CN1074520A - 封闭严密、多用途、多功能节能阀门 - Google Patents

Abstract

封闭严密、多用途、多功能阀门涉及流体阀领 域。发明成果有三：第一是，用皮碗装置将阀芯及部 分阀轴严密封闭于流体之中，其它均被隔绝在皮碗之 外；其二是在阀轴上加设弹簧装置，使阀芯具有自动 断流功能；其三是弹簧装置与螺旋装置并存于阀体， 取得多种功能。适用于流体，高压、低压。可同时采 用两种控制方法使用。

Description

1990年4月11日中国专利局受理了我个人申请的“多功能节水阀门”实用新型专利，申请号为90204111.8。同年9月8日作了审查合格决定。1991年1月30日登了《实用新型专利公报》，公告号为CN2070380U。同年5月22日授给了实用新型专利，证书号为56988。

本发明成果是在“多功能节水阀门”成果的基础上进一步探索而取得。也就是既提高了原专利成果，又提出了新的成果。

本发明涉及流体阀、气体阀及水龙头领域。

现有的一般阀门及水龙头是由螺旋装置控制阀门的开闭。其结构简单，使用方便，具有放流（气）、断流（气）、调节流量、保持流量等功能。但是，一般阀门最大的缺点是缺少自动断流（气）的功能，而是利用外压强制断流（气）;其阀门片及螺旋杆经受旋转作用力，阀门片易受磨损或螺旋脱扣，因而关闭不严，容易漏液（气）;同时螺杆根部用盘根封闭，由于螺杆旋转，盘根易受磨损而产生液（气）体外溢。

本发明的目的在于：针对一般阀门存在的缺点，采用新的原理，提供一种封闭严密、断流（气）彻底，适用于流体、气体、高压、低压等多种用途，而且具有多种功能的耐用节能阀门。

本发明共有三项成果：其一是，使用皮碗装置将阀芯及紧连阀芯的部分阀轴（弹簧轴）严密封闭于流（气）体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被隔绝在皮碗之外，从而彻底解决了流（气）体的外溢问题，达到了封闭严密的技术要求。其二是，阀芯随弹簧轴（阀轴）作往复运动，利用流（气）体自身的压力而取得自动断流（气）功能;由于阀芯与阀孔的密闭程度是与内压力大小成正比的，从而达到了断流（气）彻底的技术要求。其三是，使弹簧装置与螺旋装置并存于同一阀体，互相配合，各施其职，从而取得了阀门所需的多种功能。

这三项成果是互相依存的有机体;第一项与第二项更是不可分割的整体;在三项成果的相互配合下，才能更好的发挥各自的优越性。例如，由于皮碗装置替代了盘根装置，而减除了阀轴（弹簧轴）所承受的磨擦力，从而更好地发挥“利用流（气）体的压力自动断流（气）”的优越性。

考虑实际需要，本发明分成三种类型：其一是双控型，其结构如图1;其特点是具备多种功能，可以用两种方法来控制使用它;既可脚踏自关又可手控;既可电磁控制又可人力操作;既可自动控制又可人工操作。其二、其三是单控型，其结构如附图2和附图3;其特点是具备的功能较“双控型”少，只能用一种方法来控制使用，适宜于单一目的的专用，其构造简单、造价低廉;这两种类型可算是“双控型”的分割使用。三种类型的构造原理是全相同的，只是结构上稍有差异。

现结合附图1-说明“双控型”的构造：

附图一是“双控型”的一个实例示意图。

从图一可见，这种阀门是由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置（两种）五部分组成。

封闭装置：

采用皮碗（4）（11）将阀芯及连接阀芯的部分阀轴严密封闭于流（气）体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被隔绝在皮碗（4）（11）之外，彻底解决了流（气）体沿阀轴方向外溢问题。

现有的阀门和水龙头是采用盘根装置紧压填充物而密闭阀轴，来阻止液体外溢;但阀门的启闭要依靠螺杆的旋转，盘根的填充物易遭松动，故而不能彻底解决液体的外溢问题。

弹簧装置与阀芯

弹簧装置包括弹簧座（14）、弹簧（16）、弹簧盖（1个）、拉杆的突出部（15）等构成。阀芯是由套筒（7）、胶垫（9）、异型垫（10）构成。阀轴、弹簧轴与拉杆（13）实际是同一体。

弹簧装置与阀芯的相互动作是，当开启阀门放流时，拉杆（13）受外力作用（手拉或脚踏）下降而使弹簧（16）变形后，弹簧的弹力和流体对阀芯所施加的内压力，二者的方向是相同的。当拉杆所受的外力撤除（即手松或脚离）时，阀芯则依靠弹簧（16）的弹力和流体的内压力自动关闭阀孔而断流。

由于采用了弹簧装置，阀芯不仅取得了自动断流的功能，而且阀芯只作往复直线运动，不作旋转运动，从而减少了阀片的磨损。同时阀芯与阀孔的密闭程度是与流体的内压力成正比的，因而决无溢漏之虞。

开启装置：

“双控型”的开启装置分上下两种。下开启装置（图中未显示）一般是采用手拉、脚踏或电磁来控制。最简单的是手拉拉环（18），克服弹簧力及流体对阀芯的内压力，将拉杆（13）下拉而启开阀门放流，同时使弹簧（16）变形。当手松开拉环（18）后，拉杆受弹簧力而上升到原来的位置，同时阀门兼受流体的内压力而关闭断。

上开启装置一般是采用螺旋装置来控制。螺旋装置包括转把（1）、螺杆（2）、螺母（3）。其使用方法与现有阀门相似，具备有开启阀门、调节流量、保持流量、断流等功能。但其结构与现有阀门所用的螺旋装置是不同的。螺杆（2）与阀轴（13）（即拉杆）是各自独立的。当开启阀门时，螺杆（2）转动只是迫使阀轴（13）下降，阀轴不作旋转运动。断流时，反方向转动转把（1），只是使螺杆（2）独自上升到原来位置，而阀门是依靠自身的功能而断流。

本阀门所用的螺旋装置只是在开启阀门的瞬时，为克服阀门所承受的内压力而受力;断流时，只是自由旋转而上升，因而不易磨损，比现有阀门所使用的螺旋装置的寿命要长得多。

“双控型”与现有阀门相对比的几个特点：

1.以皮碗装置替代盘根装置，封闭严密，彻底解决了流（气）体的外溢问题。

2.以弹簧装置利用流（气）体自身的内压力自动断流（气），替代以螺旋装置施加外力强置断流（气）;断流（气）可靠，无溢漏现象。

3.弹簧装置与螺旋装置并存于阀体，较现用水龙头增加了手拉（脚踏）自关功能;而这一功能又正符合当前“节约用水、讲究卫生”的社会需要。双控型阀门是更新现用水龙头较理想的产品。

4.在拉环（18）上挂一储水罐，本阀门具有与“浮筒阀门”相同的功能，可用于蓄水池（缸）和抽水马桶。当水的浮力抵消储水的重量时则断水。

5.本阀门的启闭是半自动化的往复运动，更有利于采用电磁控制或感应自控和遥控，符合当前自动化的建设需要。

单控型

单控型的构造原理与双控型相同，只是结构上稍有差异，是从专一用途着眼而构思设计的，结构较简单，所具功能也较少。分别说明之。

附图2是“单控第一型”的实例示意图。

由图2可见，“单控第一型”是“双控型”的分割使用，只是减少了螺旋装置和一个皮碗，其它构造是相同的，也是由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置五部分组成，较“双控型”少上开启装置。

封闭装置：

采用皮碗（6）将阀芯及连接阀芯的部分阀轴严密封闭于流（气）体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被封闭在皮碗（6）之外。

弹簧装置与阀芯：

弹簧装置包括弹簧（10）、弹簧座（9）、弹簧盖（11）、拉杆的突出部（12）组成。阀芯是由螺母（2）、螺垫（3）、胶垫（4）、异型垫（5）组成。弹簧轴、阀轴与拉杆（13）实际是同一体。

弹簧装置与阀芯的相互动作是，当拉杆（13）受外力作用（手拉或脚踏）下降，而弹簧（10）变形，阀门启开放流时，弹簧的弹力和流（气）体对阀芯所施加的压力，二者的方向是相同的。当拉杆所受的外力撤除（手松或脚离）时，阀芯则依靠弹簧（10）的弹力和流体的内压力自动关闭阀孔而断流（气）。

开启装置：

“单控第一型”只有下开启装置（图中未显示），一般是采用手拉、脚踏或电磁来控制。最简单的是手拉拉环（14），克服弹簧力及流体对阀芯的内压力，将拉杆（13）下拉而启开阀门放流，同时使弹簧（10）变形。当手松开拉环（14）后，拉杆（13）受弹簧力而上升到原来的位置，同时阀门兼受流体的内压力而关闭断流。

“单控第一型”的特点：

1.手拉（脚踏）自关是其专一的功能，是专为“节约用水、讲究卫生”的目的而设计的。适用于一切公共场所的卫生用水，如厕所、食堂、浴室、公园、饮食摊贩集中地……等。

2.其装配使用与一般水龙头相似，简单方便，只是以拉环替代转把，更换后就可使用，不需要添增一点设备，因而便于普遍推广使用。

3.构造简单，造价低廉，绝无漏水、溢水之虞。

4.如果在拉环上增挂一储水罐，还具有“浮筒阀门”例似的功能，可用于蓄水池（缸）。

单控第二型

附图3是“单控第二型”的实例示意图。由图3可见，“单控第二型”的结构与“双控型”稍有差异。“双控型”的阀芯和弹簧室同在阀孔进流的一侧，而“单控第二型”的阀芯和弹簧室则各在阀孔的异侧，阀芯在进流的一侧，弹簧室在出流的一侧。其它结构与“双控型”是相同的。

“单控第二型”也是由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置五部分组成。

封闭装置：

采用皮碗（9）将阀芯及连接阀芯的部分阀轴严密封闭于流（气）体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被封闭在皮碗（9）之外。

弹簧装置与阀芯：

弹簧装置与阀芯的相互动作是，当开启阀门放流（气）时，弹簧轴（阀轴）（8）（12）受外力作用（螺杆下压）而弹簧（5）变形，弹簧的弹力和流（气）体对阀芯的压力，二者的方向是相同的;当弹簧轴（8）所受的外力撤除（螺杆上升），阀芯则依靠弹簧的弹力和流（气）体的内压力而自动断流（气）。

开启装置：

根据阀门使用的目的，开启方法可采用螺旋装置，也可以手按或脚踏。本实例是作为管道阀门而设计的，故而采用螺旋装置。

螺旋装置由转把（1）、螺杆（2）、螺母（3）组成。螺杆（2）与弹簧轴（8）各自独立。当转动转把（1）使螺杆（2）下降时，螺杆（2）只迫使弹簧轴（8）同时下降而开启阀门放流，但弹簧轴（8）不作旋转运动。当反方向转动转把（1）时，螺杆（2）只是独自上升，阀轴（12）是受弹簧（5）的弹力和流体内压力上升而使阀门关闭断流。

“单控第二型”的特点：

这种阀门是专为用于管道而设计的，特别是用于中、大型管道，其优越性就更为显著。中、大型管道，由于流量较大，阀门断流（气）的可靠性和阀轴封闭的严密性是中、大型管道阀门较难解决的问题。本阀门断流可靠，封闭严密，两个难题是彻底解决了，所以“单控第二型”用于中、大型管道是有利的。

2.现用螺旋阀门是用螺旋装置所加给的外压力强制断流（气），螺旋装置的构造强赌和所产生的外压力，必须超过阀门所承受的内压力，才能有效断流（气）。本阀门是利用流（气）体自身的内压力断流（气），这对螺旋装置就不成问题了。

当然，用螺旋装置开启阀门，同样必须克服阀门所承受的内压力（还要加上弹簧的微小弹力），否则就开启不了。但是，这个问题是可以解决的。采用分环开启的方法，就可以用小的螺旋装置开启大的阀门。具体做法是，从阀孔的园周到中心逐环重叠封闭，最后封闭中心;开启阀门时，则从中心到园周，先开启中心阀孔，而后逐环开启，直到全部开启。

本发明设计者曾对这一问题作过探索和研究，原理是可行的，结构是简单的。这种开启方法的优点是以小代大，不仅可以降低阀门构造成本，节约钢材;而且由于逐环缓慢断流（气）和逐环缓慢开启，可以有效地减少管道中的“水击现象”;这是一举两得的成果。但是要说明，这种开启方法只能适用于内压断流的本阀门，而不适用于外压断流阀门。

Claims (4)

1、发明成果有三项：其一是，使用皮碗装置替代盘根装置，将阀芯及紧连阀芯的部分阀轴严密封闭于流(气)体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被隔绝在皮碗之外，从而彻底解决了流(气)体的外溢问题，而达到了封闭严密的技术要求。其二是，在阀轴上增加弹簧装置，使阀芯随弹簧的伸缩作往复直线运动，并使阀芯在受到流(气)体自身的压力下而取得自动断流(气)功能；由于阀芯与阀孔的密闭程度是与流(气)体内压力大小成正比的，从而也取得了断流(气)可靠的技术要求。其三是，弹簧装置与螺旋装置并存于阀体，互相配合，各司其职，从而取得了阀门所需的多种功能。

三项成果是相互依存的有机体；第一项与第二项更是不可分割的整体；在三项成果的相互配合下，才能更好的发挥各自的优越性，例如，由于皮碗装置替代了盘根装置，而减除了阀轴(弹簧轴)所承受的磨擦力，从而更好地发挥“利用流(气)体的压力自动断流(气)”的优越性。

2、“双控型阀门”是本发明三项成果的实践结果，并体现三项成果相互配合和依存关系。它由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置（两种）五部分组成。其特征在于：

封闭装置：

采用皮碗（4）（11）将阀芯及连接阀芯的部分阀轴严密封闭于流（气）体之中，而弹簧室、阀轴轴承及轴承外的其它装置等均被隔绝在皮碗（4）（11）之外，彻底解决了流（气）体的外溢问题。

弹簧装置与阀芯：

在阀轴上增加弹簧装置，使阀芯随弹簧的伸缩作往复直线运动。当受外力开启阀门时，弹簧（16）变形的压力与流（气）体对阀芯所施加的内压力，二者的方向是相同的。当外力撤除后，阀芯则依靠弹簧（16）的弹力与其自身所受的内压力自动关闭阀孔而断流（气）。

开启装置：

开启装置分上下两种。上开启装置一般采用螺旋装置来控制。下开启装置一般是采用手拉或脚踏。由上下两种开启装置的相互配合、各司其职，从而取得所需的各种功能;并且可用两种方法来控制，既可脚蹋又可手控，既可电磁控又可人工操作。

上开启装置包括转把（1）、螺杆（2）、螺母（3）。其使用方法与现有阀门相似，具备有开启阀门、调节流量、保持流量、断流等功能。但其结构与现有阀门所用的螺旋装置是不同的。螺杆（2）与阀轴（13）（即拉杆）是各自独立的。当开启阀门时，螺杆（2）转动只是迫使阀轴（13）下降。断流（气）时，反方向转动转把（1），螺杆（2）只是独自上升到原来位置，而阀门是自动断流（气）。

3、“单控第一型”是“双控型”的分割使用，构造是相同的，只是减少了螺旋装置和一个皮碗。也是由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置五部分组成。开启装置只有下开启装置。是专为“节约用水、讲究卫生”这个目的而设计的。其特征是结构简单、造价低廉、使用方便，而便于装在各公共场所供给卫生用水。

4、“单控第二型阀门”的构造原理与“双控型”是相同的。也是由阀体、封闭装置、弹簧装置、阀芯、开启装置五部分组成。但其结构与“双控型”稍有差异。“双控型”的阀芯和弹簧室同在阀孔进流的一侧，而“单控第二型”的阀芯和弹簧室则各在阀孔的异侧，阀芯在进流的一侧，弹簧室在出流的一侧。

弹簧装置与阀芯的相互动作还是和“双控型”相同的。当开启阀门放流（气）时，弹簧轴（阀轴）（8）（12）受外力作用（螺杆下压）而弹簧（5）变形，弹簧的弹力和流（气）体对阀芯的压力，二者的方向是相同的;当弹簧轴（8）所受的外力撤除（螺杆上升到原来位置），阀芯则依靠弹簧的弹力和流（气）体的内压力而自动断流（气）。

开启装置是采用螺旋装置。螺旋装置由转把（1）、螺杆（2）、螺母（3）组成。

“单控第二型”是专为用于管道而设计的。其优点是已彻底解决了阀门和阀轴的渗漏问题;并且可以采用分环开启的方法，可以用小的螺旋装置开启大的阀门。

Images