CN101566237A - 流动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种流体控制装置，其中由可具有多个指形部的片簧将挡板连续地偏压到关闭位置。相同的阀包括允许使用者调节通过阀的前向流或完全关闭它的关闭机构。片簧被制成包括聚甲醛。

Description

流动控制装置

技术领域

【0001】本发明涉及阀。更为具体的是，本发明涉及用于控制流体流动的止回阀。

背景技术

【0002】已经开发出各种不同的阀以便通过管线控制流体流动。绝大多数阀，不论类型，都包括在壳体中的室内支承流动控制机构的壳体构件。该壳体典型地具有被构造成连接到管线相应部分的两个或更多个端口。一些端口具有螺纹连接，而其他端口利用“滑动配合”连接，其中管线的一个区段可滑动地容纳在被形成于阀壳体内的管座中。在这样的情况下，通过适当的粘合剂或诸如焊接、钎焊、胶粘或机械附连等的附连方法，典型地将管保持在管座中。

【0003】由阀所赋予的流动控制特征一般取决于所使用的流动控制构件的类型。在许多管线应用中，理想的是利用阀来允许流体仅沿单一方向流动。在这些例子中，通常使用被称为“止回阀”的阀。在各种住宅和工业应用中，诸如游泳池、温泉区、户外用水等需要这样的单向流动特征的地方运用止回阀。

【0004】有许多用于保持管线系统中单向流体流动的不同构造的止回阀。一种类型的止回阀，被称作“球”止回阀，利用球形流动控制构件，该球形流动控制构件在阀壳体内可移动地被支承并适于密封地与邻接端口中的一个端口的座接合。当流体沿一个方向流入阀壳体时，迫使球脱离与座的接触且允许流体通过阀。如果流体试图沿相反方向流经阀，则流体迫使球与座接触从而防止流体穿过阀回流。

【0005】另一种类型的止回阀，被称作“回转”止回阀，运用盘或活动挡板，该盘或活动挡板被枢转地连接到阀壳体并适于密封地与环绕阀端口中的一个阀端口的阀座接合。当流体沿期望的方向流经壳体时，流体迫使盘脱离与座的接触且流体被允许流经阀。然而，如果流体试图通过阀回流，则回流的流体将盘枢转成与座接触从而将该端口密封成关闭构造。这样，防止流体沿相反方向流经阀。典型地，在这样的情况中，盘被重力或金属弹簧偏压成关闭构造。这两种情况都易出现问题，即重力可能无法提供朝向关闭构造的足够强的偏压力，而在使用弹簧的情况下由于腐蚀而典型地很快就会出现导致损坏的问题。

【0006】此外，尽管这样的阀可以有效限制流动以单一方向穿过管线，但是，这样的现有止回阀的设计具有各种其他的缺点。例如，这样的现有止回并不便利地允许使用者限制这样的阀所允许的前向流量。而且，理想地在这样的阀所允许的前向流量上设置约束时，则必然要安装与止回阀串联的截止阀。这样的解决方案具有如下缺点，即需要附加劳力、用于连续管道安装的附加空间以及用于单独截止阀的附加费用。

【0007】因此，对于可解决现有技术中的缺点的止回阀是有需求的。本发明的流动控制装置满足这些以及其他需要。

发明内容

【0008】根据本发明的优选实施例，这里描述了一种被构造成解决现有技术中各种不利之处的流动调节装置或阀。该阀包括具有入口与出口端口的壳体，所述壳体限定了内室。挡板被设置在所述室内，并被构造成枢转到第一关闭位置以密封所述入口端口从而阻止在所述出口端口与所述入口端口之间的流动以及枢转到第二打开位置以允许在所述入口端口与所述出口端口之间的流体流动。限制元件位于室内，并相对于挡板是位置可调节的以限制挡板的枢转量。所述限制元件可定位成完全阻止挡板枢转。当要被安装时，止回阀与截止阀在同一个流动调节装置中相组合的构造提供了降低费用、减少空间以及节约劳动力的优点。

【0009】在本发明的另一方面，限制元件被连接到可旋转心轴并且该心轴的第一端延伸到壳体室之外，所述第一端包括用于旋转所述心轴的手柄，其中手柄的旋转改变了限制元件到挡板的接近度。所述心轴具有与第一端相反的第二端，且优选所述第二端终止于壳体室内并通过模制为壳体的一体部分的圆筒形轴承被保持而阻止平移运动。通过在室内终止第二端，降低了产生泄漏的可能性。

【0010】在本发明的又一方面，所述阀包括多个齿且手柄包括棘爪。手柄可旋转到期望位置，在该期望位置棘爪可插入到齿内以锁定手柄从而阻止其进一步旋转。手柄用作将棘爪固定在齿中的悬臂弹簧。从而，当使用者希望改变手柄位置时，使用者提起在棘爪上方的手柄、移动手柄并释放它从而棘爪向下咬合在齿上。

【0011】在本发明的优选实施例中，非金属弹簧朝向关闭位置偏压挡板，并还优选地，弹簧是具有第一端与第二端的片簧，其中第一端具有圆筒形形状，且壳体限定具有槽的管状空间，该管状空间用于容置片簧的第一端以允许第二端绕第一端枢转。在这样的构造下，片簧用作柔性梁，且由在第一端与第二端处的壳体支承。还优选的是，片簧具有被构造成彼此独立地弯曲的多个指形部，且在期望的构造中，片簧具有多个指形部，优选三个或四个指形部。

【0012】在本发明的再一个方面中，阀包括在室内延伸的杆，且挡板包括用于容纳杆并绕杆枢转的圆筒形部分。圆筒形部分限定从圆筒形部分延伸出的至少一个凸轮凸出部，该凸轮凸出部被构造成与片簧接合从而片簧施加力到凸出部并朝向关闭位置偏压挡板。优选地，片簧具有多个指形部，所述多个指形部被构造成彼此相互独立地弯曲并被定位成每一个凸轮凸出部均可被不同指形部接合。在这样的构造下，凸轮凸出部相对彼此绕圆筒形部分的轴线被定向从而当圆筒形部分绕杆被枢转时，通过片簧的不同指形部，力被顺续地施加到每一个凸轮凸出部从而将挡板偏压到关闭位置。

【0013】在本发明的再一个方面中，挡板包括刚性门，该刚性门具有第一平面表面以及连接到与第一表面相反的第二表面上的夹持部分，该夹持部分限定了被构造成容纳销的缺口。弹性密封圈被连接到第一平面表面。用于将门连接到杆的联接元件被提供，联接元件包括在第一端的圆筒形部分，该圆筒形部分具有用于容纳杆以允许联接元件绕杆旋转的孔，该联接元件还包括在第二端处的销，该销具有第一细长轴线并被构造成由所述缺口被保持。提供锁定件并将其构造成通过在锁定件上与门上设置的匹配棘爪将销锁定到缺口内。该缺口相对于所述销被成形以便允许销沿销轴线的平移运动以及销绕销轴线的旋转运动。优选地，所述缺口还被成形为允许绕第二轴线的旋转运动，该第二轴线延伸穿过所述销、垂直于所述销的轴线并垂直于门的第一平面表面，但进一步其中所述缺口具有收缩腰部以约束整个销沿所有方向的而不是沿销轴线方向的平移运动。在这样的构造下，挡板可抵靠入口端口调节它的位置以最优化密封的质量。

【0014】本发明的这些与其他优点将从以下其详细说明以及所附的示例性图中变得更为明显。

附图说明

【0015】图1是具有本发明特征的流动控制装置的俯视图。

【0016】图2是图1的流动控制装置的内部俯视图。

【0017】图3是图1的流动控制装置的侧视图。

【0018】图4是图1的流动控制装置的内部透视图。

【0019】图5是图1的流动控制装置的挡板的分解透视图。

【0020】图6是图1的流动控制装置的挡板相对于偏压元件的透视图。

【0021】图7是基本上沿图5中所示的线7剖切的、垂直观察的图5和6的剖视图。

具体实施方式

【0022】参照附图，该附图仅以示例而非限制的目的被示出，其示出了一般由标记20标示的阀，该阀20具有最初参考图1至4的本发明所要求权利的特征。阀20包括壳体22，该壳体22优选地一般为圆筒形并具有在顶部可打开以提供工作通路的内室24(图2)。尽管可使用诸如铁或黄铜的任何适合的材料，但是该壳体优选地由模制PVC制成。壳体限定至少两个端口26、28，其每一个端口适于与运送经过室24从入口端口26到出口端口28的流体流动的管部分(未示出)连接。入口端口26可经由在平面壁29内的孔口进入室，该平面壁29被构造成具有用于与流动调节机构密封接合的适当的平面座31(图2)，其在下面被描述。

【0023】正如在图1和2中被最好观察的，提供可移除盖30以便覆盖室24的顶部。提供环锁32以便可旋转地接合在分别在环锁与壳体22上的配合棘爪34、36之间，从而环锁32可以被安装成以常规方式以流体紧密密封的形式将盖30向下系到壳体上。优选地，盖和壳体都由透明PVC制成，以便在出现故障时能够直接检查室24，而无须拆卸单元。此外，入口与出口端口26、28都可被构造成管座以便在内部容纳标准尺寸的管，并且也作为套管以便内部地适配到标准尺寸的管配件内。这样的结构提供了增强的柔性并减少了用于加大或减小待连接管尺寸的适配器的需要。

【0024】正如图2和4中最好观察的，在壳体室24内安置一般用标记40表示的流动调节机构，该流动调节机构用于调节在两个端口26、28之间的流体流动。机构40包括在杆44上可枢转的挡板42。杆优选地包括两个杆部件(未单独示出)，其中一个部件从盖30向下延伸进入通向在挡板的内侧部分上圆筒形部分50内的孔48的上侧入口，另一个部件从室底面向上延伸进入孔48的下侧入口。挡板42被构造成绕杆44在关闭位置(正如在图2、4中观察的)与打开位置(未示出)之间枢转。在打开位置，挡板允许流体流动从入口端口26流向出口端口。在关闭位置处，挡板42密封入口端口26的入口孔口以阻止回流。具体地，由于挡板在回流内成角度，从而回流将偏压挡板以密封地抵靠座，因此从出口端口28向回穿过入口端口26的任何回流或流体流动的趋势将导致挡板关闭到环绕孔口在壁29内的座31上。

【0025】偏压器件被设置成朝向关闭位置推压挡板42。因此，任何穿过室的前向流动必须克服偏压器件的关闭力。在优选实施例中，偏压器件是片簧52。片簧被定位在邻近挡板的圆筒形部分50，正如在图2、4中观察的。片簧的第一端54被成形为包括带有圆柱轮廓的部分，该圆柱轮廓被构造成被插入到带有槽的配合管状开口56内，该带有槽的配合管状开口56由壳体的壁限定以用于容置片簧从而阻止其平移，不过允许其绕第一端54旋转一定程度。片簧的第二端部56沿壳体壁58延伸，从而正如图2中最好观察的，在壁58与片簧52之间存在间隙60。优选地，并不限制本发明的范围，片簧可由聚甲醛制成或包括聚甲醛，选择聚甲醛是由于它在水及包括可能含有氯的水中的耐久性，并且它比在这样条件下易氧化的金属更为优异。这样的化合物可获得自杜邦公司(duPont)的商品名“迭尔林”。

【0026】间隙60的意义在于它允许片簧52用作被支承在它的两端54与56之间的偏转梁(deflection beam)，且该偏转梁带有可偏转到间隙60中的中间部分61。挡板的圆筒形部分50限定至少一个凸轮凸出部，优选三个凸轮凸出部62a、62b以及62c，正如在图6中最好观察的，或者甚至四个凸出部。无论圆筒形部分50的定向如何，至少一个凸轮凸出部被定向在圆筒形部分50上从而片簧的中间部分61连续偏压至少一个凸轮凸出部，且这样的偏压又朝向关闭位置偏压挡板42(图2、4)。当提供多于一个的凸轮凸出部时，片簧52可被构造成包括相同数量的指形部。从而，在优选实施例中，有三个指形部64a、64b以及64c。正如图6中所观察的，每一个凸轮凸出部62a、62b以及62c被设置在挡板的圆筒形部分50上且具有稍微不同的旋转定向，因此，当挡板绕杆44旋转时，正当在一个凸轮凸出部上的偏压负载如同被施加到一个指形部上的偏压负载而减少时，则下一个指形部施加新的增加的偏压负载以抵靠下一个凸轮凸出部，从而在至少一个指形部与一个凸轮凸出部之间具有连续的负载，因此倾向于连续迫使挡板到关闭位置而不论挡板打开的程度。

【0027】在另一个方面中，本发明允许阀的使用者设定挡板42可被打开到的最大程度。在已知止回阀中，在入口与出口端口之间的流体流动典型地迫使挡板打开到不受控制的程度。水压越高，则挡板被迫打开越大且流体流动就越大。然而，本发明允许使用者可调节地设定挡板可打开的程度，并且如果需要的话甚至可以关闭阀以阻止流体流动。

【0028】为实现这样的结果，提供了细长心轴66，正如图1至4中最好观察的，该细长心轴66被定位到邻近且平行于杆44。优选地，心轴从盖30的外部延伸、穿过盖内的开口(在该开口处约束心轴的上端从而阻止其平移运动)并进入室24(在该处它的下端被植入在室底面上的圆筒形轴承68内(图4)，该圆筒形轴承68固定所述下端以阻止平移运动)。优选地，轴承被模制成壳体22的一体部件。心轴66可绕它的轴线旋转，且手柄70被固定到它的上端以允许使用者旋转心轴。在心轴的长度方向上的一点处臂72或者限制元件被定位成背离心轴的轴线延伸。当心轴66经由手柄70而被旋转时，臂72可被移动到邻近挡板42的位置从而当挡板被流经室24的流体力打开时，臂72可挡住挡板的进一步打开运动，或者它可完全挡住挡板打开。可通过在盖30的外表面上的一组棘齿74将心轴锁定就位。手柄具有在手柄下表面上的棘爪75(图4)，该棘爪75被构造成与齿74啮合，从而一旦手柄被设定到齿内的选定位置时则锁定手柄以阻止其旋转。手柄用作悬臂弹簧以偏压棘爪与齿啮合。从而，当使用者希望改变挡板42的设定时，他轻微地抬起手柄70以抵抗手柄的偏压从而使得棘爪75脱离啮合齿74。当在一定旋转之后到达期望的手柄设定时，使用者可释放手柄，并且手柄的偏压力促使棘爪向下以使得棘爪与齿啮合从而防止心轴66的进一步旋转。在这种方式中，使用者可将手柄70并且因而将臂72设定到所需位置处，该在所需位置处可以部分或甚至完全地阻止挡板42打开并且因此可部分或完全地关闭阀20以阻止前向流体流动。

【0029】在本发明的另一个实施例中，挡板42被构造成具有改进的密封部以抵靠在室24的壁29上的平面座31。正如在图5、6中可见的，挡板42可被装配成包括4个部件。第一，提供具有平面表面77的刚性门76。第二，通过过模过程将柔性密封圈78连接到门上从而提供在门的平面表面77上的弹性密封材料。在门的相反第二表面上，门限定了夹持部分80，该夹持部分80从该相反表面延伸出并进一步限定缺口82。第三，提供联接元件84以便将门连接到圆筒形部分50从而整个挡板可绕被插入到圆筒形部分的孔48内的杆44旋转。在一端，联接元件包括垂直的圆柱形销86，该垂直的圆柱形销86被容纳到夹持部分80的缺口82内。如上所述，在联接元件的相反端处，圆筒形部分50被定位成被杆44枢转地支承。第四，提供锁定件88以便将销86固定在缺口82内。通过被定位在锁定件88与门76上的配合棘爪89、91将锁定件88锁定到门上。

【0030】在本发明的再一方面中，缺口82被成形为允许在缺口内圆柱形销86的运动中具有具体设计的“活动”(play)量，从而允许门76和其密封垫78确保在入口端口24处在壁29上的最佳放置。为此目的，参照图7观察，缺口被成形为具有腰部90或具有在其端之间一点处的收缩部，这样的结构将限制整个销在平移方向内的而不是沿销轴线(如箭头“A”所示)的平移运动，不过将允许销绕收缩点至少两个旋转自由度的旋转。如图7中所观察的，销可至少绕它自己的轴线(如箭头“C”所示)以及绕垂直于销轴线且垂直于门的平面表面延伸的轴线(如箭头“B”所示)而旋转。通过这样限制了销的一些自由度，不过允许了其他自由度，门与密封垫可调节以适应小变化，这些小变化可能出现在优化密封部的就座质量中，不过门仍被保持在正约束下以防止密封部随时间退化。

【0031】因此，已经描述了一种机构，该机构提供用于防止回流的新颖的流动控制装置，在该流动控制装置中通过可具有多个独立指形部的片簧将挡板连续地偏压到关闭位置。本发明消除了对金属偏压元件的需要，而允许由聚甲醛所形成或包括聚甲醛的偏压元件被用于金属会易于快速腐蚀的不利化学环境中。此外，相同的阀包括允许使用者手工调节穿过阀的前向流动或完全将其关闭的截止或隔离机构。在单一阀内这样的多功能组合提供了如下优点，即在管道配置中不需串联地单独安装止回阀与截止阀。相反，它允许提供两种功能的单一安装件从而节省了劳动力、投入费用以及空间。此外，透明本体与可移除盖允许使用者从外部检查并进入室从而移除碎屑或者甚至更换已经磨损或失效的部件，而无须工具。

【0032】因此，可以看出本发明的流动控制装置提供了用于控制通过阀的流体流动且克服了现有技术缺点的新颖与有用的特征。本发明当然可以以与在此提出的方式不同的且不脱离本发明基本特征的其他具体方式来实现。因此当前实施例在所有方面中被认为是示例性的而不是限制性的，且所有来源于所附权利要求的含义与同等范围内的变化都将被涵盖在其中。

Claims (24)

1.一种阀，其包括：

具有入口端口与出口端口的壳体，所述壳体限定了内室；

在所述室中的挡板，所述挡板被构造成枢转到第一关闭位置以密封所述入口端口从而阻止在所述出口端口与所述入口端口之间的流动并且枢转到第二打开位置以允许在所述入口端口与所述出口端口之间的流体流动；

在所述室内的限制元件，所述限制元件相对于所述挡板可被可调节地定位以限制所述挡板的枢转量，包括从完全阻止所述挡板枢转。

2.根据权利要求1所述的阀，其中所述限制元件被连接到可旋转心轴且所述心轴的第一端延伸到所述壳体室之外，所述第一端包括用于旋转所述心轴的手柄，从而所述手柄的旋转改变所述限制元件到所述挡板的接近度。

3.根据权利要求2所述的阀，其中所述心轴具有与所述第一端相反的第二端，所述第二端终止于所述壳体室内并通过被模制成所述壳体的一体部件的圆筒形轴承被保持以抵抗平移运动。

4.根据权利要求2所述的阀，其中所述阀包括多个齿并且所述手柄包括棘爪，而且其中所述手柄可旋转到所述棘爪可被插入所述齿中以锁定所述手柄以阻止其进一步旋转的所需位置处。

5.根据权利要求4所述的阀，其中所述手柄用作悬臂弹簧以朝向所述齿偏压所述棘爪。

6.根据权利要求4所述的阀，进一步包括用于关闭所述室的盖，其中所述齿被连接到所述盖的外表面。

7.根据权利要求6所述的阀，其中所述盖被锁定环锁定到所述壳体上。

8.根据权利要求1所述的阀，其中弹簧朝向所述关闭位置偏压所述挡板。

9.根据权利要求8所述的阀，其中所述弹簧是具有第一端与第二端的片簧。

10.根据权利要求9所述的阀，其中所述片簧包括聚甲醛。

11.根据权利要求9所述的阀，其中所述第一端包括圆柱形轮廓，并且所述壳体限定具有槽的管状空间，其中所述管状空间用于容置所述片簧的所述第一端以允许所述第二端绕所述第一端枢转。

12.根据权利要求9所述的阀，其中所述片簧具有被构造成彼此独立地弯曲的多个指形部。

13.根据权利要求12所述的阀，其中所述片簧具有三个指形部。

14.根据权利要求9所述的阀，其中所述片簧用作在所述第一端与所述第二端处被所述壳体支承的柔性梁。

15.根据权利要求9所述的阀，其中所述阀包括在所述室内延伸的杆，并且所述挡板包括用于容纳所述杆且绕所述杆枢转的圆筒形部分，而且其中所述圆筒形部分限定从所述圆筒形部分延伸出的至少一个凸轮凸出部，所述至少一个凸轮凸出部被构造成与所述片簧接合从而所述片簧向所述凸出部施加力并朝向所述关闭位置偏压所述挡板。

16.根据权利要求15所述的阀，其中所述片簧具有多个指形部，所述多个指形部被构造成彼此独立地弯曲并被定位成每一个凸轮凸出部可被不同的指形部啮合，其中所述凸轮凸出部相对于彼此绕所述圆筒形部分的轴线被定位从而当所述圆筒形部分绕所述杆枢转时，通过所述片簧的不同指形部将力独立地施加到每一个凸轮凸出部以将所述挡板偏压到所述关闭位置。

17.一种阀，其包括：

具有入口端口与出口端口的壳体，所述壳体限定了室；

在所述室内的可枢转挡板，所述挡板在杆上可枢转并被构造成密封所述入口端口以阻止在所述出口端口与所述入口端口之间的流动以及允许在所述入口端口与所述出口端口之间的流体流动，所述挡板包括：

刚性门，该刚性门具有第一平面表面以及被连接到与所述第一表面相反的第二表面上的夹持部分，所述夹持部分限定了被构造成容纳销的缺口；

连接到所述第一平面表面的弹性密封圈；

用于将所述门连接到所述杆的联接元件，所述联接元件包括在第一端的圆筒形部分，所述圆筒形部分具有用于容纳所述杆以允许所述联接元件绕所述杆旋转的孔，所述联接元件还包括在第二端的销，所述销具有第一细长轴线并被构造成被所述缺口保持。

锁定件，该锁定件被构造成通过被定位在所述锁定件与所述门上的配合棘爪将所述销锁定到所述缺口内；

其中，所述缺口相对于所述销而被成形从而允许所述销沿所述销的所述轴线的平移运动并且允许所述销绕所述销的所述轴线的旋转运动。

18.根据权利要求17所述的阀，其中所述缺口被成形为进一步允许绕第二轴线的旋转运动，其中所述第二轴线穿过所述销、垂直于所述销的所述轴线并且垂直于所述门的所述第一平面表面延伸，不过进一步其中所述缺口具有收缩的腰部以限制整个所述销在所有平移方向内的而不是沿所述销的所述轴线的平移运动。

19.一种阀，其包括：

具有入口端口与出口端口的壳体，所述壳体限定了内室；

在所述室中的挡板，所述挡板被构造成枢转到第一关闭位置以密封所述入口端口从而阻止在所述出口端口与所述入口端口之间的流动并且枢转到第二打开位置以允许在所述入口端口与所述出口端口之间的流体流动；

朝向所述闭合位置偏压所述挡板的片簧，所述片簧具有第一端和第二端，所述第一端具有圆柱形轮廓，并且所述壳体限定了具有槽的管状空间，该管状空间用于容置所述片簧的所述第一端以允许所述第二端绕所述第一端枢转并且允许所述片簧用作在所述第一端和所述第二端处被所述壳体支撑的柔性梁。

20.根据权利要求19所述的阀，其中所述片簧具有多个被配置成彼此独立地弯曲的指形部。

21.根据权利要求20所述的阀，其中所述片簧具有三个指形部。

22.根据权利要求19所述的阀，其中所述片簧包括聚甲醛。

23.根据权利要求19所述的阀，其中所述阀包括在所述室内延伸的杆，且所述挡板包括用于容纳所述杆并绕所述杆枢转的圆筒形部分，并且进一步地其中所述圆筒形部分限定从所述圆筒形部分延伸出的至少一个凸轮凸出部，该至少一个凸轮凸出部被构造成与所述片簧接合从而所述片簧施加力到所述凸出部并朝向所述关闭位置偏压所述挡板。

24.根据权利要求23所述的阀，其中所述片簧具有多个指形部，所述多个指形部被构造成彼此相互独立地弯曲并被定位成每一个凸轮凸出部均可被不同指形部接合，其中所述凸轮凸出部相对于彼此绕所述圆筒形部分的轴线被定向从而当所述圆筒形部分绕所述杆被枢转时，通过所述片簧的不同指形部将力独立地施加到每一个凸轮凸出部以将所述挡板偏压到所述关闭位置。

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