CN101551031A - 防溢流设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防溢流设备(10)，该防溢流设备包括：用于液流流通的管(12)；和限制装置(14)，该限制装置沿用于液体流通的管(12)插入并且限定液体流通截面，该截面在液体流速增加时逐渐减小，并且一旦达到给定的阈值流速则关闭所述管(12)。所述限制装置(14)包括至少一个阳元件(18)和至少一个阴元件(20)，所述阳元件和所述阴元件可相对于彼此移动，以便当液体流速增加时它们滑入彼此内部。所述阳元件18和所述阴元件20逐渐插入彼此内部将限定所述流通截面。所述阳元件(18)和所述阴元件(20)相对于彼此成形为使得当液体流速增加时减小所述流通截面，并且一达到给定的阈值流速则关闭用于液体流通的管(12)。

Description

防溢流设备
技术领域
形成本发明主题的是一种防溢流设备，该防溢流设备适于例如置于用水装置与供水系统的连接中。
背景技术
根据一个可能的使用形式，本发明涉及一种适于用在水分配器与供水系统的连接中的防溢流设备。在一些用途的例子中，本发明的防溢流设备可以在入口处用于饮用水分配器、咖啡机或常规的饮料分配器，尤其是当上述机器包括与供水系统的直接连接时。
通常，本发明的防溢流设备可适于用在连接系统中，该连接系统设想使用可移动的连接装置(例如快速联接器)以及由PE、PEX等制成的柔性管，或者本发明的防溢流设备可适于通常用在与供水系统连接的管道存在滑出或损坏的危险的所有那些应用中。事实上，这类系统确保防止管道在“正常”使用情况下滑出的可能性。然而在操作中可能会出现异常状况，诸如分配器的不适宜的移动或者施加到所述管道上的偶然的拉力作用。在此情况下，快速联接器不具有抵抗特性以便经受类似的应力，结果管道滑出。
因此尤其认为在流速增加到阈值以上时需要获得对流动的基本上即时的阻断。
尤其是在分配器领域中，已知设备包括流量计，其除了在联接器损坏或者滑出的情况下关闭用于液体流通(for passage of the liquid)的管外还执行多个功能。假定所述设备仅仅在单位时间内给定量的液体通过并且相应地计量给定量的液体后介入，由于所述设备固有的操作，所述设备不能即时关闭所述管。
发明内容
本发明的目的是设计并提供能够至少部分地克服上述与已知技术有关的缺点的防溢流设备。
具体地，本发明的任务是提供一种防溢流设备，该防溢流设备能够在损坏或者故障时即时地介入，从而防止液体流出。
上述目的和任务通过根据权利要求1的设备实现。其它权利要求对应于所实施的可能的实施例。
附图说明
从下面的对实施例的优选例子的描述中显现根据本发明的设备的特点和优点，所述实施例的优选例子仅仅通过示例性的非限定性例子提供，附图中：
图1是根据本发明的防溢流设备的纵截面示意性视图；
图2是根据本发明的防溢流设备在一个可能的操作状态下的局部剖视示意性视图；
图3是根据本发明的防溢流设备在一个可能的操作状态下的局部剖视示意性视图；
图4是图3的横截面IV-IV的示意性视图；
图5是图4横截面的细节的示意性透视图；
图6是根据本发明的防溢流设备在一个可能的操作状态下的局部剖视示意性视图；
图7是图6的横截面VII-VII的示意性视图；
图8是图7横截面的细节的示意性透视图；
图9是根据本发明的防溢流设备在一个可能的操作状态下的局部剖视示意性视图；
图10是包括根据本发明的防溢流设备的连接设备的纵截面示意性视图。
具体实施方式
参考上述附图，由10整体表示根据本发明的防溢流设备。该设备10包括用于液流流通的管12。用于液体流通的管12具有入口通道12a和出口通道12b。由F表示下游装置正常使用情况下液流的方向。所述方向还限定所述管的纵向。管12优选地限定具有圆柱形纵截面的校准外体。
还设置有限制装置14，该限制装置沿管12插入并且限定液体流通截面(a section for passage of the liquid)，该截面在液体流速增加时逐渐减小直到一旦达到给定的阈值流速则关闭所述管。
有利地，所述限制装置包括至少一个阳元件18和至少一个阴元件20，所述阳元件和阴元件相对于彼此是可移动的，以便当液体流速增加时它们滑入彼此内部，从而阳元件18和阴元件20逐渐插入彼此内部将限定流通截面。
根据一个可能的实施例，所述阳元件18包括至少一个楔形物22，该楔形物的横截面沿与液体正常流动相反的方向在所述管的纵向上增大。尤其是，所述阳元件18包括多个沿阳元件自身的外周布置的楔形物22。所述阳元件18优选地形成有基本上轴对称的结构。在所示的例子中，阳元件18具有轴对称结构，并且沿阳元件自身的外周分布设置有六个楔形物22。根据一个可能的实施例，楔形物22成形为类似锥形或者具有半圆形横截面。
根据一个可能的实施例，阴元件20包括至少一个适于接收阳元件18的相应楔形物22的狭槽24。有利地，所述狭槽24沿用于液体流通的管12的纵向延伸。
在对应楔形物22具有沿与液体正常流动相反的方向增大的横截面的情况下，狭槽24沿管12的纵向可以具有恒定的横截面。有利地，所述至少一个狭槽可以形成为在阴元件20的外表面上制成的、沿用于液体流通的管12的内壁方向开口的凹槽。优选地，设置有两个或多个在阴元件20外表面上制成的狭槽24。有利地，狭槽24具有扇形形状。
根据一个可能的实施例，阴元件20的外部尺寸(在轴对称阴元件的情况下是指外径)稍小于由用于液体流通的管12限定的最小截面。
根据一个可能的实施例，阴元件20制成有轴对称结构。优选地，制成有轴对称结构的阴元件20包括两个或多个沿阴元件自身的外圆柱表面分布的狭槽24。
在防溢流设备的下游的装置正常使用的情况下，所述阳元件18和阴元件20在两者之间安置有对应的弹性保持元件，在确定每个狭槽、对应的楔形物以及所述管的内壁之间的空闲截面(free section)16(图4)的动态平衡的情况下，所述阳元件被部分地插入所述阴元件中。
参考附图中示出的实施例，液体流通截面由限定装置14的给定截面内每个狭槽24、对应的楔形物22以及用于液体流通的管12的内壁之间限定的空闲截面16的总和来确定，例如如图4和图7所示。
通常，阳元件18和阴元件20相对于彼此成形为使得当液体流速增加时减小流通截面，并且一达到给定的阈值流速则关闭管12。
根据一个可能的实施例，弹性保持元件26安置在限制装置14的阳元件18和阴元件20之间。有利地，阳元件18和阴元件20都限定用于容纳弹性保持元件的对应的座。参考所示的附图，弹性保持元件由螺旋弹簧形成。
根据一个可能的实施例，防溢流设备还包括有利地连接到限定装置14的防溢流开/关元件28以及沿用于液体流通的管12布置的防溢流座30。防溢流开/关元件28制成为一旦超过阈值流速时在限制装置14施加的推力作用下关闭防溢流座30。有利地，防溢流开/关元件28优选地通过沿用于液体流通的管12的纵向安置的杆32与阳元件18和阴元件20之一连接。尤其是，防溢流开/关元件28连接到阳元件18，因此所述防溢流开/关元件可以相对于阴元件20移动，直到达到阈值流速。在此情况下，杆32沿纵向来回移动阴元件20。
在附图所示的实施例中，防溢流开/关元件28装有垫圈或者O形圈34，以确保更好地密封抵靠防溢流座30的壁。
根据附图所示的实施例，限定装置14和防溢流开/关元件28构成一种可以插入用于液体流通的管12的筒。
根据一个可能的实施例，防溢流设备还包括防溢流弹性元件36，该防溢流弹性元件用于在安置在下游的装置正常操作期间使防溢流座30保持打开。有利地，防溢流弹性元件36安置在管12的一部分和限制装置14(优选地限制装置14的阴元件20)之间。
根据一个可能的实施例，防溢流弹性元件36在安置在下游的装置不操作或正常操作的位置上被预加载荷。有利地，防溢流弹性元件36具有比弹性保持元件26大的硬度。
根据一个可能的实施例，防溢流设备还包括阀38，该阀连接到用于液体流通的管12的下游端并且优选地限定防溢流座30。有利地，阀的位置例如通过螺纹连接4可沿管12调节。根据一个可能的实施例，阀装有垫圈或者O形圈42，以确保更好地密封抵靠管12的内壁。
有利地，防溢流弹性元件36安置在限制装置14和阀38之间。
根据一个可能的实施例，限制装置14包括开/关保持元件44。另外，管12包括相对于正常液体流动安置在限定装置14上游的保持座46，这样开/关保持元件44设计用于一旦液体流动停止时关闭保持座46。参考附图中示出的实施例，开/关保持元件44优选地通过与限制装置14的阳元件18制成一体件的方式连接到限制装置14的阳元件18。
根据附图中所示的实施例，开/关保持元件44装有垫圈或O形圈48以确保更好地密封抵靠保持座46的壁。
有利地，防溢流开/关元件28和开/关保持元件44优选地通过杆32相互连接。
根据一个可能的实施例，用于液体流通的管12包括用于接合到一个系统的装置，该装置例如包括螺纹连接装置或者其它连接装置。
根据一个可能的实施例，根据本发明的防溢流设备可以用在饮用水分配器等的连接设备50中。在此情况下，有利地可以想到所述连接设备还将包括压力限制器52。这种连接设备的一个例子在图10中示出。
下面将参考附图对上述防溢流设备的操作进行描述。
前述设备的主要功能是防溢流功能，该防溢流功能在用于输送到最终分配装置的管道滑出和/或损坏时能够立即中断液流，尤其是水。
图2示出了防溢流设备的最初状态，其中开/关保持元件44与保持座46接触。弹性保持元件26使阳元件18和阴元件20相互隔开一段距离。另外，防溢流弹性元件36(可能被预加载荷)使限制装置14和防溢流开/关元件28远离防溢流座30。
液体(水)沿箭头F的方向通过入口通道12a进入管12，并在阳元件18上施加压力，该压力足以克服弹性保持元件26的反向推力，从而使由阳元件和防溢流开/关元件形成的整体发生位移，阳元件和防溢流开/关元件通过杆32相互固定地约束。另外，阳元件18稍微接近阴元件20，同时阳元件的楔形物插入各个狭槽内。
由于该第一位移，水可以流过阴元件20的狭槽24，在相对平衡时，所述狭槽只是部分地由阳元件的楔形物22阻塞。
这种部分阻塞由阳元件和阴元件之间的动态平衡限定，这种部分阻塞在对应于给定横截面的区域内为每个狭槽界定给定的空闲截面16。这些空闲截面的总和确定液(水)流流通截面。
图3示出了在安置在防溢流设备下游的装置正常操作期间，即没有损坏或者故障期间，图2中的设备的位置。
在此情况下，保持座46和防溢流座30都是打开的，并且由于液体的流动，对应的开/关元件移动离开每个座。
在流速超过阈值的情况下，施加在阳元件18和防溢流开/关元件28上的力完全克服弹性保持元件26的推力。阳元件18的楔形物22完全进入到阴元件20的各个狭槽24中，并且完全关闭狭槽的截面使得不再有任何液体通过(图6)。
在所述情况下，阳元件18上的压力瞬时增加，该压力还克服防溢流弹性部36的推力，使得防溢流开/关元件28关闭防溢流座30，因此立即中断液体通过出口通道12b的供应。
还由于设置了开/关保持元件44，防溢流设备能够执行保持且止回的附加功能，从而在输送中有任何中断的情况下防止产生任何液体回流。
优选地连接到阳元件18上的开/关保持元件44通过已经输送的(即例如位于防溢流设备下游的且例如由图9中的附图标记A表示的)水产生的静水力被推靠在保持座46上。
由上面的描述可以理解根据本发明提供的防溢流设备如何能够立即中断液体的输送，由此防止任何不满意的缺点。
另外，根据本发明的防溢流设备还可以提供待执行的止回功能，由此防止在输送中断的情况下液体的任何回流。
显而易见的是，可以对上面描述和示出的内容进行改变和/或增加。
例如，楔形物可以具有恒定的横截面，而狭槽可以具有沿管的纵向变化的横截面，以便获得关闭前面所述流通截面的效果，或者楔形物和狭槽可以沿所述管的纵向具有变化的横截面。
为了满足可能的需求，本领域的任何技术人员可以对上述设备的实施例进行改进、改装和用其它功能上等同的元件进行元件的替换，这并不意味着脱离确定的权利要求的范围。描述成属于一个可能实施例的每个特征都可以单独应用于其它实施例。

Claims (20)

1.一种防溢流设备(10)，包括：
用于液流流通的管(12)；和
限制装置(14)，该限制装置沿管(12)插入并且限定液体流通截面，该截面在液体流速增加时逐渐减小并且一旦达到给定的阈值流速则关闭所述管；
其中所述限制装置(14)包括至少一个阳元件(18)和至少一个阴元件(20)，所述阳元件和阴元件相对于彼此是可移动的，以便当液体流速增加时它们滑入彼此内部，所述阳元件(18)和所述阴元件(20)逐渐插入彼此内部限定所述流通截面；
并且所述阳元件(18)和所述阴元件(20)相对于彼此成形为使得当液体流速增加时减小所述流通截面，并且一达到给定的阈值流速则关闭用于液流流通的管(12)。
2.根据权利要求1所述的防溢流设备(10)，包括安置在所述阳元件(18)和所述阴元件(20)之间的弹性保持元件(26)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的防溢流设备(10)，其中所述阳元件(18)包括至少一个楔形物(22)，该楔形物的横截面沿与液体正常流动相反的方向增大，所述楔形物设计用于插入所述阴元件(20)的对应狭槽(24)内。
4.根据权利要求3所述的防溢流设备(10)，其中所述至少一个狭槽(24)在所述阴元件(20)的外表面上制成。
5.根据权利要求4所述的防溢流设备(10)，其中所述阴元件(20)包括沿所述阴元件自身的外表面分布的两个或多个狭槽(24)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的防溢流设备(10)，还包括连接到限定装置(14)的防溢流开/关元件(28)和沿用于液体流通的管(12)安置的防溢流座(30)。
7.根据权利要求5或6所述的防溢流设备(10)，其中一旦超过所述阈值流速，在限制装置(14)施加的推力的作用下，所述防溢流开/关元件(28)关闭所述防溢流座(30)。
8.根据权利要求6或7所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流开/关元件(28)连接到所述阳元件(18)和所述阴元件(20)之一。
9.根据权利要求8所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流开/关元件(28)通过沿所述用于液体流通的管(12)安置的杆(32)连接到所述阳元件(18)和所述阴元件(20)之一。
10.根据权利要求8或9所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流开/关元件(28)连接到所述阳元件(18)，所述阳元件(18)可相对于所述阴元件(20)移动直到达到所述阈值流速。
11.根据权利要求6到10中任一项所述的防溢流设备(10)，还包括防溢流弹性元件(36)，该防溢流弹性元件用于使所述防溢流座(30)保持打开。
12.根据权利要求11所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流弹性元件(36)安置在用于液体流通的管(12)的一部分和所述限制装置(14)之间。
13.根据权利要求11或12所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流弹性元件(36)安置在用于液体流通的管(12)和所述限制装置(14)的阴元件(20)之间。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的防溢流设备(10)，其中所述防溢流弹性元件(36)在安置在所述防溢流设备下游的装置不使用或正常使用的情况下被预加载荷。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的防溢流设备(10)，包括安置在所述阳元件(18)和所述阴元件(20)之间的弹性保持元件(26)，其中所述防溢流弹性元件(36)的硬度大于所述弹性保持元件(26)的硬度。
16.根据权利要求6到15中任一项所述的防溢流设备(10)，还包括阀(38)，所述阀连接到用于液体流通的管(12)的下游端并且限定所述防溢流座(30)。
17.根据权利要求16所述的防溢流设备(10)，其中所述阀(38)的位置可沿所述用于液体流通的管(12)调节。
18.根据前述权利要求中任一项所述的防溢流设备(10)，其中所述限制装置(14)包括开/关保持元件(44)，并且所述用于液体流通的管(12)包括相对于正常液体流动安置在限定装置(14)上游的保持座(46)，所述开/关保持元件(44)设计用于一旦液体流动停止则关闭保持座46。
19.根据权利要求18所述的防溢流设备(10)，其中所述开/关保持元件(44)连接到所述限制装置(14)的所述阳元件(18)上。
20.一种用于饮用水分配器等的连接设备(50)，该连接设备包括压力限制件(52)和前述权利要求中任一项所述的防溢流设备(10)。
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