CN1143927C - 膜片式冲洗阀 - Google Patents

Abstract

一种用在盥洗设备如小便池和冲水厕所上的膜片式冲洗阀，阀门部件包括沿圆周被连接到阀体上的膜片装置，压力室位于所述膜片的上方，用于将阀门部件保持在阀座上。膜片装置中的过滤器和旁路孔将入口和压力室连接起来。该过滤器包括被连接到膜片的底面上且其位置靠近该膜片的周边的环形的过滤环，该环具有多个环绕的相互间隔的过滤槽，该过滤槽与入口相通，有圆周通道将各槽连接起来，及与该圆周通道和上述多个槽相通以在入口和压力室之间提供水流通道的孔。

Description

膜片式冲洗阀

用在盥洗设备如小便池和冲水厕所上的膜片式冲洗阀一般都具有一个过滤器和一旁路孔以将冲洗阀的入口与膜片上方的压力室连接起来。设置过滤器和旁路的目的是通过提供一个尺寸限定的水的通路以使压力室能够充满，通过膜片在其阀座上的移动来保证冲洗阀的关闭。有关过滤器和膜片的现有技术已有很多。美国专利5,332,192中示出了这样一种现有技术，该专利已经转让给本发明的受让人，伊利偌斯州，富兰克林公园的Sloan阀门公司。在该专利中还示出了膜片过滤器和旁路孔的多种形式。

本发明是针对于上述膜片式冲洗阀在这一部分上的改进，更准确地说是提供一种改进的膜片，其过滤器和旁路孔与膜片的周边相邻。这样的布置方式改善了过滤器的流通，因而可以保证冲洗阀能够始终如一地关闭，以将通过其的水量限制在现今各联邦政府和州政府规程中所规定的一预定水平。

而且，本发明的过滤器和旁路孔在膜片式冲洗阀中的使用不需要象以往的膜片式冲洗阀那样在膜片的周边附近嵌入金属或黄铜。

膜片过滤器和旁路孔定位于膜片的周边上并由一塑料环形成，该塑料环装配在膜片的底面，并且在本发明的两个实施例中与一个孔板部件相结合，该孔板部件可以是一个部分的或一个完整的圆环，设置在膜片的上方或膜片的压力室侧。这两个环的相互作用和膜片的橡胶材料提高了过滤器和旁路孔的可靠性，保证了冲洗阀的入口和其压力室之间的畅通并可以将水流量保持在一预定流量，这可以保证冲洗阀始终能够在规定的时间关闭。

本发明涉及用在小便池和冲水厕所上的冲洗阀，更确切地说，是涉及一种改进的冲洗阀的过滤器和旁路孔。

本发明的首要目的是提供一种用于所述用途的膜片，其中过滤器和旁路孔位于膜片的周边附近，而不是象通常的现有技术装置中的那样靠近膜片的中心或中间部位。

本发明的另一个目的是提供一种如上所述的膜片，其中过滤器由一塑料环制成，该塑料环设置在膜片的底面并在其上形成有多个间隔均匀的过滤槽。

本发明的再一个目的是提供一种如上所述的膜片，它包括设置在该膜片的相对侧上的非金属环，并相互结合以形成一旁路和一过滤器，将冲洗阀入口和其压力室连接起来。

本发明还有一个目的是提供用于以上用途的冲洗阀膜片，其中过滤器和旁路孔在冲洗阀入口和其压力室之间可靠地提供一始终如一的限定的水流量。

再一个目的是提供一种如上所述的冲洗阀膜片，其中的过滤环既作为一个过滤器又是膜片旁路孔的一部分。

本发明还有一个目的是提供一种如上所述的膜片装置，其中膜片上的上部孔板部件既可以是一个完整的环也可以是一个弧形部件。

再一个目的是提供一种如上所述的膜片装置，它可以与手动冲洗阀、电磁冲洗阀和其它类型的使用膜片装置作为阀门原理的阀门一同使用。

在以下的说明书、附图和权利要求中还可以看出本发明的其它目的。

本发明在以下的附图中示出，其中：

图1是本发明的冲洗阀的一个局部剖视的侧视图；

图2是本发明的冲洗阀膜片的一个放大的纵剖面图；

图3是一个放大的局部剖视图，示出了膜片的周边与冲洗阀体的连接；

图4是一个与图3相似的放大的剖视图，示出了膜片装置中的孔板；

图5是膜片的一个局部放大的俯视图；

图6是沿图5中的平面6-6所作的剖视图；

图7是沿图5中的平面7-7所作的剖视图；

图8是沿图5中的平面8-8所作的剖视图；

图9是一个局部放大的底视图，示出了膜片旁路孔板的开口；

图10是本发明的膜片的第二个实施例的一个局部放大的俯视图；

图11是沿图10中的平面11-11所作的剖视图；

图12是该膜片的一个底视图；

图13是沿图12中的平面13-13所作的一个放大的剖视图；

图14是沿图13中的平面14-14所作的一个放大的剖视图；

图15是该孔板环的一个俯视图；

图16是沿图15中的平面16-16所作的一个放大的剖视图；

图17是沿图15中的平面17-17所作的一个放大的剖视图；

图18是上述孔板环的一个局部的底视图；

图19是沿图18中的平面19-19所作的一个放大的剖视图；

图20是与图10所示的膜片一同使用的孔板部件的第二个实施例的一个俯视图；

图21是一个放大的局部剖视图，示出了孔板部件和过滤环之间的相互关系；

图22是沿图15中的平面22-22所作的剖视图；

图23是图22所示的锁定接头的一个内视图；

图24是一个放大的剖视图，示出了在一锁定接头位置处的过滤环、孔板部件和膜片的相对位置；

图25是一个锁定接头和膜片的一个内视图；

图26是孔板部件的一部分的一个放大的底视图；

图27是沿图26中的平面27-27所作的一个剖视图；

图28是过滤环的一个局部俯视图；

图29是沿图28中的平面29-29所作的一个剖视图；

图30是过滤环的一个放大的局部俯视图；

图31是从过滤环的内部看的一个放大的局部侧视图；

图32是本发明的第三个实施例的一个放大的局部纵剖视图；

图33是过滤环的另一个实施例的一个放大的底视图；

图34是沿图33中的平面34-34所作的一个剖视图；

图35是沿图33中的平面35-35所作的一个剖视图；

图36是沿图33中的平面36-36所作的一个剖视图；

图37示出了连接到膜片上的图33所示的过滤环；

图38是过滤环的另一个实施例的一个放大的底视图；和

图39是沿图38中的平面39-39所作的一个剖视图。

本发明描述了一冲洗阀的膜片装置的数个实施例。在第一个实施例中，其膜片是通常的橡胶或橡胶状部件，一个过滤环被连接到该膜片周边附近的底部上以提供过滤器通道，还带有一位于该膜片的顶部上的孔板部件来形成通过膜片装置的旁路孔。在第一个实施例中，孔板部件是一个完整的环。在第二个实施例中，主要的不同在于孔板部件不是一个完整的圆形部件，而是一个部分的弧形。在本发明的第三个实施例中，底部过滤环既作为过滤器部件也作为孔板部件。其它的实施例也示出了过滤环的修改形式。

图1所示的冲洗阀装置是由本发明的受让人，伊利偌斯州，富兰克林公园的Sloan阀门公司制造生产的，其商标为ROYAL。该冲洗阀包括一阀体10，该阀体10具有一个入口连接部分12和一出口连接部分14。标号16所代表的膜片装置包括一膜片18，该膜片由一内盖20沿周边固定到阀体10上。该膜片设置在位于阀体10的上端的一凸肩22上并由内盖20夹紧在该位置处，一个外盖24借助于其螺纹拧在该阀体上，以使内盖固定在其位置上。

这里本发明特别涉及膜片装置并且本发明所涉及的膜片装置适用于ROYAL牌的冲洗阀和如由Sloan阀门公司出售的OPTIMA牌冲洗阀形式的电磁冲洗阀，以及其它类型的需要以所示形式的膜片装置作为阀门原理的阀门。

如图1中所示，膜片装置16在一阀座26上关闭，而阀座26形成在一圆筒28的上端。圆筒28形成了连接阀座与出口14的通道。膜片装置16包括一减压阀30，该减压阀30具有一个带有一可移动的套筒34的向下延伸的杆32。套筒34的定位用于在操作手柄38时与一柱塞36相接触，该操作与所述类型的通常的冲洗阀的操作是相同的。

膜片装置16除了膜片18和减压阀30之外还包括一个固定盘40、一个填充环(refill ring)42和一个流量控制环44。固定盘40的下侧螺纹连接到一套环46上，而该套环46又由其外螺纹连接到一套筒48上，该套筒48携带填充环42。上述装置的各部件将膜片18牢固地保持在填充环的上表面和套环46的一个下表面之间。

如本领域所公知的，当操作手柄38时，柱塞36将与套筒34相接触，使减压阀30升高，脱离其在固定盘40上的位置。这将使得压力室50内的水能够向下通过套筒48排出。而后入口压力将引起膜片向上移动，使其脱离阀座26，使得入口12和出口14可以通过膜片装置的底部和阀座26之间的空间直接相通。一旦进行了该操作，压力室50将通过所述的过滤器和膜片上的旁路孔马上开始注水。随着水流连续进入压力室50，膜片装置将朝向其阀座移动，当膜片装置到达该位置时，冲洗阀将处于一关闭位置。严格控制冲洗阀被打开的时间间隔是很重要的，以便在一单一冲洗操作中流过冲洗阀的水容量可以被保持在现今各联邦政府和州政府规程中所规定的容差范围内。

图2示出了本发明的第一个实施例的膜片18及其部件。在所有的实施例中，膜片自身是极其相似的，主要是与膜片相关联的环在各实施例中有所不同。在图2中，注意膜片的周边，应该指出的是在外部周边上具有向上和向下的槽52和54，这些槽限定了一对带有间隔的密封区域的向上和向下的密封面，实际上间隔的密封区在膜片和冲洗阀体的凸肩及内盖20的密封表面之间提供有四个独立的密封。

图2所示的膜片包括一过滤环56和一旁路孔部件58，过滤环56被连接到橡胶膜片18的底部，而旁路孔部件58被连接到其上表面上。如图3和4详细示出的，下部环56具有一个向外伸出的凸出部分60，它嵌入在膜片18的下部的一个锁紧槽62内，以将过滤环连接到膜片上。以相同的方式，孔板部件58也具有一个向外伸出的凸出部分64，该凸出部分64装配在膜片18上部的一个周向槽66内，以便将孔板部件58锁定到膜片18上。为了进一步将孔板部件58固定到膜片上，膜片具有多个，在此实施例中是三个，向下延伸的中空的凸出部分61，如图12、13、14、24和25所示。中空的凸出部分61中的每一个都接收一个锁定接头63，该锁定接头63从旁路孔环向下延伸进入凸出部分61的中空的内部65。孔板部件的每一个凸出部分63都具有向外伸出的倒钩67，这些倒钩67将嵌入在膜片的橡胶材料内，以将孔板部件牢固地连接到膜片上，如图25所示。孔板部件和膜片之间的连接也影响到过滤环与膜片之间的连接，如图24所示。橡胶材料的膜片被挤压在过滤环上的一个向内伸出的凸缘(bead)69和锁定接头的凸出部分63之间。而且，每一个凸出部分61都具有一向外延伸的凸缘73，它可以防止过滤环的向下移动。在图24中详细地示出了以上的相互关系。因此，两个环都通过可以防止它们相互移动的内部锁定方法被固定到膜片上。装配膜片装置时，与橡胶膜片相结合的两个部件可以被锁紧在橡胶膜片上的相应的位置上，其部件可以由合适的塑料制成。

如图2所示，过滤环56的位置靠近膜片的外部周边，实际上仅在冲洗阀体与膜片的密封点的内侧。环56包括一轴向的伸出部分68和一朝向上的通道70，通道70内有相互间隔开的棱(ribs)71，它们的作用是扰乱流动通道，以已经通过槽72的固定颗粒沉淀下来。环56的上部的内部表面具有多个尺寸相同的均匀间隔的槽72。如图28-31所示，这些槽面向膜片的内部，提供了过滤通过膜片流向压力室的水的方法。重要的是槽72的尺寸要小于孔板部件上的旁路孔的尺寸，以便它们可以有效地执行其过滤的功能。虽然本发明对于该槽的数量不应该如此限定，但是作为一种形式的过滤环的实施例，可以具有180个槽。轴向伸出部分68对于过滤环来说是重要的，因为它可以帮助引导该装置将其安装在冲洗阀体10上，并为过滤环提供刚性支撑，以容纳在操作过程中施加在其上的轴向载荷。

在图5-14中详细示出的膜片18包括一中心孔76(这与通常的膜片相同)和上述的周边密封。在膜片的下表面上，靠近其周边具有一环形通道78，该通道与过滤环上的通道70相对准，如图4中所示。因此，通过槽72的水流随后将流过在膜片的下侧由相对准的通道70和78形成的通路。膜片的上表面可以具有多个朝向上的凸块(lugs)80。当膜片从其阀座向上抬起时，凸块(lugs)80可以使来自所述旁路孔的水到达整个的上部压力室50，该凸块将与内盖的底面82(图3)相接触，并且甚至当膜片处于上部或升高位置时，其间的间隔也将提供一个水流的通道。在图7的剖视图中具体地示出了膜片中的旁路通道。有两个开口84和86，其间有一个隔板87。开口84和86的顶部通过一槽88相通，而且在底部的一向下的凹槽78也使这两个开口相通，该凹槽78将这两个开口与膜片的整个圆周连接起来。应该注意隔板87的高度小于膜片的整个高度，其高度减小的部分在水流向上述的上部环上的旁路孔时可以迫使水流转向，这一转向可以降低通过狭槽的水的流速。还有，膜片上的间隔的开口形成了第二个过滤器而且在装置的安装过程中还用来使孔板环与膜片对准。

图5示出了一个与一360度圆周上的孔板部件一起使用的膜片。图10示出了膜片18的一部分，该膜片18的设计使其能与一如图20所示的弧形范围更小的孔板部件一同使用。如图5所示，膜片18上有一周向凹槽92，该凹槽扩展到通过膜片的360°的圆周。在图10中示出了相同的凹槽94，而且凹槽94具有限定其弧形范围的端壁96。图20所示的孔板部件仅嵌入在凹槽94内，因而在开始压铸膜片时，膜片上表面的剩余圆周部分已由橡胶，如图11中的95填满。

图15-27中详细地示出了完整环形和部分弧形形式的孔板部件。该部件包括一环形体100，该环形体100可以是一完整的圆周，如图15所示，也可以是部分的弧形段，如图20所示的实施例中的102。孔板部件或孔板环上的与膜片上的旁路通道相结合的部分是相当重要的。如图27中的剖视图所示，孔板环具有一对向下延伸的凸出部分104，它们将延伸入膜片上的开孔内，如图21所示。每一个凸出部分104都具有多个轴向延伸的凹槽106，如图26所示，这些凹槽形成了凸出部分和凹槽84和86的壁之间的水流通道。水流正是经流过这些通道而通过膜片的并且凹槽的作用是提供一在过滤环上的初级过滤器之后的二级过滤器。水流将流过上述的凹槽106以在一介于凸出部分104之间的中间部分并与旁路开孔108相对准的位置处到达孔板环的下侧，如图16、18、20、26和27所示。开孔108是漏斗形的，其上游端110是小尺寸端，其下游端是大尺寸端，向一放大的部分112敞开，如图27所示。孔板的放大部分降低了水流速度，其结果是降低了压力损失。孔板的漏斗形状使得进入孔板的颗粒一定可以通过它，因为孔板的横断面面积是逐渐增大的。一旦水流通过了孔板108并达到孔板环100的上表面，在两种孔板环的任何一个实施例中，水流将进入形成在孔板环的上表面上的两个方向相对的周向延伸通道113和114。这些通道又通向径向延伸通道116、118、120和122。这可以保证通过孔板108的水流具有交替的出口以便将压力损失保持在最小值，因而可以保证压力室的快速填充。

在两个实施例中，孔板环100在其下表面还包括一密封凸缘115(bead)，该凸缘与膜片的弹性体相结合以保证水流仅通过旁路孔进入压力室。环100和102还包括一对沿径向向内延伸的定位接片124，无论是完整圆环形式的还是部分弧形的，在膜片的装配过程中都可以使用该接片以在膜片18的旁路开孔84和86的上方正确地定位孔板环。各接片的位置与开口108等距，因此可以为上述部件的装配提供方便。

在首先描述的这两个实施例中，其主要不同在于旁路环的形式，一种是360°的圆环，另一种是大小限定的部分弧形。然而，孔板部件与膜片之间的相互作用及其靠近膜片上的旁路开孔的部分的结构却是相同的。在如图32所示的第三个实施例中，底部过滤环也具有孔板部件的作用。在此实施例中，过滤环靠近旁路孔的部分的结构与图26和27所示的结构相同。因而，如图32所示，过滤环具有一对向上延伸的凸出部分130，该凸出部分130带有轴向延伸的槽或凹槽132以提供通过膜片旁路开孔的水流通道。各部件的作用是相同的，所不同的是过滤环具有两个作用。从膜片的顶部相同的单一的环也可能起到相同的这两个作用。

在图33-39中示出了也可以作为孔板部件使用的过滤环的另两个实施例。在图33-37所示的实施例中，过滤环140具有一朝向的凸出部分142，该凸出部分142将伸入膜片上的开口144中，如图37所示。凸出部分142在其一侧具有一槽146，该槽与形成在环140的上表面上的一凹槽148相通。凹槽148的两侧通过一对通道150与过滤环上表面上的周向槽70相连。因此，通过过滤器通道72到达槽70的水流将流过通道150进入凹槽148并通过槽146向上进入膜片上方的压力室。在此实施中，槽146的合适尺寸提供了旁路孔的作用。通道150可以起到二级过滤的作用，而过滤环140上的槽72再次作为初级过滤器。

在图38和39所示的实施例中，过滤环也起到旁路作用。在此实施例中，凸出部分152将从过滤环154的顶部表面向上延伸入膜片上的一与图37所示的开口144相似的开口内。凸出部分152具有一内孔156，该内孔具有多个不同直径部分且其下部与一通道158相连，而该通道158又与过滤环的上表面上的周向槽72相通。通过过滤器通道72到达槽70的水流将流入通道158，而后向上通过多直径孔156。值得注意的是孔56内的小直径部分160起到旁路孔的作用。槽72还是初级过滤器，通道158和孔156的下部也可以提供过滤功能，而孔156的部分160的尺寸大小决定旁路孔的本身。

本发明提供了一个改进了的膜片装置，其过滤器和旁路位于或靠近膜片的周边。这是最佳的位置，因为使过滤器的圆周范围增加，过滤槽的数量增加，因而可以保证即使在某些槽被非饮用水中的沉淀物或其它颗粒堵塞时，也一直存在着水流的过滤通道。过滤器由一环形成，该环具有多个尺寸小于旁路孔上的开口的槽。带凹槽的凸出部分在旁路孔处的使用形成了一个二级过滤器，该凸出部分可以是位于孔板部分上的也可以是位于过滤环上的，如在第三个实施例中所描述的。这两个塑料环很容易被挤压入膜片内，而且一旦被连接上就可以提供上述的水流通道，保证水流从冲洗阀入口通过初级过滤器，二级过滤器和旁路孔到达冲洗阀压力室的畅通。该装置提供了至压力室的控制水流，这可以保证冲洗阀在操作之后的一致的关闭。

虽然以上示出并描述了本发明的最佳实施例，但应该意识到的是本发明还可以有多种的修改和替换形式。

Claims (23)

1.一种用在盥洗设备如小便池和冲水厕所上的膜片式冲洗阀，包括一具有一入口和一出口的阀体、一位于所述入口和出口之间的阀座和一在所述阀座上可移动到一关闭位置以使所述入口和出口之间的水流停止的阀门部件，所述阀门部件包括一沿圆周被连接到所述阀体上的膜片，一位于所述膜片上方的压力室，用于将所述阀门部件保持在所述阀座上，

一连接所述入口和压力室的过滤器和旁路孔，所述过滤器包括一被连接到所述膜片的底面上且其位置靠近所述膜片的周边的环形的过滤环，所述过滤环至少部分地被所述阀体压到所述膜片上，所述环具有多个环绕的相互间隔的过滤槽，该过滤槽与所述入口相通，一连接所述槽的圆周通道，和一与所述圆周通道和所述多个槽相通的孔。

2.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于所述圆周通道包括一圆周槽，该槽在所述过滤环上与所述膜片相面对。

3.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于所述圆周通道包括一在所述过滤环上面对所述膜片的圆周槽和一在所述膜片上面对所述环的圆周槽，上述圆周槽大体成一直线。

4.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于每一个所述过滤槽都小于所述孔。

5.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于所述膜片包括相互间隔的开口，这些开口由一位于所述膜片的底面上的凹槽连接起来。

6.如权利要求5所述的冲洗阀，包括一孔板部件，该孔板部件被连接到所述膜片的压力室侧且其一部分延伸入所述膜片的相互间隔的开口内。

7.如权利要求6所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件具有延伸入每一个膜片开口的凸出部分。

8.如权利要求7所述的冲洗阀，其特征在于所述孔位于所述孔板部件上并与所述膜片的开口相通。

9.如权利要求8所述的冲洗阀，其特征在于每一个所述孔板部件的凸出部分都具有至少一个凹槽，该凹槽形成所述膜片开口和所述孔之间的水流通道。

10.如权利要求9所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件的凸出部分的凹槽所形成的水流通道起到了位于所述孔的上游的一过滤器的作用。

11.如权利要求10所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件包括有多个槽，这些槽位于所述孔板部件的压力室侧并将所述孔与所述压力室连接起来。

12.如权利要求11所述的冲洗阀，其特征在于所述槽在径向和周向两个方向上延伸。

13.如权利要求12所述的冲洗阀，在所述孔板部件上围绕所述凸出部分有一密封凸缘，该凸缘与所述膜片成密封接触。

14.如权利要求8所述的冲洗阀，其特征在于所述孔是漏斗形的，其小尺寸端是所述孔的上游端。

15.如权利要求6所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件具有多个沿径向向内延伸的定位接片。

16.如权利要求6所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件是一个环。

17.如权利要求6所述的冲洗阀，其特征在于所述孔板部件是弧形的，它在所述膜片开口的每一侧，在一限定的范围内延伸。

18.如权利要求5所述的冲洗阀，其特征在于所述过滤环具有延伸入每一个所述膜片开口的凸出部分。

19.如权利要求18所述的冲洗阀，其特征在于每一个所述过滤环的凸出部分都具有至少一个凹槽，该凹槽形成所述过滤环通道和所述膜片开口之间的水流通道。

20.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于所述过滤环包括所述孔。

21.如权利要求20所述的冲洗阀，其特征在于所述过滤环包括一凸出部分，该凸出部分延伸入所述膜片的一开口内，所述孔与所述凸出部分相关联。

22.如权利要求21所述的冲洗阀，其特征在于所述孔由一位于所述过滤环的凸出部分上的孔形成。

23.如权利要求21所述的冲洗阀，其特征在于所述孔由一所述凸出部分上的外部凹槽形成。

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