CN205781131U - 微阻力减压型倒流防止器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微阻力减压型倒流防止器，进水止回阀和出水止回阀水平布置在阀体和上阀盖之间的中间腔中，其轴线与阀体进出水口轴线一致；排水阀设置在阀体下方，其轴线与阀体进出口的轴线垂直相交，阀体下方隔墙上有若干排水孔一与排水腔连通,进、出水止回阀各设置有永久磁铁与衔铁，排水阀设置有膜片，所述膜片的外边缘被压紧在阀体下部与下阀盖之间，还设置有将进水压力引入膜片下腔的通孔,阀体下端与下阀盖连接部设置有能使膜片上、下腔连通的排水器功能检测装置。本实用新型采取了多种有利于降低流阻的综合措施,可大幅度降低流阻损失，且具有可靠的防倒流性能。

Description

微阻力减压型倒流防止器

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，尤其涉及一种减压型倒流防止器。

背景技术

倒流防止器，又称污流隔断阀，是一种严格防止生活饮用水管道发生回流时污染水源的安全保护设备，也可应用于其它不允许介质倒流的管道系统。

倒流防止器型式较多，减压型倒流防止器由于性能优良、安全性高，已被业界接受，并得到了推广。其典型构造已在中国专利公告号CN201547347C中表示，由阀箱、进水止回阀、出水止回阀和排水阀组成。但在使用中发现，这类构造存在以下不足：

①介质流通时的阻力损失较大，主要原因是为使排水阀可靠地关闭，必须使进水止回阀的打开压力大于排水阀的关闭压力(国标规定排水阀的关闭压力≥0.014MPa)，这样进口止回阀的打开压力必须设计得较大(国标规定进口止回阀打开压力≥0.02MPa)；其次，为使出口止回阀密封可靠，打开压力不宜过小(国标规定出水止回阀打开压力≥0.007Ma)；再则，阀腔内各处的过流面积和流道设计不尽合理，上述专利的阀腔中还上下贯穿有一根排水阀的阀杆，致使局部阻力损失更大。经测试，在各弹簧设计符合国标的条件下，当介质流速为3m/s时，流阻损失达0.07～0.10MPa，这不但造成了大量能耗，并且在供水水压较低(例如0.16MPa)地区根本无法使用。

为了降低流阻，申请人曾研制了新一款的倒流防止器，中国专利公告号CN204164434，在进、出水止回阀中设置了永久磁铁和衔铁，在阀门打开后抵消了部分弹簧力；并且改变了排水阀结构，取消了阀腔中间的竖杆。经测试，在介质流速为3m/s时，流阻损失约0.4MPa，有了大幅下降，供水部门在肯定的同时提出为了在供水压力较低地区得到更广泛的推广，希望能进一步降低。

②排水阀是倒流防止器中的关键部件，要求在进水压力P1和中间腔压力P2压差达到设定值(国标规定为0.014MPa)时，能迅速地打开排水，因为在进水压力比中间腔压力高时就进行排水，因此能绝对防止介质倒流发生。近年来，排水阀各种结构不断出现，但实践证明，有的因弹簧力不能调节，致使当使用日久弹力变小后，造成排放压力降低，给安全性带来隐患；有的因膜片尺寸、弹簧力及阀口尺寸三者配合不当，致使密封力不够，造成漏水；有的因流道中某些部位过流断面面积较小，造成排水量小；有的因阀腔内沉积的污物不能方便地及时清理，致使滑阀和阀套等运动副被污物固结在一起，造成排水阀不能打开；更有甚者，在使用一段时间后，完全丧失排水功能。

③没有排水器功能检测装置，由于排水器由若干零件组成，使用日久后难免出现故障，如弹簧刚度降低或断裂、滑阀或阀杆等运动副被污物固结、阀瓣与密封件(材料一般为橡胶)发生粘着等，在使用过程中这些故障何时出现不得而知，一旦发生污水倒流才进行拆卸检查，一般已发生了大量污水倒流。

发明内容

本实用新型是为解决倒流防止器上述技术上的不足而设计的一种微阻力减压型倒流防止器。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种微阻力减压型倒流防止器，具有阀体、阀盖、进水止回阀、出水止回阀和排水阀；

进水止回阀和出水止回阀水平布置在阀体和上阀盖之间的中间腔中，其轴线与阀体进出水口轴线一致；

排水阀设置在阀体下端面与下阀盖之间，其轴线与阀体进出口的轴线垂直相交，阀体下方隔墙上有若干排水孔一与排水腔连通；

其特征在于：所述进水止回阀和出水止回阀各设置有永久磁铁与衔铁，还采用上方有开口的弹性挡圈，以方便拆卸检修；

所述排水阀设有与膜片连成一体的滑阀，滑阀的内孔中滑配有活塞，活塞的中心轴上端面在弹簧的作用下，始终与压板的凸台下端面接触；

阀体下端与下阀盖连接部设置有能使膜片上、下腔连通的排水器功能检测装置。

本实用新型的技术方案还可以进一步完善：

作为优选，所述下阀盖包括浇铸成一体的下法兰、中部有下沉的圆筒、在适当位置上的若干凸块，所述凸块包括凸块一和凸块二；在下阀盖的圆筒内孔中紧配有套筒，套筒的内孔中滑配有滑阀，滑阀的内孔中滑配有活塞，活塞的上位由滑阀上部的内凸肩定位；下阀盖上还设有将进水压力引入膜片下腔的通孔。

作为优选，所述滑阀的上端外圆上车有螺纹，膜片的内圈通过压紧螺母及垫圈压紧在滑阀外凸肩的上端面上，在不通水的情况下，膜片的外边缘和内圈基本上位于同一水平面上。

作为优选，所述滑阀的顶部设有环形刃边，与安装在阀体底部的密封垫组成排水阀的阀口，阀口的尺寸保证在正常供水的情况下，二者的比压约0.6MPa，以保证密封的可靠性。

作为优选，所述活塞由中心轴、中心轴外面的活塞环及二条成直线的连接筋组成，筋间有二个腰形孔，中心轴的上端面在弹簧作用下始终与压板的凸台下端面接触。

作为优选，所述活塞的下端设有弹簧，弹簧力可由其下方带有排水孔二的调节螺套调 节。

作为优选，所述进水压力引入膜片下腔的通孔是：下阀盖凸块一的外周面上钻有与膜片下腔连通的径向小通孔一，钻后用钢珠将外端堵死；下阀盖底面钻有小孔一，与径向小通孔一垂直相交，并与位于阀体下端面与进水腔连通的小孔二在同一中心线上；通过阀体上与进水腔连通的斜孔，小孔二、膜片上的相应的通孔及小孔一、径向小通孔一，将进水压力引入到膜片的下腔。

作为优选，下阀盖的下法兰上端面有凸台，凸台上设有能方便地排除积存在膜片下腔中污物的排污螺栓。

作为优选，排水器功能检测装置设置在下阀盖的凸块二和阀体下端面夹紧膜片部位的连通孔内，包括阀杆、O形密封圈三及并紧螺母；所述阀杆为阶梯形，上段较细，顶端加工有锥台，中段用作其上下运动时的导向，并用O形密封圈三防止介质外泄，下段加工有外螺纹，端部有并紧螺母26用以在关死阀口后防止阀杆松动。

作为优选，所述的连通孔包括阀体下端外周面及下阀盖凸块二外周面的适当位置上分别钻有径向小通孔二和径向小通孔三，钻后外端均用钢珠堵死，两孔的轴线在同一垂直平面上；阀体的下端面上钻有小孔三，与径向小通孔二垂直相交，小孔三的端部加工有与阀杆端部锥台配合的锥面，二者组成阀口；下阀盖凸块二的端面上加工有与阀杆配合的孔，所述孔与径向小通孔三垂直相交，与小孔三相通并同心，膜片外边缘上设有相应小孔，与孔同心，孔的下侧加工有与阀杆外螺纹配合的内螺纹。

本实用新型的有益效果：

1、采取了：两只止回阀中均设置了永久磁铁和衔铁，这样在阀口全部打开时，能抵消将近一半的弹簧压力；改变排水阀结构，中间腔中不再有贯穿上下的竖杆；介质在阀腔内流动时，各过流断面面积宽敞，并且凡与各零件的接触部位或离开部位，在零件上均有30°～60°倒角或圆角，以减少局部涡流损失等有利于降低流阻的综合措施。经样机实测，当介质流速为3m/s时，流阻损失约0.32MPa；流速为2m/s时，流阻损失约0.025MPa，已为供水部门认可，可用于供水压力较低地区。

2、排水阀的弹簧力可精确调整到国标要求的排水压力，防倒流安全性高，并且密封性好，排水能力大，工作可靠；

3、检测装置结构简单、检测方便、能随时检测排水阀的功能是否正常，以便及时发现问题进行维修或更换。

附图说明

附图1是本实用新型的一种结构示意图；

附图2是图1中排水阀结构放大图；

附图3是图1中排水器功能放大图。

附图标记说明：

1、阀体，2、上阀盖，3、进水止回阀，4、出水止回阀，5、排水阀，6、弹性挡圈，7、球阀，8、O形密封圈一，9、钢珠，10、膜片，11、下阀盖，12、套筒，13、弹簧，14、O形密封圈二，15、调节螺套，16、滑阀，17、活塞，18、排污螺栓，19、压紧螺母，20、垫圈，21、压板，22、密封垫，23、阀杆，24、O形密封圈三，25、并紧螺母；

a、斜孔，b、小孔二，c、小孔一，d、径向小通孔一，e、排水孔一，f、腰形孔，g、排水孔二，h、径向小通孔二，j、径向小通孔三，m、孔，L、小孔三；

D1、凸块一，D2、凸块二，H1、进水腔，H2、中间腔，H3、出水腔，H4、排水腔，P1、进水压力，P2、中间腔压力，P3、出水压力。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示的微阻力减压型倒流防止器，具有阀体1、上阀盖2、进水止回阀3、出水止回阀4和排水阀5，进水止回阀3和出水止回阀4水平布置在阀体1和上阀盖2之间的中间腔H2中，其轴线与阀体进出水口轴线一致，排水阀5设置在阀体下端面与下阀盖11之间，其轴线与阀体进出口的轴线垂直相交，阀体1下方隔墙上有若干排水孔一e与排水腔H4连通，进水止回阀3和出水止回阀4各设置有永久磁铁与衔铁，并采用上方有开口的弹性挡圈6，对它们进行快速地装拆，检修时不必将整机从管道上卸下，只需拆下上阀盖2，取出进、出水止回阀3、4就行了；阀体1与上阀盖2上方的三个球阀7分别用以在测量进水腔H1、中间腔H2和出水腔H3水压时连接压力表；阀体下端与下阀盖11连接部设置有能使膜片上、下腔连通的排水器功能检测装置；下阀盖的下法兰上端面有凸台，凸台上设有能方便地排除积存在膜片下腔中的污物，防止滑阀16和套筒12被污物固结的排污螺栓18。

下面对本实用新型的部分结构作详细说明：

排水阀(如图2所示)

排水阀由O形密封圈一8、钢珠9、膜片10、下阀盖11、套筒12、弹簧13、O形密封圈二14、调节螺套15、滑阀16、活塞17、排污螺栓18、压紧螺母19、垫圈20、压板21、密封垫22等零件组成。下阀盖11由下法兰、圆筒和在适当位置上的二个凸块一D1、凸块二D2 组成，四者浇铸成一体，内表面呈阶梯形通孔，套筒在连接平面处稍有突出；下阀盖11通过若干螺钉固定在阀体1的下端面上，膜片10的外边缘被压紧在二者之间；凸块一D1的外周面上钻有径向小通孔d，钻后用钢珠9将外端堵死，底面钻有小孔一c，与径向小通孔一d垂直相交，并与阀体1上的小孔二b在同一中心线上；通过阀体1上的斜孔a，小孔二b、膜片10上的相应小孔及小孔一c、径向小通孔一d，将进水压力P1引入到膜片10的下腔，O形密封圈一8用于防止介质外泄；凸块二D2上设有排水器功能检测装置；下法兰上端面的凸台上设有一只排污螺栓18，能很方便地拆下，利用阀内的压力水排除积存在膜片10下腔中的污物，以防滑阀16和套筒12被污物固结在一起；圆筒的内孔中压配有不锈钢的套筒12，套筒的内孔中滑配有滑阀16，二者间设有O形密封圈二14，以防介质外泄。

滑阀16的顶部设有环形刃边，与密封垫22组成排水阀的阀口，阀口的尺寸保证在正常供水的情况下，二者的比压为0.6MPa左右，以保证密封的可靠性；密封垫22由螺钉、压板21固定在阀体1下隔墙下方的凹槽中；滑阀16的上端外圆上车有螺纹，并套有膜片10；膜片10的内圈通过压紧螺母19及垫圈20压紧在滑阀16外凸肩的上端面上，在不通水的情况下，膜片10的外边缘和内圈基本上位于同一水平面上；滑阀16的内孔中滑配有活塞17，活塞17的上位由滑阀上部的内凸肩定位；活塞17由中心轴、外活塞环及二条成直线的连接筋组成，筋间有二个腰形孔f；活塞17的下端设有弹簧13，弹簧力可由其下方的带有排水孔二g的调节螺套15调节；在弹簧力的作用下，活塞17的中心轴的上端面始终与压板19凸台的下端面接触，同时滑阀16始终受着弹簧13一个向下的推力，因此在不通水的情况下，滑阀16外凸肩的下端面压在套筒12的上端面上，此时阀口V是完全开的，并具有设定的开度；滑阀16的内孔中安装弹簧的空间为排水腔H4。

工作原理(如图1所示)，图中所示为不供水情况下阀内各零部件的位置图，此时进水止回阀3、出水止回阀4关闭，排水阀5打开，中间腔H2通过阀体1下方隔墙上若干个排水孔一e与排水阀的膜片上腔及排水腔H4相通。供水后，介质首先进入进水腔H1，并通过斜孔a、小孔二b、膜片10边缘上的相应小孔及小孔一c、径向小通孔一d进入排水阀膜片10的下腔。随着进水腔H1水压的升高，当作用在膜片10下方的压力达到排水阀弹簧13的设定压力时，带动滑阀16向上运动，阀口V关闭，此时中间腔H2与排水腔H4隔断。排水阀关闭后，P1继续上升，直至将进水止回阀打开，继而将出水止回阀4打开，向下游供水。

在正常供水情况下，如果进水压力P1突然下降，在下降过程中，当(P1-P2)低于设定值时，排水阀在弹簧13的推动下打开，中间腔H2中的介质经排水孔一e、阀口V、腰形孔f、排水腔H4及排水孔二g向外排出，中间腔H2水压P2随即降低，当(P1-P2)恢复至 设定值时，排水阀又关闭，恢复正常供水。

当进口水压P1降得很低，或为零，甚至为负值时，排水阀5迅速打开，将中间腔H2中的水放空，同时空气进入中间腔H2，形成了空气隔断，防止了虹吸倒流的发生，此时即使进水止回阀密封失效(例如被杂物卡住等)也不会发生倒流。

在正常供水情况下，如果由于水锤等原因造成出水压力大幅升高，此时，若出水止回阀4密封良好，那么中间腔H2的压力会升高，若密封失效，则中间腔H2的压力P2随着升高，当(P1-P2)达到排水阀5关闭压力时，排水阀5打开，同时空气进入中间腔H2，形成空气隔断。

从以上分析可知，本实用新型在任何不利工况下，即使二只止回阀的密封都已破坏，都能有效地防止倒流介质污染水源的危险。

排水器功能检测装置(如图3所示)：

本装置设置在下阀盖11的凸块2和阀体1下端面夹紧膜片10的部位，由阀杆23、O形密封圈三24及表面滚花的并紧螺母25等零件组成。阀体1下端的外周面及下阀盖11凸块二D2外周面的适当位置上分别钻有径向小通孔二h和径向小通孔三j，钻后外端均用钢珠9堵死，二孔的轴线在同一垂直平面上。阀体1的下端面上钻有小孔三L，与径向小通孔二h垂直相交，小孔三L的端部加工有锥面；下阀盖11凸块二D2的端面上钻有孔m，与径向小通孔三j垂直相交，孔m的下侧加工有内螺纹，小孔三L与孔m相通，轴线在同一直线上。膜片10外边缘上设有相应小孔，与孔m同心。孔m内滑配有阀杆23，阀杆为阶梯形，上段较细，顶端加工有锥台，锥台与小孔三L端部的锥面密配并组成阀口；中段用作其上下运动时的导向，O形密封圈三24用以防止介质外泄；下段加工有外螺纹，与孔m下侧的内螺纹旋合；尾端加工有用以转动阀杆的方口，并紧螺母25用以在关死阀口后防止其松动。

通常情况下，拧紧阀杆23，使其上端的锥台与小孔三L端部的锥孔紧密接触，阀口关闭，此时膜片10的上下腔不通。

检查排水阀功能时，首先将并紧螺母25松开，然后转动阀杆23，使阀口打开，此时膜片10下腔的高压水P1经小孔j、环形间隙i、阀口、小孔三L及小孔二h进入膜片10上腔，膜片上腔的水压P2升高，当(P1-P2)小于设定值时，排水阀5打开排水，反复测试几次，如果阀杆23拧紧时不排水，松开时排水，那么可确认排水阀功能正常。否则，排水阀已出现故障，应及时维修。因为检测方法方便，可随时检测，能及早发现排水阀是否有故障，及时处理，防止大量污水倒流。

本实用新型采取了有利于降低流阻的综合措施如下：

(1)两只止回阀中均设置了永久磁铁和衔铁，这样在阀口全部打开时，能抵消将近一半的弹簧压力，经计算，不用磁铁和衔铁，两只止回阀的流量损失约为0.04MPa，用了约为0.022MPa，减小了0.018MPa；

(2)在满足进、出水口止回阀打开压力的前提下，减小弹簧刚度，以减小阀口全部打开时的弹簧压力；

(3)改变排水阀结构，中间腔中不再有贯穿上下的竖杆；

(4)为了最大限度地减小流阻，本实用新型尤为重视过流断面面积和流道的设计，现以DN100的倒流防止器予以说明：

a)表1为主要过流断面面积和公称尺寸面积的比例。

表1

注：设计规范要求阀内各过流断面面积不小于公称面积的80％

由表1可知，比例远大于80％的要求，过流断面面积大，流速就低，而流阻与流速的平方成正比，这对在较高流速下减少流阻十分有效。

b)介质在阀腔内流动时，凡与各零件的接触部位或离开部位均有30°～60°倒角或圆角，以减少局部涡流损失。

c)采用短系列长度标准，以减少沿程损失。

d)阀腔内壁及腔内各零件，凡与流动介质接触的表面均进行机械加工，表面光洁度高。

经样机实测，当介质流速为3m/s时，流阻损失约0.32MPa；流速为2m/s时，流阻损失约0.025MPa，已为供水部门认可，可用于供水压力较低地区。

Claims (8)

1.一种微阻力减压型倒流防止器，具有阀体（1）、阀盖、进水止回阀（3）、出

水止回阀（4）和排水阀（5）；

进水止回阀（3）和出水止回阀（4）水平布置在阀体（1）和上阀盖（2）之间的中间腔（H2）中，其轴线与阀体进出水口轴线一致；

排水阀（5）设置在阀体下端面与下阀盖（11）之间，其轴线与阀体进出口的轴线垂直相交，阀体（1）下方隔墙上有若干排水孔一（e）与排水腔（H4）连通；

其特征在于：所述进水止回阀（3）和出水止回阀（4）各设置有永久磁铁与衔铁，还采用上方有开口的弹性挡圈（6），以方便拆卸检修；

所述排水阀设有与膜片（10）连接成一体的滑阀(16)，滑阀的内孔中滑配有活塞(17),活塞的中心轴上端面在弹簧(13)的作用下,始终与压板(21)的凸台下端面接触；

阀体下端与下阀盖（11）连接部设置有将进水压力引入膜片下腔的通孔和能使膜片上、下腔连通的排水器功能检测装置。

2.根据权利要求1所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：所述下阀盖（11）包括浇铸成一体的下法兰、中部有下沉的圆筒、在适当位置上的若干凸块，所述凸块包括凸块一和凸块二（D1、D2）；在下阀盖（11）的圆筒内孔中紧配有套筒（12），套筒的内孔中滑配有滑阀（16），滑阀的内孔中滑配有活塞（17），活塞的上位由滑阀上部的内凸肩定位；下阀盖（11）上还设有将进水压力引入膜片下腔的通孔。

3.根据权利要求1或2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：所述滑阀（16）的上端外圆上车有螺纹，膜片（10）的内圈通过压紧螺母（19）及垫圈（20）压紧在滑阀（16）外凸肩的上端面上，在不通水的情况下,膜片（10）的外边缘和内圈基本上位于同一水平面上。

4.根据权利要求1或2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：所述滑阀（16）的顶部设有环形刃边，与安装在阀体底部的密封垫（22）组成排水阀的阀口，阀口的尺寸保证在正常供水的情况下，二者的比压约0.6 MPa，以保证密封的可靠性。

5.根据权利要求1或2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：所述活塞（17）由中心轴、中心轴外面的活塞环及二条成直线的连接筋组成，筋间有二个腰形孔（f）。

6.根据权利要求1或2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：所述活塞（17）下方弹簧（13）的下端抵接在中间有排水孔二（g）的调节螺套（15）上，所述调节螺套（15）螺合在滑阀(16)下端的内螺纹中,用以调节弹簧力。

7.根据权利要求2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：下阀盖（11）的下法兰上端面有凸台，凸台上设有能方便地排除积存在膜片下腔中污物的排污螺栓（18）。

8.根据权利要求1或2所述的微阻力减压型倒流防止器，其特征在于：排水器功能检测装置设置在下阀盖的凸块二（D2）和阀体（1）下端面夹紧膜片（10）部位的连通孔内，包括阀杆（24）、O形密封圈三（25）及并紧螺母（26）；所述阀杆（24）为阶梯形，上段较细，顶端加工有锥台，用以与连通孔上的锥面相配合从而组成阀口,中段用作其上下运动时的导向，并用O形密封圈三（25）防止介质外泄，下段加工有外螺纹，端部有并紧螺母26用以在关死阀口后防止阀杆松动。