CN113423986B - 阀 - Google Patents

Abstract

一种阀包括阀装置、阀臂浮动件。阀装置包括阀体、阀臂铰接件和阀活塞。阀体包括阀入口、阀出口、阀通道和阀活塞通道。阀臂铰接件通过枢转连接件将阀臂连接至阀体。阀活塞包括第一阀活塞端部和第二阀活塞端部。加压流体向第二阀活塞端部施加力。阀臂从第一阀臂位置到第二阀臂位置的移动允许阀活塞在施加至第二阀活塞端部的力的作用下从关闭位置移动至打开位置并且允许流体流动通过阀通道。阀臂的第二端部以一阀臂角接触阀体，使得阀臂不能低于阀臂角。浮动件直接附接至阀臂的第一端部，或者浮动件附接至与阀臂的第二端部附接的浮动件水平调节器。浮动件水平调节器包括一个或更多个安装表面，其中，安装表面将浮动件水平调节器连接至阀臂。

Description

阀

技术领域

本发明涉及阀。更具体地，本发明涉及用于控制储水单元中的水位的浮阀。

背景技术

以下对现有提案或产品的引用和描述不旨在也不应被解释为是对本领域公知常识的陈述或承认。特别地，以下对现有技术的讨论不应被设想成涉及本领域技术人员公知或熟知的内容，而应被设想成有助于发明人进行的发明过程和对本发明的理解。

在已经描述的浮阀中，浮动件臂可以以多种线性曲形的弯曲的构型提供以适应特定储水单元的空间布置结构。然而，所描述的各个浮动件臂并不适用于多种不同的结构构型，而是适用于一种特定的构型。此外，在已经描述的浮阀中，浮阀本体需要阀臂的附加的铰接件位置和附加的开口销来阻止阀臂的运动。这些特征增加了阀的成本和阀组件的复杂性。另外，由于阀臂组件无法处理较高的流量，已经描述的浮阀具有小直径的入口来降低通过阀的水的流量。而这种水的流量的降低是不希望的。

本发明的目的是改善现有技术的一个或更多个上述缺点或至少为上述缺点提供有用的替代方案。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了：

一种适于与阀臂和浮动件一起使用的阀，阀包括：

阀体，阀体包括：

阀入口和阀出口；

阀通道和阀活塞通道；

阀臂铰接件安装构件；以及

阀体接触表面，

枢转连接件，枢转连接件适于容纳(accommodate)阀臂铰接件，阀臂铰接件将阀臂连接至阀体，阀臂是具有第一远端部和第二端部的类型，第一远端部适于附接至浮动件，第二端部具有适于延伸超出阀臂铰接件的终端部分；以及

阀活塞，阀活塞适于在阀活塞通道中线性地移动，阀活塞包括第一阀活塞端部和第二阀活塞端部，第一阀活塞端部适于接触阀臂，第二阀活塞端部适于在阀通道的一部分上形成密封以抵抗或阻止流体流动通过阀通道，

第二阀活塞端部适于在关闭位置对接触第二阀活塞端部的加压流体施加密封力，

其中，

阀活塞适于在通过阀臂从较低的阀臂位置移动至较高的阀臂位置而使得力被施加至第一阀活塞端部时从打开位置移动至关闭位置，从而适于限制或阻止流体流动通过阀通道；

阀臂铰接件定位成使得：第二端部的终端部分适于在打开位置抵接阀体接触表面，以限制阀臂围绕阀臂铰接件的旋转行进；以及

阀臂铰接件安装构件不包括从阀臂铰接件的轴线偏置且平行于阀臂铰接件的轴线的呈孔口或止挡件器件形式的定位器件。

替代方案、选项及优选项

阀臂可以由单件或多件制成。优选地，阀臂由单件制成。阀臂可以大体或完全地由塑料、金属、木材或不同材料的复合物制成。优选地，阀臂由金属制成、最优选地由不锈钢制成。阀臂可以包括实心柱形杆、中空筒形杆、方形棒、矩形棒、具有I形横截面的梁、具有T形横截面的梁或其他支撑结构。优选地，阀臂包括实心柱形杆。阀臂可以包括弯曲部分，比如具有弯曲部的筒形杆。阀臂可以包括角部分。优选地，阀臂包括弯曲部分、优选地包括介于70度与110度之间的弯曲部、更优选地包括介于85度至95度之间的弯曲部、并且最优选地包括90度至92度的弯曲部。

浮动件水平调节器可以由单件或多件制成。优选地，浮动件水平调节器由单件制成。浮动件水平调节器可以由包括金属、塑料、木材或不同材料的复合物在内的材料制成。优选地，浮动件水平调节器由金属制成、最优选地由不锈钢制成。

浮动件可以由单件或多件制成。优选地，浮动件由单件制成。浮动件可以由包括金属、塑料、木材、橡胶、聚苯乙烯或不同材料的复合物在内的材料制成。优选地，浮动件由塑料制成。浮动件可以在浮动件内部具有一个或更多个密封的空气腔。优选地，浮动件在浮动件内部具有密封的空气腔。浮动件可以通过螺纹连接、孔和销连接、筒形孔与平头螺钉、或者其他互锁特征附接至浮动件水平调节器或阀臂。优选地，浮动件通过螺纹连接附接至浮动件调节器或阀臂。

阀体可以由单件或多件制成。优选地，阀体由单件制成。阀体可以由包括金属、塑料、木材或不同材料的复合物在内的材料制成。优选地，阀体由金属制成、最优选地由不锈钢制成。阀入口和出口可以包括螺纹或其他连接特征。优选地，阀入口包括螺纹。优选地，阀出口不包括任何螺纹或其他连接特征。

阀通道可以包括弯曲部、比如90°的弯曲部。优选地，阀通道包括90°的弯曲部。阀通道可以包括平滑的拐角和边缘以减少通过阀通道的压力损失。优选地，阀通道不包括平滑的拐角和边缘。阀活塞通道可以包括筒形通道、方形通道或矩形通道。阀活塞通道可以包括狭槽以接纳阀活塞上的特征。优选地，阀活塞通道包括筒形通道并且不包括狭槽。阀活塞通道可以形成阀通道的一部分。优选地，阀活塞通道形成阀通道的一部分。可以存在次阀活塞通道以进一步控制阀活塞的运动。优选地，存在次阀活塞通道以进一步控制阀活塞的运动。

阀臂铰接件可以包括位于阀臂和阀体或球状件或其他类型的支承件中的销或轴通孔。优选地，阀臂铰接件包括位于阀体和阀臂中的销通孔。销可以是开口销或其他类型的销。优选地，销是开口销。阀体可以包括用于限制阀臂的沿着阀臂铰接件销或轴的纵向轴线的运动的特征。优选地，阀体包括用于限制阀臂的沿着阀臂铰接件销的纵向轴线的运动的特征。

阀活塞可以由一件或更多件制成。优选地，阀活塞由三件制成。阀活塞可以由包括金属、塑料、橡胶或木材在内的材料制成。优选地，阀活塞的两个部分由金属制成、最优选地由不锈钢制成。优选地，阀活塞的另一部分由橡胶制成。阀活塞可以包括在阀活塞通道中滑动的一个或更多个筒形部分、方形部分、矩形部分或其他特征。阀活塞可以包括在阀活塞通道中滑动的一个或更多个筒形件、方形件、矩形件或其他形状的件。优选地，阀活塞包括在阀活塞通道中滑动的两个筒形件。阀体可以包括其他筒形通道或狭槽以接纳阀活塞上的筒形部分或其他特征。优选地，阀体包括其他筒形通道以接纳阀活塞的筒形件。阀活塞可以不包括阀活塞密封件、或者可以包括一个或更多个阀活塞密封件以阻止流通过阀通道。优选地，阀活塞包括一个阀活塞密封件以阻止流通过阀通道。阀活塞密封件可以包括在阀体或阀活塞内。优选地，阀活塞密封件包括在阀活塞内。阀活塞可以在阀入口、阀出口上形成密封或部分地通过阀通道形成密封。优选地，阀活塞部分地通过阀通道形成密封。阀活塞密封件可以接触阀体上的密封环表面或其他密封表面。优选地，阀活塞密封件接触阀体上的密封环表面。阀活塞密封件可以由橡胶、硅胶、弹性塑料或其他弹性材料制成。优选地，阀活塞密封件由橡胶制成。阀活塞密封件可以通过压配合、螺钉或其他附接方法附接至阀活塞的其他部件。优选地，阀活塞密封件通过压配合附接至阀活塞的其他部件。当阀活塞处于关闭位置时，阀活塞可以阻止流体流动通过阀通道。当阀活塞处于关闭位置时，阀活塞可以限制流体流动通过阀通道。优选地，当阀活塞处于关闭位置时，阀活塞阻止流体流动通过阀通道。

流体可以是水或其他流体。优选地，流体是水。流体可以具有高压或低压。优选地，流体具有高压、比如典型的自来水压力。“加压流体”包括由包括重力在内的自然力加压的流体。

阀臂适于从对应于阀的关闭位置的第一阀臂位置移动至对应于阀的打开位置的第二阀臂位置。第一阀臂位置可以是其中浮动件位于阀体上方的阀臂的角度。第一阀臂位置可以是其中浮动件与阀体在竖向上水平的阀臂的角度。第一阀臂位置可以是其中浮动件位于阀体下方的阀臂的角度。优选地，第一阀臂位置处于其中浮动件与阀体在竖向上水平的阀臂的角度。第二阀臂位置可以是其中浮动件位于阀体上方的阀臂的角度。第二阀臂位置可以是其中浮动件与阀体在竖向上水平的阀臂的角度。第二阀臂位置可以是其中浮动件位于阀体下方的阀臂的角度。优选地，第二阀臂位置是其中浮动件位于阀体下方的阀臂的角度。第二阀臂位置可以是一系列位置、比如低于阀臂的角度的一系列位置。更优选地，第二阀臂位置是低于阀臂的角度的一系列位置。

浮动件优选地适于在流体中具有足够的浮力以提升浮动件自身和阀臂。浮动件优选地能够操作成定位在箱体内。浮动件的密度可以大于或小于流体密度的一半。优选地，浮动件的密度小于流体密度的一半。浮动件可以直接附接至阀臂的第一端部。

替代性地，浮动件优选地附接至浮动件水平调节器。浮动件水平调节器优选地附接至阀臂的第二端部。浮动件水平调节器优选地包括一个或更多个安装表面，其中，安装表面将浮动件水平调节器连接至阀臂。

浮动件水平调节器可以平行于阀臂来定向。浮动件水平调节器可以垂直于阀臂来定向。浮动件水平调节器可以以与阀臂成其他角度的方式定向。浮动件水平调节器能够以与阀臂成多角度的方式定向。优选地，浮动件水平调节器能够以与阀臂垂直、平行或成45度的方式定向。浮动件水平调节器可以包括相对于阀臂的一个安装表面。浮动件水平调节器可以包括相对于阀臂的多于一个的安装表面。优选地，浮动件水平调节器包括相对于阀臂的三个安装表面。安装表面可以沿着浮动件水平调节器的长度定位在多个位置处。安装表面可以在浮动件水平调节器的长度上定位在一个位置处。优选地，安装表面沿着浮动件水平调节器的长度定位在多个位置处。浮动件水平调节器可以在浮动件水平调节器的每个端部处具有螺纹。优选地，浮动件水平调节器在浮动件水平调节器的一个端部处具有单螺纹。位于浮动件水平调节器的各个端部处的阳螺纹和阴螺纹可以串联配装到彼此中，以在阀臂与浮动件之间形成浮动件水平调节器部件的链。位于浮动件水平调节器的各个端部处的匹配的孔和轴可以串联地配装到彼此中，以在阀臂与浮动件之间形成浮动件水平调节器部件的链。

阀臂铰接件安装构件不包括从阀臂铰接件的轴线偏置且平行于阀臂铰接件的轴线的呈孔口或止挡件器件形式的定位器件。相反，阀体包括与阀臂的轴线大致平行对准的壁，当阀臂到达打开位置时，该壁阻止终端部分的旋转。阀臂的第二端部包括终端部分。终端部分优选地相对较短并且被限定为是第二端部的位于阀铰接件14的另一侧上的部分、是阀铰接件与第二端部的最末端之间的部分。终端部分的长度可以由距离B限定。在阀臂的直径为X的情况下，从同轴地延伸穿过阀体11中的孔或对准孔的中心线(形成阀铰接件的一部分的孔的轴线)至阀臂的被铰接的第二端部的距离B为0.5X<＝B>＝X、并且优选地为约0.7X。有利地，B的尺寸＝0.7X。从穿过阀体中的孔的中心线至阀体接触表面的距离(尺寸A)也是0.5X<＝A>＝X、并且优选地为约0.7X。有利地，A的尺寸＝0.7X。还更优选地，尺寸A＝0.7X并且尺寸B＝0.7X。尺寸A与尺寸B的比优选地为1:1。阀臂20的直径(1)与尺寸A(2)以及与尺寸B(3)的比有利地为10:7:7。

阀臂的第二端部可以适于以一阀臂角接触阀体。阀臂角θ是处于打开位置的阀臂与处于关闭位置的阀臂之间的角，并且提供了阀臂在打开位置与关闭位置之间的旋转程度的表示。有利地，阀臂不能低于第二打开阀臂位置。此外，阀臂的第二端部可以以一阀臂角接触阀体而使得阀臂的运动不能超过阀臂相对于其在关闭位置的取向的阀臂角。阀臂角可以大于、小于或等于水平面以下的30°。优选地，阀臂角介于水平面以下的20°与40°之间。

阀出口可以位于阀体的顶部、侧部和/或基部上。优选地，阀出口位于阀体的基部上。优选地，阀通道被一体形成到阀体中、围绕除了基部之外的整个阀通道的护罩覆盖，以阻止水向上或向侧部离开阀通道。

附图说明

本发明可以根据以下对优选实施方式的非限制性描述而更好地理解，在附图中：

图1是阀的立体图，其中，阀臂处于第一阀臂位置；

图2是阀的正视图，其中，阀臂处于第一阀臂位置；

图3是阀的前部的横截面图，其中，阀臂处于第一阀臂位置；

图4是阀的前部的横截面图，其中，阀臂处于第二阀臂位置；

图5是位于箱体内部的阀的前部的横截面图，其中，阀臂处于第一阀臂位置，并且流体处于临界箱体流体水平处；

图6是根据一个方面的调节器的侧视截面图；

图7a至图7b是现有技术的阀体及其护罩的立体图；

图8a、图8c和图8d是根据本发明的方面的阀体的立体图；

图8b是图8a所示的阀体的仰视平面图；

图8e是中央筒的轴向截面图；以及

图8f是图8a所示的阀体的侧视截面图。

图9是阀的横截面正视图，其中，阀臂处于第一位置。

具体实施方式

现在将特别地参照附图来描述本发明的优选特征。然而，应当理解的是，在附图中所示出的以及参照附图所描述的特征不应被解释为对本发明的范围的限制。

参照附图，阀1被示出为包括阀装置10、阀臂20、浮动件水平调节器30和浮动件32。

阀1包括阀装置10、阀臂20和浮动件32。阀装置10包括：

阀体11，阀体11包括阀入口13a、阀出口13b、阀通道15和阀活

塞通道16a；

枢转连接件，该枢转连接件包括将阀臂20连接至阀体11的阀臂

铰接件14；以及

阀活塞12，阀活塞12在阀活塞通道16a中线性地移动，阀活塞12包括第二阀活塞端部17b，第二阀活塞端部17b适于在阀通道15的一部分上形成密封以限制或阻止流体流动通过阀通道15。

阀装置10还包括接触阀臂20的第一阀活塞端部17a。阀活塞12适于在通过加压流体向第二阀活塞端部17b施加力时移动。阀臂20的从第一关闭位置(图3)至第二打开位置(图4)的运动允许阀活塞12在施加至第二阀活塞端部17b的力的作用下移动，从而允许流体流动通过阀通道15。阀臂20的第二端部26以阀臂20的角θ接触阀体11，使得阀臂20不能低于阀臂角θ。

在使用中，浮动件32在第一关闭位置(图3)适于高于浮动件32在处于第二阀臂位置时的第二打开位置。浮动件32定位在箱体40内并且在流体中具有足够的浮力以提升浮动件32自身和阀臂20；

阀装置10的构型是这样的：在箱体40中的流体低于临界箱体流体水平的情况下，阀臂20适于从第一阀臂位置移动至第二阀臂位置。

浮动件32可以直接附接至阀臂20的第一端部24，或者浮动件32可以附接至浮动件水平调节器30。浮动件水平调节器30优选地附接至阀臂20的第二端部26。浮动件水平调节器30包括一个或更多个安装表面。安装表面将浮动件水平调节器30连接至阀臂20。

阀臂铰接件14通过枢转连接件将阀臂20连接至阀体11。

阀活塞12在阀活塞通道16a中线性地移动，并且阀活塞12包括第二阀活塞端部17b，第二阀活塞端部17b可以在阀通道15的一部分上形成密封以阻止流体52流动通过阀通道15。

此外，在使用中，加压流体可以接触第二阀活塞端部17b并对第二阀活塞端部17b施加力。

阀臂20的从第一关闭阀臂位置(如图1至图3以及图5中所观察到的，其中，浮动件32是升高的)至第二打开阀臂位置(如图4中所观察到的，其中，浮动件32因低流体水平而是降低的)的运动允许阀活塞12移动。在施加至第二阀活塞端部17b的力的作用下，阀活塞12适于从第一关闭位置(图1至图3以及图5)移动至第二打开位置(图4)并允许流体52流动通过阀通道15。

处于第一关闭阀臂位置(图5)的浮动件32高于浮动件32在处于第二阀臂位置(图4)时的位置。调节器30可选地以多种可能性中的一种期望构型相对于浮动件32是固定的。这使得浮动件32能够相对于阀体11定位在多个不同取向中的任一者处。

浮动件32在流体52中具有足够的浮力以将浮动件32自身、浮动件水平调节器30和阀臂20提升通过浮动件32在储水单元如箱体40内的位置范围内的弧线。在箱体40中的流体52低于临界箱体流体水平54的情况下，阀臂20适于从第一阀臂位置移动至第二阀臂位置。可以选择将调节器30在两个或更多个替代位置处插入在部件之间，使得可以改变浮动件32相对于阀11的高度或定位，以适应特定的现场应用。调节器30可以附接在浮动件32与另一浮动件水平调节器30之间，或者调节器30可以附接在阀臂20与浮动件32之间。替代性地，浮动件32直接附接至阀臂20。

阀1在使用中被放置在箱体40内，如在图5中所观察到的。软管或其他水管配件通过阀体螺纹部4连接至阀入口13a。阀体螺纹部4可以制成为各种尺寸，各种尺寸例如为2英寸、1¹/₂英寸、1¹/₄英寸、1英寸和3/4英寸。这将加压水供给至阀入口13a。当阀臂20处于第一阀臂位置时，该加压水向阀活塞12施加压力，但是阀活塞12不从关闭位置(见图1至图3以及图5)移动。这是因为当阀臂20处于第一阀臂位置时，阀臂接触表面22接触第一阀活塞端部17a。当阀活塞12处于关闭位置时，阀活塞密封件5a在阀通道密封表面2上形成密封。这在阀活塞12处于关闭位置时阻止任何水通过阀通道15。

阀活塞12由3部分制成，所述3部分为阀活塞密封件5a、阀活塞本体5b和阀活塞插入件5c。阀活塞密封件5a通过压配合附接至阀活塞本体5b，并且阀活塞本体5b不附接至阀活塞插入件5c(阀活塞本体5b和活塞插入件5c仅彼此接触)。由于阀活塞本体5b上的套管8，阀活塞插入件5c将阀活塞本体5b保持在阀体11内。套管8保持在阀活塞插入件5c中的孔9内。阀活塞插入件5c由于阀臂接触表面22阻挡阀活塞插入件5c的路径而被保持在阀活塞次通道16b内，否则阀活塞插入件5c将趋向于离开阀活塞次通道16b。阀臂20适于不低于阀臂角θ。阀臂20适于不高出水平面，使得阀臂接触表面22适于阻止阀活塞插入件5c离开阀活塞次通道16b。阀臂20的角θ在水平面以下的20°与40°之间的范围内。

第二端部26具有位于阀铰接件14的另一侧上的较短的终端部分25。终端部分25的长度由距离B限定。在阀臂20的直径为X的情况下，从同轴地延伸穿过阀体11中的一对对准的孔28b的中心线(孔28b的轴线)至阀臂20的被铰接的第二端部26的距离B(图9中的尺寸B)有利地为0.7X。从穿过阀体11中的两个孔28b的中心线至阀体接触表面7的距离(尺寸A)有利地为0.7X。尺寸A与尺寸B的比有利地为1:1。阀臂20的直径(1)与尺寸A(2)以及与尺寸B(3)的比有利地为10:7:7。

当箱体40中的水位在临界箱体流体水平54以上时，阀臂20处于第一阀臂位置。这是因为浮动件32的浮力将阀臂20向上推动。由于阀臂接触表面22接触第一阀活塞端部17a，因此阀臂20不会高出第一阀臂位置。

当箱体40中的水位下降成低于临界箱体流体水平54时，阀臂20向下移动至第二阀臂位置(该第二阀臂位置是阀臂20在第一阀臂位置下方的任何位置)。阀臂20在阀臂20移动时围绕阀臂铰接件14枢转。阀臂铰接件14包括阀体销18，阀体销18插入通过阀体11中的两个孔28b和阀臂20中的一个孔28b。阀臂20的沿着阀体销18的纵向轴线的运动通过第一阀体板19a和第二阀体板19b的机构(agency)来限制，如可以通过考虑图8a至图9所示的阀体11、111的结构和形状以及本文中的描述来确定的，这在轴向上限制了阀臂20的第二端部26沿着销18的以及在板19a与板19b之间的行进。如可以通过考虑图8a至图9所示的阀体11、111的结构和形状以及本文中的描述来确定的，阀臂20围绕阀体销18的轴线的向下旋转运动的程度由阀体接触表面7限制，并且阀臂的向上旋转运动通过第二端部26抵接阀活塞插入件5c而被限制在阀活塞12于第一关闭位置处的完全(full)轴向行进程度处。

如图所示，阀臂20被示出为呈包括第二阀臂端部26的杆的形式。即使当水位低于阀1时，阀臂20也不会下降成低于水平面以下的45度。这是因为当阀臂20达到距离或相对于处于第一关闭位置的阀臂20——这可以对应于水平地对准的主线性部分21——的阀臂角θ时，杆6的最末端处的终端部分25接触阀体接触表面7。有利地，阀臂20在操作期间不会下降成低于阀臂角θ，这是因为否则阀活塞插入件5c将脱落。也就是说，阀臂20的旋转程度被限制成将阀活塞12与阀活塞次通道16b保持在一起。阀臂20中的第一孔28b与杆6的端部之间的距离以及阀臂铰接件14与阀体接触表面7之间的距离被具体地选择。当阀臂以水平面以下的阀臂角θ成角度时，杆6的与终端部分25的稍部对应的最末端部因此接触阀体接触表面7。这使得不需要阀体11中的额外的定位件(detent)、止挡件、焊点、凸耳、开口销和孔来阻止阀臂20下降成低于水平面以下的阀臂角θ。现有技术的阀体包括两个额外的开口销和孔来使得现有技术的阀可以在高压或低压水供给的情况下使用。免除对额外的开口销的需要降低了阀装置10的制造成本并使阀装置10更易于组装。

阀臂20包括在浮动件水平调节器30与弯曲部23之间延伸的主线性部分21，弯曲部23使阀臂20从线性部分21过渡通过第二端部26。线性部分21和第二端部26设置在相对于彼此成大致法向角处，并且特别地是优选地设置在约90°至90°的角度处。此外，阀臂20的位于90°至92°的弯曲部23的任一侧上的直的部分的长度构造并定尺寸成使得由浮动件32施加到阀臂20上的竖向力足以在阀入口13a中保持达1000kPa的水压。这是因为从阀臂20施加至阀活塞12的力取决于阀臂20的位于90°至92°的弯曲部23的任一侧上的直的部分的长度以及箱体40中的水的深度。如图3、图4和图9所示，主线性部分21的相对长度以及阀臂接触表面与阀臂铰接件14之间的杠杆距离L确定了通过第二端部26施加的杠杆作用，该杠杆作用是能够源自于浮动件32施加至第一端部24的力的。具有长的主线性部分21和短的杠杆作用距离L意味着可以通过阀臂20向阀活塞插入件5c施加对应的较大的力，同时仅提供阀活塞12的较短轴向行进范围。

1000kPa是用于体现本发明、如以阀装置10的形式所例示的类型的阀装置的工业标准最大压力。解决高压问题的现有技术的解决方案是减小入口的相对直径来解决阀入口中的高压。然而，这会降低通过阀体的可能的流量。当前的阀装置10在200kPa处以每秒4升的流量进行输送。另外，当前的阀装置10具有为相应的现有技术的入口直径的约2倍至约3倍的入口13a的内径。与低至8mm的现有技术的入口内径相比，当前的阀装置10具有大约25mm的入口13a的内径。

当阀臂20的第一端部24大致移动通过竖向平面时，阀臂20的被铰接的第二端部26移动通过竖向平面中的弧。该弧非常小，使得实际上阀臂20的主线性部分21大致水平地移动。阀臂20中的90°至92°的弯曲部23将阀臂20的第二端部26连结至主线性部分21。因此，在阀臂20从第一阀臂位置向下移动至第二阀臂位置时，阀臂接触表面22(阀臂接触表面22位于阀臂20的被铰接的第二端部26上)移离阀活塞12(沿旋转方向D2)。

板19a、19b形成向阀体11的后方延伸的一对间隔开且平行的凸缘。板19a、19b形成通道或通路，阀臂20的被铰接的第二端部26以经过有限的旋转弧的方式在该通道或通路内往复运动。被铰接的第二端部26的往复运动是由阀活塞端部17a以及阀活塞端部17a在接触表面22上的作用来控制的。接触表面可以是凸轮形的或倾斜的以提供供第一阀活塞端部17a骑置的平滑且曲形的表面。如图9所示，弯曲部23中的靠外的曲形部终止于阀臂接触表面22处。弯曲部23具有外半径R。弯曲部23的靠外的曲形部可以用作凸轮表面以改变第二端部26围绕阀臂铰接件14的旋转程度相对于阀活塞12的行进程度之间的关系，从而使该关系能够根据成比例的线性关系来改变。优选地，阀臂接触表面22位于第二臂26的线性部分的区域中。在第一关闭位置，阀臂20可以在原位大致水平地定向。如图9所示，第二端部26的线性部分可以倾斜离开阀活塞插入件5c或偏置成从竖向面离开阀活塞插入件5c。第一阀活塞端部17a在其端部处是圆化的、优选地呈半球形形状。因此，在阀臂接触表面22旋转离开阀入口13a时，第一阀活塞端部17a的下半部持续地支承在阀臂接触表面22上。

由于阀活塞12受到来自阀入口13a中的加压水的压力的作用，因此，当阀臂接触表面22沿旋转方向D2移动时，阀活塞12相应地沿线性方向D1移动。阀活塞12的运动通过阀活塞通道16a和阀活塞次通道16b被限制于阀活塞12的纵向轴线。在阀活塞12沿线性方向D1移动时，水可以流动通过阀通道15。

随着水流动通过阀通道15、流出阀出口13b并进入箱体40，箱体40中的水位上升，直到水位再次达到临界箱体流体水平54为止。在临界箱体流体水平54处，由于箱体40中的水位和浮动件32确定了阀臂20的位置，因此阀臂20回到第一阀臂位置(见图5)。当阀臂20回到第一位置(见图5)时，阀活塞12已经移动返回到关闭位置并且再次阻止水流动通过阀通道15。因此，阀1适于将箱体40中的水位保持在临界箱体流体水平54处。

浮动件水平调节器30包括一个或更多个安装表面31。安装表面31可以呈安装表面31a、31b、31c的形式。参照图6，在该实施方式中，浮动件水平调节器30的安装表面呈开孔131a至131c的形式。安装表面31a、31b、31c将浮动件水平调节器30在阀臂20的较远的第一端部24处连接至阀臂20。浮动件水平调节器30在上端部处具有与调节器30的主体部分130同轴延伸的阳螺纹部38。阳螺纹部38通过位于浮动件32中的阴螺纹部39或浮动件32的阴螺纹部39附接至浮动件32，阴螺纹部39与调节器的阳螺纹部38接合。

通过将阀臂20在第一安装表面31a、第二安装表面31b或第三安装表面31c处安装至浮动件水平调节器30(或者通过将浮动件32直接安装至阀臂20，其中，较远的第一端部是阳螺纹或以其他方式具有能够接纳在浮动件32中的开孔中的套管)，浮动件可以定位成相对于阀臂20更高或者更低。各个安装表面31a至31c的选择使得能够实现浮动件32的位置相对于阀臂20的位置的改变并且使得能够实现阀体11相对于箱体40的恒定定位以便于安装。

另外，浮动件水平调节器30可以包括多个部件(即多个调节器模块)。多个调节器30可以串联地安装。所述多个调节器30可以形成类似调节器30的链或分支阵列。这些可以用于将浮动件32升高或降低至相对于阀臂20或阀体11的期望位置。

阀臂20在阀臂20的第一远端部24处通过浮动件水平调节器销34附接至浮动件水平调节器30。销34可以呈开口销的形式。销34可以插入通过浮动件水平调节器臂孔36a、36b和阀臂20的第一端部24中的第一阀臂孔28a。浮动件水平调节器30被防止相对于阀臂20旋转。就这一点而言，第一安装表面31a、第二安装表面31b或第三安装表面31c可以以可螺纹连接的方式或以其他方式固定地安装至阀臂20的第一端部24。

安装表面31呈形成在调节器30的调节器本体130中或形成为穿过调节器30的调节器本体130的一系列开孔131的形式。调节器本体130包括具有纵向轴线E的大致筒形的轴133。轴133在接合端部138处被攻螺纹以形成螺纹套管38，该螺纹套管38可以用于连接至浮动件32或连接至呈调节器30的复制品的形式的另一类似部件。阀臂20的第一端部24具有纵向轴线B。轴133是大致中空的并且开孔131中的每个开孔形成在轴133的筒形壁135中。

开孔131各自包括开孔轴线A1、A2、E。阀臂20的第一端部24有利地紧密配装在开孔131a至131c中的任一者内。将阀臂20的第一端部24插入到开孔131中的一个开孔中使得浮动件32的阴接合凹部或构件39以相对于阀臂20的主线性部分21成钝角、锐角、直角或平行的方式延伸。优选地，开孔轴线A1相对于调节器30的纵向轴线E以大约30°至60°、更优选以40°至50°并且最优选地以约45°对准。开孔轴线A2优选地大致法向于纵向轴线E对准。

通过将阳浮动件水平调节器螺纹套管38附接至阴浮动件螺纹部39，浮动件32附接至具有套管38的浮动件水平调节器30。现有技术的浮动件被描述为直接安装至位于阀臂的第一远端部上的阳阀臂螺纹部。根据本发明的优选方面的调节器30利用这些传统的螺纹接合器件以固定接合的方式置于阀臂20与浮动件32之间。

参照图7b，申请人的阀体V的先前构型包括位于阀体V的前部f处的入口T以及位于阀体V的中间部分B中的左手侧阀出口u和右手侧阀出口l。阀出口u、l表面上是形成在中间部分B的实心阀体V的侧部中的侧开口。因此，除非现有的阀V被基本淹没，否则加压流体将倾向于向侧部喷射，并且还向上以及向下地喷出阀出口并进入箱体和其他地方。虽然向下喷射可能是可接受的(但容易增加蒸发)，但向上喷射是有问题的，涉及浪费和对正在处理的水的不良控制，并且尤其对用户造成潜在困扰。为了纠正这种情况，护罩S被夹持在现有阀V的中间部分B的上部部分上，以使向上的流和喷射偏转并使流和喷射向下重新定向。在本发明的优选实施方式中不需要等效的、单独的护罩。

根据阀V在现场被设置成是针对高压应用还是低压应用，现有的阀体V需要针对铰接件销以及用于止动件销的一对替代位置提供三个孔口a。本发明的实施方式的本阀体11包括供铰接件销18延伸并定位穿过的单对相对的孔口。铰接件销18提供这样的铰接件：阀臂20的第二端部26围绕该铰接件旋转。被铰接的端部26的接触表面22通过弯曲部或肘状部23过渡至阀臂20的主线性部分21。接触表面22在阀臂20的第二端部26上定位在肘状部23的下方。

参照图8a至图8f，在根据本发明的实施方式制成的阀体11中，阀体11以图2所示的取向安装。阀体11包括中央筒111，该中央筒111提供上覆盖部和内偏转表面，该内偏转表面使向上的流和喷射偏转并使向上的流和喷射向下重新定向成通过出口13b。因此，阀体11具有单个面向下的出口13b。在阀体位于箱体40中的水位上方的情况下，位于阀体11的基部上的阀出口13b的位置将流引向箱体40中的水。这防止水喷射到箱体40的外部。

此外，现有技术构型的阀体V包括围绕阀活塞通道16a的较厚的壁。本阀体11上的围绕阀活塞通道16a的壁是较薄的。中央筒111的壁112的厚度在筒111的外径的3％与10％之间的范围内。更优选地，壁112的厚度介于筒111的外径的5％至7.5％之间。板19a、19b可以具有类似于壁112的厚度的厚度。壁112或板19a、19b的减小的厚度是反直觉的，因为这被认为减小了阀1的容量来适应较高的水流和高压，并且导致了更高的故障率。然而，减小的壁和板的厚度导致成本降低，同时通过中央筒111的添加增强了阀体11的结构完整性。可以实现对壁112和板19a、19b的材料惊人的节省，这是由于用于形成中央筒111的额外的材料增强了整个阀体111并赋予阀体111刚性。

中央筒111包括上半筒形护罩，该上半筒形护罩覆盖阀体11的限定出口13b的中央区域的顶部部分的约70％至80％之间、并且更具体地74％至76％，如图8f中最佳地示出的。护罩形成阀通道15的壁。

在图8f所示的侧视图中，板19a、19b沿着从上突出鼻部116延伸的后壁119朝向铰接件14向内且向下渐缩。鼻部116的上表面与中央筒111的上表面大致共面。板19a、19b的内表面包括大致水平的一对相对的槽115a，槽115a轴向平行并且沿大致平行于第二活塞通道16b的纵向轴线的方向延伸。板19a、19b的内表面还包括位于铰接件14的前方、优选地紧前方的大致竖向的一对相对的槽115b。槽115a、115b用作偏心(over centre)凸轮表面，以由此对准(register)肘状部或弯曲部23、或者阀臂20的位于阀臂20的旋转范围的极端端部处的相邻部分。

入口13a的直径可以改变以配合标准联接尺寸的范围。入口13a可以通过制造一系列其他方面相同、仅区别于入口13a的直径的阀体11而改变。

定义

在整个说明书和权利要求书中，用语“包括”及其派生词旨在具有包容性而非排他性的含义，除非另有相反的明确说明或上下文另有要求。也就是说，用语“包括”及其派生词将被视为表示不仅包括其直接引用的所列部件、步骤或特征，而且还包括未具体列出的其他部件、步骤或特征，除非另有相反的明确说明或上下文另有要求。

在本说明书中，比如“设备”、“器件”、“装置”和“构件”的对象术语或类似术语可以指单数或复数项，并且是旨在指由具有一个或更多个部件的一个或更多个项或部件执行的一组特性、功能或特性的项。可以设想，如果对象术语被描述为是单一的对象，那么具有多个成分的功能上等效的对象被认为落入对象术语的范围内，并且类似地，在对象术语被描述为具有多个成分时，功能上等效但单一的对象也被认为落入对象术语的范围内，除非另有相反的明确说明或上下文另有要求。在用语“用于(for)”用于限定对象术语的使用或应用时，该用语“用于(for)”仅在装置或部件应“适合”该使用或应用的意义上进行限制。

说明书和权利要求中使用的取向性术语比如竖向、水平、顶部、底部、上部和下部应解释为相关的，并且基于部件、项、物品、设备、装置或仪器将通常以特定取向考虑的前提，典型地，其中，孔28b位于阀体11中的较低位置，并且入口13a位于阀1的前方。

Claims (15)

1.一种包括阀装置(10)、阀臂(20)和浮动件(32)的阀(1)，所述阀装置(10)包括：

阀体(11)，所述阀体(11)包括：

阀入口(13a)和阀出口(13b)；

阀通道(15)和阀活塞通道(16a)；

阀臂铰接件安装构件；以及

阀体接触表面(7)，

枢转连接件，所述枢转连接件适于容纳阀臂铰接件(14)，所述阀臂铰接件(14)将所述阀臂(20)连接至所述阀体(11)并且包括一个或更多个孔口，所述阀臂(20)具有第一远端部(24)和被铰接的第二端部(26)，所述第一远端部(24)适于附接至所述浮动件(32)，被铰接的所述第二端部(26)具有阀臂接触表面(22)和适于延伸超出所述阀臂铰接件(14)的终端部分(25)；以及

阀活塞(12)，所述阀活塞(12)适于在所述阀活塞通道(16a)中线性地移动，所述阀活塞(12)包括：

第一阀活塞端部(17a)，所述第一阀活塞端部(17a)适于接触所述阀臂(20)；和

第二阀活塞端部(17b)，所述第二阀活塞端部(17b)适于在所述阀通道(15)的一部分上形成密封以抵抗或阻止流体流动通过所述阀通道(15)，

所述第二阀活塞端部(17b)适于在关闭位置对接触所述第二阀活塞端部(17b)的加压流体施加密封力，

其中，

所述阀活塞(12)适于：在所述阀臂从较低的阀臂位置移动至较高的阀臂位置的情况下，当由所述阀臂接触表面(22)向所述第一阀活塞端部(17a)施加力时，所述阀活塞(12)从打开位置移动至所述关闭位置，从而适于限制或阻止流体流动通过所述阀通道(15)；

所述阀臂铰接件(14)定位成使得：所述第二端部的所述终端部分(25)适于在所述打开位置抵接所述阀体接触表面(7)，以限制所述阀臂围绕所述阀臂铰接件(14)的旋转行进；

所述阀臂铰接件安装构件不包括从所述阀臂铰接件(14)的轴线偏置且平行于所述阀臂铰接件(14)的轴线的呈孔口或止挡件形式的额外的定位件；

所述阀臂铰接件安装构件包括板(19a、19b)，所述板(19a、19b)形成向所述阀体(11)的后方延伸的一对间隔开且平行的凸缘，所述板(19a、19b)形成供所述阀臂(20)的被铰接的所述第二端部(26)以经过有限的旋转弧的方式往复旋转的通道或通路；以及

在所述阀臂接触表面(22)旋转时，所述阀活塞(12)适于在所述阀活塞通道(16a)中沿线性方向相应地移动。

2.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀出口位于所述阀体(11)的基部上，并且作为所述阀体(11)的一部分的一体形成的护罩(111)覆盖除了所述基部之外的整个阀通道(15)。

3.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀活塞(12)包括阀活塞插入件(5c)、阀活塞本体(5b)和阀活塞密封件(5a)。

4.根据权利要求3所述的阀(1)，其中，所述阀活塞插入件(5c)不附接至所述阀活塞本体(5b)而是仅接触所述阀活塞本体(5b)，使得所述阀活塞密封件(5a)通过压配合附接至所述阀活塞本体(5b)。

5.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述终端部分(25)的长度B与所述阀体接触表面(7)距所述阀臂铰接件(14)的间距A之间的关系由公式0.5A>＝B<＝A来表示。

6.根据权利要求1所述的阀(1)，还包括浮动件水平调节器，其中，所述浮动件水平调节器(30)包括一个或更多个安装表面(31)，其中，所述安装表面(31)将所述浮动件水平调节器(30)连接至所述阀臂(20)。

7.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，在使用中，所述阀臂(20)适于即使在流体水平较低时也不下降成低于水平面以下的阀臂角，所述终端部分(25)适于在所述阀臂(20)超出所述阀臂角(θ)时接触所述阀体接触表面(7)，所述阀臂角(θ)介于20°与40°之间。

8.根据权利要求7所述的阀(1)，其中，所述阀臂角为30°。

9.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀臂包括位于主部分(21)与所述第二端部(26)之间的弯曲部，所述弯曲部具有下述弯曲角：所述弯曲角包括70°和110°，或者所述弯曲角介于70°与110°之间。

10.根据权利要求9所述的阀(1)，其中，所述弯曲角包括90°和92°，或者所述弯曲角介于90°与92°之间。

11.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述板(19a、19b)是朝向所述阀臂铰接件(14)向内且向下渐缩的。

12.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀臂(20)围绕所述阀臂铰接件(14)的轴线的向下旋转运动的程度由所述阀体接触表面(7)来限制，以及所述阀臂(20)的向上旋转运动通过被铰接的所述第二端部(26)的所述阀臂接触表面(22)抵接所述阀活塞(12)而被限制在所述阀活塞(12)于关闭位置处的完全轴向行进程度处。

13.根据权利要求9所述的阀(1)，其中，所述阀臂接触表面(22)通过呈肘状部形式的弯曲部过渡至所述主部分(21)，以及所述阀臂接触表面(22)在被铰接的所述第二端部(26)上定位在所述肘状部的下方。

14.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀体接触表面(7)呈与所述阀臂(20)的所述阀臂铰接件(14)的轴线大致平行对准的壁的形式。

15.根据权利要求1所述的阀(1)，其中，所述阀臂接触表面(22)位于被铰接的所述第二端部(26)的线性部分的区域中。