CN1059397A - 压力敏感流体节制装置 - Google Patents

Abstract

流体节流或限流装置包括由流体压力促动的针 状阀和节流垫片组件，针状阀根据所受压力通过垫片 组件以限制流量。垫片组件包括一夹在两硬垫片之 间的软垫片。硬垫片之一的底座开有直径大于针阀 的孔，其圆柱壁构成容纳软垫片的腔。硬垫片之二的 压盖有一与底座孔直径相同的孔，压盖压在底座圆柱 壁上，将软垫片固定其中，避免被高压流体移动。软 垫片上有一直径小于上述二孔的孔。在低至中压下， 垫片组件仅由一夹在两硬垫片之间的软垫片组成，可 有效工作。

Description

本发明涉及针形流体节制装置，特别涉及节制流体的压力敏感装置，这种装置以靠响应流体压力和流速来限制流体的流量，即使在高压下本装置也能不间断地安全工作。

节制或限制如水之类的流体流速的装置在技术上是广为人知的，上述装置广泛应用于喷头、洗脸间、卫生间、厕所等等。它们都包括一个连接管，其上有带有内螺纹的进口部分和带有外螺纹的出口部分，对应于外螺纹部分的直径小于连接管本体其余部分的直径，上述连接管内装有螺旋弹簧，其形状和强度能允许流体以所需的流速通过。经过特别设计的针状阀具有特殊的阶梯的圆柱形、在阀的进口部分有一凸缘，弹簧支承在凸缘下面，绕在针状阀的外面，弹簧下端支承在连接管的内部凸缘上。

布置在针形阀上端的所述凸缘备有一个或多个轴向孔，允许流体在其中通过。已有的流体流速限制装置工作时，由于流体通过阀的振动造成针状阀的端部撞击连接管内壁的“喀啦”声，此噪声级能达到令人生厌的程度，而且所述凸缘一般是直接与弹簧接触，因此，甚至当流体以中等压力和流速通过时，弹簧也会反复撞击凸缘从而产生能使装置的使用者生厌的噪声;另一方面，供流体通过的孔会在很短的时间内堵塞甚至完全堵塞，特别是流体含有杂质或是热水时。上述缺点对使用来说是很不方便的，因为已有装置会产生令人生厌的噪声，为了疏通阀的小孔，就要经常拆卸连接管，使用起来既麻烦又费钱。

由于已有的流速节制或限制装置具有这些缺点。为了克服上述缺点，本发明提供了一个压力响应的流体节制装置，其结构十分简单，而且能使振动产生的噪音或“喀啦”声减至最低限度。

本发明提供的流体节制装置具有上面描述的特点，而且它能防止流体携带的杂质堵塞流体通道。

除上述特点以外，还有一个更特殊的特点是本发明的流体节制装置即使在高压下工作，也能有效防止流量限制元件移动。

按照本发明最佳实施例制造的压力敏感流体节制装置包括一个一端有流体进口，另一端有流体出口的管接头，一个可以在管接头内启闭位置之间平滑移的针状阀，它包括一个圆柱体，其进口部分的直径大于出口部分直径。因此，在所述进口部分和出口部分之间形成了一个台肩，在针阀的进口部分上至少有一条轴向槽作为流体的通道，阀的进口部分的一端有一个台肩起活塞作用，受进入所述管接头的流体推动，螺旋弹簧同心地绕在针阀的周围，弹簧的一端支承在所述凸缘上;另一端支承在装在管接头出口端的流量调节垫片组件的自由表面上，使针阀偏向打开位置。当阀被流体压力推向管接头的出口端时，从针阀的台肩表面垂直伸出的多个凸台靠在垫片组件上，给流体提供了通道，O形圈安装在所述弹簧和所述针阀凸缘之间避免了它们互相直接接触，上述流量调节垫片组件包括一个由软的或塑料制的垫片，其中间有允许所述阀的出口部分进入的孔，一个用于插入软垫片的底座，至少一个上垫片和一个下垫片，其中每一个垫片都有一个比夹在其间的软垫片的孔直径稍大的中心孔，软垫片被牢固地压在或者被固定在所述上垫片和构成底座的下垫片之间，最好与所述底座的圆柱壁相接触，防止在高压下软垫受挤压脱出底座或移动。

本发明的结构及工作方法从下面结合附图描述的实施例中更易于理解，它们只作为说明用，但不受其限制。其中：

图1是本发明第一实施例的节制或限制流体流速装置的纵剖视图;其上示出本装置的结构及其流量调节垫片组件;

图2是供本发明装置使用的流量调节垫片组件的第二实施例的纵剖视图;

图3是供本发明装置使用的流量调节垫片组件第三实施例的纵剖视图。

参照图1。图1表示按照本发明第一实施例制造的流体流速节制器或流量限制装置。这种装置由于特殊的设计可以得到最小的噪音和“喀啦”声，在用于高压系统时，可以通过取出流量调节垫片组件中的软垫片来防止阻断流道。上述装置包括一个连接管或管接头100，它有一进口端101和带有外螺纹103的出口端102，出口端102外径大于管接头体其余部分的外径;内径则小于接头体其余部分的内径。在上述管接头100中有一个阶梯状圆柱形的针状阀104，它的上部或者说进口部分106的外径较大，其顶端有一圆形凸缘105，所述的上部或进口部分106上部有一直径小于顶部凸缘105的细长圆柱体;下部或针状体107的直径小于上部106的直径，其长度比所述的上部106要长，下部107带有针状端117。

O形圈108绕圆柱体106的上端支承在凸缘105下面，其外径略大于凸缘105的直径。在上述O形圈108下面，弹簧109直接支承在其上面并同轴他绕在针状阀104上，所述弹簧109的形状和强度适于在受流体压力下压缩，当卸除流体压力时，又能够恢复到原来的位置，该弹簧的另一端牢固地支承在流量调节垫片组件上，该组件包括一个由弹性材料或塑料等软材料制成的垫片111，其内径近似等于阀的针状部分107的直径，该垫片装在由硬质材料制成的底座120内，底座的底部112有一中心孔，其内径大于垫片111的孔径，从底座112向上凸起的是圆柱壁114，压盖110有一中心孔，其内径与底部112的中心孔径相等。因为底座120的深度与垫片111相等，所以压盖110支承在圆柱壁112的上边缘及软垫片111上。垫片组件牢固地支承于管接头100内的台肩125上。

刚性压盖110的底座120的底部组成了上垫片和下垫片将软垫片111夹在中间，防止后者被高压流体移入管接头100的下端120的出口113中，以免堵塞所述接头。

在管接头100的上端、针状阀104的上面安装了一个由硬质材料制成的垫片114，在管接头100的进口端起阀104的止动器或行程限制器的作用。所述的硬质垫片最好压装在管接头100的进口端101的圆形槽127内。

在阀104的圆柱体部分106上，开有一个或多个纵向延伸的槽115，流体可以通过这些槽而不会被像硬水之类的流体中的杂质和水垢所堵塞。

圆柱体部份106与阀门104的针状部分107之间的直径缩小而形成的台肩或阶梯116上产生了一个圆锥面或倒角，在上述斜面或倒角116上有若干个短的凸台118，当阀体部分106被流入的高压流体推靠在底座120的刚性盖110上，因为上述凸台118支撑在压盖110上，在所述压盖110和台肩116之间留有间隙，所以在台肩116与刚性盖110之间形成了许多槽或窗口，允许流体通过。

本发明中的流体节制装置在调节喷淋状的水流或类似的流体是很有用的，在该装置中出口端102上的外螺纹103可以拧入喷头（未示出）的足够长的内螺纹，使得上述喷头剩余一段自由螺纹，上述组件被平滑地装入水管的末端（未示出），所述管子的外螺纹可以拧入喷头的自由螺纹中直至管接头100的凸缘126靠在管子的边上，所以该装置完全被上述的管子和喷头螺纹遮掩起来，在这种安装形式下，装置可以得到很好的密封连接性能。

本发明的阀可以避免已有阀门所产生的那样令人不快的噪音，且不易被堵塞，因为表面沟槽115是开在圆柱体106上，可以提供比通常的阀孔或小孔更合理的流道。当流体通过管接头100时，上述流体要先流过入口端101，然后通过阀104的圆柱形部份106上的纵向表面沟槽115把阀104推向管接头100的出口端102，在这种情形下，因为弹簧109受流体压力作用被压缩，针状部分107的斜状端117将穿过压盖110、软垫片111和底座120的底部112上的开口，这种流体的运动将使针状部分107产生振动，这样O形圈108和针状端117将分别横向撞击接头100的内壁和垫片111内表面，垫片111的内径小于压盖110的内径和底座120的底112上的孔内径，这样就减少了噪音，这是因为O形圈108和垫片111是由弹性或塑料之类的软材料制成的缘故。

另一方面，当流体的流量被切断或减少时作用于弹簧109上的压力随之减小，弹簧将通过凸缘105推动阀104，当凸缘105上部撞到垫片114上时，垫片114将阻止阀的运动，动作的变化速率取决于流体流动的速度。

此外，当高压流体通过管接头100时，弹簧109被压缩到足以使阀104的台肩116上的凸台118压靠到底座120的压盖110上，由于压盖110是一个硬质垫圈，所以不允许凸台118通过，因此，在每一对凸台118之间留下多个槽或窗允许受到控制的流体通过。

最后，当上述的高压流体通过时，压盖110和底座120起了软垫片111的保持器的作用，软垫片111被夹在压盖110和底座120的底部112之间，被包在它们之间，因此上述软垫片111就不会被移动到出口端102的下开口113处，从而避免了由于垫片111的移动而堵塞出口113。

图2表示流量限制垫片组件的第二种实施例，它由软垫片111和底座120组成，该实施例中的软垫片111由底座120的底部112支承，该底座有一个圆柱壁114，它垂直于底部112向上延伸的距离足以得到一个与软垫片111和压盖110合起来的厚度相等的深度，压盖110的外径适于安装在圆柱形壁114中并压靠在软垫片111上，它的上表面与壁114的上边缘近似平齐。

零件通过上述安装方式就能补偿构成软垫片的弹性或塑料材料的厚度变化，因为压盖110可以装入圆柱状壁114形成的圆柱状空间内的某一足够的长度内，该长度适合将软垫片压靠在底座120或底部112上。

作为本发明的最佳实施例，软垫片111用合适的粘接剂或类似的材料固定到底座120上，然后压盖110用软钎焊或其它方法固定到圆柱壁114上，组成可整体更换的单元。

图3表示本发明装置使用的流量限制垫片组件的第三种实施例，其结构简单，在低压中等工作条件下非常有效。例如用在城市和农村用的水管上。但是，这种装置在高压条件下使用不十分安全。因为在这种条件下软垫可能移动堵塞出口113。然而，本发明的装置由于其成本低，结构简单可优先用于民用设施。

如图3所示，流量限制垫片组件的第三实施例仅仅由夹在硬垫片110和112之间的软垫片111组成，二个硬垫片不与上述两个实施例中的圆柱壁相连。垫片110，111和112的外径与管接头100的内径相同，只是进行适当的调配放入所述的管接头内，靠弹簧109使其互相挤压靠压台肩125上，从而使软垫片111比较牢固地压接在硬垫片110和112之间，阻止其移动。

Claims (6)

1、压力敏感流体节制装置包括一个有进口端和出口端的管接头，所述进口端的内径略大于管接头的内径，在进口端和管接头之间形成了第一台肩，安装在第一个台肩上的硬垫片起阀的止动器的作用，所述出口端的外径大于所述管接头的外径并备有外螺纹，内径较小在所述管接头和所述出口端之间形成了第二个台肩，针状阀包括上圆柱体部分，其顶部有一个径向向外延伸的凸缘、下圆柱体部分，其底部是一个针状端，所述下圆柱体部分的直径小于所述上圆柱体部分的直径，在它们之间形成了第三个台肩，弹簧的上端支承在由软材料制成的O形圈上，O形圈安装在所述弹簧和针阀的凸缘之间，以减轻弹簧和凸缘之间的碰撞，弹簧下端支承在流量限制垫片组件上，而该组件则支承于所述的第二个台肩上，当针阀被流体向下推动时，第三个台肩上的若干个凸台支靠在上述流量限制垫片组件的表面上，因此在每一对凸台间形成了相应的槽，使流体能够以被限制的流速通过这些通道，沿针阀上圆柱体部分表面轴向设置并延伸至圆柱体整个长度的至少一个表面沟槽，为流体从所述入口经过针阀流至所述管接头出口端提供了畅道的通道，流量限制垫片组件支承在第二个台肩上，它包括一个由弹性材料或塑料制成的软垫片，该软垫片有一个孔，其直径能允许所述针阀的下部分自由通过，所述软垫片被装在由硬质材料制成的底座里，该底座至少由一个下硬质垫片构成，其上有一个孔径小于所述软垫片孔的直径的孔，和个上硬质垫片，其上有一个直径和所述下垫片的孔的直径相同的孔，软垫片被夹持固定在所述上垫片和所述底座的下垫片之间，软垫片沿径向向内伸入到所述硬质上垫片和底座的下垫片之间一个足够的距离以减轻针阀与底座内壁的撞击，所述软垫片被固定在所述底座内，因而不会由于流体的压力而移动。

2、按权利要求1所述的压力敏感流体节制装置，其特征在于所述流量限制垫片组件是一个可拆卸的单元，它包括一个容纳软垫片的且带有下垫片底座，圆柱壁沿所述下垫片向上延伸到足以超过软垫片厚度的距离，构成压盖的上垫片支承在用于容纳所述软垫片的圆柱壁的上边缘。软垫片处于所述下垫片和压盖之间。

3、如权利要求1所述的压力敏感流体节制装置，其特征在于所述流量限制垫片组件是一个可拆卸的单元，它包括用于容纳所述软垫片且带有下垫片的底座，圆柱壁沿所述下垫片的边缘向上延伸到足以达到所述软垫片和所述上垫片的厚度之和，所述上垫片的直径适于装入由所述圆柱壁形成的腔内置于软垫片上，以将所述软垫片压在所述下垫片上。

4、如权利要求2所述的压力敏感流体节制装置，其特征在于所述软垫片用粘接剂固定在所述底座内，而所述压盖则用软钎焊固定到所述圆柱壁的上边缘上。

5、如权利要求3所述的压力敏感流体节制装置，其特征在于所述软垫片用粘接剂固定在所述底座内，所述上垫片则用软钎焊固定到所述圆柱壁的内表面上。

6、如权利要求1所述的压力敏感流体节制装置，其特征在于所述流量限制垫片组件包括上垫片、下垫片和夹在所述上、下垫片之间的软垫片，上述软垫片靠弹簧压力压所述上、下垫片之间。

Images