CN1285807C - 用于活塞式冲洗阀的唇形密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盥洗室和便池的冲洗阀的活塞部件，冲洗阀具有一个阀体，该阀体具有一个入口和一个出口，以及一个阀座位于出口。所述活塞部件可在阀体中朝向和远离阀座运动，以控制从入口到出口的流动。在活塞部件中有一个安全阀，用于将冲洗阀的压力腔与冲洗阀的出口相连通。所述活塞部件具有一个朝外定向的唇形密封件，该密封件撑靠着阀体的内壁，且唇形密封件被保持在活塞部件的相面对的元件之间。所述唇形密封件包括一个插入件，和一个覆盖且充分包裹该插入件的弹性体。所述弹性体和所述插入件都具有朝向冲洗阀体延伸的部分，且插入件具有支撑元件，所述支撑元件与活塞部件的相面对的元件接触，将来自这种元件的负载从唇形密封件的弹性体主体上卸去。

Description

用于活塞式冲洗阀的唇形密封件

技术领域

[01]本发明涉及活塞式冲洗阀或冲水阀，具体而言，涉及活塞部件的改进的密封件。在冲洗阀工作期间，活塞部件往复运动，且唇形密封件在活塞部件上方的压力腔和活塞部件下方的排出口之间建立一种动态隔层。本发明的活塞密封件的优点在于，其仅要求不太严格的组装标准，且提供一种密封件，该密封件的使用寿命被大大延长，而且提高了冲洗容积的一致性。

[02]本发明的唇形密封件起支承的作用，以保持活塞部件沿着其轴滑动，直达冲洗阀的孔中。特定的密封件的设计减小了在唇形几何结构上保留螺旋扭矩的作用。所述唇形密封件包括一个插入件和一个模制在插入件上的弹性体。该插入件的作用是增强密封件本身。插入件和弹性体的注射成型部件具有许多抬高的凸起，所述凸起传递由螺钉施加的负载，所述螺钉将活塞部件保持在一起。这种凸起的存在在活塞部件的配合部分之间传递负载，并防止唇形密封件几何结构的变形。

背景技术

[03]在该环境下普遍使用的唇形密封件中，如果存在变形一其可能起因于施加在将活塞部件保持在一起的螺钉上过大的扭矩，活塞就会不适当地循环，极端的结果是活塞留存在冲洗阀的孔中。此外，对于正确装配活塞组件所需要施加的螺旋扭矩导致密封件的上缘向外膨胀，减小了唇形密封件和冲洗阀体的孔之间的间隙。一个结果是，活塞可插入孔中。另一个结果是，随着时间的推移密封件自身将磨损，导致了密封件和冲洗阀的孔之间摩擦力的改变，从而导致在阀工作时冲洗量不均匀一致。

[04]本发明提供一种插入件，其中有一些插进唇形密封件的周边中的柔性指状物，所述指状物使唇形密封件对中，所述插入件增强唇形密封件的弹性体，并保持一种均匀的预负荷，所述预负荷由唇形密封件施加到活塞部件在其中运动的腔室的壁上。所述插入件的指状物具有一种螺旋扭曲，这种扭曲在指状物的有效长度上延伸，从而减小了插入件自身上的应力。这种设计也容许指状物交叠，从而在整个密封件上更加均匀地分配压缩负载。

发明内容

[05]本发明涉及一种活塞式冲水阀，具体而言，涉及一种用在这种环境下的改进的唇形密封件。

[06]本发明的首要目的是，提供一种唇形密封件，其仅要求不太严格的组装标准，并提高了冲洗量的一致性，还提供了有效寿命大大延长的活塞部件。

[07]另一目的是，提供一种具有一个插入件的活塞部件唇形密封件，所述插入件传递且分配来自螺钉的扭转负载，从而将唇形密封件连接到活塞部件。

[08]本发明的另一目的是，提供一种唇形密封件，其具有朝向冲洗阀体向外延伸的加强指状物，该指状物的作用是使密封件对中，加强唇形密封件处的弹性体，并保持一种密封件压靠密封件在其中运动的冲洗阀的孔的均匀的预负荷。

[09]另一目的是，提供一种所述用途的唇形密封件，其使阀在其整个使用寿命期间内保持阀操作的一致性。

[10]因此，本发明的目的是提供一冲洗阀，其包括：一个具有入口和出口的阀体；一个位于所述出口处的阀座；一个活塞部件，其在所述阀体中可朝向或远离所述阀座运动，以便控制从所述入口到所述出口的流动；一个所述阀体中的压力腔，其位于所述活塞部件上方且通常保持所述活塞部件闭合在所述阀座上；

[11]—一个在所述活塞部件中的安全阀，其用于使所述腔室与所述出口连通；多个用于打开所述安全阀以连通所述腔室的装置，其导致所述活塞部件从所述阀座上移开，以便开放通过所述出口的流动；

[12]—所述阀体具有一个内壁，所述活塞部件具有一个撑靠着所述内壁的朝外定向的唇形密封件，所述唇形密封件被保持在所述活塞部件的相面对的元件之间，

[13]—其特征在于，所述唇形密封件包括一个插入件和一个覆盖着且充分包裹所述插入件的弹性体，所述唇形密封件具有：一个弹性材料的唇形部分，其延伸至与所述内壁接触；和一个弹性材料的主体部分，其在所述相面对的元件之间延伸；所述插入件具有延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的部分，且具有与所述相面对的元件中至少一个相接触的支撑元件。

[14]优选地，所述支撑元件与两个所述活塞部件的相面对的元件接触。

[15]优选地，所述支撑元件包括多个间隔开的凸起，所述凸起贯穿弹性体部分，并与所述相面对的支撑元件接触。

[16]优选地，所述唇形密封件具有多个开口，固定元件贯穿所述开口，将所述唇形密封件连接到所述相面对的元件上，所述凸起围绕所述开口延伸。

[17]优选地，当所述唇形密封件被安装到所述相面对的元件之间时，所述凸起与所述相面对的元件接触，当所述唇形密封件处于未装配条件下时，所述凸起稍位于所述弹性体主体部分的表面之下。

[18]优选地，所述的延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的插入件部分包括多个向外延伸的指状物。

[19]优选地，所述指状物通常绕着所述插入件的周边大致均匀间隔地配置。

[20]优选地，所述指状物具有一种从内端到外端的螺旋扭曲结构。

[21]本发明还提供一用于冲洗阀体中的活塞部件，所述阀体具有一个入口和一个出口，所述阀体具有一个内壁，一个阀座位于所述出口，所述活塞部件可以在所述阀体中朝向或远离所述阀座运动，以便控制从入口到出口的流动，一个安全阀在所述活塞部件中，用于将冲洗阀的压力腔与冲洗阀的出口连通，

[22]—所述活塞部件包括一个朝外定向的唇形密封件，该密封件撑靠着所述阀体内壁，所述唇形密封件被保持在所述活塞部件的相面对的元件之间，

[23]—其特征在于，所述唇形密封件包括一个插入件和一个覆盖且充分包裹所述插入件的弹性体，所述唇形密封件具有一个延伸至与所述阀体内壁接触的弹性材料的唇形部分，以及一个在所述相面对的元件之间延伸的弹性材料的主体部分，所述插入件具有延伸进入所述弹性材料的唇形部分的部分，且具有与所述相面对的元件中至少一个相接触的支撑元件。

[24]优选地，所述支撑元件与两个所述活塞部件的相面对的元件接触。

[25]优选地，所述支撑元件包括多个间隔开的凸起，所述凸起贯穿弹性体部分，并与所述相面对的支撑元件接触。

[26]优选地，所述唇形密封件具有多个开口，固定元件贯穿所述开口，将所述唇形密封件连接到所述相面对的元件上，所述凸起围绕所述开口延伸。

[27]优选地，当唇形密封件被安装到所述相面对的元件之间时，所述凸起与所述相面对的元件接触，当所述唇形密封件处于未装配条件下时，所述凸起稍位于所述弹性体主体部分的表面之下。

[28]优选地，所述的延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的插入件部分包括多个向外延伸的指状物。

[29]优选地，所述指状物通常绕着所述插入件的周边大致均匀间隔地配置。

[30]优选地，所述指状物具有一种从内端到外端的螺旋扭曲结构。

附图说明

[31]通过以下附图对本发明进行图解说明，其中：

[32]图1为一个穿过所述类型的冲洗阀的局部轴截面图；

[33]图2为一个唇形密封件的顶视图；

[34]图3为一个沿着图2中平面3-3的截面图；

[35]图4为一个唇形密封插入件的顶视图；

[36]图5为一个沿着图4中平面5-5的截面图。

具体实施方式

[37]本发明涉及一种用于活塞式冲水阀的改进的密封件。在基本上是通过在黄铜插入件上模塑弹性体而制成的现有这种类型的装置中，由将密封件连接到活塞部件中的螺钉施加的扭矩可能导致密封件的上缘和下缘膨胀，从而减小了唇形密封件和冲洗阀体的孔之间的间隙。这进而增加密封件和孔之间的摩擦。由于摩擦力的增加，冲洗周期的持续时间也会增加，从而增加了操作周期中的供水量。摩擦力对于活塞的上冲程不是问题，因为有足够大的压差向上推动活塞，且密封件的几何结构容许其沿着该方向自由运动。而摩擦力对于活塞的下冲程则成为问题，这是因为在活塞部件上方的腔体中压力慢慢增加，且活塞的几何结构自然地抵抗沿着所述方向的运动，以保证紧密的密封。本发明解决了上述问题，其中密封件包括一个插入件，该插入件优选由塑料形成，且其不仅传送由螺钉施加的负载以保持活塞部件的密封，这样就防止了唇形密封件几何结构的过度变形，而且包括并入密封件周边的挠性指状物，该挠性指状物用于使密封件对中，加固弹性体，并保持一种密封件压靠密封件在其中运动的冲洗阀的孔的均匀的预负荷。该指状物被弯曲或形成螺旋状，它们彼此重叠，从而使压缩负载在密封件主体上更加均匀地分布。此外，由于有一种由密封件压靠着冲洗阀体的孔所施加的均匀负载，冲水阀的操作在阀体自身的使用寿命期间内是始终如一的。

[38]本发明实施例所述的特定阀是伊利诺斯州富兰克林帕克的SloanValve公司销售的商标为NAVAL的阀。其它形式的活塞式冲水阀同样可以应用本发明的改进的密封件。

[39]在图1中，冲洗阀体由标记10表示，其具有一个入口12和一个出口14。顶盖16由螺纹接合在阀体10上，并形成一个位于在通常由标记20表示的活塞部件上方的压力腔18。

[40]毗邻出口14有一个手柄部件22，该手柄部件具有一个常规手动手柄24，当其被启动时，将移动一个内部柱塞26，从而使活塞部件的安全阀从其阀座上移开，从而开始冲洗周期。这在此类型的阀中是常规的。本发明同样可用于自动操作的活塞式冲洗阀，例如使用红外传感系统的。

[41]阀体10包括一个阀座30，活塞部件20具有一个表面32，该表面封闭在阀座上，从而关闭入口12和出口14之间的流动。

[42]活塞部件20包括一个活塞34和一个螺纹连接的导向件36，如位于38处。活塞部件具有一个由螺钉42安装到活塞34上的顶板40。一根杆44在顶板40内的通道46中运动，以控制来自活塞34中的开口48的水流。开口48连接着入口12，水将经开口48流入围绕杆的腔室50中，然后向外流过通道46进入压力腔18。杆44和通道46之间的空间起旁通孔的作用。压力腔18中的水将活塞部件保持在其阀座30上，从而关闭入口和出口之间的流动。

[43]安全阀52被弹簧54偏压到安全阀座56上。该安全阀具有一个杆状物58，该杆状物向下延伸进入阀体10中，并被定位在柱塞26附近。在操作中，当手柄被移动时，柱塞将移动进入阀体10中，使安全阀倾斜离开其阀座，容许压力腔18与出口14连通，从而容许活塞部件上移，离开其阀座30，从而在入口和出口之间建立直通流动。如本领域公知的，旁通孔的流量决定了压力腔18中的流量，以控制活塞离开阀座的时间，从而控制流过冲洗阀的流量。

[44]本发明特别是涉及唇形密封件60，利用顶板40和活塞34之间的螺钉42，该唇形密封件60被安装在活塞部件中。在过去，在冲洗阀的使用寿命期间，螺钉42的扭矩作用可能引起以上所述问题。

[45]密封件60由一个插入件62和一个模制盖在弹性体64上的插入件形成。首先关注插入件，其包括一个中心体66，该中心体66具有四个开口68，这四个开口与将唇形密封件保持在活塞部件的位置中的四个螺钉42一一对应。向上延伸的凸起70和向下延伸的凸起72围绕每个开口68。当弹性体64围绕插入件62被模制时，该弹性体将延伸超过凸起70和72的上下相对表面大约005″，而弹性体将不覆盖所述凸起。当唇形密封件被装配时，所述弹性体将环绕所述凸起被压缩，而位于每个开口处的凸起将传递由螺钉施加的负载，所述螺钉将唇形密封件安装到活塞部件。

[46]许多均匀间隔开的螺旋地延伸的指状物74沿着插入件62的外围延伸，所述指状物由弹性体的唇形部分76覆盖。所述指状物增强密封件的唇形部分，并通过唇形密封件压靠盖16的壁18来提供均匀的压力。由于具有构成螺旋形配置的指状物，所述指状物的有效长度被加长，这就使它们能够彼此覆盖，进而在密封件的整个主体上均匀地分布压缩负载，另外，由于加长了指状物的有效长度，施加到塑料插入件上的实际应力被减小。

[47]带有所述的增强且分配密封件负载的指状物的所述唇形密封件的作用是，保持活塞沿着其轴滑动直达孔中，或靠着盖16的壁78滑动。在密封件的唇形部分中的加强使密封件对中，并增强所述弹性体，且有效地保持密封件相对壁在其运动中的均匀的预负荷。进而使冲洗阀始终如一地工作。

[48]然而，本发明的优选形式已在本文中示出并描述，应当认识到，可以有多种改进，替换和改变。

Claims (16)

1.冲洗阀，其包括：一个具有入口和出口的阀体；一个位于所述出口处的阀座；一个活塞部件，其在所述阀体中可朝向或远离所述阀座运动，以便控制从所述入口到所述出口的流动；一个所述阀体中的压力腔，其位于所述活塞部件上方且通常保持所述活塞部件闭合在所述阀座上；

一个在所述活塞部件中的安全阀，其用于使所述腔室与所述出口连通；多个用于打开所述安全阀以连通所述腔室的装置，其导致所述活塞部件从所述阀座上移开，以便开放通过所述出口的流动；

所述阀体具有一个内壁，所述活塞部件具有一个撑靠着所述内壁的朝外定向的唇形密封件，所述唇形密封件被保持在所述活塞部件的相面对的元件之间，

其特征在于，所述唇形密封件包括一个插入件和一个覆盖着且充分包裹所述插入件的弹性体，所述唇形密封件具有：一个弹性材料的唇形部分，其延伸至与所述内壁接触；和一个弹性材料的主体部分，其在所述相面对的元件之间延伸；所述插入件具有延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的部分，且具有与所述相面对的元件中至少一个相接触的支撑元件。

2.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于，所述支撑元件与两个所述活塞部件的相面对的元件接触。

3.如权利要求2所述的冲洗阀，其特征在于，所述支撑元件包括多个间隔开的凸起，所述凸起贯穿弹性体部分，并与所述相面对的支撑元件接触。

4.如权利要求3所述的冲洗阀，其特征在于，所述唇形密封件具有多个开口，固定元件贯穿所述开口，将所述唇形密封件连接到所述相面对的元件上，所述凸起围绕所述开口延伸。

5.如权利要求3所述的冲洗阀，其特征在于，当所述唇形密封件被安装到所述相面对的元件之间时，所述凸起与所述相面对的元件接触，当所述唇形密封件处于未装配条件下时，所述凸起稍位于所述弹性体主体部分的表面之下。

6.如权利要求1所述的冲洗阀，其特征在于，所述的延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的插入件部分包括多个向外延伸的指状物。

7.如权利要求6所述的冲洗阀，其特征在于，所述指状物通常绕着所述插入件的周边大致均匀间隔地配置。

8.如权利要求7所述的冲洗阀，其特征在于，所述指状物具有一种从内端到外端的螺旋扭曲结构。

9.用于冲洗阀体中的活塞部件，所述阀体具有一个入口和一个出口，所述阀体具有一个内壁，一个阀座位于所述出口，所述活塞部件可以在所述阀体中朝向或远离所述阀座运动，以便控制从入口到出口的流动，一个安全阀在所述活塞部件中，用于将冲洗阀的压力腔与冲洗阀的出口连通，

所述活塞部件包括一个朝外定向的唇形密封件，该密封件撑靠着所述阀体内壁，所述唇形密封件被保持在所述活塞部件的相面对的元件之间，

其特征在于，所述唇形密封件包括一个插入件和一个覆盖且充分包裹所述插入件的弹性体，所述唇形密封件具有一个延伸至与所述阀体内壁接触的弹性材料的唇形部分，以及一个在所述相面对的元件之间延伸的弹性材料的主体部分，所述插入件具有延伸进入所述弹性材料的唇形部分的部分，且具有与所述相面对的元件中至少一个相接触的支撑元件。

10.如权利要求9所述的活塞部件，其特征在于，所述支撑元件与两个所述活塞部件的相面对的元件接触。

11.如权利要求10所述的活塞部件，其特征在于，所述支撑元件包括多个间隔开的凸起，所述凸起贯穿弹性体部分，并与所述相面对的支撑元件接触。

12.如权利要求11所述的活塞部件，其特征在于，所述唇形密封件具有多个开口，固定元件贯穿所述开口，将所述唇形密封件连接到所述相面对的元件上，所述凸起围绕所述开口延伸。

13.如权利要求11所述的活塞部件，其特征在于，当唇形密封件被安装到所述相面对的元件之间时，所述凸起与所述相面对的元件接触，当所述唇形密封件处于未装配条件下时，所述凸起稍位于所述弹性体主体部分的表面之下。

14.如权利要求9所述的活塞部件，其特征在于，所述的延伸进入所述弹性材料的唇形部分中的插入件部分包括多个向外延伸的指状物。

15.如权利要求14所述的活塞部件，其特征在于，所述指状物通常绕着所述插入件的周边大致均匀间隔地配置。

16.如权利要求15所述的活塞部件，其特征在于，所述指状物具有一种从内端到外端的螺旋扭曲结构。

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