回流防止器的製作方法

2023-06-13 22:16:01

專利名稱：回流防止器的製作方法
技術領域：
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遊側和下遊側，且洩壓閥設置在形成於所述兩個止回閥之間的中間室中的回流防止器。
背景技術：
作為用在供水系統等的管道中的傳統回流防止器，例如日本專利申請公開No. Hei 11-153300公開了一種減壓型的回流防止器，其中止回閥分別設置在上遊側和下遊側，且洩壓閥設置在形成於所述兩個止回閥之間的中間室中。在這種類型的回流防止器中，彈簧沿著打開閥門的方向恆定地作用在洩壓閥的閥元件上。從閥元件的本體延伸的閥杆緊固到一膜片。初級壓力和中間室壓力分別作用在所述膜片的兩側。兩個水壓的壓差沿著關閉洩壓閥的方向作用。從而，洩壓閥通常被壓差作用關閉。當初級壓力和中間室壓力的壓差變得小於預定值時，例如當由於止回閥中的異常而不能正確執行上遊止回閥的密封時或者當由於管道等的破裂上遊壓力降低時，洩壓閥打開。通過打開洩壓閥，水從中間室中排出以防止回流。通常用在上述回流防止器中的止回閥是這樣的類型，即通過彈簧或其它推壓部件朝向閥座推壓可沿著流動方向移動的閥元件。當在供水系統的管道中安裝回流防止器的時候，在水還沒有供應通過管道的狀態下洩壓閥打開。因此，當第一次開始供水的時候，所供應的水將不期望地從中間室中排出，直到洩壓閥在第一止回閥打開之前關閉。因此，採用相當強硬的彈簧作為第一止回閥的彈簧以防止第一止回閥在第一次開始供水時馬上打開。同時，膜片上遊側的水壓被引導作用在膜片的高壓側，由此允許洩壓閥在第一止回閥打開之前確實地關閉。此外，洩壓閥的彈簧設定成使得洩壓閥在壓差達到設定值時打開，如上所述。關於第一止回閥，其使用的彈簧需要被設定成產生可以抵抗洩壓閥的彈簧而確實地保持洩壓閥關閉的壓差。在供水過程中，還需要通過上遊側和下遊側之間的壓差來保持洩壓閥關閉。因此，第一止回閥需要產生相應大的壓差。由於要滿足這些條件，所以在傳統的減壓回流防止器中產生相當大的壓力損失。增壓泵用來將水供應到建築物的上層。所述泵必須做對應於由連接到所述泵上遊側和下遊側的管道、閥門、回流防止器等產生的壓力損失的額外的功。尤其在回流防止器的第一止回閥中會產生大的壓力損失，如上所述，這將大負荷施加在所述泵上。因此，如果由於回流防止器產生的壓力損失減小的話，那麼所述泵上的負荷可以減小相當大的程度，並且可以減小動力消耗。對於回流防止器設置有標準。在這些標準中，第一止回閥上遊側和下遊(也就是中間室)側之間的壓差將導致洩壓閥打開。在這點上，如果第一止回閥中的壓力損失減小的話，那麼在供水過程中初級壓力和中間室壓力的壓差可變得小於指定的壓差，導致洩壓閥在供水過程中不期望地打開。

發明內容
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，並且儘管中間室中的壓力減小小於傳統回流防止器中的壓力減小， 也能夠防止洩壓閥在供水期間打開。本發明提供一種減壓型回流防止器，其包括第一止回閥、第二止回閥、設置在所述第一止回閥和所述第二止回閥之間的中間室和設置在所述中間室中的洩壓閥。所述第一止回閥包括殼體、閥元件、推壓部件、背壓室、窄流路部分和連通通道。殼體具有形成於其中的流路和形成於所述流路的中間部分處的閥座。閥元件設置在所述流路中。所述閥元件能在所述流路中移動，以便所述閥元件的一端選擇性地坐靠在所述閥座上和從所述閥座上移開。推壓部件朝向所述閥座推壓所述閥元件。背壓室的一端能移動地接收所述閥元件的一部分。背壓室還與洩壓閥的低壓室流體連通。窄流路部分具有小流路面積並且形成於所述閥元件抵靠所述閥座的位置的下遊。對應於所述閥元件從所述閥座上移開和坐靠在所述閥座上，所述窄流路部分的一端與所述流路的上遊側形成連通和與所述流路的上遊側斷開連通。所述窄流路部分的另一端始終與所述流路的下遊側連通。連通通道在所述窄流路部分和所述背壓室之間提供流體連通。所述洩壓閥包括排出口、閥元件、推壓部件和壓差施加機構。排出口形成於所述中間室的殼體中並具有閥座。閥元件能夠移動以選擇性地坐靠在所述閥座上和從所述閥座上移開。推壓部件將所述閥元件推離所述閥座。壓差施加機構將由所述第一止回閥的上遊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推壓部件的方向施加至所述閥元件。所述壓差施加機構可具有壓力室和聯接部件，壓力室的內部被一受壓可移動部件分為高壓室和低壓室，聯接部件使所述受壓可移動部件和所述洩壓閥元件以彼此互鎖的關係移動。所述壓力室可為所述中間室的一部分，中間室由剛性分隔部件部分地限定。 所述減壓回流防止器還可包括高壓側連通管道和低壓側連通管道，高壓側連通管道將所述高壓室與所述第一止回閥的上遊側連通，低壓側連通管道將所述低壓室與所述窄流路部分連通。所述低壓室還可通過所述背壓室與所述窄流路部分連通。所述第一止回閥還可包括擴散流路部分，其與所述窄流路部分的下遊側端部鄰接。所述擴散流路部分的流路面積朝向其下遊側逐漸增大。所述第一止回閥還可包括恆定流路部分，其與所述擴散流路部分的下遊側端部鄰接。所述恆定流路部分具有恆定的流路面積。所述第二止回閥可包括殼體、閥元件、推壓部件、背壓室、窄流路部分和連通通道。 殼體具有形成於其中的流路和形成於所述流路的中間部分處的閥座。閥元件設置在所述流路中。所述閥元件能在所述流路中沿流動方向移動，以便所述閥元件的一端選擇性地坐靠在所述閥座上和從所述閥座上移開。推壓部件朝向所述閥座推壓所述閥元件。背壓室的一端能移動地接收所述閥元件的一部分。所述背壓室的另一端優選地是閉合的。窄流路部分具有小流路面積並且位於所述閥元件抵靠所述閥座的位置的下遊。對應於所述閥元件從所述閥座上移開和坐靠在所述閥座上，所述窄流路部分的一端與所述流路的上遊側形成連通和與所述流路的上遊側斷開連通。所述窄流路部分的另一端始終與所述流路的下遊側連通。發明的有益效果從而，在本發明的減壓回流防止器中，第一止回閥設置有背壓室，其可移動地接收閥元件的一部分(下遊部分)。背壓室與窄流路部分流體連通，在所述窄流路部分中，流體的靜壓在流體供應期間非常小。利用上遊流體壓力和背壓室中的流體壓力之間的壓差有助於閥元件的運動。因此，對於相同的關於流量等條件來說，閥開度的大小可以比傳統的回流防止器更大。由此，與傳統的設備相比，可以極大地減小第一止回閥中的壓力損失，也就是回流防止器中的總壓力損失。從而，可以將流體供應性能提高相當大的程度。當比如使用增壓泵的時候，可以減小泵的負荷。因此，可以極大地減小能量消耗。此外，本發明提供用於洩壓閥的配置，洩壓閥優選地設置在中間室中。根據本發明，上遊壓力和窄流路部分中的壓力的壓差被用作保持洩壓閥關閉的力。因此，即使在流體供應期間由第一止回閥導致的壓力損失降低了，並由此使得上、下遊側之間的壓差降低，洩壓閥也可以確實地保持關閉，而不管上、下遊側之間的壓差如何。如果第二止回閥具有與第一止回閥相同的配置，那麼可以進一步減小回流防止器中的總壓力損失。


圖I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；圖2為示出了用在圖I的回流防止器中的第一止回閥的縱向剖視圖，第一止回閥處於停水位置；圖3為示出了用在圖I的回流防止器中的第一止回閥的縱向剖視圖，第一止回閥處於供水位置；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；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；圖6為用在圖I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I中所示的回流防止器中的第二止回閥的縱向剖視圖；圖8為本發明第二實施例的閥元件的縱向剖視圖；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。
具體實施例方式以下將參考

本發明的實施例。圖I為示出了根據本發明實施例的減壓回流防止器1A(下文中簡稱為「回流防止器」)的總體結構的正視圖。回流防止器IA基本上包括三個部分，即第一止回閥I、中間室100和第二止回閥200，當回流防止器IA實際使用時，這三個部分的位置從上遊側開始以所述的順序配置。在這個實施例中，第一止回閥I、中間室100和第二止回閥200使用彼此不同的各自的殼體而單獨地構造，並且使用接頭210 和220以及連接管道211和221連接在一起。然而，回流防止器IA的所有組件可以使用單個的殼體組裝成整體結構。
以下將參考圖2至5B解釋第一止回閥I。圖2和3分別為示出了第一止回閥I處於關閉位置和打開位置的縱向剖視圖。圖4A和4B分別為用在第一止回閥I中的閥元件22 的縱向剖視圖和右視圖。圖5A和5B分別為用在第一止回閥I中的閥元件支撐部件35的縱向剖視圖和右視圖。在圖2和3中，殼體2包括殼體本體3和保持部件4，該保持部件4在本實施例中通過螺紋接合連接至殼體本體3。保持部件4為用於將閥元件組件21 (後面進行說明)安裝在殼體2內部的部件。殼體2在整個本體3和保持部件4是中空的以形成通孔7。通孔 7在其相對兩端具有開口，當水沿著向前的方向(在圖2中是從左向右)流動時，所述開口用作入口 5和出口 6。這裡使用的術語「上遊」和「下遊」是參考這個「向前的」方向而定的。殼體2中的通孔7具有以下的構造。通孔7具有第一直徑恆定部分8、第一直徑擴大部分9、閥座部分10、第二直徑擴大部分11、第二直徑恆定部分12、直徑減小部分13以及第三直徑恆定部分14。第一直徑恆定部分8沿著殼體2的軸線方向從入口 5開始在預定長度範圍延伸，並且在其整個長度上具有恆定的內徑。第一直徑擴大部分9與第一直徑恆定部分8鄰接地延伸並且其直徑沿著向通孔7內凸起的具有較大直徑的圓弧逐漸增大。閥座部分10沿小直徑圓弧形成，並且與第一直徑擴大部分9平滑地鄰接。第二直徑擴大部分 11沿著一圓弧直徑逐漸增大，該圓弧沿著與第一直徑擴大部分9的圓弧凸起方向相反的方向凸起。第二直徑擴大部分11的圓弧直徑大於閥座部分10的圓弧直徑且小於第一直徑擴大部分9的圓弧直徑。第二直徑恆定部分12與第二直徑擴大部分11鄰接地延伸。直徑減小部分13與第二直徑恆定部分12鄰接地延伸並且沿著具有預定角度的漸縮面直徑逐漸減小。第三直徑恆定部分14與直徑減小部分13鄰接地延伸至出口 6並且其直徑與第一直徑恆定部分8的直徑相同。以下是對安裝在殼體2中的閥元件組件21的解釋。閥元件組件21主要包括閥元件22、在一端接收閥元件22並對閥元件22的運動進行導向的閥元件支撐部件35、在與閥元件22相對的一端緊固到閥元件支撐部件35上的襯墊51以及用作朝向閥座部分10推壓閥元件22的推壓部件的彈簧(壓縮彈簧)61。閥元件支撐部件35和襯墊51結合為閥元件支撐件21a。以下將結合圖2和3、參考圖4A和4B解釋閥元件22，圖4A和4B分別為截面圖和右視圖。如圖所示，閥元件22具有基本蘑菇形構造。也就是，閥元件22具有頂部23,該頂部23具有前表面24和外周部分25，前表面24具有弓形截面構造，外周部分25具有預定的高度。閥元件22還具有從頂部23的後表面26的中心基本上與後表面26垂直地向後伸出的杆28。杆28具有形成於其後側的軸向地延伸的內螺紋29。頂部23的後表面26具有形成於杆28的根部處的圓周槽30，並且還具有從外周部分25徑向地延伸至圓周槽30的槽 27。所示的實施例包括彼此圓周間隔180度的兩個所述槽27。接下來，將結合圖2和3、參考圖5A和5B解釋閥元件支撐部件(下文中簡單地稱為「支撐部件」)35，圖5A和5B分別為截面圖和右視圖。支撐部件35具有本體部分36，該本體部分36具有基本圓筒形的構造。按照從圖5A中的左側開始的順序，軸向地延伸穿過本體部分36的通孔37包括具有最大直徑的大直徑部分38、緊鄰大直徑部分38形成的中間直徑部分39以及緊鄰中間直徑部分39形成的具有最小直徑的小直徑部分40。小直徑部分 40具有在靠近中間直徑部分39的位置處形成的圓周槽41，以接收用於密封的O形環(後面描述)。同時，在本體部分36的下遊端部表面43上繞小直徑部分40形成有多個(在所示的例子中為兩個)內螺紋孔44。附圖標記44a表示從中間直徑部分39的下遊端部39a 延伸至下遊端部表面43的通孔。後面將解釋通孔44a的作用。支撐部件35的本體部分36的外周45具有以下構造。外周45包括弓形部分46 和漸縮部分47。弓形部分46在本體部分36的上遊端部表面42處沿著一向外凸起的圓弧在較短的範圍延伸。更具體地，弓形部分46的直徑逐漸增大，接下來直徑稍微減小。漸縮部分47沿著弓形部分46終端的切線方向延伸。漸縮部分47的直徑朝著本體部分36的下遊端部表面43逐漸減小。本體部分36的下遊端部表面43設置有四個從外周45向外延伸的肋部48。四個肋部48具有相同的長度並且沿圓周方向彼此等間隔地隔開。肋部48的各自的外端部連接至環形部分49。再次參考圖2，襯墊51為基本錐形並且具有平的上遊表面52，該上遊表面52的形狀和尺寸對應於支撐部件35的下遊端部表面43，當襯墊51和支撐部件35組裝在一起的時候，上遊表面52置於下遊端部表面43上。襯墊51還具有下遊端部53和外周部分54，下遊端部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的直徑從上遊表面52向下遊端部53逐漸減小。 上遊表面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的直徑稍微大於通孔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 (後面描述)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與上述形成於閥元件支撐部件35中的通孔44a連通的通孔。通孔57與下遊連通管道81連接。上遊連通管道82連接至閥座部分10上遊的通孔
7。後面將解釋連通管道81和82。在此解釋止回閥I的組件。如圖2所示，閥元件22的頂部23的後表面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的杆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的杆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的杆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的直徑大於裝配有杆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的直徑稍微小於支撐部件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。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裝配到形成於殼體本體 3的下遊端部的內周上的槽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的杆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。
圖2示出了止回閥I處於關閉位置，舉例來說，就是當止回閥I安裝在供水系統的管道中時，當通過關閉位於下遊的龍頭來停止水流的時候，止回閥I所採用的位置。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。具有窄的橫截面積即流路面積的環形窄流路部分68限定在支撐部件35的弓形部分46和殼體2的第二直徑擴大部分11之間。窄流路部分68形成上、下遊流路之間的中間流路的第一部分。擴散流路部分69形成於支撐部件35的漸縮部分47和殼體2的第二直徑恆定部分12之間。擴散流路部分69與窄流路部分68基本鄰接。擴散流路部分69形成中間流路的第二部分並且流路面積逐漸增大。擴散流路部分69在其下遊端部處(即對應於支撐部件35右端的位置)的流路面積與出口 6處的流路面積基本相等。此外，恆定流路部分70限定在襯墊51的外周部分54和殼體2的直徑減小部分13之間。恆定流路部分70 形成中間流路的第三部分。恆定流路部分70與第三直徑恆定部分14鄰接地延伸同時保持其流路面積等於出口 6處的面積，並且與出口 6連通。如上所述，間隙66設置在閥元件22 的頂部23的外周部分25和支撐部件35的大直徑部分38的內周之間，並且頂部23的後表面26形成有槽27。間隙66和槽27組合構成連通通道67，該連通通道67提供背壓室50 與窄流路部分68之間的連通，所述背壓室50形成於閥元件22和支撐部件35之間。出口 6 處的水壓也就是下遊水壓作用在背壓室50上。背壓室50中的水壓作用在閥元件22的頂部23的後表面26上。圖3為示出了止回閥I處於供水狀態的截面圖，例如由下遊側的龍頭(未示出)打開導致水流動。也就是，當閥元件22處於圖2所示的位置中時下遊側的龍頭打開的時候， 下遊側的水壓減小。從而，背壓室50中的水壓也減小，導致作用在閥元件22的後表面26 上的壓力減小。因此，閥元件22抵抗彈簧61的力在圖中向右移動，以從閥座部分10上移開。從而，閥I打開。閥元件22從閥座部分10上移開的結果是，水向下遊流動通過閥元件22和閥座部分10之間的間隙。在這種情況下，由於流路的各個部分之間截面積的差異，所以與其它部分的流速相比，上述窄流路部分68處的流速非常高。因此，與其它部分相比，窄流路部分68 處的水的靜壓非常低。因為這個低的靜壓通過上述連通通道67作用在背壓室50上，所以與傳統的止回閥相比，分別作用在閥元件22的前、後表面24和26上的水壓之間的壓差很大，而在傳統的止回閥中下遊側的水壓作用在閥元件的後表面上。因此，對於相同的關於上遊側的初始壓力、下遊側龍頭的開度、所用的彈簧等條件，與傳統的閥結構相比，閥元件22 打開所產生的閥開度增大，並且閥元件22處的壓力損失顯著減小。在穿過窄流路部分68之後，水流進入擴散流路部分69。因為擴散流路部分69的流路面積朝向下遊側逐漸增大，如上所述，所以靜壓逐漸恢復。接下來，水流進入恆定流路部分70。恆定流路部分70具有恆定的流路面積並具有平滑地會聚的構造。因此，水流過恆定流路部分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，如上所述，擴散流路部分69在其下遊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。期望的是設置恆定流路部分 70,因為其能夠使水向下遊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，可省略恆定流路部分70。
根據第二止回閥下遊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遊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的後表面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的杆28的遠端延伸到襯墊51 的凹部55中，並因此受到下遊側的水壓的作用；然而，因為杆28的端部的受壓面積遠小於閥元件22的頂部23的後表面26，所以下遊側水壓的影響小。當下遊側的龍頭關閉的時候，作用在閥元件22的後表面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遊側的水壓相等。應當注意到，當閥元件22的閥開度為百分之百時，閥元件22的後表面26抵靠背壓室50的大直徑部分38的下遊側表面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的後表面26上的槽27與窄流路部分68連通，如上所述。此外，儘管閥元件22的杆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 與下遊側連通，如上所述。支撐部件35和襯墊51的各自的外周的直徑平滑地改變，並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，並且其下遊端部53定位在下遊側流路的中心處，也就是與殼體2的第三直徑恆定部分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，優選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。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以及形成於閥元件22的後表面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。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、下遊側之間的壓差控制洩壓閥，而本實施例的回流防止器是利用上遊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。所示的中間室100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具有分別與第一止回閥I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 110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表示用於將閥座部件111密封至殼體本體102的O形環。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具有形成於其上端部上的外螺紋120a。分隔部件118通過將外螺紋120a與形成於分隔裝配部分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表示用於密封的O形環。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被彈性材料製成的膜片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。附圖標記136表示與上述閥座部件111、膜片133等結合組成洩壓閥135的閥元件。閥杆137的下端部部分插入到閥元件136中。彈性材料製成的盤形閥座抵接部件138 利用附接至閥杆137下端部的螺栓139和墊圈140而緊固到形成於閥元件136下表面上的凹部中。閥杆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， 並且在其上端部處緊固至膜片133。更具體地，閥杆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和安裝在閥杆137的軸環部分137a上的保持盤144之間。從而，閥杆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142，從而被軸嚮導向運動。 蓋部125具有形成於其圓筒部分127的頂部中的氣孔129。附圖標記145和146表示用於密封的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，也就是沿著打開洩壓閥135的方向持續推壓閥元件136。上述下、上遊連通管道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I的上遊側，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。在如上述配置的中間室100中，洩壓閥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I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I的上遊側的水壓通過管道82作用在高壓室131上。通常，洩壓閥135藉助上述水壓之間的壓差抵抗彈簧147而關閉。在這一點上，如果由於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，那麼高壓室131和低壓室132之間的壓差降低。當壓差降到設定值以下並且彈簧147的力超過該壓差的時候，洩壓閥135打開。根據設定的壓差設計洩壓閥135的彈簧147。第一止回閥I的彈簧61設計成使得在第一止回閥I的上遊側和內部流路106之間產生壓差，這可在供水中斷期間抵抗彈簧147的力而保持洩壓閥135關閉。在本發明中，如上所述，在供水期間第一止回閥下遊側的壓力減小小於傳統的設備。也就是，第一止回閥I的上、下遊側之間的壓差小於傳統的設備。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I下遊側的水壓(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，那麼不可能在上、 下遊側之間獲得足夠大的壓差。如果不能獲得足夠大的壓差，那麼洩壓閥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、下遊側之間的壓差變得大到足以保持洩壓閥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，並且在供水期間仍關閉洩壓閥。接下來，將參考圖7來解釋安裝在中間室100下遊側的第二止回閥200。在這個實施例中，第二止回閥200具有與第一止回閥I相同的基本配置，並且以與第一止回閥I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I的說明中使用的相同的附圖標記加上後綴「a」表示，這裡省略其詳細說明。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I中相同的方式設置擴散流路部分69a和恆定流路部分70a。應當注意到，彈簧61a的力比第一止回閥I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I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第一止回閥I 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I中設置的上、下遊連通管道82和81相對應的連通通道。此外，閥元件支撐部件35a和襯墊51a沒有設置與第一止回閥I中設置的通孔44a和57相對應的通孔。儘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，包括一次流路；二次流路；設置在所述一次流路與所述二次流路之間的中間室；設置在所述一次流路與所述中間室之間的第一止回閥；設置在所述中間室與所述二次流路之間的第二止回閥；設置在所述中間室中的洩壓閥；所述第一止回閥包括第一殼體，該第一殼體具有形成於其中的第一流路和形成於所述第一流路的中間部分處的第一閥座；第一閥元件，該第一閥元件在所述第一流路中設置在第一閥座的下遊側，所述第一閥元件在所述第一流路中能移動地定位，以便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，該第一推壓部件朝向所述第一閥座推壓所述第一閥元件；所述第一止回閥還包括基本圓柱形的第一閥元件支撐件，該第一閥元件支撐件在第一閥座下遊固定地設置在所述第一流路的中央，所述第一閥元件支撐件能移動地支撐所述第一閥元件；以及第一中間流路，該第一中間流路為環形截面，形成在所述第一閥元件支撐件的外周與所述第一殼體的內周之間，其中所述第一閥元件包括頭部，該頭部具有用於坐靠在所述第一閥座上和從所述第一閥座上移開的頂部、以及沿著下遊方向延伸的柱狀部，其中所述第一閥元件支撐件包括能移動地接收所述第一閥元件的所述柱狀部的凹部；其中所述第一中間流路包括從與所述凹部的口部對應的位置朝向下遊側延伸的第一窄流路部分，所述第一窄流路部分的流路面積比所述第一中間流路的其餘部分窄，所述第一止回閥還包括第一連通通道，該第一連通通道形成在所述凹部的內周與所述第一閥元件的所述柱狀部的外周之間，用於將所述中間流路的所述第一窄流路部分連接到位於所述第一閥元件的所述頭部的後側上的所述凹部的內側，並且所述洩壓閥包括排出口，該排出口形成於所述中間室的殼體中，所述排出口具有洩壓閥座；洩壓閥元件，該洩壓閥元件能夠移動以選擇性地坐靠在所述洩壓閥座上和從所述洩壓閥座上移開；洩壓閥推壓部件，該洩壓閥推壓部件將所述洩壓閥元件推離所述洩壓閥座；以及壓差施加機構，該壓差施加機構將由所述第一止回閥的上遊側的流體壓力和中間流路的所述第一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洩壓閥推壓部件的方向施加至所述洩壓閥元件。
2.根據權利要求I所述的減壓回流防止器，其中形成於第一止回閥的第一閥元件支撐件中的所述凹部包括第一凹部部分，該第一凹部部分形成在所述凹部的口部側上並具有較大直徑；第二凹部部分，該第二凹部部分與所述第一凹部部分相鄰，並且具有比所述第一凹部部分的直徑短的直徑，其中，當所述第一閥元件完全移動並完全打開時，第一閥元件的所述柱狀部的後表面抵靠第一凹部部分的底表面，從而防止第一閥元件沿下遊方向的進一步移動，並且其中，第一閥元件的柱狀部的所述後表面和第一凹部部分的所述底表面布置成使得當第一閥元件完全打開時，在柱狀部的所述後表面與第一凹部部分的所述底表面之間限定有沿著所述第一閥元件的徑向方向延伸的第一輔助連通通道，以將所述第一連通通道的內端與所述第二凹部部分的內側連接。
3.根據權利要求I或2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，該壓力室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，該聯接部件連接所述受壓可移動部件和所述洩壓閥元件，所述受壓可移動部件和所述洩壓閥元件以彼此互鎖的關係移動。
4.根據權利要求3所述的減壓回流防止器，其中通過剛性分隔件分隔所述中間室而限定所述壓力室。
5.根據權利要求3或4所述的減壓回流防止器，所述減壓回流防止器還包括高壓側連通管道，該高壓側連通管道在所述高壓室和所述第一止回閥的上遊側之間提供流體連通；以及低壓側連通管道，該低壓側連通管道在所述低壓室和中間流路的所述第一窄流路部分之間提供流體連通。
6.根據權利要求5所述的減壓回流防止器，其中所述低壓室通過所述凹部與中間流路的所述第一窄流路部分連通。
7.根據權利要求I至6中任一個所述的減壓回流防止器，其中所述第一止回閥的所述第一中間流路還包括擴散流路部分，該擴散流路部分與所述第一窄流路部分的下遊側端部鄰接，所述擴散流路部分的流路面積朝向其下遊側逐漸增大。
8.根據權利要求7所述的減壓回流防止器，其中所述第一止回閥的所述第一中間流路還包括恆定流路部分，該恆定流路部分與所述擴散流路部分的下遊側端部鄰接，所述恆定流路部分具有恆定的流路面積。
9.根據權利要求I至8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，該第二殼體具有形成於其中的第二流路和形成於所述第二流路的中間部分處的第二閥座；第二閥元件，該第二閥元件在所述第二流路中設置在第二閥座的下遊側，所述第二閥元件在所述第二流路中能移動地定位，從而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，該第二推壓部件朝向所述第二閥座推壓所述第二閥元件；所述第二止回閥還包括基本圓柱形的第二閥元件支撐件，該第二閥元件支撐件在第二閥座下遊固定地設置在所述第二流路的中央，所述第二閥元件支撐件能移動地支撐所述第二閥元件；以及第二中間流路，該第二中間流路為環形截面，通過所述第二閥元件支撐件的外周與所述第二殼體的內周限定，其中所述第二閥元件包括頭部，該頭部具有用於坐靠在所述第二閥座上和從所述第二閥座上移開的頂部、以及沿著所述第二閥元件的軸向方向延伸的柱狀部，其中所述第二閥元件支撐件包括能移動地接收所述第二閥元件的所述柱狀部的凹部；其中所述第二中間流路包括從與所述凹部的口部對應的位置朝向下遊側延伸的第二窄流路部分，所述第二窄流路部分的流路面積比所述第二中間流路的其餘部分窄，所述第二止回閥還包括第二連通通道，該第二連通通道形成在所述凹部的內周與所述第二閥元件的所述柱狀部的外周之間，用於將所述第二中間流路的所述第二窄流路部分連接到位於所述第二閥元件的所述頭部的後側上的所述凹部的內側。
全文摘要
第一止回閥具有形成於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後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後表面上的槽。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，由此允許閥開度大於傳統設備並能夠減小壓力損失。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遊側連通，低壓室與窄流路部分連通。從而比中間室的上遊側和內部流路之間的壓差大的力作用在閥元件上，由此允許洩壓閥確實地保持關閉。
文檔編號F16L55/00GK102606840SQ201210066458
公開日2012年7月25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