專利名稱：回流防止器的制作方法
技術領域：
0001本發明涉及回流防止器，更特別地涉及止回閥分別設置在
上游側和下游側，且泄壓閥設置在形成于所述兩個止回閥之間的中間 室中的回流防止器。
背景技術：
本發明提供一種減壓型回流防止器，與傳統的回流防止器 相比，其能夠減小在至少部分部件中的壓力損失，比如在第一止回閥 和中間室中的壓力損失，由此減小回流防止器中的整體壓力損失，并
且盡管中間室中的壓力減小小于傳統回流防止器中的壓力減小，也能 夠防止泄壓閥在供水期間打開。
圖1為示出了根據本發明實施例的減壓回流防止器的總 體結構的正視圖2為示出了用在圖1的回流防止器中的第一止回閥的縱向剖視 圖，第一止回閥處于停水位置；
圖3為示出了用在圖1的回流防止器中的第一止回閥的縱向剖視 圖，第一止回閥處于供水位置；
圖4A和4B分別為用在第一止回閥中的閥元件的縱向剖視圖和右 視圖5A和5B分別為用在第一止回閥中的閥元件支撐部件的縱向剖 視圖和右視圖6為用在圖1中所示的回流防止器中的中間室的縱向剖視圖； 圖7為用在圖1中所示的回流防止器中的第二止回閥的縱向剖視
圖8為本發明第二實施例的閥元件的縱向剖^L圖9為本發明第三實施例的閥元件支撐部件的縱向剖視圖。
具體實施例方式再次參考圖2，襯墊51為基本錐形并且具有平的上游表 面52，該上游表面52的形狀和尺寸對應于支撐部件35的下游端部表 面43，當襯墊51和支撐部件35組裝在一起的時候，上游表面52置 于下游端部表面43上。襯墊51還具有下游端部53和外周部分54， 下游端部53形成為弓形截面構造，外周部分54的截面是沿著一向外 凸起的圓弧形成的，所述圓弧具有大的曲率半徑，使得外周部分54 的直徑從上游表面52向下游端部53逐漸減小。上游表面52具有形成 在與支撐部件35的通孔37對應的位置處的凹部55。凹部55的直徑 稍微大于通孔37的小直徑部分40的直徑。外周部分54具有在與支撐 部件35的內螺紋44對應的相應位置處形成的螺栓裝配孔56。每個螺 栓裝配孔56為具有兩個不同內徑的階梯孔，安裝螺栓63 (后面描述) 要裝配到該階梯孔中。如圖所示，凹部55和螺栓裝配孔56在結構上 部分地相互重疊。從而，凹部55和螺栓裝配孔56的相應內部相互連 通。附圖標記57表示軸向地延伸穿過襯墊51與上述形成于閥元件支 撐部件35中的通孔44a連通的通孔。通孔57與下游連通管道81連接。 上游連通管道82連接至閥座部分10上游的通孔7。后面將解釋連通 管道81和82。
00191在此解釋止回閥1的組件。如圖2所示，閥元件22的頂 部23的后表面26接收在支撐部件35的通孔37的大直徑部分38中。 閥元件22的桿28可移動地接收在通孔37的小直徑部分40中，以進 行軸向運動。用作推壓部件的壓縮彈簧61設置在閥元件22的桿28 的周圍。壓縮彈簧61的相對兩端分別抵靠閥元件22的圓周槽30的底 部30a和支撐部件35的中間直徑部分39的底部39a,以朝向圖2中 的左側(即朝向閥座部分10)推壓閥元件22。同時，螺栓62與閥元 件22的桿28的內螺紋29接合。因為定位在襯墊51的凹部55中的螺 栓62的頂部62a的直徑大于裝配有桿28的小直徑部分40的直徑，所以閥元件22不能從支撐部件35中移出。應當注意到，閥元件22的頂 部23的外周部分25的直徑稍微小于支撐部件35的大直徑部分38的 內徑。因此，在外周部分25和大直徑部分38之間具有窄的間隙66。
00201接下來，襯墊51利用安裝螺栓63緊固至支撐部件35。 由此構成的閥元件組件21插入到殼體2的本體3中，如圖所示。支撐 部件35的環形部分49裝配到形成于殼體本體3的下游端部的內周上 的槽15中，保持部件4通過螺紋接合連接至殼體本體3，如圖所示。 附圖標記64表示不透流體地密封在殼體本體3和保持部件4之間的接 合部的O形環。附圖標記65表示不透流體地在閥元件22的桿28和 本體部分36的通孔37的小直徑部分40之間密封的O形環。
0021]圖2示出了止回閥1處于關閉位置，舉例來說，就是當止 回閥1安裝在供水系統的管道中時，當通過關閉位于下游的龍頭來停 止水流的時候，止回閥l所采用的位置。閥元件22被彈簧61推壓， 以在其前表面24的閥座鄰接部分24a處坐靠在閥座部分10上。在穿過窄流路部分68之后，水流進入擴散流路部分69。 因為擴散流路部分69的流路面積朝向下游側逐漸增大，如上所述，所 以靜壓逐漸恢復。接下來，水流進入恒定流路部分70。恒定流路部分 70具有恒定的流路面積并具有平滑地會聚的構造。因此，水流過恒定 流路部分70同時基本保持在擴散流路部分69中恢復的靜壓，到達出 口 6。在這種連接中，其應當被注意到，如上所迷，擴散流路部分69 在其下游端部處的流路面積與出口 6處的流路面積基本相等。在所示 的實施例中，入口 5和出口 6的直徑相等。因此，當水到達擴散流路 部分69的端部的時候，入口 5處的水的靜壓基本恢復。期望的是設置恒定流路部分70,因為其能夠使水向下游流動同時保持恢復的靜壓。 然而，例如在殼體2的總長度受限的情況下，考慮到可能發生的壓力 損失，可省略恒定流路部分70。根據第二止回閥下游的龍頭的開度來決定流量。因此，經 過窄流路部分68的水的流速也隨著下游側的龍頭的開度而變化。作用 在背壓室50上的靜壓隨著流量而改變。通常，流量越大，作用在背壓 室50上的靜壓就越低，作用在閥元件22上的壓差就越大。因此，閥 元件22的閥開度隨著流量增大而增大。當流量超過某一水平時，閥元 件22的后表面26抵靠支撐部件35的大直徑部分38的底部，以限制 閥元件22的進一步運動。在這種情形下，閥元件22的閥開度達到百 分之百。然而，當流量低的時候閥開度不會達到百分之百。在任一種 情況下，與傳統的閥結構相比，從兩側作用在閥元件22上的水壓差增 大。因此，閥元件22的閥開度增大，且壓力損失減小。應當注意到， 閥元件22的桿28的遠端延伸到襯墊51的凹部55中，并因此受到下 游側的水壓的作用；然而，因為桿28的端部的受壓面積遠小于閥元件 22的頂部23的后表面26，所以下游側水壓的影響小。當下游側的龍頭關閉的時候，作用在閥元件22的后表面 26上的背壓增大，使得被彈簧61的力朝向閥座部分10持續推壓的閥 元件22坐靠在閥座部分10上。當通過窄流路部分68的水流停止時， 作用在背壓室50上的靜壓再次變得與下游側的水壓相等。應當注意 到，當閥元件22的岡開度為百分之百時，閥元件22的后表面26抵靠 背壓室50的大直徑部分38的下游側表面38a。然而，在這種情況下， 閥元件22可以返回而沒有任何問題，因為即使在這種情況下，背壓室 50仍然通過設置在閥元件22的后表面26上的槽27與窄流路部分68 連通，如上所述。此外，盡管閥元件22的桿28的遠端延伸到襯墊51 的凹部55中，但是閥元件22可以移動而沒有任何問題，因為凹部55 不是閉合的，而是通過螺栓裝配孔56與下游側連通，如上所述。
0028支撐部件35和襯墊51的各自的外周的直徑平滑地改變， 并且這兩個部件在其間的接合處平滑地連接在一起。此外，襯墊51的形狀基本為圓錐形，并且其下游端部53定位在下游側流路的中心 處，也就是與殼體2的第三直徑恒定部分14的中心成一直線。因此， 在支撐部件35和襯墊51周圍流動的水流是非常平穩的。從而，使湍 流的產生和水流的分離最少，優逸地防止了湍流的產生和水流的分離。 同樣在這點上，使壓力損失最小。此外，從圖3中將會清楚，閥元件 22的前表面24構造成使得當閥元件22完全打開時，前表面24沿著 基本相同的圓弧越過間隙66基本上鄰接支撐部件35的弓形部分46。 因此，水流是平穩的。同樣在這點上，使壓力損失最小。
0029在上述實施例中，在窄流路部分68和背壓室50之間連通 的連通通道67包括閥元件22和支撐部件35的大直徑部分38的內周 之間的間隙66以及形成于閥元件22的后表面26上的槽27。然而， 該連通通道可以是延伸穿過閥元件22的頂部23的孔327，如圖8所 示，或者是延伸穿過支撐部件35的孔427，如圖9所示。
|0030]接下來，將參考圖6解釋中間室100。中間室100與如下 的傳統回流防止器的中間室的配置大大不同。在傳統的中間室中，利 用第一止回閥上、下游側之間的壓差控制泄壓閥，而本實施例的回流 防止器是利用上游壓力和上述窄流路部分68中的壓力之間的壓差，窄 流路部分68為中間流路的第一部分。這將在下面進行說明。
0031所示的中間室IOO具有殼體101,殼體101包括殼體本體 102和蓋部125。殼體本體102設置有內部流路106，所述內部流路106 具有分別與笫一止回閥1和第二止回閥200連通的入口 104和出口 105。如圖6所示，殼體本體102的下部具有階梯結構，所述階梯結構 包括分別具有圓形橫截面結構的大直徑部分107和小直徑部分108。 小直徑部分108具有設置在其底部109的中心的排出口 110。閥座部 件111安裝在小直徑部分108的底部109的內側上。閥座部件111具 有與排出口 IIO同心的開口 112。在閥座部件111的上端部形成有閥 座部分113。附圖標記114表示用于將閥座部件111密封至殼體本體 102的O形環。
[0032殼體本體102的上部設置有分隔裝配部分115，所述分隔裝配部分115具有圓形橫截面構造和預定的高度。剛性分隔部件118 裝配到分隔裝配部分115。分隔部件118具有平的底部部分119和從 底部部分119的外周向上延伸的周壁120。周壁120具有形成于其上 端部上的外螺紋120a。分隔部件118通過將外螺紋120a與形成于分 隔裝配部分115的上端部上的內螺紋115a接合而緊固到殼體本體 102。在組裝過程中，分隔部件118的底部119放置在向內的窄寬度凸 緣116上，所述凸緣116在內部流路106和分隔裝配部分115之間延 伸。分隔部件118的周壁120的上端部與分隔裝配部分115的上端部 基本相互齊平。附圖標記121表示用于密封的O形環。
10033所示的蓋部125具有沿著一向外凸起的大曲率半徑圓弧 形成的本體部分126。蓋部125還具有從本體部分126的中心向上延 伸的短的圓筒部分127。通過合適的緊固裝置或部件，比如螺栓(未 示出)，將蓋部125在本體部分126的外周128處緊固至分隔裝配部 分115的上端部115b。在分隔部件118和蓋部125之間限定有壓力室 130。壓力室130被彈性材料制成的膜片133分為上高壓室131和下低 壓室132，所述膜片133在其外周處通過被夾緊在分隔裝配部分115 和蓋部125之間而被緊固。
00341附圖標記136表示與上述閥座部件111、膜片133等結合 組成泄壓閥135的閥元件。閥桿137的下端部部分插入到閥元件136 中。彈性材料制成的盤形閥座抵接部件138利用附接至閥桿137下端 部的螺栓139和墊圏140而緊固到形成于閥元件136下表面上的凹部 中。閥桿137的上端部部分通過分隔部件118的底部119中的孔延伸 進入壓力室130，并且在其上端部處緊固至膜片133。更具體地，閥桿 137的上端部通過螺紋接合連接至頭部部件141，如圖6所示。膜片 133的中心部分被夾緊在頭部部件141的凸緣143和安裝在閥桿137 的軸環部分137a上的保持盤144之間。從而，閥桿137和膜片133 結合在一起。頭部部件141具有接收在蓋部125的圓筒部分127中的 頭部部分I",從而被軸向導向運動。蓋部125具有形成于其圓筒部 分127的頂部中的氣孔129。附圖標記145和146表示用于密封的O形環。在閥元件136和閥座部件111之間設置有用作推壓部件的壓縮 彈簧147,其向上持續推壓閥元件136，也就是沿著打開泄壓閥135 的方向持續推壓閥元件136。
00351上述下、上游連通管道82和81分別連接至高壓室131和 低壓室132，如圖所示。從而，高壓室131連接至第一止回閥1的上 游側，而低壓室132連接至為中間流路的第一部分的窄流路部分68。
0036在如上述配置的中間室100中，泄壓閥135通常關閉如下。 在供水中斷期間，也就是當窄流路部分68中的水靜止不動的時候，第 一止回閥1的窄流路部分68與中間室100的內部流路106連通。窄流 路部分68中的水壓通過管道81作用在低壓室132上。第一止回閥1 的上游側的水壓通過管道82作用在高壓室131上。通常，泄壓閥135 借助上述水壓之間的壓差抵抗彈簧147而關閉。在這一點上，如果由 于比如止回閥的密封故障與傳統中間室對應的內部流路106中的水壓 增大，如上所述，那么高壓室131和低壓室132之間的壓差降低。當 壓差降到設定值以下并且彈簧147的力超過該壓差的時候，泄壓閥135 打開。根據設定的壓差設計泄壓閥135的彈簧147。第一止回閥1的 彈簧61設計成使得在第一止回閥1的上游側和內部流路106之間產生 壓差，這可在供水中斷期間抵抗彈簧147的力而保持泄壓閥135關閉。
[00371在本發明中，如上所述，在供水期間第一止回閥下游側的 壓力減小小于傳統的設備。也就是，第一止回閥l的上、下游側之間 的壓差小于傳統的設備。因此，如果以與傳統的設備相同的方式來配 置中間室，也就是如果中間室配置成使得第一止回閥l下游側的水壓 (即內部流路106中的水壓)在水流動時作用在膜片133的低壓側上， 那么不可能在上、下游側之間獲得足夠大的壓差。如果不能獲得足夠 大的壓差，那么泄壓閥135會不期望地打開。然而，在本發明中，低 壓室132連接至窄流路部分68。在供水期間，也就是當水正常流動的 時候，窄流路部分68中的靜壓顯著降低。因此，上、下游側之間的壓 差變得大到足以保持泄壓閥135關閉。從而，根據本發明的回流防止 器可以極大地減小壓力損失，并且在供水期間仍關閉泄壓閥。[0038接下來，將參考圖7來解釋安裝在中間室100下游側的第 二止回閥200。在這個實施例中，第二止回閥200具有與第一止回閥1 相同的基本配置，并且以與第一止回閥l相同的方式進行操作。因此， 第二止回閥200的主要組成部件用與第一止回閥1的說明中使用的相 同的附圖標記加上后綴"a"表示，這里省略其詳細說明。
[0039J第二止回閥200具有包括殼體本體3a和保持部件4a的殼 體2a。第二止回閥200包括閥元件組件21a、閥元件22a、閥元件支 撐部件35a、襯墊51a、背壓室50a、彈簧61a以及連通通道67a。作 為中間流路的第一部分的窄流路部分68a通過連通通道67a與背壓室 50a連通。以與第一止回閥1中相同的方式設置擴散流路部分69a和 恒定流路部分70a。應當注意到，彈簧61a的力比第一止回閥1的彈 簧更軟。原因是第二止回閥200不需要產生象第一止回閥1中所需的 壓差一樣大的壓差，但是仍然要求提供回流防止功能。因此，更軟的 彈簧用作彈簧61a，以允許在供水期間即使施加較小的力也能增大閥 開度。此外，在這個實施例中，當水流過閥門200的時候，在窄流路 部分68a中產生的小的靜壓以與笫一止回閥1中相同的方式作用在背 壓室50a上。從而，即使在小流量下閥開度也能達到百分之百。因此， 在第二止回閥200中的壓力損失非常小，優選地基本沒有壓力損失。 從圖7中可以清楚看到，第二止回閥200沒有設置與第一止回閥1中 設置的上、下游連通管道82和81相對應的連通通道。此外，閥元件 支撐部件35a和襯墊Sla沒有設置與第一止回閥1中設置的通孔44a 和57相對應的通孔。盡管這個實施例使用具有上述結構的第二止回閥 200,然而也可以使用傳統設備中用作第二止回閥的那類止回閥來代替 第二止回閥200，這是因為傳統設備中的第二止回閥也不需要產生壓 差而由此使用較軟的彈簧。
權利要求
1.一種減壓回流防止器，包括第一止回閥；第二止回閥；中間室，其設置在所述第一止回閥和所述第二止回閥之間；泄壓閥，其設置在所述中間室中；所述第一止回閥包括第一殼體，其具有形成于其中的第一流路和形成于所述第一流路的中間部分處的第一閥座；第一閥元件，其設置在所述第一流路中，所述第一閥元件至少部分地在所述第一流路中能移動地定位，以便所述第一閥元件的一端選擇性地坐靠在所述第一閥座上和從所述第一閥座上移開；第一推壓部件，其朝向所述第一閥座推壓所述第一閥元件；背壓室，其一端能移動地接收所述第一閥元件的至少一部分；窄流路部分，其位于所述第一閥元件抵靠所述第一閥座的位置的下游，對應于所述第一閥元件從所述第一閥座上移開和坐靠在所述第一閥座上，所述窄流路部分的上游端部與所述第一流路的上游側形成連通和與所述第一流路的上游側斷開連通，所述窄流路部分的下游端部始終與所述第一流路的下游側連通；以及連通通道，其在所述窄流路部分和所述背壓室之間提供流體連通；所述泄壓閥包括排出口，其形成于所述中間室的殼體中，所述排出口具有泄壓閥座；泄壓閥元件，其能夠移動以選擇性地坐靠在所述泄壓閥座上和從所述泄壓閥座上移開；泄壓閥推壓部件，其將所述泄壓閥元件推離所述泄壓閥座；以及壓差施加機構，其將由所述第一止回閥的上游側的流體壓力和所述窄流路部分中的流體壓力之間的壓差所確定的一壓差沿著抵抗所述泄壓閥推壓部件的方向施加至所述泄壓閥元件。
2. 根據權利要求1所述的減壓回流防止器，其中所述壓差施加機 構包括壓力室，其包括被一受壓可移動部件分開的高壓室和低壓室；以及聯接部件，其連接所述受壓可移動部件和所述泄壓岡元件，以使所述受壓可移動部件和所述泄壓閥元件以彼此互鎖的關系移動。
3. 根據權利要求2所述的減壓回流防止器，其中所述壓力室為所 述中間室的一部分。
4. 根據權利要求2或3所述的減壓回流防止器，還包括 高壓側連通管道，其在所述高壓室和所述第一止回閥的上游側之間提供流體連通；以及低壓側連通管道，其在所述低壓室和所述窄流路部分之間提供流 體連通。
5. 根據權利要求4所述的減壓回流防止器，其中所述低壓室通過 所述背壓室與所述窄流路部分連通。
6. 根據權利要求1至5中任一個所述的減壓回流防止器，其中所 述第一止回閥還包括擴散流路部分，其與所述窄流路部分的下游側端部鄰接，所述擴 散流路部分的流路面積朝向其下游側逐漸增大。
7. 根據權利要求6所述的減壓回流防止器，其中所述第一止回閥 還包括恒定流路部分，其與所述擴散流路部分的下游側端部鄰接，所述 恒定流路部分具有恒定的流路面積。
8. 根據權利要求1至7中任一個所述的減壓回流防止器，其中所 述第二止回閥包括第二殼體，其具有形成于其中的第二流路和形成于所述第二流路的中間部分處的第二閥座；第二閥元件，其設置在所述第二流路中，所述第二閥元件至少部 分地在所述第二流路中能移動地定位，從而所述第二閥元件的一端選 擇性地坐靠在所述第二閥座上和從所述第二閥座上移開；第二推壓部件，其朝向所述第二閥座推壓所述第二閥元件； 第二背壓室，其一端能移動地接收所述第二閥元件的至少一部分； 窄流路部分，其位于所述第二閥元件抵靠所述第二閥座的位置的 下游，對應于所述第二閥元件從所述第二閥座上移開和坐靠在所述第 二閥座上，所述窄流路部分的一端與所述第二流路的上游側形成連通 和與所述第二流路的上游側斷開連通，所述窄流路部分的另一端始終 與所述第二流路的下游側連通；以及連通通道，其在所述窄流路部分和所述第二背壓室之間提供流體 連通。
全文摘要
第一止回閥具有形成于支撐部件外周的弓形部分和殼體的第二直徑擴大部分之間的窄流路部分。窄流路部分(中間流路的第一部分)通過連通通道與在閥元件頂部的后側限定在支撐部件中的背壓室連通，連通通道包括在閥元件的外周和大直徑部分的內周之間的間隙和在閥元件的頂部的后表面上的槽。從而流過窄流路部分的流體的低靜壓引入背壓室，以在流體供應期間通過大的壓差移動閥元件，由此允許閥開度大于傳統設備并能夠減小壓力損失。中間室具有利用剛性分隔部件限定在其中的壓力室。壓力室的高壓室與第一止回閥的上游側連通，低壓室與窄流路部分連通。從而比中間室的上游側和內部流路之間的壓差大的力作用在閥元件上，由此允許泄壓閥確實地保持關閉。
文檔編號F17D5/00GK101576193SQ200910140569
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月8日 優先權日2008年5月8日
發明者松原雅春, 竹田優一 申請人:國立大學法人信州大學;株式會社日邦弁