。 

鸭嘴阀是一种夹管阀形式的止回阀，其在松弛状态下闭合，闭合时套管的出口与阀体脱开。经过该阀的流体包围套管的内侧和外侧，当阀入口压充分大于阀出口压时该套管打开。 

使用瓣(flap)型止回阀作为替代具有这样的问题：它们容易受阀瓣与阀座之间的固体截留影响而保持打开。 

因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的阀，其中较少依赖于弹性体管的弹性来打开阀，同时在不泄漏的前提下保持夹管阀设计对于经过颗粒的截留的公差。 

次级优选的目的涉及增大夹管阀的输出压力性能，同时较少损失管的柔性。 

本发明的其他优选方面涉及夹管阀作为止回阀以及作为泵的部件的调整。 

对本说明书中所包括的任意文件、操作、材料、装置、物件等的讨论仅仅是出于为本发明提供背景的目的。而不应理解为，由于其在本申请的每一项权利要求的优先权日期前存在，因而其中任意或所有内容即构成现有技术基础的一部分，或者是本发明所涉及领域的公知常识。 

发明内容

本发明的第一个宽的方面提供一种阀，该阀包括： 

柔性管，具有分别限定入口和出口的第一和第二端部； 

刚性阀体，围绕该柔性管，该柔性管的端部被密封固定于该阀体，以在该柔性管的外部与该阀体的内部之间限定一封闭空间；以及 

位于所述封闭空间内的固定体积的基本不可压缩的流体；并且其中， 

具有这样的设置，当该出口处的压力大于该入口处的压力时，该柔性管充分塌陷以闭合该阀或者允许严格限制的流量，而当该入口处的压力大于该出口处的压力时，该流体中的一些从该入口区域向该出口区域转移，使得该柔性管在邻近该入口的区域扩张并且该管充分打开。 

在优选的实施例中，该柔性管的出口围长大于该柔性管的入口围长。 

该阀体可以基本上为圆柱形，并且该阀体在出口处的直径可以大于该阀体在入口处的直径。 

当该阀出口处的压力大于该阀入口处的压力时，该柔性管在该出口处的壁被向外推，使液体向该入口转移，并在该入口区域将该管的壁挤压或者推挤在一起以打开该阀。然而，当该阀入口处的压力大于该出口处的压力时，该柔性管在该入口区域的壁向外扩张，使液体向该出口转移。因为该管在其出口区域的围长大于在该入口区域的围长，并且因为该阀体与该柔性管之间有固定体积的不可压缩流体，因此该阀打开。 

在一个实施例中，该管在邻近该入口的区域的壁优选地比在邻近该出口的区域的壁更柔韧，并且该柔性管在其出口区域的长度大于在其入口区域的长度。 

该管可以包括通过夹持或其他适宜方式固定在一起以限定一个管的两个或更多个分管。 

优选地，在该柔性管的邻近该阀的该入口和/或出口中限定有一些加强辐条。 

该辐条可以包括圆的型材条，其中在该入口和/或出口处具有球窝接合件。 

在优选的实施例中，在该入口和/或出口处设置保持环，其将该球窝接合件保持在承窝中，以便将该加强辐条的环端限制成环形形犬。 

在第二方面，本发明提供一种泵，该泵包括一系列阀， 

所述阀包括： 

柔性管，具有分别限定入口和出口的第一和第二端部，所述柔性管沿其轴向的长度至少比其围长长三分之一； 

阀体，围绕该柔性管，该柔性管的该端部被密封固定于该阀体，以在该柔性管的外部与该阀体的内部之间限定一封闭空间；以及 

位于所述封闭空间内的固定体积的基本不可压缩的流体；以及 

致动装置，用于向该体积的流体施加增大的压力，从而压缩该柔性管；以及用于驱动所述致动装置的装置； 

并且其中， 

多个这种阀端对端顺序地连接在一起，这些阀之间无障碍物； 

以及设有控制装置，以顺序操作各阀的该致动装置，使得可以一受控的顺序打开或闭合这些阀，其中该系列阀的上游端因为该柔性管的压缩而先打开或者闭合，以限定一个闭合部分，并且该闭合部分逐渐向下游移动。 

典型地，至少连续设置三个阀。这些阀的致动装置可以包括柔性隔莫。 

在第三方面，本发明提供一种系统，该系统用于通过使用柔性管型夹管阀在负大气压下操作，将污水或者废水从积聚有废水的井中定期抽入到排水系统中，其中： 

出水管伸入该井中，用于将所述液体或液/固混合物从该深井中排出，通过该出水管的流量由该柔性管型夹管阀控制，该出水管具有位于该井内的入口； 

并且在该柔性管外部与该夹管阀的阀体内部之间的封闭空间被连接于伸入该井的废水中的第一管道以及这样的一个第二管道，该第二管道连接至在该夹管阀下游的该排水系统的负大气压； 

其中该第二管道包括流量限制装置， 

由此，当该第一管道的开口端浸没在该废水中时，阻止处于大气压的空气进入该夹管阀的封闭空间中，因而使该封闭空间承受使该夹管阀打开的负大气压， 

并且，当该井中的废水水位下降并使该第一管道的该开口端露出时，大气压下的空气进入该封闭空间并且被该流量限制装置节流，这使得该封闭空间中的压力上升至大气压，从而闭合该夹管阀。 

在第三方面的可替换方式中，该第一管道的底部不被浸没，但是被其中伸出浮子的阀闭合， 

由此，当该井中的废水水位下降到该浮子的浮力加上该负大气压力足以使该阀闭合的水位以下时，该浮子下降，从而打开该阀，空气进入该第一管道并且该夹管阀打开， 

而当该井中的废水水位上升时，该浮子上升并闭合该阀，该夹管阀闭合； 

从而当废水水位达到其高水位时打开该夹管阀，并保持打开，直到废水水位重新达到其低水位为止。 

附图说明

下面将结合附图通过实例来说明本发明的优选实施例，其中： 

图1是阀的示意性侧视图，其以横截面形式部分显示； 

图2是图1的阀沿箭头X-X方向的截面端视图； 

图3是图1的阀沿箭头X-X方向的另一截面端视图； 

图4示出了止回阀的可替换实施例的半个截面侧视图； 

图5是图4的入口部分的放大图； 

图6是沿图5的箭头XX-XX方向看的截面端视图； 

图7是止回阀的另一可替换实施例的半截面侧视图； 

图8是沿图7的箭头YY-YY方向看的截面端视图； 

图9是用于阀入口部分的加强系统的截面侧视图； 

图10是图9的局部放大图； 

图11是图9的另一局部放大图； 

图12是图9中所示辐条与链环的平面图； 

图13是沿图9的箭头Y-Y看的一些辐条与链环的可替换局部截面端视图； 

图14是从图13中的箭头U方向看的平面图； 

图15示出图13的替换方式； 

图16是从图15中的箭头V方向的平面图； 

图17是具有用于打开和闭合阀的电磁驱动隔膜的阀的局部截面侧视图； 

图18是示出布置三个阀用作泵的示意图； 

图19是示出安装在负压驱动排水管中的阀的示意图；以及 

图20是图19所示阀的替换实施例的示意图。 

具体实施方式

参见附图，图1示出密封栓接在出口管2与入口管3之间的止回阀10的横截面侧视图。阀10包括中空的大致为圆柱形的壳体，该壳体以阀体12的形式限定法兰端15和16。柔性管11以闭合状态示出，其中，法兰端密封夹固在分别位于阀体的入口和出口处的法兰15和16与出口管2的法兰2A和入口管3的法兰3A的表面之间，如图所示。 

柔性管11通常包括嵌入在橡胶中的织物加强件，尽管其他材料也可以用来提供所需程度的柔性和抗疲劳性。 

如图所示，在管11的外壁与阀体12的内部之间形成封闭的空间17。 

设置由阀门28A和28B控制的管28，以允许流体在阀门工作期间进入封闭空间17或从该封闭空间抽出。然而，需要注意的是，这些阀门28A和28B在使用时可以并且完全闭合，以防止流体从封闭空间17的进出。阀10的打开和闭合不依赖于流体沿管28的进出。 

需要注意的是，阀体12的出口直径12B或围长大于入口直径或者围长12A，其中直径在一个有倾角的台阶部分12C处增大。 

使用时，封闭空间17通过管28被充以基本上不可压缩的非挥发性无气(gas free)流体并且被密封。图1示出处于闭合状态的阀，其中柔性管11受挤压(pitch)而闭合，流体被阻止从入口13流向出口14。具体而言，该管在邻近其入口区域13处受挤压并闭合，而在邻近其出口区域14处(此处，阀体的直径较大并且柔性管扩张)张开。 

当出口14处的压力大于入口13处的压力时，邻近出口14的柔性管的壁扩张/被向外推，将封闭空间17中的液体向入口转移并且在邻近入口处将柔性管的壁夹或者挤在一起。图1示出该状态。 

然而，当入口13处的压力大于出口处的压力时，入口区域13中的柔性管的壁受力被推向阀体，这就将封闭空间中的液体转移或推向出口14。然而，柔性管的壁在靠近出口区域14处不能闭合，这是因为阀体和柔性管的围长大于在入口区域中的围长。因为在封闭空间内的液体量保持不变，因而阀被打开，如柔性管的虚线轮廓11A所示。 

从而提供这样的阀，其根据阀入口和出口处的压差而自动打开和闭合。没有活动件。该阀不需要驱动而仅仅基于压差来打开和闭合。 

增大出口处的柔性管的围长12B的第一可替换形式是，使柔性管在其出口区域的长度充分长于在其入口区域的长度，以使得当阀打开时被转移的液体不会闭合柔性管的出口区域，并且使在其入口区域(挤压发生的地方)的壁比其它地方更柔韧。 

增大柔性管围长的第二可替换形式是，构造该柔性管，以使得该柔性管在松弛状态下的形状为如图1所示的完全闭合的柔性管的挤压形犬。 

图2和图3示出了图1的阀沿箭头X-X方向的两个不同截面端视图。相同标号表示与图1共有的特征。 

图2示出了在两个叶片(lobe)之间闭合且变平的柔性管。为了提供这种形状，阀体12在柔性管闭合的区域是椭圆形的，这限制叶片的定位范围。为了围绕整个圆周提供叶片定位的范围，阀体在柔性管闭合区域的形状必须是圆的，如虚线12B所示。 

图3示出了在三个叶片之间闭合且变平以形成星形形状的柔性管。为了提供这种形状，阀体12在柔性管闭合区域的直径只需略 微大于阀体在入口13和出口14处的阀体直径。叶片可以定位于围绕圆周的任意位置，虚线轮廓11B示出一个可替换的位置。 

图4至图6示出了可替换的止回阀100，其中相同标号表示与图1共有的特征。在图4至图6中，柔性管11是一直管，具有其孔大于入口和出口套管101和107的孔的平行壁。柔性管11通常由合成橡胶制成并用强而柔韧的嵌入织物加强。柔性管11通过夹板109和111紧密地夹在其围绕套管101和107的入口和出口处。 

柔性管11在通过成对硬夹条105而受挤压的部分变窄，其中该夹条通过紧固件106永久性地夹住柔性管的每一侧。这些夹条并不夹住管的中间。侧边的这种夹持将该柔性管偏压至平，其内壁在被夹住的长度上被压在一起，如图6所示，直到阀入口压力充分大于阀出口压力以打开阀。该设置还使柔性管在其弯曲时的变形最小化，并从而延长了管的使用寿命。 

柔性管是一个“平铺”的管，其可以卷起，但是当装有液体的时候扩张成环形/横截面，并且尽管如下文所述包括用优质涤纶织物加强的丁腈橡胶，但其他材料也可以用于该柔性管。 

可替换地，可以用缝合件(stiching)来替代夹条105。注意，通过被夹住部分的开阀流道面积由于夹条105而减小。 

出口端套管107具有圆锥形入口，但入口端套管101被切割(如图所示)，以提供平的表面101A，该平的表面在阀闭合时支撑该柔性管抵抗外部施加的压力。硬构件102提供辅助支撑，硬构件102通过铆钉104和外部硬板103连接于柔性管的内壁。硬构件102围绕位于各平表面101A的入口端处的一凹槽枢转。在阀打开时，通过海绵橡胶插件108的膨胀，阻挡碎片进入硬构件102与套管101之间。 

柔性管11在其出口区域向变平(状态)的偏移(excursion)受穿有孔的硬管127限制。 

法兰15、栓接盖板15A以及紧固螺母113使得柔性管能够被密封地装在阀体12内，并允许容易拆卸以便更换柔性管。密封的螺纹塞114使得可以进入封闭空间17以便调节液体存量。 

图5和图6还提供了可替换的鸭嘴形夹管阀的实例，其中对相同标号物件的描述与图4中的描述相同。 

图7和图8示出了两个半柔性管隔膜11B和11C，其部分地充有液体，从而当该止回阀闭合时(如图所示)，该两个半柔性管隔膜11B和11C在阀的入口13部分的下游被局部地紧密挤压在一起(以闭合该阀)，并且在阀的出口14部分的上游膨胀。该两个半柔性管隔膜11B和11C通过螺钉121密封夹在腔室内壁12B和12C的法兰119与119A之间的柔性管止回阀的每一侧处。 

当该柔性管止回阀110打开时，上半柔性管隔膜的位置由点线11A示出(见图8)。每个半柔性管隔膜11B或11C的入口端和出口端被密封夹在硬锥形插件117与出口14处的锥形腔室内壁12B和12C之间，以及硬锥形插件116与入口13处的锥形腔室内壁12B和12C之间。阀门28(通常被密封)允许液体进入封闭空间17或从该封闭空间抽出。这些阀门28还可以当阀110在用作止回阀之外的阀时允许流体进入或者抽出。 

在图8中，该两个半柔性管隔膜11B和11C在闭合状态形成S形。它们在打开状态时的形状由点线11A表示。相同标号表示与图1共有的特征。 

如对图4至图6中的止回阀所描述的，紧靠入口13下游的柔性管必须承受通过封闭空间17中的液体传输的出口14处的压力。在图7中，加强件由一系列密集间隔开的杆21A提供，该杆21A嵌入在柔性管11B和11C中。杆21A在其入口端处(其被锥形插件116支撑的地方)的柔性管内枢转。 

图9至图11示出了图1的鸭嘴止回阀或阀的入口部分的截面侧视图，其中插入了加强辐条和架构(cage)单元。 

图9至图11中的关键部件是加强辐条21，其是圆的型材条，在入口和出口均具有球窝接合件。每个辐条可以绕着承窝26(位于环状支撑环31中)中的球25旋转，并且每个辐条在向着阀完全闭合状态移动时(如图所示)朝向柔性管的轴线旋转，而在向着阀完全打开状态张开时(如虚线11A所示)背离柔性管的轴线旋转。保持环32将球25保持在它们的承窝26中。环状支撑环31及其承窝26将加强辐条和架构单元20的入口端限制成一环形形状。但是架构单元20的另一端可以采取任意形状，该任意形状不受带和缆24的限制，也不受环31的延长部分31A的限制，还不受阀体12的壁的限制。 

当闭合时任何辐条经过该轴线的向内旋转都受带或缆24的系统的限制，也受在辐条21内侧上的环31的延长部分31A的限制。每根带或缆24的长度在开始操作之前通过外部装置34手动调节并固定。 

外部装置34邻近柔性管阀的入口和出口定位，并且可以是现有技术中的装置，诸如弦乐器中的用于调节张力的楔形可旋转柱。每根带或缆24在保护柔性管11的橡胶部分不受摩擦的管状外壳内操作。该管状外壳可以是一个卷绕的管状螺旋，类似于用于机动车 缆式(vehicle cable)制动系统的那些螺旋，只要其自身不过度限制柔性管的径向运动即可。 

在各辐条的入口端围绕该辐条安装有轴环27，各辐条的另一端连接有底托(shoe)23。各底托通过所示的“弹簧闭合”装置连接至其辐条的球端。各辐条21上的轴环27和底托23将链环(link)22限制于轴环和底托23之间的区域。 

图9、图10和图11提供了鸭嘴型夹管阀的实例，其中省略了缆24和外部装置34。 

图10和图11示出了用于穿过辐条21的带或缆24的可替换的管道24A。这些交错定位的带或缆24A的每一个的两端连接至类似的外部装置上。 

注意，在柔性管处于打开状态时，用于带和缆的管状外壳和管道必须为带或缆提供足够的空间。还应注意，可替换的圆柱形形状或者铰链可以替代所示的球窝枢轴25和26。 

图12示出了在柔性管处于闭合状态下的辐条21及其架构的平面图。图12的下半部示出了连接任意两个相邻辐条21的链环22。每一行链环连接交替成对的辐条21，以产生所示的“编织篮”外观。该平面图的上半部示出了其中链环22被去除的辐条，并提供了在不附加链接环22的前提下间隔设置于柔性管的织物内的杆21的实施例。 

图13是沿图9的箭头Y-Y的局部截面视图，其示出所接合的用于连接所示成对辐条21的链环系统。相同标号表示与前面的图所共有的特征。 

图14是从示出部分架构20的图13的箭头U方向看的平面图，其示出了图13中的链环22是如何围绕连续成对的辐条21交错定位的。 

图15和16详细示出环绕辐条21编织的可替换的链环22B。 

图17是夹管阀20的截面侧视图。与图1、图2和图3相同的标号表示基本上具有相同功能的部件，对这些部件的描述基本上与上面用于图1、图2和图3的描述相同，只是柔性管11的围长沿其长度基本相同。在图17中，驱动单元30直接连接于夹管阀的阀体12，并且封闭空间17被填充以无气液压液。 

电磁驱动机构30使隔膜86移动，该隔膜围绕其边沿被紧密夹在平面法兰88(其围绕隔膜86的外围从阀体12延伸)与硬盖87之间。隔膜86在其中间区域还被夹在两个硬板89和91之间，如图所示。从上方以平面图方式看，隔膜86和法兰88，以及配套部件可以是圆形的、椭圆的、圆矩形的、或矩形的。 

通过铰链61B连接于硬板89的电磁驱动螺线管61使隔膜86朝阀轴线移动以闭合该阀，以及远离阀轴线移动以打开该阀。对电磁线圈62的适当加压使得两个螺线管都移动以闭合或打开该阀。 

各螺线管具有允许该螺线管沿导向销92滑动的垂直槽61A，该导向销限制螺线管在阀打开状态与闭合状态之间的垂直移动。线圈62和销92固定连接于盖87，并且空间103是装填空气以及排气的。 

图18是示出一组三个夹管阀1A、1B和1C，这些夹管阀在其相匹配的入口和出口处彼此密封紧固连接，并且密封紧固连接至入口管71和出口管72以形成具有三个夹管阀作为其抽吸件的泵70。 物件74、76和78是机械、电磁、液压、或者气动驱动机构，其改变对各夹管阀(如图17所例举)的阀体内的封闭空间的限制，以打开或闭合该阀，或者利用向改进后的现有技术的夹管阀的各封闭空间输送气体或液体或将气体或液体从中抽出来打开或闭合该阀。 

用于该组中的夹管阀的特征在于，各柔性管11的轴向长度至少比其围长长三分之一，并且每个柔性管构造为在其入口端下游对闭合或者打开的敏感度最高，而朝其出口其敏感度逐渐减弱，这样，在阀正要闭合的时候，柔性管的入口区域在其下游部分还要闭合时就被偏压以受挤压闭合，而在阀正要打开的时候，柔性管的入口区域在其下游部分还要打开时就被偏压以打开。程序控制器84控制何时每个所述驱动单元将加压流体输送到各夹管阀或从该各夹管阀抽出流体，以便根据需要闭合或打开阀。连接件81、82和83将来自控制器84的指令传输给各驱动单元74、76和78，(或者对于使用改进后的现有技术的夹管阀的情况而言，向封闭空间17输送气体或液体，或者从中抽出气体或液体)，其传输次序使各夹管阀依次打开或闭合，从而使得这些夹管阀中的一个在该组中的部分其他阀打开或者正要打开时至少部分地闭合。其中夹管阀1A、和/或夹管阀1B和/或夹管阀1C为闭合或正要闭合状态(同时夹管阀1B、和/或夹管阀1C和/或夹管阀1A分别为正要打开或打开状态)以便以重复循环方式提供进入入口72的渐进式流体引入和通过出口73的流体输送的次序为： 

{1A闭合，1B正要闭合、1C打开}；{1B完全闭合，1C正要闭合、1A正要开}；{1C完全闭合，1A打开、1B正要闭合}；{1A正要闭合，1B打开、1C正要打开}，重复该循环，其中在每个循环中，在{}内的位置状态是瞬时阶段。 

在图18中示出的组可以作必要的变化而加以扩展，以使用以编好的次序进行操作的三个以上的夹管阀，并且任何组可以具有插在其入口或其出口处、或者插在其入口和出口两处的止回阀。 

图19是示出应用于真空驱动排水系统60中的气压闭合夹管阀的一个实例的示意图，其中相同标号表示与图1和图2共有的特征。 

废水或污水借助于重力通过排水管5流进井4中，并聚集在井4的底部。管27和28将封闭空间17连接到流量限制阀31以及浮子驱动阀单元6的顶部处的阀座23。阀单元6包括浮子22，该浮子具有连接于其顶部处的杆25的阀24。流量限制装置(节流装置)31(其可以是阀或者具有小孔的管)设置于管27与在夹管阀1A的下游某点处连接至排水管2的内部的管29之间。装置31限制通过排水管2中的负压引入到管道29内的空气流量。 

当浮子22上升至水位33时，夹管阀1A打开，这时候阀部件24进入座23并密封管27。空气通过流量限制装置31从管27和28、以及封闭空间17中抽出，并且封闭空间17中的压力朝向排水管2内的负压下降。因此，柔性套管11的外壁膨胀，并且夹管阀1A打开：从而流体可以自由地通过夹管阀1A进入排水管2。如下来实现从井4中将积聚的污水定期抽到排水管2中。 

废水进入排水管5并积聚在井4的底部，直到积聚污水的水位从水位34上升到水位33。 

浮子22随着污水在井中的积聚在限制架构6内上浮，直到浮子22顶部处的阀24进入座23，防止再有空气进入管道27。封闭空间17内的压力朝向排水管的压力下降并且闭合的夹管阀1A再次打开。 

污水被从井中抽到排水管3和2中，并且井4中的污水水位朝向水位34下降。随着井4中积聚的污水的水位下降，浮子22通过其浮力和管道27中的负压两者而悬浮，这使阀24保持在其阀座23中，直到浮子的未被浮起的重量超过阀24的悬浮力，那么浮子22下降。阀座23的开口是露出的，大气压空气进入管27、28和29(但是被流量限制装置31节流)和封闭空间17中，柔性套管11的壁通过排水管负压被吸在一起并受挤压而闭合，夹管阀1A闭合，污水不再从井中抽出进入排水管3。废水在井4中的进一步积聚使水位从34上升至33，该循环重复。 

图20是示出将气压驱动夹管阀应用于真空驱动(vacuum-driven)排水系统60A的实施例的示意图，其中相同标号表示与图9共有的特征。 

在该实施例中，控制空气从管道27进出的装置包括一个长浸渍管35，其上升到高于预期最大高度(即可以被排水管2中的预期最小负压所支撑的液柱的高度)的高度，并保持浸没在井4的液体中，直到该液体的水位降至水位34。 

浸渍管35的开口底端设在积聚于井4中的废水可以达到的最小可接受水位处。管37将浸渍管35内的空间连接至管27。 

当浸渍管35的开口底端保持被浸没时，液体被抽进浸渍管35，并且封闭空间17中的压力达到并保持为排水管2的压力，夹管阀1A保持打开。 

当井4中的污水水位下降至水位34以下时，浸渍管35的开口端露出，空气进入浸渍管35和封闭空间17中，夹管阀1A闭合。 

图20还示出(以虚线轮廓表示，部件使用标号40、41、42和43表示)现有技术的机械操作阀，其是目前用于这些负压排水系统中的那些阀的典型。 

当阀40未能完全闭合(通常由于碎片的堵塞)时，井4中的污水水位下降至水位34以下，并且浸渍管35的开口端露出。留在管35中的废水落下来，浸渍管35中的压力上升至大气压，该压力传递到管37和27，夹管阀1A闭合。 

当阀40打开，解除其堵塞时，污水向井4(通过排水管5)的进一步流入使井中的污水水位从水位34增至水位33，此后继续周期性地排空井4，直到再一次闭合失效发生。维修人员可以闭合手工操作阀45，以便在对阀40进行手工清理的过程中保持夹管阀1A闭合。 

在所示实施例中，当液体在浸渍管35内下降时，所带出(entrain)的液体有被抽进夹管阀1A的所述封闭空间中的可能。为了将其最小化，如图所示，可以增加液-气分离管39和辅助浸渍管38。该辅助浸渍管38的底端放置得略微高于其相邻的管35的底端，并且在管35之前露出。 

在这种可能情况发生时，当液体在浸渍管35中下降时空气通过浸渍管38上升，并且分离管39(可以是一个旋风分离器)使得液体进入管37内的液体量最小。 

本领域技术人员应该理解，在不背离概括描述的本发明的范围和精神的前提下，可以对如在具体实施例中所示的本发明作出多种变化和/或调整。因此，这些实施例在各方面都应该被理解为是示意性的，而非限制性的。 

例如，柔性管的法兰端可以省去，并且围绕硬的短长度管密封固定的入口和出口端被切割开以便在柔性管闭合时支撑其鸭嘴形状或者星形形状。这些短管可以支撑嵌入或接合于该柔性管壁上加强件。 

构成柔性管的材料优选为柔韧且抗疲劳的弹性体材料(诸如合成或者天然橡胶)，并且在需要嵌入或接合的加强件的结构的场合，可以使用编结或编织并结合的带，或者适合结合的、耐抗张强度的、耐摩擦和疲劳的织物。此外，可以使用金属或者硬的织物加强塑料。 

该柔性管可以由几个同心的柔性管状层构成。其可以由天然或合成橡胶片或者其他片状弹性体材料以多个同心结合(bonded)层形式绕成，以在不损失柔韧性的前提下降低由刺穿导致的失败的可能性，其中内层可以由较软的材料制成，或者甚至涂布有PTFE。 

Claims (16)

1.一种阀，包括：

柔性管，具有壁以及分别限定入口和出口的第一端部和第二端部；以及

刚性阀体，围绕所述柔性管，所述柔性管的所述入口和所述出口分别被密封固定于所述阀体的阀入口处和阀出口处，以在所述柔性管的外部与所述阀体的内部之间限定封闭空间；

其特征在于，所述阀进一步包括：

位于所述封闭空间内的固定体积的基本不可压缩的流体；

其中具有这样的设置：当所述出口处的压力大于所述入口处的压力时，所述柔性管的邻近所述出口的壁被向外推，使位于所述封闭空间中的一些流体向所述入口转移，从而使得所述柔性管的邻近所述入口的壁挤在一起以便闭合所述阀或允许严格限制的流量，并且当所述入口处的压力大于所述出口处的压力时，所述柔性管的邻近所述入口的壁向外扩张，使位于所述封闭空间中的一些流体向所述出口转移，从而使得所述柔性管充分打开。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述柔性管的邻近所述出口的部分的围长大于所述柔性管的邻近所述入口的部分的围长。

3.根据权利要求1所述的阀，进一步包括夹持装置，所述夹持装置将所述柔性管的每一侧边夹持在一起，所述夹持装置将所述柔性管邻近其入口偏压至闭合位置，但允许所述柔性管的中间部分膨胀。

4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述夹持装置包括成对的硬夹持条。

5.根据权利要求3所述的阀，其中，所述夹持装置包括缝合装置。

6.根据权利要求1所述的阀，其中，所述柔性管的邻近所述入口的壁比所述柔性管的邻近所述出口的壁更加柔韧，并且其中，所述柔性管的邻近所述出口的部分比所述柔性管的邻近所述入口的部分长。

7.根据权利要求6所述的阀，其中，所述柔性管的邻近所述出口的部分的变平受位于所述出口处或邻近所述出口处的穿有孔的硬管的限制。

8.根据权利要求1、6或7所述的阀，进一步包括入口端套管以及至少一个硬构件，其中，所述入口端套管被切割以提供至少一个平坦表面，以当所述阀闭合时支撑所述柔性管抵抗从外部施加的压力，并且其中，所述至少一个硬构件被适配为围绕所述入口端套管枢转。

9.根据权利要求8所述的阀，其中，所述至少一个硬构件包括嵌入在所述柔性管的邻近所述入口的部分中的多个加强辐条，每个加强辐条均具有入口端和出口端。

10.根据权利要求9所述的阀，其中，每一个所述加强辐条均在其入口端处具有第一球窝接合元件。

11.根据权利要求10所述的阀，其中，每一个所述加强辐条均在其出口端处具有第二球窝接合元件。

12.根据权利要求11所述的阀，其中，每一个所述第二球窝接合元件均被连接至位于所述柔性管中的底托。

13.根据权利要求10所述的阀，进一步包括位于所述柔性管的入口处的环状支撑环，所述环状支撑环包括一组承窝，所述承窝被适配为容纳所述第一球窝接合元件，以便将所述加强辐条的入口端限制为环形形状。

14.根据权利要求8所述的阀，进一步包括通过铆钉和外部硬板连接至所述柔性管的内壁的硬构件，以在所述阀闭合时对所述柔性管提供辅助支撑。

15.根据权利要求13所述的阀，进一步包括使用外部装置而长度可调的多个缆或带，所述多个缆或带位于嵌入在所述柔性管内的管状外壳中并且用于在所述柔性管闭合时控制所述柔性管的形状。

16.根据权利要求8所述的阀，其中，所述柔性管包括部分地充有液体的两个半柔性管隔膜，所述两个半柔性管隔膜被适配为在所述入口的下游被紧密地挤压在一起以闭合所述阀，使得所述两个半柔性管隔膜在所述出口的上游膨胀。

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