CN105612380A - 轴向式水锤消除器 - Google Patents
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Abstract
一种轴向式水锤消除器,包括:壳体,壳体的每端均可连接至管路系统;流体通道,流体通道设置在壳体内以允许流体从管路系统流经壳体并且回到管路系统的流体通道;活塞;以及加压室。当出现压力峰时,活塞推抵加压室从而允许用于水流的扩张区域,直到压力峰消散并且活塞回到其静止位置。当与通常存在于家用器具上的柔性软管和管道一起使用时,该轴向式消除器易于通过卷边或夹持类型的连接器安装并且占据很少的空间。
Description
相关申请的交叉引证
本申请要求于2014年12月12日提交的美国申请序列号14/568,583以及于2013年12月17日提交的美国申请序列号14/109,116的优先权。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及用于缓和压力峰(pressurespike)并且减少在切断水流(或者穿过系统流动的其他流体的流)时由管路、软管、或柔性管道内的突然压力改变而引起的“水锤(waterhammer)”的轴向式(in-line,线内)设备。
2.相关技术
水锤是在由于切断穿过管路的水流引起的管路压力的突然改变时的常见现象。与快速关闭阀相关的压力峰(pressurespike)可为系统内通常压力的5倍甚至更大。压力的这些改变可导致管路的嘎嘎声和振动,从而产生与该问题有关的典型“锤击”噪声,尽管甚至在不存在锤击噪声的情况下压力改变也可对管路系统造成损害。压力峰可从阀向后发生反射(reverberate)并且对整个系统的部件导致损害,所述的部件包括装配件、阀、回流防止器、以及连接至管路系统的器具。
一种防止水锤的方式是通过安装水锤消除器。这些设备通常包括管路,该管路在一端加盖,具有活塞以及位于活塞与加盖端之间的加压气穴,其中管路的开口端连接至系统中位于可能发生压力峰处的正上游的管路或者连接在阀处并且通常包括在阀出口箱(outletbox)中。消除器通常以垂直于系统管路的方式安装。当发生压力峰时,加压水推挤消除器中的活塞(该活塞抵靠加压气穴(airpocket,气囊)移动)直到压力稳定,并且活塞回到其在消除器内的通常静止位置。这缓和了压力,使得压力峰不会向后反射穿过管路系统。
这种类型的现有技术的锤消除器对于固定的管路安装而言运行得很好,然而需要额外的空间用于安装和较大尺寸的出口箱以容纳该消除器。另外,安装更加困难,因为其通常包括焊接管路、压缩接点、卷边到PEX上、或其他各种连接手段。如果有必要使用锤消除器来改装管路系统,则困难增大,因为难以接近墙壁内的管路或者难以在已有的出口箱处添加锤消除器。这通常需要专业水管工的帮助并且对于普通房主而言通常并非是自己动手的工作。此外,这种类型的设计不适用于通常存在于清洗机、洗碗机、和冰箱/制冰器上的柔性软管和管道,甚至与这些器具一起使用的阀可能导致严重的压力峰。
轴向型消除器也是已知的,其相对于T连接器类型的消除器具有优点,但这些轴向型消除器使用缓冲材料而非活塞。例如,美国专利No.6672337公开了一种围绕流体室的缓冲隔膜,并且美国专利No.8307855公开了一组位于较大直径管路内用于缓冲压力峰的充气气囊。活塞比缓冲材料更为有效。
发明内容
本文公开的水锤消除器装置可添加至通常存在于用于清洗机、洗碗机、以及冰箱/制冰器的供应线上的标准和预先存在的柔性软管和管道。根据本发明一个实施例,通过将水锤消除器卷边或密封在标准软管的中部而将水锤消除器轴向地安装在柔性软管中。这样,水锤消除器的安装对于普通房主而言就像安装标准软管一样简单并且其可在无需专业帮助的情况下完成。此外,该装置相对小并且直径仅仅比用于家用器具的柔性软管供应线的通常直径略大,使得其易于装配在供应线安装消除器之前容纳标准柔性供应线的相同位置。通过使用根据本发明实施例的消除器,无需将消除器安装在阀出口箱中,这将允许更为廉价的更小的箱。
根据本发明另一实施例,水锤消除器包括活塞和加压室(类似于现有技术的装置),然而消除器相对于系统是轴向的并且水穿过消除器。该轴向式设计允许消除器是紧凑的并且易于安装在已有的柔性软管或管道上。
通过结合附图考虑优选实施例的下文详细描述和所附权利要求,本发明的这些和其他特征、目的和优点将变得更加被理解。尽管优选实施例的讨论将关注于装置与柔性软管和管道的使用,然而本发明可与铜质管路、CPVC管路、PEX管路、以及具有将装置的端部与这些管路轴向连接的不同装置的其他硬质表面管路系统一起使用,如本领域普通技术人员应当理解的。另外,本发明可由器具制造商安装在器具(诸如清洗机或洗碗机)内,如本领域普通技术人员也应当理解的。
附图说明
相对于以下附图进一步描述和阐述本发明的装置,附图中:
图1为典型的现有技术T连接器水锤消除器的截面图;
图2为根据本发明装置的一个实施例的立体图;
图3为其中活塞处于其静止位置的图2装置的截面侧视图;
图4为其中活塞处于完全压缩位置的图2装置的截面侧视图;
图5为连接至柔性软管的图2装置的截面侧视图;
图6为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图7为其中活塞处于其静止位置的图6装置的截面侧视图;
图8为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图9为图8装置的截面侧视图;
图10为根据本发明装置的另一实施例的侧视图;
图11A为其中活塞处于其静止位置的图10装置的截面侧视图;
图11B为图11A的一部分的放大图;
图12为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图13为其中活塞处于其静止位置的图12装置的截面侧视图;
图14为其中活塞处于完全压缩位置的图12装置的截面侧视图;
图15为根据本发明的端部装配件的一个实施例的立体图;
图16A为图15的端部装配件的截面侧视图;
图16B为图16A的端部装配件的放大图;
图17为根据本发明的另一端部装配件的一个实施例的立体图;
图18A为图17的端部装配件的侧视图;
图18B为图18A的端部装配件的一部分的放大图;
图19为根据本发明活塞的一个实施例的立体图;
图20为图19的活塞的侧视图;
图21为图20的活塞的截面图。
图22为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图23为其中活塞处于其静止位置的图22装置的截面侧视图;
图24为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图25为其中活塞处于其静止位置的图24装置的截面侧视图;
图26为根据本发明装置的另一实施例的立体图;
图27A为图26的装置的截面侧视图;
图27B为图27A的一部分的放大图;
图28为图26的装置的另一截面侧视图;
图29为根据本发明活塞的另一实施例的立体图;
图30为图29的活塞的前视图;
图31为图29的活塞的侧视图;以及
图32为图30的活塞的截面图。
具体实施方式
参照图1,示出了现有技术的锤消除器1。消除器1包括端部装配件2、通常为U形的壳体3、以及活塞4。端部装配件2通常通过螺纹或焊接连接而附接至从管路8垂直延伸的T座7。流体室5设置在端部装配件2内。通常填充有空气的加压室6设置在壳体3内。当出现压力峰时,随着流体室5扩展以容纳来自管路8的额外流体,流经T连接器7和端部装配件2的流体或水的力导致活塞朝向壳体3的密封端移动。当压力一般化时,活塞4移动返回至其静止位置(如图1所示)。系统中的流体或水不会流经(从一端流经并且经由另一端流出)消除器1,而是流入到端部装配件2的开口中并从该相同开口回流出去。当以通常的定向安装时,消除器1的纵向轴线垂直于管路8的纵向轴线并且垂直于流体和水流经系统的主要流向。向已有的管路系统添加消除器1通常需要切开管路或软管、安装T连接器7、以及连接消除器1。根据所使用的材料,这可能需要使用有害的和有臭味的溶剂或者使用焊料和焊炬,从而使得在没有专业水管工帮助的情况下安装对于普通房主而言安装变得更加难以应付。
参照图2,描绘了轴向式水消除器装置10的一个优选实施例。装置10优选包括大致柱形的外壳或本体12、第一端部装配件22、第二端部装配件30、以及纵向流体通道34,该外壳或本体具有位于每个端部处的台肩52。在管路系统(包括使用硬质管路材料或者柔性软管或管道的系统)的正常运行过程中,流体(通常为水)从第一装配件22(上游或后向端)朝向第二装配件30流动(下游或前端)。装置10安装在阀的上游,该阀将关闭和形成压力峰。通常,这样的阀是与消除器一起使用的器具的一部分。为了与例如清洗机一起使用,消除器10将安装在柔性供水线中位于安装在墙壁处的出口箱中的供水阀(其通常保持在打开位置并且不是压力峰的来源)与清洗机之间。每个端部装配件22和30优选地包括带钩端(barbedend)24和32以及向外延伸超出台肩52的颈部21和31。可替换地,消除器10可安装在器具内(最优选地由器具的制造商)位于可导致水锤的器具阀附近。
消除器装置10的优选实施例在图3和图4中描绘。消除器装置10包括外壳或本体12、第一端部装配件22、第二端部装配件30、活塞14、加压室20、以及流体通道34、28和26。第一端部装配件22设置在壳体12的上游端处。第一端部装配件22包括具有内部(或下游)端40和台肩41的柱形本体16、从台肩41向外延伸的柱形颈部21、以及带钩端24。台肩41抵接壳体12的台肩52。颈部21从壳体12穿过开孔54向外(在上游)延伸。带钩端24优选地在颈部21附近最宽并且随着其从颈部21向外延伸而渐缩以帮助插入到柔性软管中,其中最宽的带钩部分帮助确保带钩端24不会从柔性软管中脱出。纵向流体通道26延伸穿过带钩端24和颈部21。另一流体通道28形成在柱形本体16的内部上。流体通道28比流体通道26具有更大的直径。当水流经系统时,流经管路系统的流体(通常为水)可从流体通道26自由地流动至流体通道28。至少一个并且优选至少两个环形凹部35设置在本体16的侧壁的内表面内。在每个环形凹部35内设置有密封环36,该密封环密封地接合壳体12的内壁,从而将第一端部装配件22固定在壳体12内并且防止水在壳体12与第一端部装配件22之间的泄漏。
第二端部装配件30设置在外壳或本体的下游端处。第二端部装配件30包括具有内部(或下游)端46和台肩44的大致柱形本体18、柱形流体轴62、从台肩44向外延伸的柱形颈部31、以及带钩端32。至少一个并且优选至少两个环形凹部35设置在本体18侧壁的靠近壳体12内壁的外表面内。每个环形凹部35内设置有密封环36,该密封环密封地接合壳体12的内壁,从而将第二端部装配件30固定在壳体12内并且防止材料在加压室20与第二端部装配件30之间的泄漏。台肩44抵靠柱形壳体12的台肩52。颈部31从壳体12穿过开孔54向外(在下游)延伸。带钩端32优选地在颈部31附近最宽并且随着其从颈部31向外延伸而渐缩以帮助插入到柔性软管中,其中最宽的带钩部分帮助确保带钩端32不会从柔性软管中脱出。
流体轴62从颈部31向内(在上游)延伸。流体轴62的上游端45部分地延伸到流体室28中。环形室48形成在本体18与流体轴62之间。室48帮助本体18的模制。周向间隔开的孔也可部分地设置在本体18中以帮助模制。纵向流体通道34穿过带钩端32、颈部31、以及流体轴62而延伸。流体通道26、28和34配合以提供穿过消除器装置10的连续流体通道。加压室20形成在壳体12的内壁、流体轴62的外壁、活塞14的端部43、以及本体18的端部46之间。全部的组件应当满足最新版的ASSE1010测试标准,以充分降低系统中压力峰的影响。尽管空气是用作加压室20中的优选气体,然而也可使用其他气体,优选为惰性气体,例如氮气。也可与加压室20一起使用其他材料,诸如水或凝胶、泡沫、或机械结构(诸如弹簧)。
优选地通过以下步骤来组装装置10:将活塞14放置在轴62之上,将端部装配件22和30插入壳体12中,气密地将室20密封并加压(优选至35-45帕斯卡(psi)),以及将端部装配件22和30密封于壳体12。优选地,壳体12初始为管路的柱形件,该柱形件可模锻以在每个端部形成位于端部装配件22和30单独台肩41和44之上的台肩52。一旦形成台肩52,装置内的流体压力将端部装配件22和30保持在抵靠壳体12的适当位置中。
安装在柔性软管上的水锤消除器装置10的优选实施例在图5中描绘。连接至例如供水线和器具的柔性软管68被切开以暴露两个开口端。夹持或卷边类型的连接器70插入在每个带钩端24和32每一者之上并且抵接壳体12的台肩52上的凹部区域(该凹部区域在图1中最佳看到)。连接器70优选地具有软管端76、颈部72、以及台肩端74。软管68的切开端插入到连接器70的软管端76中,并且带钩端24插入到连接器70内的软管68的切开端中。软格68的另一切开端类似的插入到第二连接器70的软管端76中,并且带钩端32插入到第二连接器70内的软管68的切开端中。每个连接器70然后卷边或夹持以将软管68固定至消除器装置10。适于与柔性软管或管道一起使用的任何其他类型的连接器可用于将软管68连接至消除器装置10。消除器装置10可与附接在装置10两端处的连接器70的台肩端74预组装,两个连接器70可与装置10预先包装,或者连接器可独立于装置10进行采购。通过使用合适连接器将消除器连接至管路,消除器装置10也可与铜质管路、CPVC、PEX或其他硬质管路系统一起使用,如本领域普通技术人员应当理解的。尽管未在附图中示出,软管60和68的端部优选地抵接台肩74。
可替换地,消除器10可包括与任一端部装配件22和30和/或壳体12预附接或整体制造的螺纹或卷边或夹持类型的连接器。这样的连接器可包括垫圈或类似装配件以防止水的泄漏。这样的连接器将与安装在与消除器10一起使用的柔性软管或管道或管路上的类似连接器配合。在该可替换构造中,带钩端24和32可为非必要的,并且颈部21和31不必须要从壳体12向外延伸。作为另一可替换方案,消除器10可与柔性软管、管道、或管路的一段整体形成或预附接,以便更易于安装。例如,柔性软管的端部可具有螺纹连接器,这些螺纹连接器易于附接至供水阀和清洗机的入口,其中消除器10已位于柔性软管上的适当位置,使得使用者仅仅需要紧固阀和清洗器入口处的连接,而不是切开软管并且无需使用卷边连接器安装消除器。本领域普通技术人员应当理解,将需要修改以用于这样的可替换连接构造。
第一端部装配件22、第二端部装配件30、以及活塞14每一者均优选单一地模制成单个部件。用于第一端部装配件22、第二端部装配件30、以及活塞14的优选材料为乙缩醛(acetal),然而也可使用其他塑料或金属材料,诸如聚砜、聚酚砜、钢、黄铜或其他铜合金。密封环36、38和60优选为标准的o环。最优选地,密封环38尺寸小于可具有相同尺寸的密封环36和60。另外,第一端部装配件和第二端部装配件上的环形凹部35可具有相同或不同尺寸,密封环36相应地设计尺寸。壳体12最优选由不锈钢制成,然而也可使用其他材料,诸如铜或铝或其他金属或塑料。
参照图6-图7,描绘了轴向式水消除器装置110的另一优选实施例。装置110优选包括大致柱形的外壳或本体112、大致柱形的内壳或本体113、第一端部装配件122、第二端部装配件130、以及活塞14。卷边部分178设置在外壳或本体112的每个端部处。第一端部装配件122设置在壳体112的上游端处,并且包括大致柱形本体116、环形台肩141、从台肩141向外延伸的大致柱形颈部121、以及带钩端124。壳体112的上游端抵接台肩141。优选地,台肩141具有向外突出的唇145,并且柱形本体具有向外突出的唇117。壳体112优选在唇141和117之间卷边,从而形成卷边部分178,以将第一端部装配件122固定在壳体内。纵向流体通道126穿过带钩端124和颈部121延伸。另一流体通道128形成在柱形本体116的内部上。
第二端部装配件130设置在端部壳体112下游。第二端部装配件130包括大致柱形的本体118、环形台肩144、从本体118向内(在上游)延伸的大致柱形的流体轴162、带钩端132。壳体112的下游端抵接台肩144。优选地,台肩144具有向外突出的唇147,并且本体118具有向外突出的唇119。壳体112优选地在唇119和147之间卷边,从而形成卷边部分179,以将第二端部装配件130固定在壳体内。流体轴162的上游端部分地延伸到流体室128内。一个或多个孔148可设置在本体118中以帮助模制。纵向流体通道134穿过带钩端132、颈部131、本体118、以及流体轴162延伸。流体通道126、128、和134配合以提供穿过消除器装置110的连续流体通道。加压室120形成在壳体113的内壁、流体轴162的外壁、活塞114的下游端、以及本体118的上游端之间。
至少一个并且优选至少两个环形凹部135设置在本体118和本体116的侧壁的外表面内。在每个环形凹部135内设置有密封环136,该密封环摩擦地接合卷边部分178和179的内壁和/或壳体113的内壁,以将第二端部装配件130和第一端部装配件122固定在壳体112和壳体113内。单个凹部135和单个密封环136也可用作任一或两个本体118和116上(如图9A的情况)。如果仅使用单个密封环136,则优选的是其设置在最内部的凹部135中,以摩擦地接合壳体113的内部。密封环136防止端部装配件122和130与壳体112和壳体113之间的泄漏。
第一端部装配件122、第二端部装配件130、内部壳体113每一者均优选地由塑料材料单一地模制成独立的单个部件。壳体112优选为不锈钢,然而也可使用诸如铜或铝的其他金属以及塑料。当组装时,卷边部分178和179被卷边,以将端部装配件122和130与壳体112固定在一起,其中壳体113设置在壳体112内并且位于端部装配件的唇117和119之间。也可使用适于连接制造这些部件的材料的其他方法。
优选地通过以下步骤来组装装置110:将活塞14放置在轴162之上,将内部壳体113插入在壳体112中,将端部装配件122和130插入在壳体112和113内,将室120气密地密封和加压(优选至35-45帕斯卡),以及在卷边部分178和179处对壳体112卷边以将端部装配件122、130固定在壳体内。
参照图8-图9,描绘了轴向式水消除器装置210的另一优选实施例。装置210优选地包括第一端部装配件222、第二端部装配件230、以及活塞14。端部装配件230优选地为模锻成形的由铜或铜合金制成的管。第一端部装配件222也优选地为由铜或铜合金支撑的管并且模锻成形且在台肩252和244处与端部装配件230连接。尽管铜或铜合金是优选的,然而可使用其他材料并且可使用适于对特定材料而言合适的连接两个装配件的其他方法。
第一端部装配件222设置在消除器210端部的上游。第一端部装配件优选包括柱形本体212、圆形台肩241、带钩端224、以及从环形台肩241向外(在上游)延伸的颈部221。带钩端224设置在颈部221的上游端。纵向流体通道226穿过带钩端224和颈部221延伸。
第二端部装配件230设置在消除器210的下游端。第二端部装配件230优选包括环形台肩244、从台肩244向外(在下游)延伸的颈部231、从颈部231向外延伸的带钩端234、大致柱形的本体218、以及从本体218向内(在上游)延伸的柱形流体轴262。优选地,台肩244具有向外突出的唇247。环形凹部235设置在本体218的侧壁的外表面内,并且密封环236设置在凹部235内。本体218的下游端包括台肩,柱形本体211围绕该台肩模锻。凹部237设置在本体218的下游台肩与台肩244之间。端部装配件230优选由黄铜制成,然而也可使用其他材料。优选由铜或铜合金制成的本体212的下游端252优选地模锻在本体218的下游台肩与唇247之间,以将第二端部装配件230固定至第一端部装配件222。
优选地通过以下步骤来组装装置210:将活塞14放置在轴262之上,将端部装配件230插入在端部装配件222的壳体212内,将室220气密地密封和加压(优选至35-45帕斯卡),以及在台肩252和244处模锻在一起(或者根据所使用的材料,将端部装配件222和230密封在一起)。
参照图10-图11B,描绘了轴向式水消除器装置310的另一优选实施例。装置310优选包括外壳或本体312、内部装配件340、以及活塞14。内部装配件340优选包括大致柱形的本体318和从本体318上游延伸的大致柱形的流体轴362。流体通道334穿过轴362和本体318的内部设置。至少一个环形凹部335设置在本体318侧壁的靠近壳体312内壁的外表面内,如图11B最佳看到的。在每个环形凹部335内设置有密封环336,该密封环摩擦地接合柱形壳体312的内壁。加压室320形成在壳体312的内壁、流体轴362的外壁、活塞14的下游端、以及本体318的上游端之间。密封环336还防止材料在壳体312与内部装配件340之间从加压室320中泄漏出去。内部装配件340优选地由黄铜制成,然而也可使用其他材料。
壳体312初始为柱形的形状并且优选地由铜制成,然而也可使用其他材料。内部装配件340放置在壳体312内,并且然后壳体312的下游端(最靠近本体318)模锻成形以形成端部装配件330。端部装配件优选包括台肩352、颈部331、以及带钩端332,其中流体通道380设置在端部装配件330内。环形向内突出的唇333也在台肩352附近形成在壳体312中。唇333防止内部装配件340的本体318沿着下游方向进一步移动。室320形成在轴362的外部和壳体312的内部上。室320被加压,活塞14插入在轴362之上以密封加压室320,并且壳体312的上游端模锻成形以形成端部装配件320。端部装配件320优选包括台肩341、颈部321、以及带钩端321,其中流体通道326设置在端部装配件322内。流体通道326、334、和380配合以提供穿过消除器装置310的连续流体通道。环形向内突出的唇323也在台肩341附近形成在壳体312中。唇323防止活塞14沿着上游方向的进一步移动。最优选地,壳体312在成形的端部装配件322和330之间保持柱形形状。壳体312、内部装配件340和活塞14优选为独立的部件,然而也可使用其他构造,诸如单独的端部装配件322和330或者内部装配件340与端部装配件330单一地模制成独立的部件。将这些部件连接在一起的方法将根据所使用的材料和部件的构造而变,如本领域普通技术人员应当理解的。
消除器实施例10、110、210和310中的活塞实质上是相同的活塞,尽管可根据每个实施例而使用不同的尺寸和材料。活塞14优选为大致柱形并且由塑料材料单一地模制,然而也可使用其他材料和金属。为了帮助模制,活塞14可包括诸如图5所描绘的凹部17的环形凹部,或者部分地穿过活塞本体设置的周向间隔开的孔,如本领域普通技术人员应当理解的。至少一个并且优选至少两个环形凹部56设置在活塞14的侧壁的外表面内。另外,至少一个并且优选至少两个环形凹部58设置在活塞14的侧壁的内表面内。设置在每个环形凹部56中的是密封环60,该密封环提供活塞14与壳体/本体12、113、212、或312之间的可滑动接合。设置在每个环形凹部58内的是另一密封环38,该密封环提供活塞14与流体轴62、162、262、或362之间的可滑动接合。可替换地,向外或向内突出的保持构件(类似于下文讨论的图23所描绘的)或者整体式唇(类似于下文讨论的图13和图19所描绘的)可用于替代环形凹部56和58。类似的保持构件或整体式突出唇也可用于替代根据本发明消除器的其他部分的密封环,诸如替代密封环236。密封环60和38防止各种上游流体通道(例如28)与加压室20、120、220和320之间的泄漏。
在一般操作条件下,当管路系统中的压力稳定时,活塞14位于其静止位置,如图3、图5、图7、图9A、图9C、和图11A所示。当静止时,加压室20、120、220、或320中的压力大于流体系统中的压力(例如最靠近活塞14的上游流体通道中的压力,诸如流体通道28)。活塞14的上游端的至少一部分抵接消除器的另一部分,以在加压室中的压力大于系统中的压力时防止活塞14进一步向后移动,从而将活塞14保持在静止位置。在实施例10和110中,活塞14的端部42的一部分抵接本体16的端部40或者本体116的端部140,如图3、图5、和图7所示。在实施例210中,如图9A-图9C所示,环形唇223或类似的突出可设置在轴262的上游端处或附近,以防止活塞14向后移动超出唇223。可替换地,活塞14的上游端可抵接台肩241,其中轴262比图9A-图9C所示更长,使得活塞14在处于静止位置时保持至少部分地位于轴262上。在实施例310中,向内突出的环形唇323防止活塞314在壳体312的上游端处进一步向后移动超出该唇。可替换地,活塞14的上游端可抵接消除器310中的台肩341。在这些实施例的任一者中,用以防止活塞14进一步向后移动的唇或其他突出可结合在轴62、162、262、或362的上游端处或附近,或者结合在壳体12、113、212、或312的上游端处。
当出现压力峰时,系统中的压力(例如最靠近活塞14的上游流体通道中的压力,诸如流体通道28)变得比加压室20、120、220、或320中的压力更大,从而使得活塞14朝向第二端部装配件30、130、230、或330向前移动。活塞14可如所需地向前移动,以适于压力峰。对于严重的峰,活塞14可向前移动直到其下游端抵接或近似抵接第二端部装配件,这受限于加压室内的材料的可压缩极限。在实施例10中,随着在活塞14一路向前推动时室48可容纳室20中的材料,端部43抵接第二端部装配件30的端部46,如图4所示。如果不在第二端部装配件中设置类似的室或孔,或者这样的室或孔不面向和通向加压室,则活塞14将不会完全抵接第二端部装配件。
当活塞14从其静止位置向前推动时,形成扩展的流体室,诸如图4所示的流体室29。该扩展的流体室形成在壳体/本体12、113、212、或312内的区域中,从而允许系统中的流体填充更大的体积。压力峰的冲击通过活塞传递至加压室20、120、220、或320中的材料。随着系统中的压力稳定,活塞14移动回到其静止位置。该移动将流体从扩展室中推挤出去并且回到最靠近活塞14的上游流体通道(例如流体通道28)中并且然后穿过消除器内的其他流体通道(例如通道34)离开,并且允许加压室20、120、220、或320中的可压缩材料的再扩展。
参照图12-图14,描绘了轴向式水消除器装置410的另一优选实施例。装置410优选包括第一端部装配件422、第二端部装配件430、以及活塞414。加压室420形成在本体412内壁、流体轴462外壁、活塞414下游端、以及环形台肩444之间。当未出现压力峰并且加压室420中的压力大于系统中在流体通道428处的压力时,活塞414在图13中示出为位于其静止位置。一个或多个肋413防止活塞414从轴462的端部滑落。优选地,存在围绕台肩441的内部以大致等距的位置间隔开的三个肋413。当出现压力峰并且系统中在流体通道428处的压力大于加压室420中的压力时,活塞414在图14中示出为位于其压缩位置。活塞414沿着轴462在静止位置与压缩位置之间的位置将根据压力峰的严重性以及加压室中材料的可压缩性而变。对于严重的峰,活塞414可向前移动直到其下游端近似抵接台肩444为止(这受限于加压室420内材料的可压缩性),如图14所示。流体通道428形成在台肩441、本体412侧壁、流体轴462侧壁、以及活塞414的上游端之间。当活塞114从其静止位置向前推动时,流体室428如图14所示地扩展,从而允许水填充更大的体积。随着系统中的压力稳定,活塞414移动回到其静止位置,从而将流体从扩展的流体室428中推挤出去并且回到流体通道428以及通道426和434的静止体积中,并且从而允许加压室420中的任何可压缩材料扩展回到其静止状态。流体通道426、428、和434配合以提供穿过消除器装置410的连续流体通道。
参照图13-图16B,第一端部装配件422包括大致柱形的外壳或本体412、环形台肩441、从环形台肩441向外(在上游)延伸的颈部421、从颈部421向外延伸的带钩端424、围绕颈部421设置的肋423、以及流体通道426和428。本体412的外表面优选地沿着周向和纵向方向包括肋415。肋415为可选的,但可增加本体412的强度,特别是对于本体由塑料材料制成的情况。唇440和台阶式台肩457设置在本体412的下游端处,以帮助在接合部463处将第一端部装配件422连接至第二端部装配件463。带钩端424设置在颈部421的上游端处。肋423优选地包括为围绕颈部421,以进一步帮助将带钩端424和颈部421固定在柔性软管内。可替换地,可围绕颈部421设置螺纹,以可选地螺纹接合附接至柔性软管的另一装配件上的对应螺纹,从而将第一端部装配件422固定至软管。纵向流体通道426穿过带钩端424和颈部421延伸。另一流体通道428形成在壳体412内部。当流体流经系统时,流体可从流体通道426自由地流动至流体通道428。第一端部装配件422优选地由塑料材料单一地模制,然而可使用包括金属的其他材料。最优选地,第一端部装配件422由填充玻璃的乙缩醛、POM(聚氧亚甲基或乙缩醛)、或者聚苯砜模制。
参照图13-图14以及图17-图18B,第二端部装配件430设置在消除器410的下游端处。第二端部装配件430包括环形台肩444、从台肩444向外(在下游)延伸的颈部431、从颈部431向外延伸的带钩端432、围绕颈部431设置的肋433、大致柱形的流体轴462、以及设置在轴462内并且穿过颈部431和带钩端432的流体通道434。环形台肩444优选具有用于增加强度的肋415,然而肋415是可选的。肋433优选地包括为围绕颈部431,以进一步帮助将带钩端432和颈部431固定在柔性软管内。可替换地,可围绕颈部431设置螺纹,以可选地螺纹接合附接至柔性软管的另一装配件上的对应螺纹,从而将第二端部装配件430固定至软管。流体轴462从台肩444向内(在上游)延伸。当活塞414位于其静止位置时(如图13所示),流体轴462的上游端大致与活塞414的上游端平齐。一个或多个肋413防止活塞414从轴462的上游端滑落。可替换地,轴462的上游端可部分地延伸到流体室428中,其中活塞414从流体轴462的上游端凹入。第二端部装配件430优选地由塑料材料单一地模制,然而可使用包括金属的其他材料。最优选地,第二端部装配件430由填充玻璃的乙缩醛、POM(聚氧亚甲基或乙缩醛)、或者聚苯砜模制。
参照图13、图16B和图18B,本体412的下游端包括突出的唇440以及台阶式台肩457,它们与第二端部装配件430的环形台肩444上的凹部451接合以形成接合部463。端部装配件422优选地在接合部463处固定至端部装配件430(通过这些部件的超声焊接)。可使用用于连接端部装配件的其他构造,诸如旋转焊接、粘合剂、卡扣配合构造、或其他螺纹接合,如本领域普通技术人员应当理解的。
参照图19-图21,活塞414优选为大致柱形的。活塞414优选包括内环482和外环484。外环484优选包括外表面486和内表面488,该内表面形成环形部分480,轴462插入到该环形部分中。环形唇486形成在外表面486的每个端部处。类似的环形唇438形成在内表面488的每个端部处。内环482优选地由塑料材料制成,然而可使用包括金属的其他材料。最优选地,内环482由ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)制成。外环484优选由橡胶或塑料材料制成,然而可使用能够在本体412内且沿着轴462滑动的其他材料。最优选地,外环484由TPV材料制成。对于外环484而言合适的材料包括EPDM橡胶(三元乙丙橡胶)或NBR橡胶(丙烯腈丁二烯)。优选地,外环484的一部分被模制,内环482插入并且然后通过本领域普通技术人员已知的包覆成型工艺(overmoldingprocess)将额外的材料模制到外环484以将内环482保持就位。也可与包覆成型工艺一起使用二次模制工艺(twoshotprocess),或者使用粘合剂以将两个部分组合。在包覆成型工艺中,内环482可完全包封在外环484内,或者可使得内环482的一部分通过开口490暴露。作为对唇460和438的替换,活塞414可制成有凹部或突出保持构件,并且可使用密封环,类似于活塞14的情况。
再次参照图13-图14,在组装消除器410时,环形凹部456形成在本体412内表面、活塞414外表面486、以及环形唇460之间。类似的环形凹部458形成在轴462外表面、活塞414内表面488、以及环形唇438之间。环形唇460和438分别摩擦地接合壳体412和轴462,以防止来自流体通道428的流体或加压室420内的材料(诸如气体或水或凝胶)泄漏至流体通道428和加压室420或从其泄漏。环形凹部456和458减少摩擦,以允许活塞414在壳体412内且沿着轴462更容易地滑动;然而,对活塞414可使用其他构造,包括具有单独密封环的凹部,如活塞14的情况。
通过以下步骤组装装置410:将活塞414放置在轴462之上、将轴462插入本体412内、将室420气密地密封和加压(优选至35-45帕斯卡)、以及将端部装配件422和430焊接或密封在一起。
参照图22-图23,描绘了轴向式水消除器装置510的另一优选实施例。装置510优选包括第一端部装配件522、第二端部装配件530、内壳或本体512、以及活塞514。活塞514在图23中再次示出为位于其静止位置。当出现压力峰时,活塞514从该位置移动朝向消除器510的下游沿着壳体512内部滑动,以将压力峰的冲击传递至加压室520内的材料。
第一端部装配件522设置在消除器510的上游端处,并且优选包括大致柱形的本体533、环形台肩541、颈部521、以及带钩端524。流体通道526设置在颈部521和第一端部装配件522的带钩端524内。另一流体通道528设置在本体533内。在该实施例中,颈部521部分地延伸到本体533内部中以抵接内壳512的上游端568,从而防止内壳512向后移动,其中壳体512的上游端和颈部512的延伸部分构造成具有开口,以允许流体从流体通道526流动到通道528和贮存器570中。
第二端部装配件530设置在消除器510下游端处,并且优选包括大致柱形的本体562、环形台肩552、颈部531、以及带钩端532。一个或多个肋563在颈部531附近设置在本体562的内表面上。肋563抵接内壳512的端部564,以防止壳体512向前移动同时仍然允许流体从通道582(设置在本体562内)流动至通道534(设置在颈部531内)。流体通道526、528、582、和534配合以提供穿过消除器装置510的连续流体通道。流体可在这些通道之间自由流动。在组装消除器510时,内壳512部分地设置在本体533内并且部分地设置在本体562内。本体562的上游端设置在柱形本体533内。可替换地,本体562可围绕柱形本体533的外部设置。端部装配件522和530优选地使用对于制造装配件的材料而言合适的任何类型的连接而在本体562和本体533重叠处连接在一起。端部装配件522和端部装配件530每者均优选地由塑料或金属单一地模制。
设置在端部装配件522和530的内部之间和之上的为内壳512。内壳512优选包括大致具有上游端568和密封下游端564的大致柱形本体。开孔566穿过上游端568设置,以允许流体穿过流体通道526流动以接触活塞514。臂535从上游端568向后延伸,并且构造成插入在颈部521的延伸到本体533中以将壳体512保持在端部装配件522内适当位置的部分内。可替换地,臂535可围绕颈部521的延伸部分的外侧装配。壳体512优选为消除器510的独立部件,然而可与任一端部装配件522或530整体形成或连接,以将壳体512保持在消除器510内适当位置并且允许流体从通道526自由地流动至通道528(并且继续流动经过消除器510中的其他流体通道,如下文描述的)。
活塞514设置在内壳512内。活塞514优选包括大致u形的本体572和从本体572向外突出的保持构件574。通过保持构件574形成至少一个环形凹部556。优选地,存在形成两个凹部556的至少三个保持构件574。在每个环形凹部556内设置有密封环560,该密封环提供活塞514与壳体512内壁之间的可滑动接合。密封环560防止系统中的流体/水和加压室520内的材料(诸如气体或水或凝胶)泄漏至流体室526、528、582、或534和加压室520或者从其泄漏。也可与活塞514一起使用可替换构造,诸如具有密封环或突出唇的凹部,类似于活塞14和414的情况。本体572的上游端抵接内壳512的端部568的内表面,使得本体572的开口端与开孔566大致对齐。流体贮存器570设置在本体572的内部内。活塞514优选地由塑料或金属单一地模制。
加压室520形成在壳体512侧壁、下游端564、活塞本体572的下游表面、以及保持构件574的下游表面之间。通过活塞本体572上游端与壳体512的端部568的接触而停止活塞514的向后移动。在流体正常流经系统的过程中,流体填充贮存器570,但是压力不会大到足以使得活塞514在内壳512内向前移动。当出现压力峰时,系统中流体抵抗本体574内部的力使得活塞在内壳512内朝向下游端564向前滑动。当活塞514向前移动时,允许系统中的流体在贮存器570的上游侧填充壳体512内的内部贮存器。对于严重的峰,活塞514可向前移动直到活塞514的下游端近似抵接端部564。当压力稳定时,随着活塞514回到其静止位置,流体从壳体512内的扩展贮存器中被推挤出去并且回到流体通道528。
优选地通过以下步骤组装消除器512:将活塞514插入壳体512内、将壳体512插入端部装配件中的一个内、将端部装配件530插入端部装配件522内、将室520气密地密封和加压、以及使用对于材料而言合适的任何连接在本体533与本体562重叠处密封这些端部装配件。
参照图24-图25,描绘了轴向式水消除器装置610的另一优选实施例。装置610优选包括第一端部装配件622、第二端部装配件630、以及活塞614。活塞614在图25中再次示出为位于其静止位置。当出现压力峰时,活塞614从该位置移动朝向消除器610的下游端沿着本体612内部和轴662内部滑动,以将压力峰的冲击传递至加压室620中的材料。
第一端部装配件622设置在消除器610的下游端处,并且优选包括大致柱形的本体633、环形台肩641、颈部621、以及带钩端624。流体通道设置在第一端部装配件622的颈部621和带钩端624内。第二端部装配件630优选大致形成消除器610的外壳或本体,该外壳或本体包括大致柱形的本体612和大致柱形的轴662。第二端部装配件630还优选包括环形台肩688、环形台肩690、环形台肩644、颈部631、和带钩端632。流体通道682设置在轴662内,并且流体通道634设置在颈部631内。流体可在通道682与634之间自由流动。
活塞614优选包括大致柱形的本体672、环形台肩643、以及大致柱形的轴674。本体672在上游端上是开口的,并且在下游端上抵接台肩643。流体通道670设置在轴674内并且穿过台肩643。柱形本体672和环形台肩643形成大致u形的构造,其中流体通道628设置在该u形构造的内部中。流体通道626、628、670、682、和634配合以提供穿过消除器装置610的连续流体通道。至少一个环形凹部656设置在本体672侧壁的靠近本体612内壁的外表面内。在每个环形凹部656内设置有密封环660,该密封环提供活塞614与本体612内壁之间的可滑动接合。下游端轴674设置在轴662内。另一密封环638在台肩690附近设置在凹部658内。密封环638保持固定,但是允许轴674相对于轴662滑动。可替换地,轴674可具有围绕其外部设置的密封环,该密封环在轴662内且与轴674一起滑动。密封环660和638防止加压室620内的水和材料(诸如气体或水或凝胶)泄漏至流体室626、628、或682和加压室620或者从其泄漏。
加压室620形成在本体612的内部侧壁、台肩688的上游表面、台肩643的下游表面、以及流体轴674的外壁之间。通过活塞本体672的上游端与台肩641的下游表面之间的接触而停止活塞614的向后移动。当活塞614位于其静止位置时(如图25所示),下游端轴674设置在轴662内。系统中的压力峰使得活塞614朝向台肩688向前移动,如所需要地适于压力峰。对于严重的峰,活塞614可向前移动直到台肩643的下游端近似抵接台肩688的上游/内表面。随着活塞614响应于压力峰而向前移动,轴674在轴662内滑动。当活塞614从其静止位置被向前推动时,流体室628在本体612内部内扩展。
端部装配件622、端部装配件630、和活塞614每一者均优选地由塑料或金属单一地模制。本体612的上游端设置在柱形本体633内并且抵接台肩641的下游/内表面。可替换地,本体612可围绕柱形本体633的外部设置。端部装配件622和630优选地通过使用对于材料而言合适的任何类型的连接在本体612与本体633重叠处连接。
优选地通过以下步骤组装消除器610:将活塞614插入端部装配件630内、将端部装配件630插入端部装配件622内、将室620气密地密封并加压、以及使用对材料而言合适的任何连接在本体633与本体612重叠处密封这些端部装配件。
参照图26-图28,描绘了轴向式水消除器装置710的另一优选实施例。装置710优选包括第一端部装配件722、第二端部装配件730、以及活塞714。加压室720形成在本体712内壁、流体轴762外壁、活塞714下游端、以及环形台肩之间。当出现压力峰并且加压室720中的压力大于或大致等于系统中流体通道726或728处的压力时,活塞714在图27A中示出为位于其静止位置。活塞714在图28中示出为位于用于当出现压力峰并且通道728中的流体压力大于室720中的压力时的大致下游位置。一个或多个肋713防止活塞714滑落轴762的端部。优选地存在围绕台肩741的内部以大致等距位置间隔开的三个肋713。当出现压力峰时,活塞714朝向第二端部装配件730在本体712内沿着轴762滑动,类似于图14中活塞414的情况。活塞714的沿着轴762在静止位置和压缩位置之间的位置将根据压力峰的严重性以及加压室720中材料的可压缩性而变。对于严重的峰,活塞714可向前移动直到其下游端近似抵接内部台肩745(这受限于加压室720内材料的可压缩极限)。流体室728形成在台肩741、本体712侧壁、流体轴762侧壁、以及活塞714上游端之间。当活塞714从其静止位置被向前推动时,流体室728扩展,类似于图14所示室428的情况,从而允许水填充更大的体积。当系统中压力稳定时,活塞714移动回到其静止位置,从而将流体从扩展流体室728中推挤出去并且回到流体通道728以及通道726和734的静止体积中,并且从而允许加压室720中的任何可压缩材料扩展回到其静止状态。流体通道726、728、和734配合以提供穿过消除器装置710的连续流体通道。
第一端部装配件722优选包括大致柱形的外壳或本体712、环形台肩741、从环形台肩741向外(在上游)延伸的颈部721、从颈部721向外延伸的带钩端724、围绕颈部721设置的肋723、以及流体通道726和728。环形台肩741优选地比装置410中的台肩441更为圆化(rounded)。本体712的外表面优选包括沿着本体712长度间隔开的周缘肋715,然而除了周缘肋715以外或者替换周缘肋,还可使用沿着纵向方向的额外肋(类似于图12的情况)。肋715为可选的,但可增加本体712的强度,特别是对于本体由塑料材料制成的情况。唇740和台阶式台肩757设置在本体712的下游端处,以帮助在接合部763处将第一端部装配件722连接至第二端部装配件730。带钩端724设置在颈部721的上游端处。肋723优选地包括为围绕颈部721,以进一步帮助将带钩端724和颈部721固定在柔性软管内。可替换地,可围绕颈部721设置螺纹,以可选地螺纹接合附接至柔性软管以将第一端部装配件722固定至软管的另一装配件上的对应螺纹。纵向流体通道726穿过带钩端724和颈部721延伸。另一流体通道728形成在壳体712内部上。当流体流经系统时,流体可从流体通道726自由地流动至流体通道728。第一端部装配件722优选地由塑料材料单一地模制,然而可使用包括金属的其他材料。最优选地,第一端部装配件722由填充玻璃的乙缩醛、POM(聚氧亚甲基或乙缩醛)、或者聚苯砜模制。
第二端部装配件730设置在消除器710的下游端处。第二端部装配件730包括延伸至柱形本体746的环形台肩744、内部台肩745、从台肩744向外(在下游)延伸的颈部731、从颈部731向外延伸的带钩端732、围绕颈部731设置的肋733、大致柱形的流体轴762、以及设置在轴762内且穿过颈部731和带钩端732的流体通道734。肋733优选地被包括为围绕颈部731以进一步帮助将带钩端732和颈部731固定在柔性软管内。可替换地,可围绕颈部731设置螺纹,以可选地螺纹接合附接至柔性软管以将第二端部装配件730固定至软管的另一装配件上的对应螺纹。流体轴762从台肩744向内(在上游)延伸。当活塞714位于其静止位置时(如图28所示),流体轴762的上游端与活塞714的上游端大致平齐。第二端部装配件730优选地由塑料材料单一地模制,然而可使用包括金属的其他材料。最优选地,第二端部装配件730由填充玻璃的乙缩醛、POM(聚氧亚甲基或乙缩醛)、或者聚苯砜模制。
参照图27B,本体712的下游端包括突出唇740以及与凹部751接合以形成接合部763的台肩757,这些凹部形成在第二端部装配件730的环形台肩744、内部台肩745、和本体746之间。端部装配件722优选地在接合部763处固定至端部装配件730(通过这些部件的超声焊接)。本体746与本体712的一部分重叠,以在接合部763处对消除器710提供增加的强度和稳定性。可替换地,本体746可沿着装置710的长度纵向延伸并且本体712可变短,将接合部763定位在装置710的上游端处,使得图27A-图28所示外壳的构造相反,如本领域普通技术人员应当理解的。可使用用于连接端部装配件的其他构造,诸如旋转焊接、粘合剂、卡扣配合构造、或者螺纹接合,如本领域普通技术人员应当理解的。
参照图29-图32,活塞714优选为大致柱形的。活塞714优选包括内部本体或环782以及密封部分784。内部环782具有形成环形部分780的内表面788和外表面786,轴762穿过所述的环形部分而插入。密封部分784优选包括环790、内部环形唇738、外部环形唇760、以及多个带792。环790在活塞714的上游端附近设置在表面788的一部分之上,并且另一环790在活塞714的下游端附近类似地设置。环形唇738从每个环790向内延伸到环形部分780中。两个外部环形唇760从外表面786向外延伸,一个外部环形唇位于活塞714的上游端附近,而另一个位于活塞的下游端附近。唇738和760配合以提供相对于轴762和本体712内部的密封,从而允许活塞714在本体712内沿着轴762滑动而不会使得流体泄漏至室728或加压室720或这从其泄漏。多个带792将环790彼此连接并且与外部环形唇760连接,以形成密封部分784。
最优选地,内部环782由对活塞714提供刚度的塑料材料(诸如ABS,然而也可使用包括金属的其他材料)制成并且可使用橡胶(诸如EPDM或NBR橡胶)进行包覆成型,以形成密封部分784从而提供消除器710内的密封,然而可使用其他机构以将密封部分782附接至内部环782。带792在外表面786之上用以连接环形唇760以及使得外表面786一部分暴露的使用对密封部分784增加刚度和支撑,从而降低泄漏的可能性。
再次参照图26-图28,在组装消除器710时,环形凹部756形成在本体712内表面、活塞714外表面786和环形唇760之间。类似的环形凹部758形成在轴762外表面、活塞714内表面788、和环形唇738之间。环形唇760和738分别摩擦地接合壳体712和轴762,以防止来自流体通道728的流体或者加压室720内的材料(诸如气体或水或凝胶)泄漏至流体通道728和加压室720或者从其泄漏。环形凹部756和758减小摩擦以允许活塞714在壳体712内且沿着轴762更容易地滑动;然而,可使用用于活塞414的其他构造,包括带有独立密封环的凹部,如活塞14的情况。
通过以下步骤组装装置710:将活塞714放置在壳体或本体712内并且然后将轴762插入在本体712和活塞714内、将室720气密地密封和加压(优选地至40-45帕斯卡)、以及然后将端部装配件722和730焊接或密封在一起,诸如通过接合部763的声波焊接(sonicwelding)。活塞714优选地在组装之前被润滑,以允许其沿着轴762且在本体712内更自由地移动。可替换地,也可与装置710一起使用类似于活塞14的带有独立o环的活塞。
流体或管路系统(包括使用硬质管路、柔性软管或管道、或其组合的系统)中的压力峰出现在关闭阀的上游。根据本发明的消除器安装在流体或管路系统中的将关闭并形成压力峰的阀的上游。通常,这样的阀通常是消除器与其一起使用的器具的一部分。对于与例如清洗机一起使用,根据本发明的消除器将安装在柔性供水线中位于安装在墙壁的出口箱中的供水阀(其通常位于打开位置并且不是压力峰的来源)与清洗机之间。可替换地,根据本发明的消除器可安装在器具内(最优选地通过器具的制造商),位于可引起压力峰的器具阀附近。在其中已安装有根据本发明的消除器的流体或管路系统的正常运行过程中,流体(通常为水)从第一端部装配件(例如消除器10的上游或后向端处的22)朝向第二端部装配件(例如消除器10的下游或前端处的30)流动。
一旦组装好,根据本发明的消除器装置的各个实施例的加压室具有不能由外部装置调节的内压,所述的外部装置诸如为用以增加或从室内释放可压缩材料(例如空气)的阀或其他端口。当未出现压力峰时,加压室(例如室20)内的内压大于或大致等于流体通道(例如通道28)中流体的压力,并且活塞(例如活塞14)在外壳或本体内被保持在大致上游(静止)位置。当由于消除器下游的关闭阀而出现压力峰时,流体通道(例如通道28)中流体压力大于加压室中的内压,这导致活塞(例如活塞14)沿着下游方向移动,从而扩展流体通道(例如通道28)的体积并且临时减少加压室的体积。一旦压力峰消散,则允许活塞返回至其静止状态。一旦组装好消除器装置,则加压室内的内压仅仅可基于活塞在装置内的位置而变化。
根据本发明的消除器有限的具有设置在每一端处用于将消除器连接至管路、软管、阀、或半刚性PEX立管的连接器。本文描述的端部装配件为一种优选类型的连接器,对于房主将消除器连接至柔性供水线而言是特别有用的。附接至根据本发明的消除器的每个端部的一端管路或软管或者附接至一端的阀和附接在另一端的连接器也可用作连接器的类型。根据消除器的使用和安装类型,可在消除器的每个端部使用不同类型的连接器。本文描述的每个端部装配件优选地具有带钩端(例如带钩端24和32)以帮助插入到柔性软管中。这些带钩端优选在颈部(例如颈部21)附近最宽并且随着它们从颈部向外延伸而渐缩,其中最宽的带钩部分帮助将带钩端固定在软管内并且防止消除器从柔性软管脱出。带钩端不是需要的而是优选的,特别是当根据本发明的消除器安装在柔性软管中时。也可使用其他类型的连接器,诸如螺纹连接器或者夹持或卷边类型连接器,或者适于将消除器连接至管路、软管、阀、或PEX立管的任何其他类型的连接器(如本领域普通技术人员应当理解的)。这样的连接器将与安装在和根据本发明的消除器一起使用的管道、管路、阀、或PEX立管上的类似连接器配合。另外,可围绕消除器10、110、210、310、510或610的任何颈部可选地设置肋或螺纹(类似于消除器410中的肋423和433),以帮助消除器与软管或管路的连接。当与硬质管路一起使用时,端部装配件与管路之间的螺纹接合是优选的。可替换地,可使用对于用于制造部件的材料而言适合的任何类型的连接将端部装配件焊接、粘结、夹持、或固定至管路或软管。
根据本发明的消除器可在安装场地连接至以下部件或者以具有与以下部件的连接的方式预组装:PVC或加强PVC软管衬里、EPDM和其他单层热塑性衬里、聚乙烯(LDPE、LLDPE、和HDPE)软管衬里(包括由这些材料制成的波纹软管衬里)、UltraCore和其他共挤软管衬里、三层和其他多层挤出软管衬里、硅橡胶软管衬里、柔性PEX软管衬里、半刚性PEX立管、铜质管路、不锈钢管路、或其他金属管路。根据本发明的消除器对于多种商用和家用器具和装置是有用的,例如制冰机、清洗机、洗碗机、厨房洗涤盆、盥洗盆、洗衣水槽、马桶(toilet)以及迷你吧水槽(mini-barsink)。根据本发明的消除器在工业应用中也是有用的。当以已连接至软管段或管路段的方式预组装或预包装时,端部装配件上的带钩端和颈部可能是非必要的,并且软管或管路可附接至消除器的壳体、本体或端部装配件的一部分或者与其整体形成。包覆成型装配、卷边、焊接、夹持、螺纹接合、声波焊接、以及其他已知的方法可用于将软管段或管路段整体结合至根据本发明的消除器(当消除器预组装有这样的连接时)。本领域普通技术人员应当理解,对于这样的可替换连接构造而言,修改将是必须的。这样的软管段或管路段的端部可带有螺纹连接器,这些螺纹连接器在一端易于附接至供水阀处的螺纹连接并且在另一端易于附接至器具(洗衣机、洗碗机、或制冰机)入口处的螺纹连接。
根据本发明的消除器中的加压室(例如20和120)优选地符合最新版的ASSE1010测试标准,以充分减少系统中压力峰的影响。尽管空气是优选在加压室中使用的气体,然而也可使用其他气体,优选为惰性气体,诸如氮气。也可与加压室一起使用能够吸收由峰导致的冲击的其他材料,诸如水、凝胶、或机械结构(诸如弹簧)。可与根据本发明的任何消除器实施例一起使用类似于活塞14、414、或714的活塞。也可使用活塞的其他可替换方案和构造,包括活塞514。这些活塞配置成在装置内响应于压力峰而在静止位置与前向位置之间移动。活塞在静止位置与前向位置之间的移动与流体在流体或管路系统与装置之间的上游连接处流经流体或管路系统的方向大致同轴。从前向位置向静止位置的移动沿着相反的方向,然而仍然沿着与流体在流体或管路系统与装置之间的上游连接处流经流体或管路系统的方向相同的轴线。
本文描述的用于制造根据本发明消除器的优选实施例的各种部件的材料(包括铜、铜合金、黄铜、金属片、不锈钢、以及塑料)不旨在是限制性的。可使用适于经受系统中和加压室中压力的以及适于与流经系统的特定类型流体一起使用的任何材料。使用整体形成的部件(诸如消除器410中的),根据本发明的消除器可以仅仅三个独立的部件制成。
本文对前(或向前)和后(或向后)的提及通常是指流体流经根据本发明的消除器安装于其中的管路系统的方向,其中向前是沿着下游方向。本领域普通技术人员在阅读本说明书以及本文优选实施例的说明之后还将认识到,可在本发明范围内对装置进行修改和替换,并且旨在的是本文公开的本发明范围仅仅由本发明人合法所有的所附权利要求的最宽泛解释来限定。
Claims (43)
1.一种压力峰减缓装置,包括:
外壳;
流体通道,所述流体通道至少部分地设置在所述外壳内,所述流体通道允许流体从上游端流经所述装置并且从下游端流出;
活塞,所述活塞设置在所述外壳内且当所述流体通道中未出现压力峰时位于大致上游的位置,并且配置成响应于所述流体通道内的压力峰而临时地移动至所述外壳内大致下游的位置;以及
密封加压室,所述密封加压室设置在所述外壳内且位于所述活塞的下游,其中所述密封加压室具有仅仅能够通过所述活塞在所述外壳内的移动来调节的内压。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述装置的纵向轴线与流体流经管路、柔性软管、阀或半刚性PEX立管的方向大致同轴,所述装置配置成与所述管路、所述柔性软管、所述阀或所述半刚性PEX立管连接。
3.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括本体和轴,所述本体至少部分地设置在所述外壳内或者在所述下游端附近连接至所述外壳,所述轴相对于所述本体沿着上游方向延伸;
其中,所述轴形成所述流体通道的一部分;并且
其中,所述活塞是大体柱形的并且围绕所述轴设置。
4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述密封加压室设置在所述活塞的下游端、所述本体的上游端、所述轴的外侧壁以及所述外壳的内侧壁之间。
5.根据权利要求3所述的装置,其中,所述活塞能滑动地与所述外壳和所述轴接合。
6.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述密封加压室内的单个材料,所述单个材料能够吸收由流经所述装置的流体的压力增大而形成的冲击。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述单个材料从由水、加压气体、凝胶、泡沫、机械弹簧以及它们的组合组成的组中选出。
8.根据权利要求3所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述活塞与所述外壳之间的第一密封环以及设置在所述活塞与所述轴之间的第二密封环。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述活塞包括位于侧壁中的凹部,并且其中所述第一密封环或所述第二密封环设置在所述凹部内。
10.根据权利要求8所述的装置,其中,所述活塞包括至少两个突出的保持构件,并且其中所述第一密封环或所述第二密封环设置在所述保持构件之间。
11.根据权利要求3所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述外壳的上游端处的第一连接器以及设置在所述外壳或所述本体的下游端处的第二连接器;
其中,所述第一连接器和所述第二连接器构造成将所述装置选择性地连接至管路、柔性软管、阀或半刚性PEX立管,以允许流体从所述第一连接器流经所述流体通道并且从所述第二连接器流出。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,至少一个连接器的远端处包括螺纹,其中所述本体包括环形台肩和从所述环形台肩的径向外部延伸的大致柱形部分,并且其中所述大致柱形部分的上游端与所述外壳的下游端重叠。
13.根据权利要求11所述的装置,其中,至少一个连接器包括从所述外壳向外延伸的颈部以及从所述颈部向外延伸的带钩端。
14.根据权利要求11所述的装置,其中,所述连接器中的至少一个与所述外壳整体形成。
15.根据权利要求11所述的装置,其中,所述本体和所述轴与下游的连接器整体形成。
16.根据权利要求11所述的装置,其中,每个连接器能选择性地连接至由从以下各项组成的组中选出的材料构建的软管或管路:铜、黄铜、不锈钢、其他金属、PVC、CPVC、PEX、EPDM、LDPE、LLDPE、HDPE、波纹软管衬里、单层热塑性衬里、Ultracore、共挤软管衬里、多层挤出软管衬里、硅橡胶、以及柔性PEX。
17.根据权利要求1所述的装置,其中,所述装置能与从以下各项组成的组中选出的器具或装置连接或整体形成:洗碗机、制冰机、水分配器、冰箱、清洗机、厨房洗涤盆、迷你吧水槽、盥洗盆、以及马桶。
18.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括内壳,所述内壳包括具有开孔的上游端和密封的下游端,所述内壳设置在所述外壳内;并且
其中,所述活塞至少部分地设置在所述内壳内,并且所述密封加压室设置在所述内壳内。
19.根据权利要求18所述的装置,其中,所述流体通道的一部分设置在所述外壳的内侧壁与所述内壳的外侧壁之间。
20.根据权利要求19所述的装置,其中,所述密封加压室设置在所述活塞的下游端、所述内壳的内侧壁、以及所述内壳的密封的下游端之间。
21.根据权利要求20所述的装置,其中,所述活塞能滑动地与所述内壳接合。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述活塞为大致u形的,具有朝向所述内壳的上游端设置的开口端以及朝向所述内壳的下游端设置的封闭端。
23.根据权利要求22所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述活塞与所述内壳之间的至少一个密封环。
24.根据权利要求18所述的装置,其中,所述外壳包括密封在一起的两个单独的本体。
25.根据权利要求18所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述外壳的上游端处的第一连接器以及设置在所述外壳的下游端处的第二连接器;
其中,所述第一连接器和所述第二连接器构造成将所述外壳选择性地连接至管路、柔性软管、阀或半刚性PEX立管,以允许流体从所述第一连接器流经所述流体通道并且从所述第二连接器流出。
26.根据权利要求25所述的装置,其中,所述连接器中的至少一个与所述外壳整体形成。
27.根据权利要求1所述的装置,其中,所述外壳包括第一部分和第二部分;
其中,所述活塞包括大致u形本体以及从所述u形本体延伸的轴;
其中,所述大致u形本体能滑动地与所述外壳的所述第一部分的内壁接合;
其中,所述轴至少部分地设置在所述外壳的所述第二部分中;并且
其中,所述密封加压室设置在所述外壳的所述第一部分内。
28.根据权利要求27所述的装置,其中,所述轴和所述外壳的所述第二部分形成所述流体通道的一部分。
29.根据权利要求27所述的装置,其中,所述密封加压室围绕所述轴的至少一部分设置。
30.根据权利要求27所述的装置,所述装置进一步包括密封环,以防止所述外壳的所述第一部分与所述第二部分之间的流体连通。
31.根据权利要求27所述的装置,所述装置进一步包括设置在所述外壳的所述第一部分的上游端处的第一连接器以及设置在所述外壳的所述第二部分的下游端处的第二连接器;
其中,所述第一连接器和所述第二连接器构造成将所述外壳选择性地连接至管路、柔性软管、阀或半刚性PEX立管,以允许流体从所述第一连接器流经所述流体通道并且从所述第二连接器流出。
32.根据权利要求27所述的装置,其中,所述连接器中的至少一个与所述外壳整体形成。
33.根据权利要求1所述的装置,其中,所述外壳由塑料或金属制成。
34.根据权利要求1所述的装置,其中,所述活塞由塑料、橡胶或金属制成。
35.根据权利要求3所述的装置,其中,所述本体由塑料或金属制成。
36.根据权利要求1所述的压力峰减缓装置,其中,所述外壳包括第一部分和第二部分,每个部分均包括环形台肩以及从所述环形台肩的径向外部延伸的大致柱形本体;并且
其中,所述第一部分或所述第二部分的所述大致柱形本体至少部分地与另一部分的所述大致柱形本体重叠。
37.根据权利要求36所述的压力峰减缓装置,其中,所述第一部分的所述环形台肩设置在所述装置的上游端处,而所述第二部分的所述环形台肩设置在下游端处;
其中,所述第二部分进一步包括相对于所述环形台肩沿着上游方向延伸的轴,所述轴形成所述流体通道的一部分;并且
其中,所述活塞围绕所述轴设置。
38.根据权利要求36所述的压力峰减缓装置,其中,所述大致柱形本体的与另一大致柱形本体重叠的端部包括突出的唇,所述突出的唇构造成与另一部分的所述环形台肩上的凹入区域接合。
39.根据权利要求38所述的压力峰减缓装置,其中,所述第一部分与所述第二部分通过声波焊接而密封在一起。
40.根据权利要求36所述的装置,其中,所述活塞包括内部本体和密封本体,所述密封本体至少部分地包覆成型在所述内部本体上,并且其中,所述内部本体由比所述密封本体更为刚性的材料制成。
41.根据权利要求40所述的装置,其中,所述密封本体包括使得所述内部本体的一些部分暴露的多个带。
42.根据权利要求42所述的装置,其中,所述内部本体的暴露部分中的至少一个邻近所述第一部分的所述大致柱形本体的内壁。
43.根据权利要求42所述的装置,其中,所述内部本体的暴露部分中的至少一个邻近所述轴的外壁。
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Cited By (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102312819B1 (ko) * | 2019-11-07 | 2021-10-14 | (주) 에이에이브이 | 배수관용 압력소멸장치 |
CN112095715B (zh) * | 2020-09-11 | 2021-12-07 | 河海大学 | 一种气囊式持续高水位补水单向塔 |
DE102020131306A1 (de) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | A. u. K. Müller GmbH & Co KG. | Druckausgleichsvorrichtung |
CN112742086A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-05-04 | 阜阳莱纳环保科技有限公司 | 一种池水循环净化系统 |
FR3120928B1 (fr) * | 2021-03-22 | 2023-04-07 | Alma | Procédé d’épreuve ou de requalification hydraulique d’une bouteille anti-bélier à piston, et dispositif associé |
CN113545521B (zh) * | 2021-08-04 | 2023-11-17 | 深圳市真味生物科技有限公司 | 一种便于戒烟的电子烟 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5758522B2 (zh) * | 1976-11-04 | 1982-12-10 | Nobuyuki Sugimura | |
US5819802A (en) * | 1997-09-12 | 1998-10-13 | Fan; Jui Hua | I-type counterflow absorber |
US5996632A (en) * | 1998-12-14 | 1999-12-07 | Aeroquip Corporation | Pressure relief adapter |
US6089274A (en) * | 1999-08-11 | 2000-07-18 | Fan; Jui-Hua | I-type counterflow absorber |
US20070209707A1 (en) * | 2005-05-17 | 2007-09-13 | Brian Weltman | Pressure activated trap primer and water hammer combination |
US20130299029A1 (en) * | 2011-01-21 | 2013-11-14 | Isaac Spedding | Water hammer arrester |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3364950A (en) * | 1965-10-24 | 1968-01-23 | Zajdler Andrew | Hydraulic shock absorbers |
US5210382A (en) * | 1991-08-23 | 1993-05-11 | Hydraulic Power Systems, Inc. | Belleville washer spring type pulsation damper, noise attenuator and accumulator |
US7156120B2 (en) * | 2004-07-28 | 2007-01-02 | Cct Manufacturing, Inc. | Inline liquid flow control valve |
US8939177B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-01-27 | Lsp Products Group, Inc. | In-line water hammer arrester |
-
2014
- 2014-12-17 AU AU2014364880A patent/AU2014364880B2/en active Active
- 2014-12-17 WO PCT/US2014/070742 patent/WO2015095273A1/en active Application Filing
- 2014-12-17 CN CN201480054976.5A patent/CN105612380B/zh active Active
- 2014-12-17 CA CA2906935A patent/CA2906935C/en active Active
- 2014-12-17 EP EP14871378.7A patent/EP3094909A4/en not_active Withdrawn
- 2014-12-17 MX MX2015017732A patent/MX2015017732A/es active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5758522B2 (zh) * | 1976-11-04 | 1982-12-10 | Nobuyuki Sugimura | |
US5819802A (en) * | 1997-09-12 | 1998-10-13 | Fan; Jui Hua | I-type counterflow absorber |
US5996632A (en) * | 1998-12-14 | 1999-12-07 | Aeroquip Corporation | Pressure relief adapter |
US6089274A (en) * | 1999-08-11 | 2000-07-18 | Fan; Jui-Hua | I-type counterflow absorber |
US20070209707A1 (en) * | 2005-05-17 | 2007-09-13 | Brian Weltman | Pressure activated trap primer and water hammer combination |
US20130299029A1 (en) * | 2011-01-21 | 2013-11-14 | Isaac Spedding | Water hammer arrester |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111720368A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-09-29 | 中石化中原石油工程设计有限公司 | 一种水锤发生装置 |
CN111981210A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-24 | 安徽国登管业科技有限公司 | 一种具有抗水锤效应的抗菌pe给水管 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2014364880B2 (en) | 2018-05-31 |
AU2014364880A1 (en) | 2015-10-01 |
CN105612380B (zh) | 2018-08-17 |
MX2015017732A (es) | 2016-08-12 |
WO2015095273A1 (en) | 2015-06-25 |
CA2906935A1 (en) | 2015-06-25 |
CA2906935C (en) | 2018-02-20 |
EP3094909A1 (en) | 2016-11-23 |
EP3094909A4 (en) | 2017-12-06 |
NZ712224A (en) | 2019-05-31 |
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---|---|---|---|
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