CN1127636C - 无水击止回阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是得到既使在任何管路条件下也能够防止当流体停止输送时所发生的水击以及压力的上升、而且设计、制作容易且性能及经济性高的无水击止回阀装置。在流体输送时开阀而排出流体，在输送停止时闭锁而阻止逆流的止回阀装置中，本发明的特征在于：并列设置主阀装置和旁通阀装置，对于主阀装置，其构造如下：关闭在入口流路与出口流路之间倾斜开口的主阀座的单一的主阀体具有总是向阀闭锁方向的作用力，而且形成形状阻力、惯性阻力小，在流体的输送停止时，在流体的排出方向流动失去惯性停止时刻该主阀体基本复座在该主阀座。对于旁通阀装置，其构造如下：由于直线的进退动作而关闭在入口流路与出口流路之间开口的旁通阀座的旁通阀体与该进退方向的制动装置相连接，流体逆流开始之后，该旁通阀体一边被该制动装置所制动、一边慢慢地闭锁该旁通阀座，以防止流体输送停止时的逆流而引起的水击以及压力上升。前述旁通阀装置也可以配设限制旁通阀开度的调整机构。另外，前述主阀装置也可以配设向主阀体的阀闭锁方向施加作用力的阀闭力调整机构。

Description

无水击止回阀装置

技术领域

本发明涉及设置在流体输送管路中的无水击止回阀装置，在突然切断泵的输入而输送停止的场合，可安全确切地防止由于管内流体的逆流而引起的水击以及发生压力上升的无水击止回阀装置。

另外，本说明书中，“水”一词代表流体的总称。而且，“上流侧”、“下流侧(排出侧)”、“入口”“出口”等词也均表示以流体输送时的正常流动(非逆流)为基准的位置方向。

背景技术

设置在水等流体的输送管路的止回阀，在由于泵停止等而引起流体输送停止时，如果该止回阀的闭锁运动不能跟随流体的正流→停止→逆流的急剧的状态变化，而产生闭锁迟缓，在进入逆流过程之后闭锁复座，则其瞬间会在阀下流侧产生水击现象，以致会发生重大事故。

以往作为防止这种水击的止回阀装置，例如有特公昭40-3654号“无水击扬水装置”、特公昭51-25930号“无水击扬水装置的改进”、特公昭63-60274号“旋启型无水击止回阀装置”等一系列发明(以下将这些发明统称为“原发明”)，众所周知，这些发明得到了广泛的有效利用，而本发明是涉及这些原发明的无水击止回阀装置的改进。

以往技术的原发明的无水击止回阀装置，是与在此之前一般化的有关防止水击的对症疗法的技术思想(允许逆流过程中的阀复座，而且为了缓和其冲击，设置制动手段使阀体的动作缓慢，或是另外再设置自动阀装置以及缓冲器等的对症疗法的手段)不同的更为清晰的技术思想的装置。即，当切断流体输送时，所构成的阀体以及其附近的流路形状是为了使得在管路内的排出方向流动失去惯性而停止时刻使阀基本复座，以阻止逆流及其水击的发生，是为了积极地消除水击发生的因素而施以的根本的改进措施，这一点从原发明的公报说明书的记述中也很容易了解。

原发明的无水击止回阀装置的构造，如图3的实线部分所示，形成尽量减小阻碍阀闭锁运动因素的构造(调整阀体形状，使其质量小，极力减小形状阻力和惯性阻力)，由于其阀体自重引起的下降能够产生适应跟随流动减速的适宜的阀闭锁运动，此外如果有若干误差，可通过施加重锤、弹簧等的附加阀关闭作用力来进行其修正，基本达到了防止水击的目的。

但是，既使在原发明的无水击止回阀装置中，也仍然存在不能防止阀闭锁后的“压力上升”的尚未解决的技术课题。

即：在止回阀本身不是闭锁迟缓的构造的场合，因为其复座瞬间的阀座前后的水(流体)的速度基本成为零的状态，所以理论上不会发生“水击”，但是，其瞬间的排出侧的水柱受到泵以及止回阀等的流动阻力的影响，且由于水柱自身的弹性而处于伸长的状态，当其水柱缩短而再恢复到原来的长度时，其压力波被已经闭锁的止回阀挡住，会发生“压力上升”的情况。因为这是阀闭锁之后所发生的现象，所以原发明的无水击止回阀装置还无法对应。因为该“压力上升”没有水击的程度那么大，所以实用中忽视的场合很多，但是由于管路条件、特别是在排出侧管路长的情况下，其恶劣影响也会增大而形成问题。

另外，作为所赞誉的能够防止此“压力上升”的以往技术，有图4以及图5所示的所谓缓闭式止回阀，特别是通过缓冲器等来制动附设在主阀的旁通阀的旁通缓闭式止回阀得到广泛应用。

但是，以往技术的旁通缓闭式止回阀存在如下的问题。

首先，因为把容易引起闭锁迟缓的一般的止回阀作为主阀使用，而且由于其闭锁迟缓，在流动转为逆流之后主阀体复座，所以，作为防止“压力上升”前的问题是必须要防止“水击”本身，因此，必须要采取在主阀侧也制成双翼阀体来强化轴周围的对策，另外，不得不将旁通阀侧做成兼有缓和“水击”并允许大量逆流而且花费时间来缓慢闭锁的机构，因此，旁通阀必须要有所定的大的阀口径，一般必须是主阀口径的1/3至1/4程度的大小。其结果，必然要考虑到各部件以及缓冲器的强化等各种设计，旁通阀体的周围装置相比起到真正功能的旁通阀体要大，成为大型且复杂的装置，而且，因为旁通阀占据相当的空间，所以一般设计为将旁通阀部分设置在主阀阀箱上部的背负式，但仍然为大型的止回阀装置，因为其高度，维护检修以及缓冲器的调整成为非常麻烦的作业。

另外，因为本来止回阀是为了使特意花费能量所输送的流体不逆流而设置的，所以，虽说是为了缓和冲击但在其闭锁时允许大量的逆流，这是极不经济的，并且与止回阀的本来目的也是本末倒置，因此，应该是在不引起水击以及压力上升的范围内使逆流量最少。但是，在以往的旁通缓闭式止回阀装置中，既使可以通过附属的缓冲器的针阀等的调整来调整旁通阀体的闭锁速度，但是因为是以大量的逆流作为前提的动作而存在阻碍其的危险，所以很难调整限制其逆流开始时的旁通流路的大小(旁通阀体的起动位置)。

因此，本发明的目的是：为了根本上完全解决这些以往技术的问题，适应追随流动的减速来进行阀闭锁运动，确切地防止水击，改进发展原发明的无水击止回阀装置的技术思想，一方面使主阀具有其原来的优点，另外为了抑制主阀闭锁后的排出侧的压力上升，通过附设仅允许少量逆流的旁通阀，无论在何种管路条件下均可防止水击以及压力上升，得到理想的无水击止回阀装置，同时，使之成为其逆流量容易进行调整的结构，并进而形成主阀及旁通阀均小型化、而且不需大力的合理构造，得到设计和制作容易、性能及经济性高的无水击止回阀装置。

发明的公开

为了达到上述的目的，在流体输送时开阀而排出流体，在输送停止时闭锁而阻止逆流的止回阀装置中，本发明构造的特征是：并列设置主阀装置与旁通阀装置，对于主阀装置，关闭在入口流路与出口流路之间倾斜而开口的主阀座的单一的主阀体具有总是向阀关闭方向的作用力，而且形成形状阻力、惯性阻力均小，并且在流体的输送停止时，在流体排出方向流动失去惯性停止时该主阀体基本在该主阀座复座，

而且，对于旁通阀装置，通过直线的进退动作而开闭在入口流路和出口流路之间开口的旁通阀座的旁通阀体与其进退方向的制动装置连结，在流体的逆流开始之后，该旁通阀体一边被该制动装置制动，一边缓慢地流体逆流方向闭锁该旁通装置阀座，能够防止由于流体输送停止时的逆流而引起的水击以及压力的上升。

也可以为前述旁通阀装置配置限制旁通阀体开度的调整机构。

另外，也可以为前述主阀装置配置向主阀体的阀闭锁方向施加作用力的阀闭力调整机构。

由此，在由于泵等引起流体输送停止时，本发明的无水击止回阀装置首先闭锁主阀装置，然后通过制动装置一边制动旁通阀装置一边闭锁，特别是因为主阀装置的主阀体具有总是向阀闭锁方向的作用力，而且形成的形状阻力及惯性阻力小，所以，既使管路内的排出方向的流动突然开始减速，基本上也能同时开始阀闭锁运动，闭锁不迟缓地复座。即，在排出方向流动反转之前而静止的时刻，因为主阀体基本闭锁，所以通过主阀装置已经避免了水击，旁通阀装置可以仅起到避免主阀闭锁后的排出侧的“压力上升”的作用。因此，可以使旁通阀装置比以往技术的装置小，不仅其各部件以及制动装置的设计、制作容易且经济，而且能够安装在主阀装置的侧面等的自由位置，即使止回阀大型化，也能够简单地进行维护检修以及制动装置的调整。

而且，通过一边注视管路条件，一边调整其逆流开始时的旁通阀体的起动位置，可以在不引起水击以及压力上升的范围内将逆流量调整到最小。

图的简单说明

图1是本发明一实施例的主阀装置的侧面图以及旁通阀装置的纵剖面图，表示两阀均全开的状态。

图2是本发明另一实施例的主阀装置的侧面图以及旁通阀装置的纵剖面图，表示两阀均全开的状态。

图3是本发明的各实施例的主阀装置(也是原发明的无水击止回阀装置)一例的纵剖面图。

图4是以往技术的旁通缓闭式止回阀装置的纵剖面图。

图5是以往技术的旁通缓闭式止回阀装置的纵剖面图。

实施发明的最佳形式

参照图1以及图3说明本发明的一实施例。图1表示具有主阀装置A和旁通阀装置B的无水击止回阀装置的整体，图3具体表示其主阀装置A。

主阀装置A是依据特公昭63-60274号“旋启型无水击止回阀装置”等技术思想的装置，其构造是：当切断泵的输入而停止流体的输送时，在流体的排出方向流动失去惯性而停止时刻，主阀体3基本复座于主阀座2，避免由于闭锁迟缓而引起的水击发生。

具体来说，设置在输送管路(省略图示)中的主阀箱1形成从入口流路5至出口流路6的流路。单一的主阀体3通过主阀转动轴4与主阀箱1配合连接，并在相对流路5→6的方向倾斜而设置的主阀座2的出口侧可自由摇动地被保持。

为了尽可能消除阻碍主阀体的闭锁运动的因素、提高流动变化的随动性，将主阀体3做成流动阻力小的形状，尽量使其惯性质量小，而且使其整体的重心位于主阀转动轴4的下流侧，通过其自重形成向阀闭锁方向的作用力，即产生阀闭力。而且，将该阀闭力的大小设定为与主阀体3全开时从所定最大流量的流动所承受的阀开方向的作用力、即与阀开力的大小相平衡。

对于旁通阀装置B，跨越主阀装置A的入口流路5以及出口流路6而设置的旁通阀箱11形成从入口流路15至出口流路16的流路，在其中间配置有旁通阀座12。

旁通阀体13直线地(本图中为上下方向)进退自如地设置在旁通阀箱11内，其入口流路侧端面是为了在流体逆流时闭锁旁通阀座12，并在其中央部嵌入固着旁通阀轴14。其阀轴14延伸设置的一端与制动阀闭锁运动的制动装置31连接。

该制动装置31所例示的是一般的装置，其主要结构部件是袋状的气缸、和在自由滑动地贯穿该气缸盖的活塞杆上固着而且收容在气缸内的活塞，在气缸内装满流体(例如油或水)、并通过控制随着活塞的移动而在活塞的前后间流动的流体的针阀等的阻尼抵抗而使其产生制动作用。这样来调节该针阀孔径而控制制动的强度。

对于旁通阀轴14和制动装置31之间的连接机构，本图中其构造是在阀闭锁运动时，该阀轴14与制动装置31的活塞杆接触按压。因此，当再次开始流体输送、该阀轴14上升离开而解除按压时，为了使制动装置31的活塞自动地上升复位到原来的位置，在制动装置31的活塞杆上安装施力部件33，。

在本发明中，因为制动装置31与在其制动作用力的直线方向所外加的旁通阀轴14以及阀体13连接，所以，在各构造部件上也不会作用因制动而引起的扭转力矩等异常的作用力，对部件强度也没有严格的要求，而且，旁通阀装置B整体构造简单且小型化。

参照表示一实施例的图1说明本发明的作用。

本发明的无水击止回阀装置是在由泵等装置输送流体时，同时打开主阀装置A以及旁通阀装置B，使流体从流路5→6以及流路5→15→12i→16→6的方向排出，在输送停止时，首先主阀装置A闭锁，然后旁通阀装置B一边由制动装置31制动一边缓慢闭锁，防止由于排出侧流体的逆流而引起的水击以及压力上升。

对于主阀装置A，因为其主阀体3具有总是向所定的阀闭锁方向的作用力，而且形成的其形状阻力、惯性阻力小，所以，在阀打开时，该主阀体3的动作是位于围绕其流过的流体中，在阀开力与阀闭力相平衡的情况下保持为浮动状态，在流体输送停止时，既使管路内的排出方向流动开始突然减速，该主阀体3也基本同时开始阀闭锁运动，对于相对流路倾斜而设置的主阀座2一边保持阀闭力，一边不迟缓地闭锁，从而无水击地复座。即，因为在排出方向流动反转前的静止时刻，主阀体3基本闭锁，所以通过主阀装置A已经避免了“水击”，旁通阀装置B可以仅起到避免主阀闭锁后的排出侧的“压力上升”的作用。因此，旁通阀装置B可以比以往技术的装置小。具体而言，旁通阀装置B的口径可以是主阀装置A的口径的例如从1/8至1/10大小的口径，但因为还有管路条件的原因，并不限定此口径比。(另外，在各实施例的图中，为了容易看清构造而将旁通阀装置B稍稍放大画出。)

旁通阀装置B可以是小型的装置意味着具有如下的优点，因为不仅各部件以及制动装置的设计制作容易并且经济，而且旁通阀装置B也不会占据多余的空间，能够安装在主阀装置A的侧面的自由位置，所以既使止回阀大型化，也能够简单地进行维护检修以及制动装置的调整。

其次参照图2说明本发明的另一实施例。

本实施例的动作原理与图1的实施例相同，但作为不同点，首先，一边注视管路条件，一边用手操作等来调整其逆流开始时的旁通阀体13的起动位置，由此能够在不引起水击以及压力上升的范围内将逆流量调整为最小。在将逆流量限制为小量的场合，通过手柄22的转动，可以将手柄轴21下降，使手柄轴21的下端起到了旁通阀体13的运动上限的限制器的作用。

作为通过调整该旁通阀体13的起动位置而得到的又一效果是可以有下述的使用方法，在流体输送管路的流动状态不稳定时，当主阀体3的阀闭锁不能按所希望的进行、而且在其阀复座时间上产生偏差并发生若干水击的场合，通过在设施现场来调整该阀体13的起动位置，修正主阀体3的阀复座时间的偏差而可得到最佳的动作状态。

本图中所形成的机构是：通过手柄22的转动操作，手柄轴21的螺纹部21t与旁通阀箱盖部11f上的螺纹部一边螺合转动一边上下进退的内螺纹式的机构，当然机构也可以制成是通过手柄22的转动操作，使带有旋转止动件的手柄轴21进退的外螺纹式的机构，

而且，图示例是将制动装置31与旁通阀轴14直接连接，省略了制动装置31的活塞自动复位的施力部件33。这种构造的场合，旁通阀体13开关均缓慢动作。

另外，为了防止旁通阀体13在阀闭锁前的少水量时的振荡，也可以使用在该阀体13或者阀座12上设置梳齿状的突起等的以往技术，本图中所示的一例是在阀座侧设置梳齿状突起。

因为其它的构造、作用与图1的实施例相同，故省略详细说明。

通过以上说明，本发明的无水击止回阀装置在防止由于逆流而引起的水击以及压力上升方面起到了显著的作用效果，而进一步按照本发明的要点或增加设计的变化或引用以往技术，均可达到实施上的各种要求。

首先，关于主阀装置A，在图1～图3所例示的结构中，通过尽力减小对阀闭锁运动的阻碍因素(调整主阀体3的形状，使其质量小，尽量减小形状阻力和惯性阻力)，所以既使由于主阀体3的自重的下降，也能够进行所需的阀闭锁运动，一边与管内流动的减速同步，一边基本能够发挥随动不迟缓的阀闭锁性能，但在更苛刻的规格条件下，例如在至逆流开始的时间非常短的场合，为了强化、调整其阀闭力，在主阀箱1以及其盖部1f和主阀体3之间设置阀闭力施力部件(重锤、弹簧等)，也能够作用阀闭力(省略图示)。而且，这种场合，通过适当地安排连接阀闭力施力部件支点的关系位置，在阀全开附近，使作为所需的最小限的阀闭力作用，减小阀阻力损失，而在阀闭锁附近，使作为所需的最大限的阀闭力作用，使其能够构成更理想的阀闭锁运动。

为了能够进行随着流动的变化而不迟缓的阀闭锁的重要因素是：相对流路5→6倾斜设置主阀座2，其倾斜角根据规格条件可有各种设定。在一般规格条件下，因为考虑到本装置有竖放和横放两种使用方法而具有通用性，最为理想的是与流路5→6的流线垂直的平面相对为20度～30度的倾斜角，但并不限定此角度。

而且，关于主阀体3，可以有引用以往技术的各种构造。图3所例示的装置是将主阀体3分割、连接为阀部和托部两节、并允许其连接部有若干移动的形式，通过简易的制作手段可得到与主阀座2的密封性，另外，在小型阀装置的场合、以及通过精密的制作加工能够与主阀座2密封的场合，也可以把主阀体3做成包含阀部与托部的整体构造(省略图示)。

另外，本发明的技术思想当然也可以适用于将主阀装置A做成旋启型以外的方式(例如升降型以及偏心蝶型等)的场合。

对于旁通阀装置B，因为其小型化，所以能够适宜地选择在主阀装置A的安装场所，除了在各图所图示的侧部，也可以在上部或下部。而且，对于旁通阀体13的进退方向，除了各图所图示的垂直方向之外，也可以适宜地选择水平方向及斜方向等。

关于制动装置31，在图1以及图2的装置中，将气缸做成密封型，另外再封入制动用的作用流体，除此之外，在旁通阀箱11内安装制动装置31将流路15→16的通过流体作为制动用的作用流体而加以利用，这样也可以使装置进一步小型化。而且，既使是图示的活塞气缸形式以外的制动装置，只要具有同样的制动效果也可以使用，不必仅限定活塞气缸形式。而且，制动装置31的附设位置，若如图示将制动装置31附设在旁通阀箱11的下部的支撑部件32上并使活塞杆向上，则漏出的制动用的作用流体少，这是最理想的，但也不必特别限定此附设位置。

关于调整制动装置31的强度，除了操作在图1以及图2所示的制动装置31上附属的针阀的方法之外，当然还有或是在制动装置31的活塞上设置调节用小孔、或是改变活塞的口径、或是将制动用的作用流体换为粘性不同的流体等方法。而且，为了使制动的强度在其行程中变化，也可以随着旁通阀体13靠近阀座12而作用强有力的制动，在该阀体13复座之前使制动减弱，由此而避免其瞬间的阀座12附近的高速流而引起的自激振动。另外，为了使流体的输送再开始时的制动装置31的活塞的自动复位快，也可以如图2所示，在复位方向与该针阀并列设置使作用流体通过的止回阀。

关于旁通阀体13以及旁通阀轴14和制动装置31之间的连接机构，除了如图1所示的在阀闭锁运动时接触按压而连动的构造、以及如图2所示的直接连接的构造之外，也可以使用通过传动杆等的各种连接机构。

另外，图1所示的施力部件17所起的作用是：当旁通阀体13无负荷时尽可能使其稳定在闭锁状态，而在流体输送开始时，则缓和旁通阀体13与旁通阀箱11的上部碰撞，在本发明的动作原理上施力部件17并不是必须的部件，可以省略。另外，当流体输送并且主阀装置A开启之后，入口流路与出口流路间的差压降低、而旁通阀体13难以开阀的场合，如图2所示可省略施力部件17，或是也可以相反地在开阀方向施加力。

另外，也可以在主阀装置A以及旁通阀装置B附设进行检修时所必须的抽水用的小型旁通阀18，图1所示的是在旁通阀装置B附设旁通阀18。

关于本装置在需要气密性之处所安装的密封部件，可以根据规格条件适当地安装○环状以及密封垫其它弹性部件，另外，在由于直接接触而能保持良好气密性的场合，也可以省略该密封部件。

另外，在本发明宗旨的范围可以有各种设计上的变化，本发明并不限定前述的实施例。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明从根本上解决了以往技术的全部问题，无论在什么样的管路条件下均能防止流体输送停止时的水击以及压力的上升，是理想的无水击止回阀装置。

因为主阀装置形成了在流体的排出方向流动失去惯性停止时刻而主阀体基本复座于主阀座的构造，所以旁通阀装置可以是小型的装置，且因为其能够安装在主阀装置侧面的自由位置，所以能够简单地进行维护检修以及制动装置的调整。

另外，也可以在施设现场来调整、限制逆流开始时的旁通阀体的起动位置，以使在不引起水击以及压力上升的范围内使逆流量最少。

这样，虽然使用带有小型制动装置的旁通阀装置，但也容易适应主阀装置的大口径、大型化，因为对于动作部件的强度没有严格的要求，所以可容易且经济地进行设计、制作、装配调整、维修管理等，与以往技术相比，实施效果的显著性极佳。

Claims (3)

1.一种无水击止回阀装置，在流体输送时开阀而排出流体，在输送停止时闭锁而阻止逆流的止回阀装置中，本发明构造的特征是：并列设置主阀装置与旁通阀装置，对于主阀装置，关闭在入口流路与出口流路之间倾斜而开口的主阀座的单一的主阀体具有总是向阀关闭方向的作用力，而且形成形状阻力、惯性阻力均小，并且在流体的输送停止时，在流体排出方向流动失去惯性停止时该主阀体基本在该主阀座复座，

而且，对于旁通阀装置，通过直线的进退动作而开闭在入口流路和出口流路之间开口的旁通阀座的旁通阀体与其进退方向的制动装置连接，在流体的逆流开始之后，该旁通阀体一边被该制动装置制动，一边缓慢地沿流体逆流方向闭锁该旁通装置阀座，能够防止由于流体输送停止时的逆流而引起的水击以及压力的上升。

2.如权利要求1所述的无水击止回阀装置，其特征在于：配置限制前述旁通阀装置的旁通阀体的开度的调整机构。

3.如权利要求1或2所述的无水击止回阀装置，其特征在于：配置向前述主阀装置的主阀体的阀闭锁方向施加作用力的阀闭力调整机构。

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