CN110878856A - 可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，包括主阀体，主阀体沿其轴向从前到后依次设有相连通的进水口、中间腔、出水口，中间腔上同轴固设有一两端开口的导筒，导筒外周与中间腔之间具有环状间隙，导筒后端开口中部同轴穿设有连接杆；连接杆前端螺纹旋接有用以在导筒内部的进水导向套上轴向滑移启闭进水口的进水阀瓣，进水阀瓣的后旁侧设有同轴固连在连接杆上的弹簧座，弹簧座与导筒的后内端面之间设有主弹簧；连接杆后端连接有用以在出水口内部同轴设置的出水导向套上轴向滑移启闭导筒后端开口的出水阀瓣，结构简单。

Description

可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置及其工作方法。
背景技术
随着城市建设的快速发展和人民生活水平的提高，人们对自来水水质要求不断提高、对饮水健康的关注越来越迫切。近几年来我国一些地方也不断的发生水倒流污染事件。在供水管道，倒流防止器作为防止自来水倒流污染、保证供水水质安全的有效设施。针对我国供水状况，国家标准和行业标准都强制性地要求安装“倒流防止器”，规定了“倒流防止器”的设置场合、安全性及其阻力性能的要求。
倒流防止器是一种严格限定管道中的压力水只能单向流动的水力控制组合阀门，其功能是在任何工况下防止管道中的介质从装置的出口端流到进口端。其关键技术是放弃了传统的堵、截方法，而是将发生倒流或临界倒流的水，采用“导”的手段通过排水器，采用导流方法把倒流水排出阀外。其最大的功能效应是防止介质因倒流引起的污染，保障供水安全。
与国外相比，由于我国供水水压偏低。国内供水水压0.25~0.3MPa,而国外水压比国内高出一倍，要整体提高城市管网供水压力，势必要大幅度提高供水成本。而目前国内外该类产品,在保证安全性的同时,普遍存在水头损失大等问题，如减压型倒流防止器的水头损失高达到7~10m水柱（即0.07~0.10MPa ），安装这种高达30%以上压力损失的倒流防止器在国内供水管道上，将致使许多供水压力低的管道无法正常供水，而一些倒流防止器产品降低水头损失，也同时降低了产品管道隔断的安全性。无法满足国家和行业标准或设计规范和实际使用要求。现有的倒流防止器隔断安全性能与阻力性能不能同时兼顾。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，包括主阀体，主阀体沿其轴向从前到后依次设有相连通的进水口、中间腔、出水口；
中间腔上同轴固设有一两端开口的导筒，导筒外周与中间腔之间具有环状间隙，导筒后端开口中部同轴穿设有连接杆；
连接杆前端螺纹旋接有用以在导筒内部的进水导向套上轴向滑移启闭进水口的进水阀瓣，进水阀瓣的后旁侧设有同轴固连在连接杆上的弹簧座，弹簧座与导筒的后内端面之间设有主弹簧；
连接杆后端连接有用以在出水口内部同轴设置的出水导向套上轴向滑移启闭导筒后端开口的出水阀瓣；
进水阀瓣与出水阀瓣均由前细段与后粗段组成，前细段与后粗段之间经锥倒角衔接，进水阀瓣与进水导向套之间、出水阀瓣与出水导向套之间均设有O型密封圈，O型密封圈止回排水时与后粗段过盈配合，正常供水时与前细段间隙配合。
优选的，环状间隙上径向固设有用以连接导筒外周的辐射筋，辐射筋未封闭环状间隙的通流截面，导筒前端开口大于后端开口，进水导向套从前端开口同轴设置在导筒内部。
优选的，进水口上同轴设有用以与进水阀瓣密封配合的进水阀座，导筒后端开口上同轴设有用以与出水阀瓣密封配合的出水阀座。
优选的，进水阀座的中部经辐射筋连接有一带后凸锥面的导向销，进水阀瓣的中部螺纹旋接有一带前凹锥面的导向螺母；辐射筋径向且未封闭进水阀座的通流截面。
优选的，导筒后端开口中部经径向的辐射筋同轴固设有一导套，连接杆同轴穿设在导套上，连接杆的杆身上同轴固设有用以顶接导套前端面进行后移限位的限位凸台，辐射筋未封闭导筒后端开口的通流截面。
优选的，连接杆的后端同轴固设有细段外螺纹，外螺纹与连接杆的杆身之间具有限位台阶，出水阀瓣的中部经径向的辐射筋同轴固设有一滑套，滑套同轴穿设于外螺纹上，滑套前端与限位台阶相顶接，滑套后端经辅助弹簧与螺纹旋接在外螺纹上的辅助弹簧调节螺栓相顶接，辐射筋未封闭出水阀瓣的通流截面。
优选的，主阀体的外旁侧设有排水器，中间腔与排水器的排水进水口连通，进水口与排水器的前端进水口连通，出水口与排水器的后端进水口连通。
优选的，排水器包括阀体，阀体上设有排水进水口与排水出水口，排水进水口与排水出水口之间设有穿插于阀体上进行往复平移的平板密封阀瓣，平板密封阀瓣的前端固连有位于阀体前压力腔上的前活塞、后端固连有位于阀体后压力腔上的后活塞、非端部设有平移接通排水进水口与排水出水口的通孔，前压力腔上设有前端进水口，后压力腔上设有后端进水口，前活塞或后活塞与阀体之间设有弹簧。
优选的，排水进水口与排水出水口位于前压力腔与后压力腔之间的阀体上，阀体上开设有用以平板密封阀瓣往复前后平移的直滑槽道；排水进水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座、O型圈、调整圈、进水口外螺纹接头，排水出水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座、O型圈、调整圈，其中调整圈、进水口外螺纹接头均螺纹旋接在阀体上，排水进水口内密封阀座与平板密封阀瓣上表面接触，排水出水口内密封阀座与平板密封阀瓣下表面接触；前压力腔的前端螺纹旋接有前盖，后压力腔的后端螺纹旋接有后盖；弹簧位于前压力腔上，弹簧轴向为平板密封阀瓣的平移方向，弹簧后端与前活塞顶接，弹簧前端顶接在前盖上；前盖上螺纹旋接有一调整螺钉，调整螺钉与弹簧同轴，调整螺钉的内端固设有一位于前压力腔上的安装板，弹簧前端顶接在安装板上。
一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置的工作方法，按以下步骤进行：（1）调节时，由于连接杆前端螺纹旋接进水阀瓣，因此通过旋转连接杆改变旋接程度使进水阀瓣的轴向位置发生改变，进水阀瓣与弹簧座间距改变时，主弹簧复位的预紧力改变；旋转辅助弹簧调节螺栓改变其轴向位置，辅助弹簧的预紧力改变；（2）当进水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于出水口压力，压力差推动进水阀瓣离开进水阀座，进水阀瓣推动连接杆，连接杆推动出水阀瓣全开，压缩主弹簧至连接杆限位位置，排水器关闭，倒流防止器处于正常供水状态；由于锥倒角导向作用，进、出水阀瓣和进、出水导向套形成一定间隙，使进水阀瓣上的O型密封圈与进水导向套脱离接触，出水阀瓣上的O型密封圈与出水导向套脱离接触，O型密封圈的流阻消除，降低倒流防止器的流阻，降低水头损失；（3）当出水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于进水口压力时，进出两级止回阀关闭时，由于进水阀瓣与进水导向套、出水阀瓣与出水导向套里设置O型密封圈密封结构，使进、出水阀瓣和进、出水导向套配合形成柱面O型密封圈密封，压力差推动进、出水阀瓣至进、出水阀座至密封位置，主弹簧复位，辅助密封；同时带前凹锥面的导向螺母与带后凸锥面的导向销配合，使阀瓣与阀座配合处于同心位置；水力和主弹簧力的双重作用，形成有效的止回密封，排水器打开，把瞬间倒流的水，排到阀外。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置的结构简单，倒流防止器的回座正压差和流阻可调，可以将倒流防止器调整至安全值，保证管道隔断安全性情况下，将流阻水头损失调整至最小。使倒流防止器既保证管道隔断安全性、又有较低的水头损失，达到标准要求，解决了一般倒流防止器隔断安全性能与阻力性能不能同时兼顾的大难题，产品满足了我国各类建筑、消防、工矿、园林、水处理等系统中的给水管网需要防止水倒流污染的场的使用要求。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例止回排水的状态示意图。
图2为图1的A局部放大图。
图3为图1的B局部放大图。
图4为本发明实施例正常供水的状态示意图。
图5为图4的C局部放大图。
图6为图4的D局部放大图。
图7为图1中排水器的状态示意图。
图8为图4中排水器的状态示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~8所示，一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，包括主阀体22，主阀体沿其轴向从前到后依次设有相连通的进水口23、中间腔24、出水口25；
中间腔上同轴固设有一两端开口的导筒26，导筒外周与中间腔之间具有环状间隙，导筒后端开口中部同轴穿设有连接杆27；
连接杆前端螺纹旋接有用以在导筒内部的进水导向套28上轴向滑移启闭进水口的进水阀瓣29，进水阀瓣的后旁侧设有同轴固连在连接杆上的弹簧座30，弹簧座与导筒的后内端面之间设有主弹簧31；
连接杆后端连接有用以在出水口内部同轴设置的出水导向套32上轴向滑移启闭导筒后端开口的出水阀瓣33；
进水阀瓣与出水阀瓣均由前细段34与后粗段35组成，前细段与后粗段之间经锥倒角36衔接，进水阀瓣与进水导向套之间、出水阀瓣与出水导向套之间均设有O型密封圈37，O型密封圈止回排水时与后粗段过盈配合，正常供水时与前细段间隙配合。
在本发明实施例中，环状间隙上径向固设有用以连接导筒外周的辐射筋38，辐射筋未封闭环状间隙的通流截面，导筒前端开口大于后端开口，进水导向套从前端开口同轴设置在导筒内部。
在本发明实施例中，进水口上同轴设有用以与进水阀瓣密封配合的进水阀座39，导筒后端开口上同轴设有用以与出水阀瓣密封配合的出水阀座40。
在本发明实施例中，进水阀座的中部经辐射筋连接有一带后凸锥面的导向销41，进水阀瓣的中部螺纹旋接有一带前凹锥面的导向螺母42；辐射筋径向且未封闭进水阀座的通流截面。
在本发明实施例中，导筒后端开口中部经径向的辐射筋同轴固设有一导套43，连接杆同轴穿设在导套上，连接杆的杆身上同轴固设有用以顶接导套前端面进行后移限位的限位凸台44，辐射筋未封闭导筒后端开口的通流截面。
在本发明实施例中，连接杆的后端同轴固设有细段外螺纹45，外螺纹与连接杆的杆身之间具有限位台阶46，出水阀瓣的中部经径向的辐射筋同轴固设有一滑套47，滑套同轴穿设于外螺纹上，滑套前端与限位台阶相顶接，滑套后端经辅助弹簧48与螺纹旋接在外螺纹上的辅助弹簧调节螺栓49相顶接，辐射筋未封闭出水阀瓣的通流截面。
在本发明实施例中，主阀体的外旁侧设有排水器50，中间腔与排水器的排水进水口连通，进水口与排水器的前端进水口连通，出水口与排水器的后端进水口连通。
在本发明实施例中，排水器包括阀体1，阀体上设有排水进水口2与排水出水口3，排水进水口与排水出水口之间设有穿插于阀体上进行往复平移的平板密封阀瓣4，平板密封阀瓣的前端固连有位于阀体前压力腔5上的前活塞6、后端固连有位于阀体后压力腔7上的后活塞8、非端部设有平移接通排水进水口与排水出水口的通孔9，前压力腔上设有前端进水口10，后压力腔上设有后端进水口11，前活塞或后活塞与阀体之间设有弹簧12。平移接通排水进水口与排水出水口的通孔随着前端压力与后端压力的变化，通孔与排水进水口、排水出水口的接通口径大小不同，排水量不同。
在本发明实施例中，排水进水口与排水出水口位于前压力腔与后压力腔之间的阀体上，阀体上开设有用以平板密封阀瓣往复前后平移的直滑槽道13，流阻系数低，压力损失小。排水进水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座14、O型圈15、调整圈16、进水口外螺纹接头17、排水出水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座、O型圈、调整圈，其中调整圈、进水口外螺纹接头均螺纹旋接在阀体上，排水出水口上可旋接外螺纹接头，排水进水口内密封阀座与平板密封阀瓣上表面接触，排水出水口内密封阀座与平板密封阀瓣下表面接触，密封性好。前压力腔的前端螺纹旋接有前盖19，后压力腔的后端螺纹旋接有后盖20。弹簧位于前压力腔上，弹簧轴向为平板密封阀瓣的平移方向，弹簧后端与前活塞顶接，弹簧前端顶接在前盖上。前盖上螺纹旋接有一调整螺钉21，调整螺钉与弹簧同轴，调整螺钉的内端固设有一位于前压力腔上的安装板18，弹簧前端顶接在安装板上。旋转调整螺钉时，可调节弹簧的压缩程度，进而可进一步调节排水器的流量和启闭压力，需要时可通过调节调整螺钉关闭排水器。
一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置的工作方法，按以下步骤进行：（1）调节时，由于连接杆前端螺纹旋接进水阀瓣，因此通过旋转连接杆改变旋接程度使进水阀瓣的轴向位置发生改变，进水阀瓣与弹簧座间距改变时，主弹簧复位的预紧力改变；旋转辅助弹簧调节螺栓改变其轴向位置，辅助弹簧的预紧力改变，保证必要的密封比压；（2）如图4所示，当进水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于出水口压力，压力差推动进水阀瓣离开进水阀座，进水阀瓣推动连接杆，连接杆推动出水阀瓣全开，压缩主弹簧至连接杆限位位置，排水器关闭，倒流防止器处于正常供水状态；由于锥倒角导向作用，进、出水阀瓣和进、出水导向套形成一定间隙，使进水阀瓣上的O型密封圈与进水导向套脱离接触，出水阀瓣上的O型密封圈与出水导向套脱离接触，O型密封圈的流阻消除，降低倒流防止器的流阻，降低水头损失；（3）如图1所示，当出水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于进水口压力时，进出两级止回阀关闭时，由于进水阀瓣与进水导向套、出水阀瓣与出水导向套里设置O型密封圈密封结构，使进、出水阀瓣和进、出水导向套配合形成柱面O型密封圈密封，压力差推动进、出水阀瓣至进、出水阀座至密封位置，主弹簧复位，辅助密封；同时带前凹锥面的导向螺母与带后凸锥面的导向销配合，使阀瓣与阀座配合处于同心位置；水力和主弹簧力的双重作用，形成有效的止回密封，排水器打开，把瞬间倒流的水，排到阀外。
在本发明实施例中，在步骤（2）、（3）中，排水器安装于倒流防止器主阀体的外侧，排水进水口与中间腔相通，排水出水口与大气相通，前端进水口连接倒流防止器主阀体的进水口，后端进水口相连倒流防止器主阀体的出水口，依靠两侧压力的变化来控制排水器的启闭。当前端压力P1大于后端压力P2时，压力差推动前活塞、平板密封阀瓣、后活塞向后运动至限位，平板密封阀瓣完全盖住排水进水口与排水出水口之间通道，排水器关闭；当后端压力P2大于前端压力P1时，压力差推动后活塞、平板密封阀瓣、前活塞向前运动至限位，平板密封阀瓣中的通孔与排水进水口与排水出水口之间通道相通，排水器排水。可有效确保倒流防止器的止回装置密封后将中间腔内的水顺利排出，也可以防止外面的水倒灌到主阀体内，安全可靠。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置及其工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，包括主阀体，主阀体沿其轴向从前到后依次设有相连通的进水口、中间腔、出水口，其特征在于：
中间腔上同轴固设有一两端开口的导筒，导筒外周与中间腔之间具有环状间隙，导筒后端开口中部同轴穿设有连接杆；
连接杆前端螺纹旋接有用以在导筒内部的进水导向套上轴向滑移启闭进水口的进水阀瓣，进水阀瓣的后旁侧设有同轴固连在连接杆上的弹簧座，弹簧座与导筒的后内端面之间设有主弹簧；
连接杆后端连接有用以在出水口内部同轴设置的出水导向套上轴向滑移启闭导筒后端开口的出水阀瓣；
进水阀瓣与出水阀瓣均由前细段与后粗段组成，前细段与后粗段之间经锥倒角衔接，进水阀瓣与进水导向套之间、出水阀瓣与出水导向套之间均设有O型密封圈，O型密封圈止回排水时与后粗段过盈配合，正常供水时与前细段间隙配合。
2.根据权利要求1所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：环状间隙上径向固设有用以连接导筒外周的辐射筋，辐射筋未封闭环状间隙的通流截面，导筒前端开口大于后端开口，进水导向套从前端开口同轴设置在导筒内部。
3.根据权利要求1所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：进水口上同轴设有用以与进水阀瓣密封配合的进水阀座，导筒后端开口上同轴设有用以与出水阀瓣密封配合的出水阀座。
4.根据权利要求3所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：进水阀座的中部经辐射筋连接有一带后凸锥面的导向销，进水阀瓣的中部螺纹旋接有一带前凹锥面的导向螺母；辐射筋径向且未封闭进水阀座的通流截面。
5.根据权利要求1所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：导筒后端开口中部经径向的辐射筋同轴固设有一导套，连接杆同轴穿设在导套上，连接杆的杆身上同轴固设有用以顶接导套前端面进行后移限位的限位凸台，辐射筋未封闭导筒后端开口的通流截面。
6.根据权利要求1所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：连接杆的后端同轴固设有细段外螺纹，外螺纹与连接杆的杆身之间具有限位台阶，出水阀瓣的中部经径向的辐射筋同轴固设有一滑套，滑套同轴穿设于外螺纹上，滑套前端与限位台阶相顶接，滑套后端经辅助弹簧与螺纹旋接在外螺纹上的辅助弹簧调节螺栓相顶接，辐射筋未封闭出水阀瓣的通流截面。
7.根据权利要求1所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：主阀体的外旁侧设有排水器，中间腔与排水器的排水进水口连通，进水口与排水器的前端进水口连通，出水口与排水器的后端进水口连通。
8.根据权利要求7所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：排水器包括阀体，阀体上设有排水进水口与排水出水口，排水进水口与排水出水口之间设有穿插于阀体上进行往复平移的平板密封阀瓣，平板密封阀瓣的前端固连有位于阀体前压力腔上的前活塞、后端固连有位于阀体后压力腔上的后活塞、非端部设有平移接通排水进水口与排水出水口的通孔，前压力腔上设有前端进水口，后压力腔上设有后端进水口，前活塞或后活塞与阀体之间设有弹簧。
9.根据权利要求8所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置，其特征在于：排水进水口与排水出水口位于前压力腔与后压力腔之间的阀体上，阀体上开设有用以平板密封阀瓣往复前后平移的直滑槽道；排水进水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座、O型圈、调整圈、进水口外螺纹接头，排水出水口内部由内而外依次设有环形的密封阀座、O型圈、调整圈，其中调整圈、进水口外螺纹接头均螺纹旋接在阀体上，排水进水口内密封阀座与平板密封阀瓣上表面接触，排水出水口内密封阀座与平板密封阀瓣下表面接触；前压力腔的前端螺纹旋接有前盖，后压力腔的后端螺纹旋接有后盖；弹簧位于前压力腔上，弹簧轴向为平板密封阀瓣的平移方向，弹簧后端与前活塞顶接，弹簧前端顶接在前盖上；前盖上螺纹旋接有一调整螺钉，调整螺钉与弹簧同轴，调整螺钉的内端固设有一位于前压力腔上的安装板，弹簧前端顶接在安装板上。
10.一种如权利要求1-9任一所述的可调回座正压差和流阻的倒流防止器装置的工作方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）调节时，由于连接杆前端螺纹旋接进水阀瓣，因此通过旋转连接杆改变旋接程度使进水阀瓣的轴向位置发生改变，进水阀瓣与弹簧座间距改变时，主弹簧复位的预紧力改变；旋转辅助弹簧调节螺栓改变其轴向位置，辅助弹簧的预紧力改变；（2）当进水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于出水口压力，压力差推动进水阀瓣离开进水阀座，进水阀瓣推动连接杆，连接杆推动出水阀瓣全开，压缩主弹簧至连接杆限位位置，排水器关闭，倒流防止器处于正常供水状态；由于锥倒角导向作用，进、出水阀瓣和进、出水导向套形成一定间隙，使进水阀瓣上的O型密封圈与进水导向套脱离接触，出水阀瓣上的O型密封圈与出水导向套脱离接触，O型密封圈的流阻消除，降低倒流防止器的流阻，降低水头损失；（3）当出水口压力大于中间腔压力、中间腔压力大于进水口压力时，进出两级止回阀关闭时，由于进水阀瓣与进水导向套、出水阀瓣与出水导向套里设置O型密封圈密封结构，使进、出水阀瓣和进、出水导向套配合形成柱面O型密封圈密封，压力差推动进、出水阀瓣至进、出水阀座至密封位置，主弹簧复位，辅助密封；同时带前凹锥面的导向螺母与带后凸锥面的导向销配合，使阀瓣与阀座配合处于同心位置；水力和主弹簧力的双重作用，形成有效的止回密封，排水器打开，把瞬间倒流的水，排到阀外。
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