CN102333922B - 进气阀 - Google Patents

Abstract

用于在进气阀中使用的关闭和密封装置，其包括设计成连接至废水管道系统的阀壳（10）、上盖（14）和由固定的阀座（22）与可移动关闭部件（24）构成的阀关闭和密封装置。阀壳（10）包括与周围大气连通的至少一个通路（16）和与下水道系统的内部空间（19）连通的至少一个通路（18），所述通路每个都与可移动关闭部件（24）接触。关闭装置包括提升阀（40）形状的刚性可移动关闭部件，该提升阀具有倒碗形内部（42），在其周边处设有反向角度的锥形表面（44），该锥形表面向上延伸并且设计成与由固定的阀座（22）构成的密封装置协同操作，固定的阀座具有上边缘，该上边缘设有环状软座（50），该环状软座为朝向固定的阀座（22）的中心延伸的薄环状悬臂唇（52）。

Description

进气阀

技术领域

本发明涉及关闭和密封装置，该关闭和密封装置用于在连接至卫生废水管道系统的进气阀中使用，以便保护系统中的聚水器，并防止容纳在废水或下水道系统中的空气与周围大气连通，所述阀在所述管道系统内的突然压降或负压峰值的情况下自动地打开，以允许大气进入到管道系统中。

通过关闭和密封装置应理解，一方面是可移动的关闭部件或膜，并且另一方面是在所述阀的密封位置与所述关闭部件协同操作的固定阀座。

背景技术

在正常运行条件下，由于通过卫生设备排放产生的不稳定下水，建筑物排水和通风系统需要在系统的竖向管道（vertical stacks）内建立进气流。为了保护居住空间免受被污染的气味侵袭，每个设备通常都由聚水密封器来保护。由于排水系统内的下水而引起的变化产生气压时不时地变化（正的和/或负的），这种气压的时不时的变化经常能够通过由于系统中的突然负压导致的虹吸作用或由于通过过多的水封闭空气通路产生背压而扰乱这些聚水密封器。

已经采用了进气阀来避免所述不便，并且由于所述阀仅响应于所述废水管道系统中的亚大气压而打开，因此可以避免必须在建筑物屋顶外部对废水管道系统进行通风。

所述阀设计成保证从阀的空气入口到废水管道系统同时穿过临时打开的阀膜的最大可能进气流。

两个主要种类的进气阀之间具有差别，第一种类包括抵靠在两个同轴圆形座上的环状关闭部件，并且第二种类包括抵靠在对应的周边座上的球形或圆形关闭部件。

文献BE831833中公开了第一自动进气阀中的一种。

本申请的申请人的更近的专利文献US4232706公开了一种自动阀装置，其中构成阀体的竖向管在其上端处包括文氏管形式的构造，该构造与一盖协同操作，从而形成设有位于该构造外部的环状阀部件的周边空气入口，并且所述构造能在管道中出现负压时倾斜，同时允许新鲜空气进入到竖向废水管道中，而当压力平衡或出现过压时，所述构造处于关闭位置，防止受污染的空气漏出。所述阀包括环状周边开口，在环状阀部件升起的情况下，所述环状周边开口朝向与废水管道连接的竖向管分配空气入口。

在这种阀中，圆形或环形阀部件通常抵靠在两个同心阀座上，所述两个同心阀座每个都具有圆形密封表面。在阀部件变形或扭曲的情况下，所述阀部件或膜与所述两个密封表面中的至少一个的必要的气密封闭会出现问题。

文献EP0409506公开了用于允许空气进入管道的阀装置，其包括能安装在管道上的本体、在所述本体的上部中设有到管道内部空间的至少一个第一通路的腔、中心圆形关闭部件和所述体部内的第二通路，所述第二通路用于当关闭部件升起时在周围空气与腔之间连通。所述关闭部件通常由诸如中心杆的引导装置引导。可移动阀部件与密封件之间的密封通过设置在密封表面上的O形环或设置在关闭部件上的橡胶盘实现。

文献EP1650363公开了一种进气阀，其具有与上述装置基本相同的结构。密封部件包括由上部膜支撑件和下部膜支撑件保持的弹性体密封膜。当阀处于密封位置时，密封膜抵靠在进气口壁的密封唇上。

已知装置中关闭部件或膜的制造是复杂且昂贵的，这是因为它由不同成分的若干部件制成，所述不同成分为刚性和/或柔性材料。现有进气阀的另一个主要缺点在于关闭部件或膜与密封表面或阀座之间密封能力的准确度。实际上，所述密封表面大部分是刚性的，或者包括固定的环（O形环）。由于温度或材料变形引起的关闭部件和/或密封表面的平整度的微小变化都可能会引起被污染的空气从下水道系统到周围大气的泄漏和释放。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的进气阀，该进气阀非常简单且容易制造，同时提供改善的密封能力和密封可靠性。

上述目的是根据以下方面具体描述的本发明的特征而实现的。

根据本发明的一方面，提供了一种进气阀，所述进气阀要连接至卫生废水管道系统，用于响应于所述废水管道系统中突然的压力降低而允许大气空气朝向阀密封装置进入到废水管道系统中，以便保护所述废水管道系统中的聚水器，并且防止受污染的空气从所述废水管道系统排放到大气，所述进气阀包括阀壳，该阀壳包括：竖向的管状件，其能连接至所述废水管道系统，并且具有内部空间；帽或盖，其位于所述阀壳的上端处，并且具有内部空间；位于所述竖向的管状件与所述盖之间的阀开口和阀密封装置，所述阀密封装置包括在所述阀开口的周边处能与可移动的关闭部件协同操作的固定的阀座；从所述阀壳的内部空间通向周围大气的至少一个通路；从所述阀壳内的所述帽或盖的内部空间通向所述竖向的管状件的内部空间的至少一个通路；所述各通路分别与所述可移动的关闭部件的上表面或下表面接触，从而当所述废水管道系统中的气压突然损失时提升所述可移动的关闭部件，以允许新鲜空气经由从所述阀壳的内部空间通向周围大气的所述通路进入到所述废水管道系统中，以便平衡所述废水管道系统内的气压，其特征在于，所述可移动的关闭部件包括刚性的可移动部件，所述刚性的可移动部件具有圆形提升阀的形状，所述圆形提升阀设有锥形周边领圈，所述锥形周边领圈具有以角度α向上延伸的反向角度的锥形表面，所述圆形提升阀还设有倒碗形内部，该倒碗形内部的上部中心区域在一水平高度上延伸，该水平高度比所述反向角度的锥形表面的上部周边边缘的高度高，并且所述圆形提升阀与所述固定阀座的上边缘协同操作，所述阀座的上边缘设有环状软座，该环状软座具有朝向阀开口的中心延伸的薄环状悬臂平台或唇。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于关闭和密封上述进气阀的方法，所述进气阀连接至卫生废水管道系统，并且包括圆形提升阀形状的可移动的刚性关闭部件和具有环状软座的固定阀座，其特征在于，在所述废水管道系统内的平衡气压条件或正气压期间，使所述可移动的圆形提升阀在正常位置上抵靠在所述阀座上，在所述废水管道系统中负压的情况下，使所述可移动的圆形提升阀从所述阀座升起，通过所述阀的倒碗形内部的形状以及在其周边设有反向角度的锥形表面而改进提升力，并且由于所述阀的倒碗形内部的中心上部抵靠在阀壳的盖的下表面上而限制所述圆形提升阀的向上运动，在所述废水管道系统内过压的情况下，使所述可移动的圆形提升阀被向下压在所述环状软座的柔软的悬臂边缘上，从而使其向下弯曲，以便增大所述可移动的圆形提升阀与所述环状软座之间的密封表面。

附图说明

本发明的更多细节、优点和特征将从参考附图对本发明的阀的实施例的以下描述而变得明显，其中：

图1是设有根据本发明的密封装置的阀壳的剖视图，示出通向周围大气的通路；

图2是图1中细节A的放大图，其中关闭部件处于关闭或密封位置；

图3是所述阀壳的剖视图，该剖视图是在垂直于图1中的平面的平面上得到的，示出通向下水道系统的内部空间的通路；

图4是图3中细节B的放大图，其中关闭部件处于打开或升起位置；

图5是与图3相同的部分剖视图，示出一些可替代的构造特征；

图6是沿图5中的线C－C得到的剖视图，示出阀引导装置的示例；和

图7是根据本发明的提升阀的详细剖视图。

具体实施方式

如图1和3所示，阀包括传统的进气阀壳10，该进气阀壳具有包括竖向管状件12的下部，该竖向管状件具有内部空间19，并且适于连接至作为下水道系统一部分的卫生废水管道（未示出）的竖向管道。

阀壳10的上部被帽或盖14封闭。在盖14与管状件12之间，所述壳通常设有通向周围大气的通路16和通向管状件12的内部空间19并且因此通向下水道系统的通道18（图3）。

通道16和18借助中心圆形的阀开口20彼此连接，所述中心圆形的阀开口20的上边缘作为固定的阀座（密封件）22，该固定的阀座设计成与可移动的关闭部件24协同操作。

可移动的关闭部件24的下表面26与内部阀空间30接触，该内部阀空间30与通向周围大气的通路16连接，并且可移动的关闭部件24的中心上部（表面）28与上盖14内的空间32接触，该空间32与通向管状件12的内部空间19的通路18连接。

通路16和内部阀空间30借助作为阀壳10一部分的关闭壁21而与管状件12的内部空间19隔离。

根据本发明，可移动的关闭部件24设计成（圆形）可逆的提升阀40的形状，所述可逆提升阀设有倒碗形内部42，该倒碗形内部42的下表面与大气压永久接触。本领域技术人员容易理解，可逆的提升阀40的碗形的下表面提供与大气压接触的增大表面，并且因此在下水道系统中负压的情况下，将显著增大关闭部件24的提升动力。

优选地，可逆的提升阀40的倒碗形内部42将设有周边领圈，该周边领圈具有反向角度的锥形表面44，以角度α（图2）朝向上边缘45向上延伸。该角度可以在20°到45°之间，并且优选大约30°。

倒碗形内部42的下表面与周围大气接触，并且在可逆的提升阀40的上表面处出现突然负气压的情况下将提供可逆的提升阀40的良好的提升力。

为了进一步改进可逆的提升阀40的提升力，反向角度的锥形表面44沿半径为R的圆稍微弯曲。所述半径R约等于中心圆形的阀开口20的直径（参见图7）。

优选地，倒碗形内部42的顶部的水平高度将位于比反向角度的锥形表面44的上边缘45的高度高的位置。

倒碗形内部42的下表面在其中心设有管状延伸部46，该管状延伸部设计成作为引导装置与杆48协同操作，所述杆刚性地连接至阀壳10的关闭壁21。根据优选的实施例，杆48设有星形外表面（如图6所示），从而使管状延伸部46与杆48之间的摩擦最小，并且避免可逆的提升阀40在所述杆周围卡住。

可以用诸如聚丙烯（PP）或ABS的任何适当的刚性塑性材料来制造可逆的提升阀40。

根据本发明，中心圆形的阀开口20的上边缘（固定的阀座）22设有环状软座50，该环状软座具有朝向中心圆形的阀开口20的中心延伸的薄环状悬臂平台或唇52。

具有悬臂唇52的环状软座50可以由诸如丁晴橡胶（NBR）的任何适当的橡胶材料制造，并且借助刚性环54夹持到阀壳10的固定的阀座22上。

为了将环状软座50牢固地固定到中心圆形的阀开口20的（固定的阀座）上边缘22上，刚性环54可以设有向下延伸的柔性指状部55，并且在柔性指状部的下部末端设有锁爪56，所述锁爪设计成卡持到阀壳10的关闭壁21的下表面上。

在常闭位置（图1和2），可逆的提升阀40借助其反向角度的锥形表面44自由地抵靠在环状软座50的悬臂唇52上，该环状软座在正常（平衡）气压条件下提供可靠的密封表面。

在下水道系统内突然负压的情况下，如图3和4所示，大气压将升起可逆的提升阀40，并且大气将被瞬间引入到下水管道中。当下水道系统内气压平衡时，可逆的提升阀40将通过重力恢复抵靠在悬臂唇52上的关闭位置。

在可移动的关闭部件24升起期间，可逆的提升阀40将被管状延伸部46引导而在固定杆48上移动，并且通过可逆的提升阀40的中心上部28抵靠在阀壳10的上盖14的下表面上而防止脱出。

在下水道系统内过压的情况下，容纳在内部空间19、通路18和上盖14内的空间32中的空气将推压在可逆的提升阀40的中心上部28上，使得反向角度的锥形表面44牢固地压靠在悬臂唇52上而使其向下变形，同时由于反向角度的锥形表面44而增大密封表面。在此期间，清楚的是，过压越大，密封表面就越大，从而提供抵靠下水道系统内过压的增强的密封性。

从本发明的上述说明可以清楚地看出，相对于在下水道系统中使用的进气阀内的现有技术的关闭和密封部件而言，已经获得了显著的改进。

相对于已知密封装置而言，本发明的主要优点在于：容易制造关闭和密封部件的形状和组件，同时在下水道系统内突然负气压的情况下提供提升阀的更加有效的提升动力，并且无论在下水道系统内的平衡气压条件下还是下水道系统内的任意可能的正气压下，都能提供进气阀的改进的关闭准确度和密封能力。

在此说明的实施例的目的仅仅是为了说明本发明，而也可以有其它的变型落入以下权利要求书所述的本发明的范围内。

附图标记说明：

10：进气阀壳

12：管状件

14：壳的上盖

16：通向周围大气的通路

18：通向下水道系统的内部空间的通路

19：管状件12的内部空间

20：中心圆形的阀开口

21：壳10的关闭壁

22：固定的阀座（密封件）

24：可移动的关闭部件

26：关闭部件24的下表面

28：关闭部件24的中心上部（表面）

30：与通路16连接的内部阀空间

32：与通路18连接的盖14内的空间

40：（可逆的）提升阀

42：倒碗形内部（提升阀的下部）

44：反向角度的锥形表面

45：上边缘

46：管状延伸部

48：固定的竖向杆

50：环状软座

52：悬臂唇

54：刚性环

55：指状部

56：锁爪

Claims (15)

1.一种进气阀，所述进气阀要连接至卫生废水管道系统，用于响应于所述废水管道系统中突然的压力降低而允许大气空气朝向阀密封装置进入到废水管道系统中，以便保护所述废水管道系统中的聚水器，并且防止受污染的空气从所述废水管道系统排放到大气，所述进气阀包括进气阀壳（10），该阀壳包括：

竖向的管状件（12），其能连接至所述废水管道系统，并且具有内部空间（19）；

帽或盖（14），其位于所述阀壳（10）的上端处，并且具有内部空间（32）;

位于所述竖向的管状件（12）与所述盖（14）之间的阀开口（20）和阀密封装置，所述阀密封装置包括在所述阀开口（20）的周边处能与可移动的关闭部件（24）协同操作的固定的阀座（22）；

从所述阀壳（10）的内部阀空间（30）通向周围大气的至少一个通路（16）；

从所述阀壳（10）内的所述帽或盖的内部空间（32）通向所述竖向的管状件的内部空间（19）的至少一个通路（18）；

所述各通路分别与所述可移动的关闭部件（24）的上表面或下表面接触，从而当所述废水管道系统中的气压突然损失时提升所述可移动的关闭部件（24），以允许新鲜空气经由从所述阀壳（10）的内部阀空间（30）通向周围大气的所述通路（16）进入到所述废水管道系统中，以便平衡所述废水管道系统内的气压，其特征在于，

所述可移动的关闭部件（24）包括刚性的可移动部件，所述刚性的可移动部件具有圆形可逆的提升阀（40）的形状，所述圆形可逆的提升阀（40）设有锥形周边领圈，所述锥形周边领圈具有以角度α向上延伸的反向角度的锥形表面（44），所述圆形可逆的提升阀还设有倒碗形内部（42），该倒碗形内部的中心上部（28）在一水平高度上延伸，该水平高度比所述反向角度的锥形表面（44）的上部周边边缘（45）的高度高，并且所述圆形可逆的提升阀（40）与所述固定阀座（22）协同操作，所述固定阀座（22）设有环状软座（50），该环状软座具有朝向阀开口（20）的中心延伸的薄环状悬臂平台或唇（52）。

2.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述倒碗形内部（42）的下表面在其中心处设有管状延伸部（46），该管状延伸部设计成为了导向的目的而与竖向杆（48）协同操作，所述竖向杆刚性地连接至所述阀壳（10）的关闭壁（21）。

3.根据权利要求2所述的进气阀，其特征在于，所述竖向杆（48）设有星形外表面，以便减小圆形可逆的提升阀（40）的管状延伸部（46）与所述竖向杆（48）的外表面之间的摩擦。

4.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述锥形周边领圈的反向角度的锥形表面（44）以在20°和45°之间的角度向上延伸。

5.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述锥形周边领圈的反向角度的锥形表面（44）以30°的角度向上延伸。

6.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述锥形周边领圈的反向角度的锥形表面（44）沿具有一半径（R）的圆弧向上延伸。

7.根据权利要求6所述的进气阀，其特征在于，所述反向角度的锥形表面（44）的圆弧的所述半径（R）等于所述阀开口（20）的直径。

8.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述圆形可逆的提升阀（40）由刚性的塑性材料制成。

9.根据权利要求8所述的进气阀，其特征在于，所述圆形可逆的提升阀（40）由聚丙烯（PP）或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）制成。

10.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述环状软座（50）由橡胶材料制成。

11.根据权利要求10所述的进气阀，其特征在于，所述环状软座（50）由丁晴橡胶（NBR）制成。

12.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述环状软座（50）借助固定到所述阀壳（10）上的刚性环（54）夹持到所述固定的阀座（22）上。

13.根据权利要求12所述的进气阀，其特征在于，所述刚性环（54）借助一套弹性锁爪（56）夹持到所述阀壳（10）的关闭壁（21）的下侧上，所述弹性锁爪设置在从所述刚性环（54）向下延伸的指状部（55）的下部末端处。

14.根据权利要求1所述的进气阀，其特征在于，所述圆形可逆的提升阀（40）的倒碗形内部（42）的下表面与大气压永久接触，上表面与废水管道系统的内部空间压力接触。

15.用于关闭和密封根据权利要求1至9中任一项所述的进气阀的方法，所述进气阀连接至卫生废水管道系统，并且包括圆形可逆的提升阀（40）形状的可移动的刚性关闭部件和具有环状软座（50）的固定的阀座（22），其特征在于，

在所述废水管道系统内的平衡气压条件或正气压期间，使可移动的圆形的可逆提升阀（40）在正常位置上抵靠在所述阀座（22）上，

在所述废水管道系统中负压的情况下，使所述可移动的圆形可逆的提升阀（40）从所述阀座（22）升起，通过所述阀的倒碗形内部的形状以及在其周边设有反向角度的锥形表面（44）而改进提升力，并且由于所述阀的倒碗形内部的中心上部抵靠在阀壳（10）的盖（14）的下表面上而限制所述圆形提升阀（40）的向上运动，

在所述废水管道系统内过压的情况下，使所述可移动的圆形可逆的提升阀（40）被向下压在所述环状软座（50）的柔软的悬臂边缘上，从而使其向下弯曲，以便增大所述可移动的圆形可逆的提升阀（40）与所述环状软座（50）之间的密封表面。

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