CN110462547B - 流量调节器 - Google Patents

Abstract

一些实施例包括流量调节器，所述流量调节器具有主体，主体的尺寸被设计成被接收在流动通道内，所述主体包括入口和外表面；以及位于主体内并从入口沿着主体的至少一部分长度延伸的内部体积。一些实施例包括围绕主体螺旋定位的两个单独的螺旋结构，其中一个螺旋结构比另一个螺旋结构从外表面延伸得更远。一些实施例包括在螺旋结构之间延伸的流体流动空间。基于流体压力，螺旋结构可以膨胀和收缩以控制流体流动空间并且作为上游流体压力的函数来影响下游流体流率。

Description

流量调节器

相关申请

本申请要求于2017年2月23日提交的、序列号为62/462,501的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及流体流量调节器，以及具体涉及保持基本恒定流率的流动压力调节器。

背景技术

当水通过流体注入阀以重新注入水箱(例如，诸如马桶水箱)时，流体注入阀趋于产生噪音。对于供应线中的水压和流率而言通常跨不同的地理区域(包括跨一个国家或一个州)之间变化。因此，即使相同的注入阀安装在不同的区域中，进水的体积、流率和压力也会急剧变化。特别是当过高的水压和/或流率导致高水平的噪音和水的浪费时，所产生的不一致性是不希望的。

相反希望一种简单的解决方案，其将在不同压力下提供大致恒定的水流量流入注入阀内。这种解决方案还可以减少可能导致空蚀损坏的冲击波。

发明内容

一些实施例包括流量调节器，其包括尺寸设计成被接收到流动通道内的主体，该主体包括至少一个入口和外表面；以及位于主体内并从至少一个入口沿着主体的至少一部分长度延伸的内部体积。一些实施例包括围绕主体的至少部分长度螺旋定位的第一螺旋部，第一螺旋部包括从外表面延伸第一距离的第一螺旋边缘。一些实施例包括围绕主体的至少部分长度螺旋定位的第二螺旋部，第二螺旋部包括从外表面延伸第二距离的第二螺旋边缘，其中第一距离大于第二距离。

一些实施例包括在第一螺旋部和第二螺旋部之间以及在外表面和至少第一与第二螺旋边缘之间延伸的流体流动空间。此外，在一些实施例中，流体流动空间构造成从流动通道的至少一部分接收流体，其中流体包括流体流率和流体压力。

在本发明的一些实施例中，流体流动空间被构造和布置成基于流体压力而变化。在一些实施例中，由于内部体积中的流体压力的减小或增加，该变化由至少外表面的移动引起。

在一些实施例中，内部体积包括端部开口的空腔，该空腔包括至少一个入口。在一些实施例中，主体是圆柱形的。在一些另外的实施例中，主体包含弹性体。在一些实施例中，主体的至少一部分是挠性的。在其他实施例中，主体构造成可滑动地或固定地定位在流动通道中。

在本发明的一些实施例中，流量调节器在流动通道中的定位在流动通道中产生分割，该分割包括邻近至少一个入口的上游部段和邻近主体的相对端的下游部段。在一些实施例中，主体构造成至少部分地基于流体压力来调节下游部段中的流体流率。

在一些实施例中，流体流率调节包括至少部分地基于上游部段中的流动压力的增加来降低下游部段中的流率，其中内部体积中的流动压力的增加产生至少外表面的移动。在一些另外的实施例中，流体流率调节包括基于上游部段中的流动压力的增加而降低下游部段中的流率，其中内部体积中的流动压力的增加产生第一螺旋边缘和第二螺旋边缘中的至少一个螺旋边缘从主体的中心轴线向外的移动。

一些实施例包括流量控制器，该流量控制器包括插入件，该插入件包括凹穴的至少一个入口，该凹穴延伸插入件的至少部分长度并限定可调节的内部体积。在一些实施例中，第一螺旋部围绕插入件的至少部分长度延伸，并且从插入件的外表面延伸到第一螺旋边缘。在一些实施例中，第二螺旋部围绕插入件的至少部分长度平行于第一螺旋部延伸，并且从插入件的外表面延伸到第二螺旋边缘，其中外表面和第二螺旋边缘之间的距离小于外边缘和第一螺旋边缘之间的距离。

在一些实施例中，插入件包括可调节的流体流动空间，该可调节的流体流动空间在第一螺旋部和第二螺旋部之间延伸，并且当定位在流动通道中时在外表面和至少第一和第二螺旋边缘之间延伸。在一些实施例中，插入件构造成使得内部体积的尺寸基于凹穴中施加的流体压力。

一些实施例包括流体压力的增加，其产生内部体积的尺寸的增加和流体流动空间的减小。在本发明的一些实施例中，凹穴中的流体压力的增加产生第一螺旋边缘和第二螺旋边缘中的至少一个螺旋边缘从凹穴向外移动。

在一些另外的实施例中，第一螺旋边缘与插入件的中心轴线平行。在一些实施例中，第二螺旋边缘包括曲面。在一些实施例中，插入件包含挠性弹性体。

附图说明

图1是根据本发明一些实施例的预先存在的流量调节器的截面侧视图，该流量调节器定位在将总水管连接到注入阀的底部内的流动通道内。

图2A是根据本发明一些实施例的定位在管道中的流量调节器的第一实施例的截面正视图。

图2B是根据本发明一些实施例的对应于图2A的截面透视图。

图2C是根据本发明一些实施例的图2A的流量调节器的入口侧面透视图。

图2D示出根据本发明一些实施例的图2A的流量调节器的侧视图。

图2E示出根据本发明一些实施例的图2A的流量调节器的出口侧透视图。

图2F是示出根据本发明一些实施例的图2A-图2E的流量调节器的压力相对于内径孔径变化的数据的曲线图。

图3A是根据本发明一些其他实施例的定位在管道中的流量调节器的截面正视图。

图3B是根据本发明一些实施例的对应于图3A的截面透视图。

图3C是根据本发明一些实施例的对应于图3A的入口侧透视图。

图3D是根据本发明一些实施例的对应于图3A的侧视图。

图3E是根据本发明一些实施例的对应于图3A的出口侧透视图。

图3F是示出根据本发明一些实施例的图3E-图3F的流量调节器的压力相对于内径孔径变化的数据的曲线图。

图4A是根据本发明一些实施例的在没有或几乎没有流体流动压力的情况下管道中的流量调节器的第三实施例的截面侧视图。

图4B是根据本发明一些实施例的图4A的实施例的截面侧视图，但是处于较高的流体流动压力下。

图4C是根据本发明一些实施例的对应于图4A的侧视图。

图4D是根据本发明一些实施例的对应于图4A的截面透视图。

图4E是示出根据本发明一些实施例的图4A至图4D的流量调节器的压力相对于内径孔径变化的数据的曲线图。

图5A是根据本发明一些实施例的管道中的流量调节器的另一实施例的截面侧视图。

图5B是根据本发明一些实施例的对应于图5A的截面透视图。

图5C是根据本发明一些实施例的对应于图5A的侧视图。

图5D是示出根据本发明一些实施例的图5A-图5C的流量调节器的压力相对于内径孔径变化的数据的曲线图。

图6A是根据本发明一些实施例的管道中的流量调节器的另一实施例的截面侧视图。

图6B是根据本发明一些实施例的对应于图6A的截面透视图。

图6C是示出根据本发明一些实施例的图6A和图6B的流量调节器的压力相对于内径孔径变化的数据的曲线图。

图7A是根据本发明一些实施例的管道中的流量调节器的第六实施例的截面侧视图。

图7B是根据本发明一些实施例的对应于图7A的处于高流动压力下的侧视图。

图8A是根据本发明一些实施例的流量调节器的另一实施例的俯视透视截面图。

图8B是根据本发明一些实施例的图8A的弹性体和插入件的仰视图。

图8C是根据本发明一些实施例的对应于图8B的放大截面视图。

图9A是根据本发明一些实施例的与扩散器一起定位的流量调节器的另一实施例的截面侧视图。

图9B是根据本发明一些实施例的对应于图7A的截面透视图。

图9C示出根据本发明一些实施例的图9A和图9B的组合式流量调节器和扩散器的另外图示。

图10A是根据本发明一些实施例的包括一对扩散器的流量调节系统的另一实施例的截面侧视图。

图10B是根据本发明一些实施例的图10A中所示的扩散器之一的截面透视图。

图10C示出根据本发明一些实施例的图10A的堆叠的成对扩散器的另外图示。

图11A是根据本发明一些实施例的流量调节器的另一实施例的截面侧视图，该流量调节器在其外表面上具有一对螺旋状突起。

图11B是根据本发明一些实施例的图11A的流量调节器的侧视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解的是，本发明在其应用上不限于以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，应理解的是，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。本文中“包括(including)”、“包含(comprising)”或“具有(having)”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被广泛使用并且涵盖直接和间接安装、连接、支撑和联接两者。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

呈现以下论述以使得本领域内的技术人员能够构成和使用本发明的实施例。对于本领域内的技术人员而言，对所示实施例的各种修改是显而易见的，并且本文的一般原理可以应用于其他实施例和应用而不脱离本发明的实施例。因此，本发明的实施例不旨在限于所示的实施例，而是与符合本文公开的原理和特征的最宽范围相一致。下面的详细描述将参考附图来阅读，其中不同附图中的相同元件具有相同的附图标记。不一定按比例绘制的附图描绘了所选择的实施例，并且不旨在限制本发明的实施例的范围。技术人员将认识到，本文提供的示例具有许多有用的替代方案，这些替代方案落入本发明的实施例的范围内。

本发明的一些实施例包括流量调节器，其可用于减少用于箱或任何流体储器的再注入阀中的流体流动变化。然而，应理解的是，本文描述的本发明的实施例不限于注入阀，而是可以用于各种其他应用中。此外，本文描述的本发明的一些实施例可以在注入阀中提供降噪。因此，本文描述的本发明的一些实施例可包括流量调节器或控制器，其可用于任何流体应用中，其中在一系列不同的入口压力下需要通常恒定的流量。如本文所用，术语“流体控制器”和“流体调节器”可互换使用。

本发明的一些实施例包括流量调节器，其可定位在流动管或其他流动通道内。在一些实施例中，流量调节器包括穿过流量调节器的位于中心的孔或通道，所述孔或通道从入口通向出口。例如，本发明的一些实施例包括流量调节器，该流量调节器可定位在水注入管道或通道中，所述水注入管道或通道通到直到流体阀的底部内。在一些实施例中，流量调节器可由弹性体材料制成，该弹性体材料可挠曲以实现通过其中的所需流动特性。在一些实施例中，流量调节器包括挠性或半挠性主体，其具有从一端延伸穿过其到达另一端的通道。例如，在至少一个实施例中，流量调节器包括圆柱形弹性体主体，该主体具有从圆柱形弹性体主体的入口(例如调节器的底端处的开口)延伸穿过其到达圆柱形弹性体主体的出口(优选地在顶部上)的通道，其中出口比入口宽。在一些实施例中，在使用期间，随着弹性体主体底部上的流体压力增加，弹性体主体可变形，使得穿过弹性体主体的通道收缩，使得流量调节器可在不同压力的一定范围内提供大致恒定的流率。在各种可选实施例中，弹性体主体本身可以置于插入件中，并且在一些实施例中，弹性体主体的减压部分被切除以允许弹性体主体挠曲并因此提供改进的流动特性(诸如减少冲击波的可能性)。在一个实施例中，通道的膨胀是非线性的。在其他实施例中，扩展是线性的。

在本发明的一些实施例中，本文所述的流量调节器的至少一部分可包含基于聚合物的材料，所述基于聚合物的材料包括一种或多种均聚物、一种或多种共聚物、或其混合物。在一些实施例中，该材料可包含弹性体聚合物，例如橡胶或硅树脂。在一些实施例中，橡胶可以是天然橡胶(例如诸如天然橡胶)、合成橡胶或其组合。在本发明的一些实施例中，该材料可包含丁基橡胶或丁烯橡胶、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、或其组合。在一些实施例中，该材料可包括再生橡胶。

在本发明的一些其他实施例中，本文所述的流量调节器的至少一部分可包含基于聚合物的基质材料，所述基质材料包括分散的或半分散的辅助材料。在一些实施例中，辅助材料会影响材料的粘弹性响应。例如，一些实施例包括下述材料，所述材料可包含一种或多种聚合物，所述聚合物注入填料元素、填料化合物和/或填料混合物(或包括填料元素、填料化合物和/或填料混合物的分散体)。例如，在一些实施例中，至少一部分材料可包含基于聚合物的基质材料，其包括分散在基质中的长丝或颗粒以形成复合材料。例如，一些实施例包括可包含纤维材料的填料。在一些实施例中，填料的至少一部分可以在优选方向上取向。在一些其他实施例中，所述材料可包含纤维填充的基质材料，所述基质材料包括分散在基质中以形成纤维复合材料的天然或合成长丝。一些实施例包括填料材料，其至少部分地分散通过至少一部分材料。在一些实施例中，填料材料可以是无定形的或结晶的有机或无机材料。在一些其他实施例中，填料材料的粒度可以在1-10微米之间。在一些其他实施例中，填料材料的至少一部分可以是亚微米。在一些其他实施例中，填料的至少一部分可包含纳米尺寸的颗粒填料材料。

在本发明的一些实施例中，在操作期间，施加在调节器的入口(例如底部)上的某些流体流动压力可以使通过调节器的弹性体主体的通道的直径收缩。结果，即使流量调节器经受不同的流体流动压力，通过通道的流动体积也可保持相对恒定。图1提供传统螺旋流量调节器9在注入阀中的使用和放置的图示。注入阀5显示为位于箱8中。管道10提供将注入阀5连接到总水管11的再注入管或通道。螺旋流动路径调节器9置于管道10中以确保大致恒定的水流量在总水管中的一系列不同水压下流入到注入阀5内。传统调节器9的示例性实施例可以在题为“Plumbing Fill Valve Restrictor And Regulator(铺设注入阀限制器和调节器)”的公开的美国专利申请2007/0102053中找到。在一些实施例中，调节器9可以通过柄部15保持就位，其中流量调节器的顶部抵靠柄部15的底部定位，如图所示。因此，柄部15防止调节器(9或20或40或60)被向上推入管道10中。如图所示，柄部15可以是完全圆形的，或者它可以替代地包括一组径向膨胀的肋状部。

参考图2A-图2E、图3A-图3E、图4A-图4D、图5A-图5C、图6A-图6B、图7A-图7B、图8A-图8C、图9A-图9C、图10A-图10C和图11A-图11B，一些实施例提供可以代替图1的传统调节器9和/或其他传统调节器的新型的弹性体调节器(20、30、40、50、60、70、80、90、100、120和150)。例如，图2A是根据本发明一些实施例的定位在管道中的流量调节器20的第一实施例的截面正视图。此外，图2B是根据本发明一些实施例的对应于图2A的截面透视图。为了清楚起见，管道10外部的流量调节器20的视图示于图2C-图2E中。例如，图2C是根据本发明一些实施例的图2A的流量调节器的入口侧透视图。此外，图2D示出图2A的流量调节器的侧视图，以及图2E示出根据本发明一些实施例的图2A的流量调节器的出口侧透视图。

图2A和图2B示出定位在流动管道10中在柄部15下方的流量调节器20的第一实施例。在各种实施例中，柄部15可以如图所示是完全圆形的，或者可以由多个径向辐条组成。如图2C-图2E所示，在一些实施例中，流量调节器20可包括大致圆柱形的主体，该主体包括通道23，通道23从一端处的入口21延伸到相对端处的出口23。在一些实施例中，流量调节器20的主体是圆柱形的，装配在管道10内，如图所示。在一些实施例中，流量调节器20可包括弹性体主体，弹性体主体包含一种或多种弹性体材料。

如从至少图2A-图2C和图2E中可以看出的那样，通路或通道22可大致位于流量调节器主体的中心。这样，在一些实施例中，通路或通道22可以围绕从顶部到底部穿过圆柱形弹性体主体的中心纵向轴线居中。在一些实施例中，在图2A和图2B的流量调节器的所示实施例中，通路或通道22可从入口21线性地扩展到出口23，其中入口21比出口23窄。换言之，通道22从主体的底部移动到顶部的膨胀速率是恒定的。因此，如图2B中所示，通路或通道22可以是圆锥形的，其中入口21的直径小于出口23的直径。

申请人在20psi至232psi的压力范围内并且在1GPm至1.5GPm的流率下进行了本发明的各种实施例的计算机模拟。然而，应理解的是，本文所述的实施例可用于其他压力和流率，所有这些都保持处于本发明实施例的范围内。图2F是示出流量调节器20的“压力”相对于“内径孔径变化”的计算机模拟的曲线图。因此，该曲线图示出对于各种压力的窄入口21的直径的变化。如可以看出的那样，施加的流体流动压力与通过弹性体主体的通道尺寸之间的关系近似是线性的(即：调节器20底部上的流体流动压力与通过调节器的流动体积之间的关系近似为线性的)。通过入口21、通道22和出口23中的每一个的实际流动体积将是相同的，但是当其流过调节器时流动将减慢。结果，流速将从入口21到出口23下降。减慢通过调节器20的流动的效果包括进入到注入阀5内的水的降噪。

图3A至图3E示出流量调节器20的第二实施例。例如，图3A是根据本发明一些其他实施例的定位在管道10中的流量调节器30的截面正视图。图3B是对应于图3A的截面透视图，以及图3C是根据本发明一些实施例的对应于图3A的入口侧透视图。此外，图3D是对应于图3A的侧视图，以及图3E是根据本发明一些实施例的对应于图3A的出口侧透视图。在一些实施例中，流量调节器30可包括大致圆柱形的主体，该主体包括通道32，通道32从一端处的入口31延伸到相对端处的出口33。在一些实施例中，流量调节器30的主体是圆柱形的，装配在管道10内，如图所示。在该实施例中，通路或通道32从入口31非线性地扩展到出口33(即：通路或通道32以增加的速率膨胀更接近于宽出口33)。换言之，通道32的直径的膨胀速率从入口31处的主体底部到出口33处的主体顶部移动而增加。因此，如图3B中可看出的那样，通路或通道32向外扩张并且是更假“喇叭形”的形状。在一些实施例中，流量调节器30包括弹性体主体，弹性体主体包括一种或多种弹性体材料。

在一些实施例中，流量调节器30包括可选的切除的减压部分34，该切除的减压部分围绕圆柱形弹性体主体的外圆周盘绕。如图所示，在一些实施例中，切除的减压部分34可选地包括更靠近圆柱形弹性体主体的中部的较大的切除的减压部分和更靠近圆柱形弹性体主体的顶部和底部(即，更接近于入口31和出口33)的较小的切除的减压部分。在一些实施例中，切除的减压部分34可以允许弹性体主体以这样的方式挠曲，使得当弹性体主体的底部暴露于较高的流体流动压力时，通路或通道32将被稍微更多地挤压。在一些实施例中，减压部分34可允许流量调节器30轴向和横向挠曲。

图3F是示出流量调节器30的“压力”相对于“内径孔径变化”的计算机模拟的曲线图。因此，该曲线图示出对于各种流体流动压力的窄入口31的直径的变化。如可以看出的那样，该关系近似是线性的，其中调节器30底部上的流体流动压力与通过调节器的流动体积之间的关系近似为线性的。

图4A至图4D示出流量调节器20的第三实施例。例如，图4A是根据本发明一些实施例的在没有或几乎没有流体流动压力的情况下管道10a中的流量调节器40的截面侧剖视图。图4B是根据本发明一些实施例的图4A的实施例的截面侧视图，但是处于较高的流体流动压力下。图4C是根据本发明一些实施例的对应于图4A的侧视图。图4D是根据本发明一些实施例的对应于图4A的截面透视图。

在一些实施例中，流量调节器40可包括大致圆柱形的主体，该主体包括通道42，通道42从一端处的入口41到相对端处的出口43延伸。在一些实施例中，流量调节器40的主体可以是圆柱形的，装配在管道10内，如图所示。在该实施例中，通路或通道42可以沿着流量调节器40的至少一部分长度从入口41非线性地扩展到出口43(即：通路或通道42以增加的速率膨胀更接近于宽出口43)。换言之，通道42的膨胀速率从入口41处的主体底部向出口43处的主体顶部移动而增加。如图4A中所示，通路或通道42向外扩张并且是更加“喇叭形”的形状。在一些实施例中，流量调节器40可包括弹性体主体，该弹性体主体包含一种或多种弹性体材料。

在本发明的一些实施例中，通路或通道42可以至少部分地被凹穴46包围。例如，如可以看出的那样，在一些实施例中，凹穴46可以围绕与入口41相邻的通道盘绕。在一些实施例中，凹穴46包括内壁47，内壁47可朝向入口41附近的通路或通道42的一部分弯曲。

在一些实施例中，流量调节器40可包括可选的切除的减压部分44，该减压部分44围绕圆柱形弹性体主体的外圆周盘绕。在一些实施例中，切除的减压部分44可以允许弹性体主体以这样的方式挠曲，使得当弹性体主体的底部暴露于较高的流体流动压力时，通路或通道42将被稍微更多地挤压。在一些实施例中，减压部分44可允许流量调节器40轴向和横向挠曲。在一些实施例中，切除的减压部分44可任选地包括更靠近圆柱形弹性体主体的中部的较大的切除的减压部分和更靠近圆柱形弹性体主体的顶部和底部(即，更接近于入口41和出口43)的较小的切除的减压部分。

图4A示出在很小或没有流体流动压力下的流量调节器40，以及图4B示出在较高流体流动压力下的调节器。如可以看出的那样，随着调节器40底部上的流体流动压力增加，凹穴46可以变形，使得内壁47可以横向向内移动，从而使通道42的至少一部分的直径收缩。另外，在一些实施例中，切除的减压部分44可以至少部分地收缩。在一些实施例中，如所述的流量调节器40的结构和行为可确保在较高流体流动压力下的相对恒定的流率。在一些实施例中，切除的减压部分44可沿流量调节器40的入口41和出口43的至少部分长度均匀地分布。在一些其他实施例(未示出)中，切除的减压部分44可任选地包括更靠近圆柱形弹性体主体的中部的较大的切除的减压部分和更靠近圆柱形弹性体主体的顶部和底部(即，更接近于入口41和出口43)的较小的切除的减压部分。

图4E是示出流量调节器40的“压力”相对于“内径孔径变化”的计算机模拟的曲线图，并且示出对于各种流体流动压力的窄入口41的直径的变化。如可以看出的那样，该关系近似为线性，其中调节器40底部上的流体流动压力与通过调节器的流动体积之间的关系近似为线性。

图5A-图5C示出流量调节器20的另一实施例。图5A是根据本发明一些实施例的管道10中的流量调节器50的截面侧视图。此外，图5B是根据本发明一些实施例的对应于图5A的截面透视图，以及图5C是根据本发明一些实施例的对应于图5A的侧视图。在该实施例中，通路或通道52以(非线性)阶梯式布置从窄入口51扩展到宽出口53，使得通路或通道52的直径在入口51处小于在出口53处的直径。在一些实施例中，阶梯的数量和/或阶梯的直径变化速率可以与所示的非限制性实施例不同。在一些实施例中，该阶梯式实施例的优点在于它降低了冲击的可能性，否则冲击将会产生弹性体主体的空蚀现象。图5A-图5C的非限制性实施例示出三个阶梯，但是可以使用额外数量的阶梯。图5D是示出流量调节器50的“压力”相对于“内径孔径变化”的计算机模拟的曲线图。

图6A和图6B示出流量调节器的另一实施例。在该实施例中，流量调节器60包括插入件64，插入件64的尺寸设计成被接收在流动管道10内。在一些实施例中，插入件64具有外圆柱表面65和从宽的底部开口67到窄的顶部开口68逐渐变细的内锥形表面66，窄的顶部开口68具有的直径小于宽的底部开口67具有的直径。另外，在一些实施例中，流量调节器60可包括弹性体主体63，弹性体主体63的尺寸设计成被接收在插入件64内。在一些实施例中，弹性体主体63可包括宽的底部61c和窄的顶部61d。类似于上述实施例，通路或通道62a沿轴向方向延伸穿过弹性体主体的中心，从弹性体主体底部上的窄入口61a延伸到圆柱形弹性体主体63顶部上的宽出口61b。

在一些实施例中，流量调节器60可包括通道62a，通道62a从一端(底端)处的入口61a延伸到相对端处的出口61b。在一些实施例中，流量调节器60的主体可以是圆柱形的，装配在管道10内，如图所示。在该实施例中，通路或通道62a可以将流量调节器60的至少部分长度从入口61a线性地扩展到出口61b，使得入口61a的直径小于出口61b的直径。

在一些实施例中，弹性体主体63还包括向内弯曲的外表面62c。在一些实施例中，向内弯曲的外表面62c可在插入件64的内表面66与弹性体主体的外表面62c之间形成间隙62b。在一些实施例中，当调节器40的底部(邻近入口61a)上的流体流动压力增加时，弹性体主体63可变形，使得向内弯曲的外表面62c可向内移动，导致通路或通道62a的直径收缩。在一些实施例中，总体结果将是确保在较高流体流动压力下的相对恒定的流率。

图6C是示出流量调节器60的“压力”相对于“内径孔径变化”的计算机模拟的曲线图。因此，该曲线图示出对于各种压力的窄入口61a的直径的变化。如可以看出的那样，该关系近似为线性，流量调节器60底部上的压力与通过流量调节器60的流动体积之间的关系近似为线性。

图7A和图7B示出流量调节器20的另一个实施例。图7A是根据本发明一些实施例的具有柄部15c的管道10c中的流量调节器70的截面侧视图。此外，图7B是根据本发明一些实施例的处于较高流体流动压力下的对应于图7A的侧视图。在一些实施例中，调节器70可包括圆柱形的弹性体主体，该主体分别具有宽的底端76和顶端78。在本发明的一些实施例中，弹性体主体可包括具有底部开口71和顶部开口73的通路或通道72。在本发明的一些实施例中，弹性体主体可包括沿其长度的多个手风琴状折叠部75。

图7A的图示描绘了在很少或没有流体流动压力下的流量调节器70。相反，图7B示出处于较高流体流动压力下的调节器70。如可以看出的那样，在本发明的一些实施例中，随着调节器60底部上的流体流动压力增加(邻近入口71)，折叠部75可以开始被推到一起，从而收紧通道72的宽度，从而限制了通过其的流量。在一些实施例中，总体结果可以是在较高的流体流动压力下确保相对恒定的流率。

图8A至图8C示出另外的流量调节器80，其包括由弹性套筒84围绕的插入件82。在一些实施例中，插入件82可包含聚合物，以及弹性套筒84可包含弹性体84。在一些实施例中，套筒84外侧周围的流体流动压力可以等于供应流体流动压力。然而，在内部套筒84之间(即：在插入件82和套筒84之间的通道85中)的流体流动压力将倾向于更低，从而将套筒84推入到通道85中，使得通过通道85的流动路径更小。结果，在一些实施例中，可以调节流体流动压力，因为随着供应中的流体流动压力增加，通道85的尺寸可以减小。在一些实施例中，插入件82通常可以是星形的，如图所示。

图9A至图9C示出另外的流量调节器90，其包括调节器92以及位于顶部上的扩散器100。在一些实施例中，调节器92可包含弹性体。在一些实施例中，调节器92可包括从调节器92的底端94延伸到顶端96的流动通路93。在一些实施例中，通路93可开放到如图所示的宽的流动凹穴97内。在本发明的一些实施例中，扩散器100位于调节器92的顶部上，如图所示。在一些实施例中，扩散器100可包括穿过其中的流动通路102。在一些实施例中，这些流动通路102可以减少通过系统的流体的流体流动压降，在一些实施例中，这可以减少噪音和空蚀现象。这样，在一些实施例中，调节器系统90可以通过具有足够大的长度与直径比来逐渐降低流体流率，以减少通过其的水的噪音。图9C示出图9A和图9B的组合式流量调节器和扩散器的另外的俯视和仰视透视图。

图10A至图10C示出流量调节系统120的另一实施例，其包括一个堆叠在另一个之上的一对扩散器100(图9A图至9C所示的扩散器100)。流量调节系统的该实施例用于减少水流噪音(通过具有足够大的长度与直径比)。图10C示出堆叠的成对扩散器的另外图示。如图所示，在一些实施例中，流动通路102可以从一个扩散器100的一端对准并延伸到另一个扩散器100的相对端。

图11A-图11B示出流量调节器组合件150的另一实施例，其中流量控制器148定位在具有护罩15d的管道10d中。在一些实施例中，流量调节器组合件150在结构上类似于在题为“Plumbing Fill Valve Restrictor and Regulator Apparatus(铺设注入阀限制器和调节器设备)”的、号为11/594,620的美国专利申请中找到的传统调节器。在一些实施例中，流量控制器148包括在外表面153上的一对螺旋状突起152和154。例如，图11A是根据本发明一些实施例的流量调节器的另一实施例的截面侧视图，该流量调节器在其外表面上具有一对螺旋状突起。此外，图11B是根据本发明一些实施例的图11A的流量调节器的侧视图。在一些实施例中，流量调节器组合件150包括限定流体通道16d的垂直导管14d。在一些实施例中，流量控制器148设置在流体通道16d中，在通道16d中形成分割，该分割包括上游部段18d和下游部段20d。在一些实施例中，流量控制器148可以可滑动地或固定地定位在垂直导管14d中。在一些实施例中，在流量控制器148可滑动地设置在垂直管道14d中的情况下，上游部段18d和下游部段20d相对于流量控制器148的位置进行限定。在本发明的一些实施例中，流量调节器组合件150包括平行于螺旋部152行进的附加螺旋部154，并且该附加螺旋部154从外表面153向外延伸较短距离。此外，在一些实施例中，螺旋边缘152a包括与外表面153和/或系统150的中心轴线(“C”)平行的大致平坦表面，以及螺旋边缘154a包括弯曲或圆形表面(参见图11B)。在一些实施例中，新型的第二螺旋部154的优点在于，当流体围绕流量调节器组合件150的外表面行进时，其有助于使流体流动成层流，并且可以减少产生的噪音并且可以显著改善流量调节。

参照图11A，在一些实施例中，在使用期间，随着进入的流体的压力增加，流体不仅将注入流量控制器148的中空腔室28，而且还导致侧壁146膨胀，并且从而导致流量控制器148的部分更紧密地抵接内导管表面10e。在一些实施例中，由较高流体压力导致的侧壁146的膨胀减小了可用的流动路径空间143，进入的流体必须经过该流动路径空间143以通过流动控制器148。例如，在一些实施例中，螺旋边缘152a可以抵接和/或更紧密地密封抵靠侧壁146，和/或螺旋边缘154a可以抵接和/或更紧密地密封抵靠侧壁146。在一些实施例中，这种减小的空间与围绕外表面153在螺旋部152、154之间的曲折路径相结合可以导致进入流体的流率限制(capping)或降低到某一最大速率。在一些实施例中，当流体压力降低时，螺旋边缘152a可以远离侧壁146移动，从侧壁146脱离联接，或较不紧密地密封抵靠侧壁146，和/或螺旋边缘154a可以远离侧壁146移动，从侧壁146脱离联接，或较不紧密地密封抵靠侧壁146。在一些实施例中，这可导致螺旋边缘152a、154a中的一个或多个之间的空间增加，这可导致具有较低流体压力的进入流体的流率增加。因此，在一些实施例中，当流量控制器148以其开口端148a面向上游通道部段18d取向时，通过不仅减少流体流量，而且通过还可以当流体压力超过某个触发点时限制处于特定最大值的流体流率，流量控制器148可以用作流体流量调节器或控制器。作为示例而非通过限制性的方式，流体流量控制器148将开始限制或调节流率的触发流体压力可在约20磅/平方英寸(psi)至约230psi的范围内。作为进一步的示例而非限制性的方式，在这种水压力下的受限制流率可以配置为约3加仑/分钟或更高。在一些实施例中，预定的触发流体压力可以通过各种不同的方式调节，诸如改变流量控制器148组成的弹性模量，增加或减小螺旋部152、154的相邻螺旋边缘152a、154a之间的距离等。

Claims (20)

1.一种流量调节器，其包括：

尺寸设计成被接收在流动通道内的主体，所述主体包括至少一个入口和外表面；

位于主体内并从至少一个入口沿着主体的至少一部分长度延伸的内部体积；

围绕主体的至少部分长度螺旋定位的第一螺旋部，第一螺旋部包括从外表面延伸第一距离的第一螺旋边缘，第一螺旋边缘包括大致平坦的表面；

围绕主体的至少部分长度螺旋定位的且与第一螺旋部交替布置的第二螺旋部，第二螺旋部包括从外表面延伸第二距离的第二螺旋边缘，第二螺旋边缘是圆形的，其中第一距离大于第二距离；以及

在第一螺旋部和第二螺旋部之间以及在外表面和至少第一与第二螺旋边缘之间延伸的流体流动空间，流体流动空间构造成从流动通道的至少一部分接收流体，其中流体包括流体流率和流体压力。

2.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，流体流动空间被构造和布置成基于流体压力而变化。

3.根据权利要求2所述的流量调节器，其特征在于，由于内部体积中的流体压力的减小或增加，所述变化由至少外表面的移动引起。

4.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，内部体积包括端部开口的空腔，该空腔包括至少一个入口。

5.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，主体是圆柱形的。

6.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，主体包含弹性体。

7.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，主体的至少一部分是挠性的。

8.根据权利要求1所述的流量调节器，其特征在于，主体构造成可滑动地或固定地定位在流动通道中。

9.根据权利要求8所述的流量调节器，其特征在于，流量调节器在流动通道中的定位在流动通道中产生分隔，该分隔包括邻近至少一个入口的上游部段和邻近主体的相对端的下游部段。

10.根据权利要求8所述的流量调节器，其特征在于，主体构造成至少部分地基于流体压力来调节下游部段中的流体流率。

11.根据权利要求10所述的流量调节器，其特征在于，流体流率调节包括至少部分地基于上游部段中的流动压力的增加来降低下游部段中的流率，其中内部体积中的流动压力的增加产生至少外表面的移动。

12.根据权利要求10所述的流量调节器，其特征在于，流体流率调节包括基于上游部段中的流动压力的增加而降低下游部段中的流率，其中内部体积中的流动压力的增加产生第一螺旋边缘和第二螺旋边缘中的至少一个螺旋边缘从主体的中心轴线向外的移动。

13.一种流量控制器，其包括：

插入件，所述插入件包括凹穴的至少一个入口，所述凹穴延伸插入件的至少部分长度并限定可调节的内部体积；

围绕插入件的至少部分长度延伸的第一螺旋部，第一螺旋部从插入件的外表面延伸到第一螺旋边缘，第一螺旋边缘包括大致平坦的表面；以及

围绕插入件的至少部分长度平行于第一螺旋部延伸的且与第一螺旋部交替布置的第二螺旋部，第二螺旋部从插入件的外表面延伸到第二螺旋边缘，第二螺旋边缘是圆形的，并且其中外表面和第二螺旋边缘之间的距离小于外边缘和第一螺旋边缘之间的距离。

14.根据权利要求13所述的流量控制器，其特征在于，插入件包括可调节的流体流动空间，所述可调节的流体流动空间在第一螺旋部和第二螺旋部之间延伸，并且当定位在流动通道中时在外表面和至少第一和第二螺旋边缘之间延伸。

15.根据权利要求14所述的流量控制器，其特征在于，插入件构造成使得内部体积的尺寸基于凹穴中施加的流体压力。

16.根据权利要求15所述的流量控制器，其特征在于，流体压力的增加产生内部体积的尺寸的增加和流体流动空间的减小。

17.根据权利要求15所述的流量控制器，其特征在于，凹穴中的流体压力的增加产生第一螺旋边缘和第二螺旋边缘中的至少一个螺旋边缘从凹穴向外移动。

18.根据权利要求13所述的流量控制器，其特征在于，第一螺旋边缘与插入件的中心轴线平行。

19.根据权利要求13所述的流量控制器，其特征在于，第二螺旋边缘包括曲面。

20.根据权利要求13所述的流量控制器，其特征在于，插入件包含挠性弹性体。

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