CN105074302B - 流量止回阀组件及方法 - Google Patents

Abstract

本发明部分地提供一种在液体和气体管道应用中保持流动对压力的平衡的阀组件和方法。在一个实施例中，本发明包括主体部件，所述主体部件适于保持腔体部件、流体控制板及密封件和腔室盖。所述腔体部件可滑动地保持在所述主体部件内。弹性密封压盖构件牢固地连接在所述主体部件和腔体部件的一端，当流体压力环境使所述腔体部件向关闭位置移动时，用作密封件和将所述腔体部件回复到标准工作位置的记忆装置。

Description

流量止回阀组件及方法

技术领域

本发明涉及流体流通系统，尤其涉及调节流体流速并增强管道系统中流体阻塞后重新流动能力的止回阀组件。

背景技术

管道系统方便流体(如，液体、气体(如空气)或等离子体)的流通。如，家庭、学校、医院、商业建筑和其他在用的建筑物一般需要完整的管道系统，以便水和/或其他流体流通用于各种用途。液体和/或气体，如冷水及热水、供呼吸的空气、乙二醇、压缩空气、惰性气体、清洁剂、废水、工厂冷却水、油漆和涂料是一些可通过管道系统进行调度的液体和气体的例子。管子的类型可包括，如，铜管、不锈钢管、CPVC(氯化聚氯乙烯)管和PEX(交联聚乙烯)管。为本发明公开的目的，术语“管子”或“管道”理解为包括一个或多个管子和/或管元件。

管连接以接合不同部分的管子是必需的，且必须是通用的，以适合特定管道系统实施中要求的管子方向、管子类型和流体流速的变化。如，管件和阀可用在敞口管子的末端，使两部分管子以特定布局安装到一起。在管件类型中，举例来说，有弯头、T型接头、适用于各种目的，如管子尺寸变化的连接器、堵头、球阀、截止阀、止回阀和局部弯式接头。

根据应用情况，阀有不同的作用。洗衣机、加热器、水池、造冰机和其他家用及商用器具通常采用流体流量阀工作，以调节流体流动操作并防止损坏。如，如果洗衣机的软管爆裂，在一小时或更少的时间内会流出数百加仑水，因此导致灾难性的损坏。如，流量止回阀或截止阀可用于洗衣机，其可包括传感器，用于检测水流量，如软管爆裂可自动关闭水。

止回阀具有两个端口，一个允许流体流入，一个允许流体流出。止回阀工作时仅允许流体在一个方向流经阀。止回阀工作时监测和保持流经阀的流体流速，而不管流入压力如何。在任何管道系统中，保持流体流量对流体压力的平衡至关重要。本发明提供一种流量止回阀，一定程度上保持流体流量对流体压力的平衡，在下游系统故障时避免泄漏、溢流和其他阀问题。

发明概述

本发明部分地提供一种阀组件和方法，在液体和气体管道应用中保持流体中流动对压力的平衡。在一个实施例中，本发明包括主体部件，所述主体部件适于保持腔体部件、流体控制板及密封件和腔室盖。所述腔体部件可滑动地保持在所述主体部件的内部。弹性密封压盖构件牢固地连接在所述主体部件和腔体部件的一端，当流体压力环境使所述腔体部件向关闭位置移动时，用作密封件和将所述腔体部件回复到标准工作位置的记忆装置。所述腔室盖、密封压盖构件和活塞密封圈支持构件(也称压力板构件)用作端部构件牢固地连接到所述主体部件和腔体部件的一端。所述腔体部件可包括其中保持有密封圈的头部，工作期间所述密封圈可滑动地与所述主体部件内表面接合。

作为流量止回阀，本发明不一定涉及防止水或流体流回系统。在一个实施例中，本发明的流通止回板(也称为节流板)固定于防溢流控制密封件，起到阀的作用。所述阀处于开启位置并设为允许特定流量(如，2.5加仑/分钟)通过所述节流板。所述阀和板不受流体压力影响，但随流体流量变化会有所反应。本装置的其他部分作为调节器，以保持流量对压力的平衡。例如，如果本装置内的压力从35psi(磅/平方英寸)上升到80psi，所述腔体部件(也称活塞)将被推向所述防溢流控制密封件，且所述密封压盖构件将被拉伸。所述腔体前端最终将与所述防溢流控制密封件接合，这时，所述腔体部件的溢流口将位于本装置内腔内部，暴露于形成于所述主体部件和腔体部件之间的正向位移区。进一步地，通过所述溢流口转移的流体将保持在该内腔中，用于将所述活塞保持在接合位置，防止水流经或通过所述阀。当压力下降时，则所述密封压盖构件足够坚固并与所述主体部件和腔体部件充分保持连接，以缩进并带回所述活塞，允许流体流过所述阀并释放所述止回板。然后，所述溢流口返回到所述主体腔的第二部分内，暴露于所述主体部件的防御构件与所述腔室盖之间的区域。

在本发明的一个实施例中，本发明所述的阀组件可作为改进装置插入现有的管道系统。

附图简述

图1是本发明阀组件一个实施例的分解正视立体图。

图2是本发明阀组件一个实施例的分解正视立体图，部件以剖面示出。

图3是根据本发明一个实施例的腔体部件的剖视图。

图4是根据本发明一个实施例的盖构件的俯视图。

图5是沿图4中线5-5的盖构件实施例的剖视图。

图6是本发明主体部件一个实施例的正视剖视图。

图7是图6中圆圈7-7部分的局部放大图。

图8是根据本发明一个实施例的密封压盖构件的俯视图。

图9是沿图4中线9-9的密封压盖构件的剖视图。

图10是图9中圆圈10-10部分的局部放大图。

图11是根据本发明一个实施例的阀组件剖面的正视立体图。

图12是本发明阀组件另一实施例的分解正视立体图。

图13是图12中阀组件实施例的分解正视立体图，部件以剖面示出。

图14是根据本发明一个实施例的腔体部件的正视剖视图。

图15是根据本发明限流器一个实施例的正视图。

图16是沿图15中线16-16的限流器的剖视图。

图17A是根据本发明一个实施例的压力板正视图。

图17B是沿图17A中线17B-17B的压力板剖视图。

图18A是根据本发明一个实施例的流体控制板正视图。

图18B是图18A中流体控制板后正视图。

图18C是沿图18B中线18C-18C的图18A和图18B中流体控制板的左视剖视图。

图19A是根据本发明一个实施例的盖构件的俯视图。

图19B是沿图19A中线19A-19A的盖构件实施例的剖视图。

图20A是本发明密封压盖构件一个实施例的正视图。

图20B是沿图20A中线20B-20B密封压盖构件实施例的剖视图。

图20C是图20B中圆圈V部分的局部放大图。

图20D是图20B中圆圈W部分的局部放大图。

图21是根据本发明另一实施例的阀组件剖面的正视立体图。

实施例的详细描述

如图1-11所示，在本发明的阀组件10包括主体部件15和腔体部件20。应注意的是，本发明的组件提供用于插入、附加和/或安装于管道部件(未示出)内。

根据本发明，主体部件15和腔体部件20大体为圆柱体，流体通道穿过它们轴向延伸，当接合时，这些部件轴向对准。在本发明的一个实施例中，主体部件15和腔体部件20由黄铜制成。在本发明的另一个实施例中，根据本发明的目的，这些部件中的一个或两个可由铜或尼龙，或其他适合的材料组成。

如图2、6和7所示，主体部件15包括外壁22和内壁24。内壁24和外壁22均包含完整的壁。主体部件15的外壁22能牢固地与管道或管子部件的内壁接合。

外壁22从主体部件15的第一轴向端28上的盖边缘部26延伸到主体部件15的第二轴向端32上的带槽的边缘部30。盖边缘26是机械加工的边缘，从主体部件的外壁22轴向向外延伸，并包括面向内表面34、外表面36和外边缘38的管道或管子。如图6-7所示，带槽的边缘部30形成用于提供径向向外延伸的护边(retaining edge)40，护边40具有面向外表面42、外边缘44和内表面46的管道或管子。带槽的边缘部30还包括外壁48和体部侧壁50，以便护边40的体部侧壁50、外壁48和内表面46形成围绕主体部件15周向延伸的环形槽52。如下所述，环形槽52接收密封压盖构件的外边缘。

主体部件15的内壁24包括径向向内延伸的防御构件(rampart member)55，防御构件55具有第一侧壁56、第二侧壁58和内边缘60。如下所述，防御构件55协助提供由腔体20使用的通道51和物理阻抗结构，并协助在本发明工作期间建立正向位移区。在本发明的一个实施例中，如图11所示，防御构件第二侧壁58与腔体部件20配合形成正向位移腔59。

如后续更详细的描述，在本发明工作期间，内边缘60能滑动地与腔体部件20接合。在本发明的一个实施例中，内壁24包括位于主体部件15的第一轴向端28上的锥形表面构件62。如图2所示，锥形表面构件62开始于围绕内壁24周向延伸的锥尖64，终止于盖边缘26的内边缘65下方的位置66。这样，如后续更详细的描述，锥形表面构件62和盖边缘的内边缘65能与流体控制板接合。

如图2和3所示，腔体部件20包括外壁70和内壁72，均包括完整壁，外壁70能够可滑动地与主体部件15的防御构件55的内边缘60接合。这样，在工作期间，不允许腔体部件20偏离它的轴向移动路线，这样，适当地在主体部件的防御构件55两侧的腔体部件20的外壁70之间提供空间，以允许流体流通，如图11和21所示。腔体部件20以具有通道或腔21的大体为圆柱体构件的形式允许轴向的流体流通。

腔体部件20也包括一个或多个推进口75，以在工作期间允许流体流入或流出腔体部件的腔。在本发明的一个实施例中，如后续更详细的描述，推进口75被设置成使得仅在流通区域饱和时起作用。腔体部件20的外壁70从第一轴向端76延伸到第二轴向端78。腔体部件20包括从邻近第一轴向端76的外壁70径向向外延伸的腔体头部构件80和从邻近第二轴向端78的外壁70径向向外延伸的密封压盖接合端(gland engaging end)82。如图3中的实施例所示，头部构件80从外壁70大致垂直延伸，而密封压盖接合端82在如所示83处从外壁以锐角延伸。应该理解，在本发明还能够构想其中这种延伸角度不同于图3所示的其他实施例，而显示在图3中的角度有助于工作期间在本发明的一个实施例的整体装置内在结构上支撑腔体部件20。

在图14和图21所示的本发明的实施例中，腔体部件320的密封压盖接合端382不从外壁470的任一方向径向延伸。进一步地，腔体部件320在密封压盖接合端382上为逐渐变细，当盖315被插入，保持径向通道321以大体一致的直径D穿过腔体部件320时，允许密封压盖构件330和盖315牢固地与腔体部件320接合，如图21所示。进一步地，如图14和图21所示，腔体部件320的头部构件480被设置有径向延伸的内部突出部(lobe)302和外部突出部304，在其两者之间限定有密封圈间隙305。在本发明的此实施例工作期间，如果当与主体部件15的内壁24接合时，密封圈间隙305适于至少部分地(如果不是大体地或整体地)接收保持在间隙305中的密封圈308。内部突出部302具有外壁表面309，外部突出部304具有外壁表面307，该外壁表面在工作期间能够可滑动地与主体部件的内壁24接合。

如图3中示出的实施例，腔体部件20的密封压盖接合端82包括体外壁84、径向外壁86和轴向外壁88。径向外壁86包括内表面91和外表面92，轴向外壁88包括内表面93、外表面94和径向内边缘95。腔体部件20的径向外壁内表面91、轴向外壁内表面93和第一体外壁84形成环形槽100。如下所述，环形槽100接收密封压盖构件的内边缘。

如图14示出的腔体部件320实施例，密封压盖接合端382包括径向外壁386、径向内壁387和轴向外壁388。如下所述，径向内壁387和轴向外壁388共同与密封压盖构件的内边缘接合。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，容纳腔体头部构件80的主体部件腔室的第一部分61的半径R1大于主体部件腔室的第二部分63的半径R2。这一布局有助于在接近流体流出区域(即，围绕板170所在位置的区域)和接近流体流入区域(即，从密封压盖130所在位置的区域)之间创造期望的流体压力差。此外，在本发明的一个实施例中，如图3和6所示，腔体头部构件80的半径R4稍小于主体部件腔室第一部分61的半径R1，腔体部件20的半径R5(至外壁70，示于图3)稍小于主体部件15内的防御构件55的内径R3。在一个实施例中，各半径的关系可为这样：腔体头部构件半径R4为0.002至0.015英寸(包括端点值)，小于主体部件腔室的第一部分61的半径R1；类似地，腔体部件的半径R5为0.002至0.015英寸，小于防御构件55的半径R3。在0.002英寸差值上，发生可接受的最大摩擦。如果距离超过0.015英寸的差值，则腔体头部构件80和部件20不能在主体部件腔室61内和由防御构件55包围的区域内分别平滑地滑动。这样，可能没有足够的平衡压力或反压力来支持本发明部件的正确操作。

如图2和3所示，主体部件15内的环形槽52径向面向外，而腔体部件20内的环形槽100径向面向内。当保持主体部件和腔体部件大体同轴和平行排列时，这种布局允许本装置牢固地与下述密封压盖构件接合。作为一个意想不到的结果，这一布局和定位有助于本装置在工作期间使液体和气体不逃脱或渗入本发明的部件。在图14和21示出的本发明的实施例中，在腔体部件320内没有环形槽。然而，类似地，在这个实施例中，腔体部件320牢固地与终端体结构350接合。终端体结构350可包括，例如，密封压盖构件330。终端体结构350也可包括密封压盖构件330、压力板构件355和腔室盖315。图12和13示出了各种在本发明的图1和2所示的可选实施例中应用的部件，包括主体部件15、腔体部件320、带有密封压盖构件330、压力板构件355和腔室盖315的终端体结构350。图12和13还示出了流体控制板370、限流器380和密封环构件308。一旦被组装，腔体部件320在工作期间调节以限制基于流入流体压力的流体流量。被限制的流量流过限流器380。在下游流量大于受限流量的情况下，腔体部件320向前穿梭移动，以停止流体流动。

如图1-5所示，如下所述，腔体部件20的内壁72被提供有接近第二轴向端78的螺纹110，用于接收端盖115。内壁72进一步延伸穿过腔体头部构件80，径向向内延伸以形成内环120，内环120具有第一侧壁122、第二侧壁124和径向向内的边缘126。如下所述，在本发明工作期间，斜壁128从位于毗邻内环120的第一侧壁122的位置的内壁72延伸，斜壁128呈一定角度设置，以协助与控制密封件接合。如图14、19A、19B和21示出的本发明的实施例中，例如，腔体部件320的内壁472类似地被提供有接近密封压盖接合端382的螺纹310，用于接收端盖315。进一步地，图14实施例的内壁472具有相似的内环320，内环320具有第一侧壁322、第二侧壁324和径向向内的边缘326。在本发明工作期间，斜壁328从位于毗邻内环320的第一侧壁322的位置的内壁延伸，斜壁328呈一定角度设置，以协助与限流器380(见图16)的控制密封件389接合。

本发明的密封压盖构件130的一个实施例示于图1-2和图8-10中。如图所示，密封压盖构件130包括单一的、大体刚性又稍具柔性的构件，用作本发明装置的密封构件和弹性或压力平衡构件。在本发明的实施例中，密封压盖构件130为环形装置，具有形成贯穿的中心孔的实体，从而密封压盖构件实际为中空的。密封压盖构件具有径向外壁132、径向内壁134和外壁136。密封压盖构件130还形成有内表面138，内表面138具有带有外边缘140和内边缘142构件的大致C形横截面。如图10所示，外边缘140包括前壁150、径向向内的壁152和内壁154，内边缘142包括前壁160、径向向内的壁162和内壁164。进一步地，密封压盖构件的外壁136、径向外壁132和径向内壁134均包括各自的内表面144、145和146，由此，各自的内表面144、145、146和边缘构件140、142协作地与主体部件15及腔体部件20的环形槽52、100分别接合。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，外边缘140的前壁150进一步向外延伸超过内边缘142的前壁160，外边缘140的内壁154进一步向内延伸超过内边缘142的内壁165。这样的布局为外边缘140提供更大的表面积，从而相较于内边缘142与腔体部件20之间的连接强度，提供与主体部件更大的连接强度。进一步地，如图10中本发明的实施例所示，密封压盖构件的径向外壁132比径向内壁134宽度更厚且长度更短。因此，内边缘142具有适度的附加柔性，从而通过允许腔体部件20在主体部件腔室内轴向移动来按预期工作。在本发明的一个实施例中，如图9所示，径向内壁132的长度L1可为径向外壁134的长度L2的大约125％至大约167％，径向内壁132的宽度W1可为径向外壁134的宽度W2的大约20％至大约40％。在本发明的更进一步的实施例中，外边缘的径向向内的壁152的宽度W3为内边缘的径向向内的壁162的宽度W4的大约175％至大约300％。

如图20A-20D和图21示出的本发明的实施例，密封压盖构件330包括径向向外部分430，类似于图8-10中示出的实施例，包括外边缘340。在该实施例中，密封压盖构件330包括径向外壁332、径向内壁334、外壁336和内表面338。密封压盖构件330的内表面338与图21中示出的腔体部件320的实施例的密封压盖接合端82接合。连同压力板构件355和腔室盖315，密封压盖构件330牢固地与腔体部件320接合。在本发明的实施例中，密封压盖构件330可包括与密封压盖构件130相同的材料。在本发明的实施例中，图20B中所示的密封压盖构件330的外壁336还被提供了0.0001至0.25英寸的厚度T(包括端点值)。密封压盖构件330的厚度T决定腔体部件320在工作期间的移动，厚度T越厚，腔体部件320轴向行进越少。如图21所示，当固定在适当位置时，密封压盖构件的外边缘340协作地与主体部件的环形槽52接合。进一步地如图20A-20D所示，密封压盖构件330的径向内壁334具有轴向向内延伸的凸缘部432，可牢固地与腔体部件320的径向内壁472(见图14)接合。在本发明的一个实施例中，凸缘部432大体垂直于外壁336，可被提供有斜边434，用作与腔室盖315的外壁416中的体脊(bodyridge)构件415牢固地接合。在本发明的实施例中，当边缘340从外壁的表面延伸距离L时，如图20C所示，凸缘部432从外壁338的表面338延伸距离F，如图20D所示。在本发明的实施例中，距离L可大于距离F，以便在终端体结构350径向外部上提供增强的固定强度，且容纳附加的内部构件，如腔室盖315和腔体部件320。

在图19A-21所示的本发明的实施例中，腔室盖315包括具有足够轴向宽度的颈部417，以当接合时,容纳腔和密封压盖构件330的径向内壁334协作接合。进一步地，如图20C所示，边缘340具有大体圆形的径向内表面341(类似于密封环308)。当固定时，密封压盖构件330的内壁338、339与主体部件的护边40接合。

如图2、4和5所示，腔室盖115被提供为大体圆柱形体205，其具有轴向贯穿延伸的空腔208，在体205一端212处具有头部210。头部210可为任意形状，可被操纵进行顺时针或逆时针旋转，图4中所示为六边形。体部分205设置有外螺纹214，用于与腔体部件20的内螺纹110配合。

如图19A和图19B所示，示出了与盖115类似的腔室盖315。然而，盖315包括头部313，具有轴向贯穿延伸的腔312的体部311。盖还具有颈部417，体部311具有包括螺纹418的外表面，用于与腔体部件320的螺纹部310紧密配合。盖颈部417和脊415提供密封压盖接合段。板接合段419从邻近头部313的颈部417延伸，并当盖315牢固地保持在腔体部件320内时，与板构件355接合。当通过螺纹接合将盖315与腔体部件320固定时，板构件355围绕腔室盖315的颈部放置(类似于围绕螺栓或螺钉的垫圈)，则板构件355与密封压盖构件330的外壁336、盖头部313的内侧壁516和盖颈部417的板接合段419接合。在工作期间，密封压盖构件330的布局、压力板构件355和盖构件315在主体部件15和腔体部件320的末端提供牢固的密封。

如图17A和图17B所示，压力板构件355为环形装置，具有形成贯穿的中心孔356的实体。压力板构件设置有第一侧部357、第二侧部358、径向外边缘359和径向内边缘353。当被固定于腔室盖315和密封压盖构件330之间时，第一侧部357协作地与密封压盖构件壁336接合，第二侧部358协作地与盖头部内壁516接合，内边缘353协作地与盖颈部的板接合段419接合。

如图1、2、11和12所示的本发明的一个实施例中，流体控制板170设计具有一个或多个流体控制板流量端口172，以允许流体贯穿流过。流体控制板170可接收通过板的中心轴向孔173延伸的限流器180，从而限流器180轴向向内延伸并进入主体部件15腔的第一部分61。在本发明的一个实施例中，限流器180包括溢流停止控制密封件或活塞密封件182，当需要时，有助于在本装置工作期间密封流体流通。如图1、2和11所示，控制密封件182可具有较宽的锥形朝向流体端186，逐步变细至较窄的下游端184。在工作期间，如果且当阀定位于关闭位置，则控制密封件180的朝向流体端186的外边缘188适于以大体齐平的关系与腔体部件20的斜壁128配合。限流器180包括颈部189，其牢固地安装在板的中心轴向孔173内，如图1和11所示。流体控制板170的边缘175可认为是稳定器边缘，壁174可认为是卡斜边缘(snap slope edge)，在那里，由于主体部件内壁24中的锥形表面构件62，流体控制板可在主体部件15内卡扣到位，如图11所示。在本发明的一个实施例中，流体控制板170和具有溢流停止控制密封件182的限流器180是分离的部件，通过推动下游端184穿过流体控制板170的中心轴向孔173，限流器180可插入和保持在流体控制板170内。还提供了限流器180的上游中心插件187，当腔体部件20被推向限流器180时，如果流体流量超过允许流率，当环延伸部124超过并围绕插件187时，可在工作期间协助限制流体流量，如本文别处关于本发明工作的描述。在本发明的一个实施例中，流体控制板170可由聚合物材料，如聚甲醛(POM)形成，具有溢流停止控制密封件182的限流器180可由EPDM(乙烯丙烯二烯单体(M-级)橡胶)材料形成。类似地，根据本发明的一个实施例，本文所述的密封压盖构件130、330可由EPDM橡胶形成，例如，或类似的高弹性材料。

在图18A-18C和图21所示的本发明的实施例中，流体控制板370大体类似于图11中的板170，包括流量端口472和中心轴向孔475。流体控制板370的边缘477可认为是稳定器边缘，壁474可认为是卡斜边缘，在那里，由于主体部件内壁24中的锥形表面构件62，流体控制板370可在主体部件15内卡扣到位。在本发明的一个实施例中，如图18C所示，边缘477以大约1度至30度的角度E延伸(包含端点值)。

如图15和16所示，限流器380可从限流器180改进，以便它更大并包括额外的表面积，用于接合板370和腔体部件320的头部480。这样，因此在工作期间，限流器380可更好地抵制被强行通过板370的中心孔，而其可能会在高流体流速和/或压力的情况下发生。图15和16所示的限流器380包括颈部385，用于在板370的中心轴向孔475内牢固接合和保持。限流器380也包括溢流停止控制密封件或活塞密封件382，当需要时，有助于在本装置工作期间密封流体流通。如图16所示，控制密封件382可具有较宽的锥形朝向流体端388，其逐步变细至较窄的下游端384。在工作期间，如果且当阀定位于关闭位置，则控制密封件382的朝向流体端388的外边缘389适于以大体齐平的关系与腔体部件320的斜壁328配合。在本发明的一个实施例中，可提供用于朝向流体端388的额外支撑材料，如在395处虚线指示的，以便提供给控制密封件进一步的强度和表面积。在本发明的一个实施例中，流体控制板370和具有溢流停止控制密封件382的限流器380是分离的部件，通过推动下游端384穿过流体控制板370的中心轴向孔475，限流器380可插入和保持在流体控制板370内。还提供了限流器380的上游中心插件387，当腔体部件320被推向限流器380时，如果流体流量超过允许流率，随着环延伸部324超过并围绕插件387，可在工作期间协助限制流体流量，如本文别处关于本发明工作的描述。在本发明的一个实施例中，流体控制板370可由聚合物材料，如聚甲醛(POM)形成，具有溢流停止控制密封件382的限流器380可由EPDM橡胶(乙烯丙烯二烯单体(M-级)橡胶)材料形成。

图11示出了关于本发明阀装置的组装方法，腔体部件20被插入穿过在主体部件15的第一轴向端28处的开口190，具有限流器180和溢流停止控制密封件182的流体控制板170被插入并固定入主体部件15的盖部26。密封压盖构件130固定到主体部件15和腔体部件120，从而密封压盖构件130的外边缘140和内边缘142与上述环形槽52、100牢固地接合。接着腔室盖115被插入穿过密封压盖构件130，以便腔室盖115上的外螺纹214与腔体部件20上的内螺纹110牢固地接合。

图21示出了关于本发明阀装置的组装方法，密封环308插入腔体部件320的腔室305，腔体部件320以类似于上述的方式插入穿过主体部件15。如上所述，板370和限流器380也被插入并固定入主体部件15。密封压盖构件330固定到主体部件15和腔体部件320，以便密封压盖构件330的外边缘340和内表面338与腔体部件320牢固地接合。接着压力板构件355围绕腔室盖315的本体放置，以便与腔室盖315的板接合段419牢固地接合。在本发明的一个实施例中，压力板外径P(见图17A)至少为腔体部件320的外径Z(见图14)的101％。接着腔室盖315插入穿过密封压盖构件330，以便腔室盖315上的外螺纹311与腔体部件320上的内螺纹310牢固地接合，且板构件355牢固地保持在密封压盖构件330和盖头部313之间。

工作时，流体(如水)从管道或管子构件(未示出)由主体部件15的第一轴向端进入本发明的阀组件10。应当理解，流体可为液体或气体，还应当理解，流体的比重对本发明的工作无关紧要。流体以例如加仑/分钟为单位的流速进入。如果流体流量保持期望流速(如，2.4加仑/分钟)，则阀组件10不受影响，允许自由流经腔体部件20(或320)的腔，并且经过溢流停止控制密封件182，穿过流体控制板170(或，在图21的实施例中，限流器380和板370的类似构件)中的端口172。如果进入的流体流量增加，腔体部件20(或320)的外部将积聚流体压力，并围绕腔体部件的末端(如，围绕腔室盖115的头部205，或可替代地，盖315的头部313的区域)延伸，以将腔室盖115(或315)推向本组件的流体控制板末端。在该过程中，腔体部件20(或320)将更靠近流体密封构件182(或382)，密封压盖构件130(或330)将拉伸以允许腔体部件延伸。此外，推进口75(或375)从允许流体排出腔体部件进入沿着腔体部件20(图21中的320)旁边的图11(或图21中的505)中的通道255的位置，移动到越过主体部件15的防御构件55，以允许流体在正向位移腔59(或图21中的559)和主体部件15腔室的第一部分61中排出腔体部件的位置。因此推进口75(或图21中的375)促进一些流体从腔体部件排出，但最终允许流体继续积聚并将腔体部件推向流体控制密封件182(或图21中的382)，由于正向位移腔59(或图21中的559)相对较小，当流体压力积聚压抵腔室头部80(或图21中的480)时，腔体部件将由腔61内的流体推动。应注意的是，一些平衡流体流会穿过图11中所示的细长通道193,195(或图21所示实施例中类似的通道)，协助产生用于本装置的反压力。

当流体流量大到流体控制密封件182(或图21中的382)密封腔体部件20(图21中的320)的密封接合斜边128(或图14中的328)时，不再通过流体控制板170(或图21中的370)排出更多的流体。一旦流体流速从外部减小(如，从图11中的流入区域250，或图21中的类似区域)，则腔体部件上的压力被缓解，腔体部件经由来自远离流体控制密封件182(或图21中的382)的密封压盖构件130(或图21中的330)的压力而返回。在一定程度上，以上未对如图12-21所示的本发明的实施例类似的工作进行描述，应当理解，本发明的这样的实施例可促进以上所述的关于图1-11中所示的本发明的实施例的类似工作。

应当理解，本发明不需要弹簧和密封圈或圆环形装置，以方便阀装置上相邻部件的移动。进一步地，本发明适于采用显著小于其他装置的规格。在本发明的一个实施例中，组装时本装置的长度不大于1.25英寸。还应理解，本发明是通用的，可用于各种类型的液体和气体。在一个实施例中，本发明装置可用于流体流速范围高达150加仑/分钟或更高的环境，或用于空气压力为250磅/平方英寸或更高的环境。当密封环摩擦力积聚并随时间变热时，它们可能磨损。此外，油或硅浸渍密封件会更不适于高压和高温，或可能在更高温度和/或压力时燃烧或爆炸。当本发明不使用这样的密封时，相应地可承受更高的温度、流速和压力。进一步地，尽管本发明不使用钢或其他金属(如可能采用弹簧)，本发明还能承受更高的温度、流速和压力。

在不脱离其精神或基本特征的情况下，本发明可用其他具体形式实现。因此，所有的实施例是说明性的而非限制性的。由本申请的权利要求而非前述的说明书限定本发明的保护范围，并且所有在与权利要求等同的含义和范围内的变化均应纳入本发明的保护范围中。

Claims (40)

1.一种阀组件，包括：

大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔；所述内壁还具有从其径向向内延伸的防御构件，其中，所述防御构件将所述主体部件的腔分成第一部分和第二部分；

大体为圆柱形的腔体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁可滑动地与所述防御构件接合；并且其中所述腔体部件还具有头部构件，所述头部构件具有径向延伸的内部突出部和径向延伸的外部突出部，所述内部突出部和径向延伸的外部突出部之间限定密封圈间隙；和

密封圈，其至少部分地保持在所述密封圈间隙内并与所述主体部件的内壁接合；

弹性密封压盖构件，其能够与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端牢固地接合。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述腔体部件的头部构件具有外壁，所述外壁可滑动地与所述防御构件接合。

3.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述头部构件的径向延伸的内部突出部具有内部突出部外壁表面，并且其中所述头部构件的径向延伸的外部突出部具有外部突出部外壁表面；并且其中所述内部突出部外壁表面和所述外部突出部外壁表面能够可滑动地与所述主体部件的内壁接合。

4.根据权利要求1所述的阀组件，其中，还包括

腔室盖，其固定于所述腔体部件的第二端；和

流体控制板，其能够牢固地连接于所述主体部件的第一端。

5.根据权利要求4所述的阀组件，其中，还包括压力板构件，其固定于所述弹性密封压盖构件和所述腔室盖之间。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述防御构件包括第一侧壁、第二侧壁和内边缘，其中所述腔体外壁能够可滑动地与所述内边缘接合，并且其中所述第二侧壁和所述腔体外壁形成正向位移腔。

7.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述腔体部件包括至少一个推进口，其贯穿所述腔体部件径向延伸。

8.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述腔体部件的内壁包括接近所述腔体部件第二端的内螺纹表面。

9.根据权利要求4所述的阀组件，其中，所述密封压盖构件包括径向外壁、径向内壁、外壁和内表面。

10.根据权利要求9所述的阀组件，其中，所述密封压盖构件的径向内壁包括凸缘，其大体上从所述内表面垂直延伸。

11.根据权利要求4所述的阀组件，其中，所述主体部件的第二端包括环形槽，进而其中所述密封压盖构件还包括外边缘构件，其协作地与所述主体部件的环形槽接合。

12.一种提供阀组件的方法，包括：

提供大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔；所述内壁还具有从其径向向内延伸的防御构件；

提供大体为圆柱形的腔体部件，其具有第一端、第二端、外壁和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；并且其中所述腔体部件还具有头部构件，所述头部构件具有径向延伸的内部突出部和径向延伸的外部突出部，所述内部突出部和径向延伸的外部突出部之间限定密封圈间隙；

插入密封圈，所述密封圈至少部分地保持在所述密封圈间隙内；

提供弹性密封压盖构件，其能够与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端牢固地接合；和

将所述腔体部件插入所述主体部件，以便所述腔体部件的外壁能够可滑动地与所述主体部件接合。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述密封圈能够与所述主体部件的内壁接合。

14.一种阀组件，包括：

大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔；

大体为圆柱形的腔体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁能够可滑动地与所述主体部件的腔接合；和

弹性密封压盖构件，其能够与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的内壁连接。

15.根据权利要求14所述的阀组件，还包括压力板构件和腔室盖。

16.根据权利要求15所述的阀组件，其中，所述弹性密封压盖构件能够牢固地与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端连接。

17.根据权利要求15所述的阀组件，其中，所述腔室盖包括头部和颈部，其中所述颈部具有外表面，所述外表面具有螺纹、轴向密封压盖接合段和压力板构件接合段。

18.根据权利要求17所述的阀组件，其中，所述腔室盖能够牢固地与所述腔体部件的内壁连接，并且其中当所述腔室盖牢固地连接到所述腔体部件的内壁时，所述压力板构件和所述腔室盖头部从所述主体部件轴向向外延伸。

19.根据权利要求15所述的阀组件，其中，所述弹性密封压盖构件具有外壁，所述腔室盖头部具有内侧壁，并且其中所述压力板构件与所述密封压盖构件外壁、所述头部内侧壁和所述腔室盖颈部压力板构件接合段接合。

20.一种提供阀组件的方法，包括：

提供大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔；

将大体为圆柱形的腔体部件插入所述主体部件，所述腔体部件具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁可滑动地保持在所述主体部件的腔内；和

将弹性密封压盖构件与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的内壁连接。

21.一种阀组件，其中，包括：

大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔，所述内壁还具有从其径向向内延伸的防御构件；

大体为圆柱形的腔体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁能够可滑动地与所述防御构件接合；

流体控制板，其能够牢固地连接于所述主体部件的第一端；

弹性及中空的密封压盖构件，其与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端牢固地连接；和

中空的腔室盖，所述腔室盖固定于所述腔体部件的第二端。

22.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述防御构件包括第一侧壁、第二侧壁和内边缘，其中所述腔体外壁能够可滑动地与所述内边缘接合，并且其中所述第二侧壁和所述腔体外壁形成正向位移腔。

23.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述流体控制板包括溢流停止控制密封件，所述溢流停止控制密封件从所述流体控制板轴向向内延伸并在所述主体部件的腔内。

24.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述防御构件将所述主体部件的腔分成第一部分和第二部分，并且其中所述腔体部件包括头部构件，所述头部构件能够在所述主体部件腔的第一部分内轴向移动。

25.根据权利要求24所述的阀组件，其中，所述主体部件腔的第一部分的半径大于所述主体部件腔的第二部分的半径。

26.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述流体控制板包括溢流停止控制密封件，所述溢流停止控制密封件从所述流体控制板轴向向内延伸并在所述主体部件的腔内，其中所述腔体部件包括头部构件，所述头部构件能够在所述主体部件的腔内轴向移动，并且其中所述头部构件包括斜边，所述斜边适于以大体齐平的关系与所述溢流停止控制密封件接合。

27.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述腔体部件包括至少一个推进口，所述推进口通过所述腔体部件径向延伸。

28.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述腔体部件的内壁包括接近所述腔体部件第二端的内螺纹表面。

29.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述腔室盖包括带有外螺纹表面的主体部。

30.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述腔体部件的第二端包括体外壁、径向外壁和轴向外壁，其中所述径向外壁包括内表面和外表面，所述轴向外壁包括内表面、外表面和径向内边缘，并且其中所述径向外壁内表面、所述轴向外壁内表面和所述体外壁形成腔体部件环形槽。

31.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述主体部件的第二端包括径向向外延伸的护边，所述护边具有外表面、外边缘和内表面，并且其中所述主体部件的第二端还包括带槽的边缘部，所述带槽的边缘部具有外壁和体部侧壁，以便所述带槽的边缘部的外壁、体部侧壁和所述护边内表面形成主体部件的环形槽。

32.根据权利要求21所述的阀组件，其中，所述密封压盖构件包括径向外壁、径向内壁、外壁和内表面，所述内表面具有大体为C形的横截面。

33.根据权利要求32所述的阀组件，其中，所述密封压盖构件内表面包括外边缘构件和内边缘构件。

34.根据权利要求33所述的阀组件，其中，所述主体部件的第二端包括环形槽，所述腔体部件的第二端包括环形槽，进而其中所述密封压盖构件的外边缘构件协作地与所述主体部件的环形槽接合，所述密封压盖构件的内边缘构件协作地与所述腔体部件的环形槽接合。

35.一种提供阀组件的方法，包括：

提供大体为圆柱形的主体部件，所述主体部件具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔，所述内壁还具有从其径向向内延伸的防御构件；

将大体为圆柱形的腔体部件插入所述主体部件，所述腔体部件具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁能够可滑动地与所述防御构件接合；

将流体控制板固定于所述主体部件的第一端；

将弹性及中空的密封压盖构件固定于所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端；和

将中空的腔室盖固定于所述腔体部件的第二端。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述防御构件包括第一侧壁、第二侧壁和内边缘，其中所述腔体外壁能够可滑动地与所述内边缘接合，并且其中所述第二侧壁和所述腔体外壁形成正向位移腔。

37.根据权利要求35所述的方法，其中，所述防御构件将所述主体部件的腔分成第一部分和第二部分，并且其中所述腔体部件包括头部构件，所述头部构件能够在所述主体部件腔的第一部分内轴向移动。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述主体部件腔的第一部分的半径大于所述主体部件腔的第二部分的半径。

39.根据权利要求35所述的方法，其中，所述腔体部件包括至少一个推进口，所述推进口通过所述腔体部件径向延伸。

40.一种阀组件，包括：

大体为圆柱形的主体部件，其具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述主体部件轴向延伸的腔；

大体为圆柱形的腔体部件，所述腔体部件具有第一端、第二端和内壁，所述内壁限定通过所述腔体部件轴向延伸的腔；所述腔体部件具有外壁，所述外壁能够可滑动地保持在所述主体部件的腔内；和

弹性及中空的密封压盖构件，其能够与所述主体部件的第二端和所述腔体部件的第二端牢固地连接。