CN101675281B - 带有弯曲和弹性偏压闭合密封的鸭嘴型单向阀 - Google Patents

带有弯曲和弹性偏压闭合密封的鸭嘴型单向阀 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种单向阀，包括用于输送流体的管道，该管道具有入口和出口，该管道具有邻近包含挠性壁的出口(13)的第一区，当入口上游的液压和出口下游的液压大体相等时，挠性壁的两个相对侧朝着彼此会聚以形成闭合的几何形状，该闭合的几何形状包括每个相对侧(23、24)的横截面为弧形并以大体密封的关系(21、22)彼此贴靠。优选地，壁的连接两个相对侧(15、16)的两个连接区由偏压装置朝着彼此偏压。优选地，该偏压装置包括包括在点(25A、25B)处附接的、环绕挠性壁的一个或多个挠性环形件(25)。优选地，管道具有鸭嘴阀(20)的形式。此图示出了单向阀出口上的端视图。

Description

带有弯曲和弹性偏压闭合密封的鸭嘴型单向阀
技术领域
本发明涉及单向阀和鸭嘴阀。
背景技术
鸭嘴单向阀典型地具有朝着其出口变平的管状入口部分，就像鸭子的嘴一样。在有些鸭嘴阀中，下游部分在每侧分开，以形成两个相对的阀瓣。
鸭嘴阀用于控制潮水向下水道和雨水口的汇集，所述下水道和雨水口将废水排入地表水。该阀还用作第二次世界大战的防毒面具上的单向阀。
目前的“鸭嘴”单向阀依靠较高的下游压力(“反压”)而密封地闭合。如果这些阀是往复式泵(所述往复式泵依靠开始泵送时在其入口管路中产生低于大气压(真空)的压力来将水“提升”至其入口)的入口阀和出口阀，则阀上的反压可能不足以使阀完全地闭合并形成适当的密封，这是因为最初的平坦密封表面随着时间的推移会倾向于保持部分地开启。
在这些情况下，该泵不能提升和开始泵送液体，或者只能以减小的速度提升和开始泵送液体。
在现有技术中，“鸭嘴”在其闭合构造时其出口就像一个变平的管子，其中，扁平的第一内表面密封地接触扁平的第二内表面以提供密封。在缺少适当反压的情况下，当阀闭合时，会难于保持密封。靠近出口的管壁的变硬或出口的一部分或多部分闭合提供了对现有技术的补救，但这些措施引入了缺陷，当供给含有较大固体的泥浆时，阀要适当地密封。
现有技术发明WO 2006/108219提供了加强鸭嘴以使其在更高的出口压力下工作的装置，但没有改善导致密封随着时间变松并失效的衰退问题。
发明内容
本发明提供了一种在缺少适当反压的情况下保证“鸭嘴”单向阀将会密封的装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种包括用于输送流体的管道的单向阀，该管道具有入口和出口，该管道具有邻近出口的包含挠性壁的第一区。
当入口上游的液压和出口下游的液压大体相等时，挠性壁的两个相对侧朝着彼此会聚以形成闭合的几何形状。
闭合的几何形状包括每个相对侧的横截面为弧形并以大体密封的关系彼此贴靠。
优选地，壁的连接两个相对侧的两个连接区由偏压装置朝着彼此偏压。
优选地，偏压装置包括环绕挠性壁的一个或多个挠性环形件。
优选地，所述一个或多个挠性环形件每个均为弹性环。
优选地，一个或多个挠性环形件为金属C形夹。
优选地，管道具有鸭嘴阀的形式。
优选地，两个连接区为第一连接区和第二连接区，并且偏压装置包括一根或多根软线、弹性带或弹性条，每个均具有第一端部区和第二端部区，其中，第一端部区通过第一紧固装置紧固于或邻接于第一连接区，而第二端部区通过第二紧固装置紧固于或邻接于第二连接区。这形成了将第一连接区或邻接点连接于第二连接区或邻接点的弦。
优选地，第一和第二紧固装置每个均包括钩子或孔眼，该钩子或孔眼通过附接装置附接于邻近相应连接区的一个或两个相对侧。
优选地，第一和第二紧固装置每个均包括螺栓附接装置。
优选地，附接装置包括粘附件、熔接附件或螺栓附接件。
本发明提供了对现有技术的改进。本发明提供了当阀为隔膜泵的入口阀和出口阀时有益的改进，所述隔膜泵用于泵送含有较大固体的泥浆。
在这些应用中，入口阀设置在泵和出口阀上方，以避免固体在阀罩和隔膜泵内的聚积。
当入口阀升高到泵和出口阀上方时，该泵在抽吸液体之前必须首先将空气吸入到其入口中并开始泵送。如果阀没有得以可靠地密封，则会延迟或不能开始液体的泵送。
本发明的实施例通过使鸭嘴部分的第一和第二内表面弯曲并且通过用软线或带子或挠性件连接鸭嘴的弯曲出口部分的最外侧来避免这些缺陷，该线或带子或挠性件产生了朝着彼此拉动最外侧的较小张力、以及使鸭嘴的第一和第二内表面朝着彼此旋转的旋转运动。
在第一和第二内表面形成弧形的地方，邻近第一内表面宽度的管壁的长度将比邻近第二内表面的管壁的长度长，并且软线或带子将邻近弧的弦而横向地拉紧。软线、带子或绳索上的较小张力用来将第一和第二内部表面压到一起以形成密封。
当上游压力充分地超过下游压力时，第一和第二表面被迫分开，并且阀开启。
在其它实施例中，可以采用超过一根的软线、带子或绳索来施加该较小张力。
附图说明
图1是处于闭合位置的扁平形态鸭嘴单向阀的视图。
图2是所示阀略微开启时图1的视图。
图3是根据本发明优选实施例的鸭嘴单向阀的出口端视图，其中，示出了横向该弧的弦的挠性带使阀的扁平侧弯曲成弧形。
图4是根据本发明另一优选实施例的鸭嘴单向阀的出口端视图，其中，示出了由于横向该弧的弦设置的软线使阀的扁平侧弯曲成弧形。
具体实施方式
现在将参照附图仅通过实例描述本发明的优选实施例，附图中：
图1示出了带有出口13和入口14的闭合的鸭嘴单向阀10的挠性件的视图。该单向阀具有朝向其出口端变平的管的形式。第一内表面11和第二内表面12为扁平的，并会合以形成阀密封。扁平管的每侧15和16均被倒圆并被偏压，以在所示的其松弛状态下保持扁平形状。
图2示出了当内表面11和12在出口处略微分开时图1的鸭嘴单向阀。图2示出了在使用一段时间之后，当阀上的下游压力(或反压)不足以使阀完全闭合时的情况。类似的标号表示与图1相同的特征。
图3示出了根据本发明实施例的鸭嘴单向阀20的端视图，其中，类似的标号表示与图1和图2相同的特征。当与图1和图2相比较时，主要的区别在于，当第一内表面21和第二内表面22会合以形成密封时，鸭嘴出口部分不再是扁平的，而是弯曲的。在此实例中，表面21和22为挠性壁管的内表面。在制造过程中，由于周围管壁受到偏压而使得这些表面呈凹入式地弯曲，以在阀的松弛状态下保持此形状。鸭嘴出口部分的侧面15和16被倒圆，如图1和图2所示。表面23和24为分别邻近表面21和22的管壁的外表面。
如果呈凹入式地弯曲的鸭嘴出口部分的侧面15和16远离彼此移动，表面21和22的半径将增大，但内表面22的半径将比外表面23的半径增大得相对更多，并且表面21和22将远离彼此移动。
如果鸭嘴出口部分的侧面15和16朝着彼此移动，表面21和22的半径都将减小，但内表面22的半径将受外表面21的半径约束，并且表面21和22将被挤到一起以形成可靠的密封。注意如果用过大的力来使鸭嘴出口部分的侧面15和16朝着彼此移动，邻近表面22的管壁将被过度地压缩并变形。如果出现这种情况，表面21与22之间将形成空隙，并且它们将不能形成密封。
在此实例中，软线或弹性带或弹性条25设置在外表面23周围并横向侧面15与16之间的弧的弦延伸。
通过使软线或弹性带或弹性条25相对于表面23扩张或收缩而调整软线或弹性带或弹性条25中的张力，以便当阀处在其松弛状态时，在表面21与22之间提供所需的密封力。当获得所需的张力时，一个或多个软线或弹性带25被粘附地固定至表面23上的位置25A和25B。这还通过线25向两个端部15和16施加旋转运动，其朝向表面21推动表面22。
软线或弹性带或弹性条25的适当拉紧决定了使阀打开的上游/下游压差。
这种布置的优点在于：
(1)当较高的上游压力使鸭嘴单向阀20打开时，外表面24在接触带25之前自由地移动，并且阀20的进一步(完全)打开使带25仅延伸了最小的程度，并且
(2)如果固体卡在出口端上游的阀的闭合表面之间，其不会保持使阀在其出口端打开。
从(1)得出，在阀20逐步打开的过程中，带25的延伸是较小的，并且不会使其过度地疲劳。
在本发明此实施例的可替代实例中，可以采用一根以上的线或弹性带或弹性条来替代图3中的一根线或一条弹性带或弹性条，每根线或弹性带或弹性条均具有其独立的附接点25A和25B。
在本发明此实施例的另一可替代实例中，弹性带或弹性条25可以由金属C形夹替代，该C形夹仅包括邻近外表面23和倒圆端部15和16的弯曲形部分，而省却了两个侧面15与16之间的平直弦部分。
图4示出了根据本发明另一实施例的另一可替代鸭嘴单向阀30的端视图，其中，类似的标号表示与图3相同的特征。在此实例中，弹性线28系在紧固装置之间，该紧固装置包括位于其一端的活节螺栓26以及位于线另一端处的活节螺栓26A。
这些活节螺栓穿过邻近每个端部15和16的扁平管壁，如图所示，并通过螺母27和27A固定。垫圈29和29c设置在活节螺栓26和26A与扁平管的外表面24之间，垫圈29a和29b设置在螺母27和27A与扁平管的外表面23之间。螺母27和27A在端部15和16处的适当拧紧使表面21和22闭合在一起以获得密封，并允许通过线28向两个端部15和16施加旋转运动，这可以通过增大表面24距系绳点的距离而增加，并且紧固装置可以是螺栓附接的钩、或枢轴或简单的螺栓和螺母而非活节螺栓，这些中的任何一种均可通过熔合或粘合装置而非螺栓附接装置附接。
在本发明此实施例的可替代实例中，可以采用一根以上的弹性线28来替代图4中的一根弹性线28，每根弹性线均带有其独立的活节螺栓26和26A、螺母27和27A以及垫圈29、29a、29b和29c，或者替代的熔合或粘合附接装置。
线28的适当拉紧决定了使阀开启的上游/下游压差。
本领域技术人员应理解的是，在不背离广泛描述的本发明的精神或范围的前提下，可对如具体实施例中所示的本发明做出各种改变或改进。
因此，本实例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。
例如，可以使用除了弹性带或弹性条或线以外的装置而在阀侧面15与16之间提供张力。鸭嘴阀下游部分的凹形弯曲不需要是弧的形式(例如，其可以是有角的)。
本发明此实施例中的术语流体用来覆盖呈单相形式的气体或液体，以及覆盖包括气体、液体或固体的任何组合的两相或三相流体。这些气体、液体或固体可以是复合物、组合物和/或混合物。

Claims (9)

1.一种包括用于输送流体的管道的单向阀，所述管道具有入口和出口，所述管道具有邻近所述出口的包括挠性壁的第一区，
当所述入口上游的液压和所述出口下游的液压大体相等时，所述挠性壁的两个相对侧朝着彼此会聚以形成闭合的几何形状，
所述闭合的几何形状包括：每个相对侧的横截面为弧形并以大体密封的关系彼此贴靠，
其中，所述壁的连接两个相对侧的两个连接区由偏压装置朝着彼此偏压。
2.根据权利要求1所述的单向阀，其中，所述偏压装置包括环绕所述挠性壁的一个或多个挠性环形件。
3.根据权利要求2所述的单向阀，其中，所述一个或多个挠性环形件每个均为弹性环。
4.根据权利要求2所述的单向阀，其中，所述一个或多个挠性环形件为金属C形夹。
5.根据前述权利要求中任一项所述的单向阀，其中，所述管道具有鸭嘴阀的形式。
6.根据权利要求1所述的单向阀，其中，两个连接区为第一连接区和第二连接区，并且所述偏压装置包括一根或多根软线、弹性带或弹性条，每个所述偏压装置均具有第一端部区和一个第二端部区，其中，所述第一端部区通过第一紧固装置紧固于或邻接于所述第一连接区，而所述第二端部区通过第二紧固装置紧固于或邻接于所述第二连接区。
7.根据权利要求6所述的单向阀，其中，所述第一和第二紧固装置每个均包括钩或孔眼，所述钩或孔眼通过附接装置附接于邻近相应连接区的一个或两个相对侧。
8.根据权利要求6所述的单向阀，其中所述第一和第二紧固装置每个均包括螺栓附接装置。
9.根据权利要求7所述的单向阀，其中，所述附接装置包括粘附件、熔接附件或螺栓附接件。
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