水力設備的消振消音裝置的製作方法
2023-11-06 06:28:32
專利名稱：水力設備的消振消音裝置的製作方法
技術領域：
本發明的主題是用來消除產生在水力設備中的振動和噪聲的一種裝置。
水力設施、特別是冷熱水混合水龍頭在使用中主要由於氣穴現象以及水流急轉彎而有時會產生振動，該振動由水通過供水管傳導到該水力設施的主水管，並最終以噪聲形成傳導到環境中，該振動是有害的，噪聲應被限制在某一最大值之下，在某些情況下，該最大值由法規規定。
如不採取措施，由於水的實際不可壓縮性，該振動就會無所阻擋地進行傳導。因此，水力設備中限制噪聲通常所採用的辦法是沿水流流軌設置彈性變形區，以補償水的不可壓縮性，這些彈性變形區由封閉在柔性、通常是高彈體材料製成的封套中的氣袋形成。例如，按照義大利專利NO.1，141，569，這些氣袋由具有C形截面的環狀封套構成，插入在水龍頭體的進水口和一控制給水量的固定板之間的水流通道中。按照德國專利NO.3，000，990，氣袋由翼形管狀封套構成，其形狀比上述封套更複雜，也插入在水龍頭體的進水口和一控制給水量的固定板之間的水流通道中。此外，按照德國專利NO.2，421，372，氣袋由位於水龍頭體的進水口通道中的管狀封套構成。現有消音裝置還有一些，它們或是設置在水龍頭體中，或是設置在通常用來把水龍頭連接到受禁進水口的S形接頭中。所有這些裝置的一個共同特徵是，封成氣袋的封套位于振動應加以消除的水流流軌中，因此這些封套被水流直接搭接。事實上，在此之前，人們總是認為，這類封套與水流之間的直接接觸是必不可少的。
在這些裝置中，消振作用是由封裝在氣袋中的空氣的彈性回能產生的，形成該氣袋的高彈體材料封套把空氣與水相隔離。封套的存在有礙於氣袋的消振作用，但為了避免空氣最終被水流排出氣袋，該封套又是必不可少的。因此，為了降低由封套造成的阻礙從而增強消振作用，封套應具有很大的變形性，即應做得較薄。但位於水流通道中的封套若太薄，搭接其上的水流就會在其上產生不斷變化的作用力，從而造成振動，這一振動是有害的，並會損壞該封套。因此不可能把這些封套的厚度並因而剛性降低到某一限度之下，這樣就大大限制了現有消振裝置的有效性。而且，在某些情況下，由於空間有限，很難把形成氣袋的管狀封套插入水流流軌中，例如，對於用剛性水管或水龍帶供水的水龍頭來說，情況就是如此。為了把消振封套插入這類水龍頭，須加長水龍頭體，從而成本提高。
本發明的主要目的是使由柔性材料封套形成的、用來消除水力設備中的振動和噪聲的氣袋的使用合理化。本發明的第一個目的是獲得比通常所能獲得的消振作用更為有效的消振作用。另一個目的是即使在空間非常有限的情況下也能安裝形成氣袋的封套。本發明的又一個目的是為形成氣袋提供種種可能的封套裝置，使受到消振作用的水流既無法造成封套的振動，也無法損壞封套。
本發明基於如下意想不到的觀察事實封在柔性材料封套中的氣袋所造成的消振作用當然要求與該封套接觸的水與形成有待消振的水流的水相通，但並不要求該封套被該水流直接搭接。
因此，本發明的主旨是一種用來消除水力設備中所產生的振動和噪聲的裝置，這類裝置包括至少一個由柔性材料製成的封套，該封套形成一氣袋並與水力設備的水接觸，其特徵在於，所述封套位於與水流流經空間相通的一衍生空間中，但並無多大水量流入該衍生空間，從而該封套不被水流直接搭接，從而不受水流的不斷變化的作用。
在這種情況下，水力設備中產生的振動傳導到佔據著消振裝置所在衍生空間的水塊上，而由氣袋產生的在與形成氣袋的封套發生直接接觸的水塊上的消振作用由於水的大體不可壓縮性而一直傳導到不直接接觸封套的水塊上、即水力設備的水流上，從而獲得消振作用;但是，由於封套不與該水流搭接而不受其不斷變化的力的作用，因此其厚度可非常小，大大小於直接被水流搭接的封套所能容許的最小厚度;因此，即使使用尺寸大為減小的氣袋也能獲得特別有效的消振作用;並且避免了封套本身發生振動。而且，不存在封套因水流作用而損壞的危險。雖然形成氣袋的封套所在的衍生空間應與水力設備的水流流經的空間相通，但它並不是該水流的一部分，它也不必位於任何指定的位置，這一衍生空間可位於相對於水流通道的任何位置上，從而在因空間有限而無法安裝現有消振裝置的場合照樣能安裝本發明裝置。
只要採用上述主導思想，本發明裝置可用完全不同的形狀體現出來。為了更好地顯示出本發明的特徵、目的和優點，下面結合附圖對作為非限制性例子的本發明某些實施例進行說明。附圖中
圖1為裝有本發明消振裝置、具有剛性供水管的筒式水龍頭的主體的剖面圖，其中，筒體的大部分為外觀圖，僅其底部用剖面圖表示;
圖2表示裝入在水力設備的接頭件中的本發明消振裝置;
圖3到圖7表示裝有本發明消振裝置的接頭件的其它實施例;
圖8表示安裝在一段管子的支路中的本發明消振裝置;
圖9為沿圖8中線Ⅸ-Ⅸ剖取的剖面圖;
圖10為對圖8所示裝置作出的一種改進;
圖11為裝有兩個本發明消振裝置的中間部件的仰視圖;
圖12以沿圖11中線Ⅻ-Ⅻ剖取的剖面圖表示出圖11所示的插入在一水龍頭體的底部與相應筒體之間的中間部件;
圖13為使用在本發明不同實施例中的單個盒式封套的剖面圖;
圖14表示一安裝在筒體底部中的圖12所示那樣的裝置;
圖15表示一安裝在控制水流的固定板中的圖12所示那樣的裝置。
參看圖1，該圖為水龍頭體1的剖面圖，其包括底部2，底部2上有冷熱水入口孔3和4，頂部由蓋5封住，該蓋5把筒體6保持在水龍頭體1內的正確位置上，該筒體6裝有控制杆7。該筒體6包括這樣的機構，在由使用者手動的杆7的控制下，調節冷熱水的混合比例以及給水量。所述機構可以是任何已知類型，因此這裡不再說明和圖示。筒體6用外觀表示，僅其冷熱水進口8和9用剖面表示。該筒體還包括給水通道(未畫出)，它用合適密封件10安裝在水龍頭體1中，以確保與底部2之間的密封。
圖1所示那類水龍頭1是以終止在底部2的剛性管供水的。在圖示實施例中，兩個本發明的消振裝置與供水管11和12部分相聯。供水管11和12的尺寸做成伸展到底部2的孔3和4的頂端附近，並分別裝有帶有螺紋的環13和14，從而連接到底部2上。管子11和12的端部穿越孔3和4中的環13和14，其上分別嚙合有柔性材料或最好是高彈體材料製成的封套15和16，在封套15和16的壁與管11和12的壁之間分別形成氣袋17和18。這些封套15和16的外徑至少稍稍小於孔3和4的直徑，從而圍繞封套15和16分別形成空間19和20。
從圖1可知，流過供水管11和12的水流只流經進水孔3和4端部很短一段距離，並多多少少直接指向筒體入口8和9。在圖示情況中，入口8和9與供水管11和12同軸，但是當然，即使筒體入口8和9與供水管11和12不對準，上述情況也不會有所改變。水流並不流經從水流通道衍生出來的空間19和20。因此，水流並不搭接封套15和16，從而封套15和16因不受水流的直接作用而可做得很薄。水力設備中引起水壓周期性變動的振動由管11和12中的水通過進水孔3和4的頂端部傳導到衍生空間19和20，而在衍生空間19和20中，氣袋17和18通過薄封套15和16，發生消振作用。因此，水壓的周期性變動在衍生空間19和20中受到有效抑制，這一消振作用通過實際上是不可壓縮的水傳導到作為有待消振的水流的一部分的水塊上。這樣就獲得了非常有效的消振，同時又保護薄封套15和16完全不受損害。
利用一可插入在水力設備的任何兩部件之間的接頭件，圖2到圖6示出了與此相似的消振裝置。但是本專業人士一眼就可看出，這些圖所示的結構也可用在圖1裝置中。
在圖2中，接頭件包括一空心件21，它包括用來與水力設備一部件相連的車有螺紋的底部22以及用來與該水力設備另一部件相連的也車有螺紋的蓋25;因此，水流經過接頭21-25。該接頭內部形成一小室23，一與底部22製成一體的管部24穿過該小室直達其端部附近，一空心環狀封套26套在管部24上，從而在其內部形成氣袋27。圍繞著管部24和封套26、並且在其中因氣袋27而產生消振作用的空間29與管部24內水流流經的空間相通，但卻又是由該空間所衍生，水流並不流過該衍生空間;因此水流並不涉及封套26。可以看出，這一裝置的消震、消音作用方式與圖1所述相同。該接頭可插在水力設備的任意兩個部件之間，當然，其連接方式可以與底部22和蓋25的螺紋連接不同。應該指出，水流可毫無差別地以如圖示的從底部到頂部方向或以從該頂部到底部的方向流過該接頭。
圖3示出一與圖2類似的接頭，其中，封套26』為具有C形截面的環狀物，並在其表面與管部24之間形成氣袋27。這一封套的端部最好有一擴張部24』，用來使封套26』正確定位。該裝置的工作情況與圖2所示裝置相同。
圖4示出與圖2類似的另一接頭，其中，封套26」為具有C形截面的環狀物，並在其表面與接頭件21的壁之間形成氣袋27。蓋25最好有一向下伸出的管狀部25』，用來使封套26」正確定位。此裝置的工作情況也與圖2所示裝置相同。
圖5和圖6所示接頭與圖3相似，但管部24」不是與底部製成一體，而是分開製造而裝到所述底部22上。這使得車制管部24」更為容易，並且特別是，可以在其上做出一些凹座，以與封套26」頂部和底部的突緣嚙合。其工作情況仍與圖2相同。
圖7示出一與圖4類似的實施例，但在該實施例中，管部24換成一從該接頭的底部22一直伸展到蓋25的帶孔管34。利用薄封套26」起消振作用的氣袋27所在的衍生空間29，通過管34上的孔與水流流過的水力設備相通。由於該管從底部22一直伸展到蓋25，因此流過衍生空間29的水量很小。因此在此種情況下，其工作情況仍與圖2相同。當然，管34不必全部打孔，只要有一個或幾個孔即可。為使製造實際可行，部件26」-34可裝入一筒體31中，而該筒體31插入在接頭件21的空腔中。
圖8和圖9表示本發明消振裝置裝在水力設備任意管路的一支路中的情況。管路35有一由塞頭37封住的支路36，該塞頭37藉助橋塞38支撐住內底39。底39上裝有形成氣袋40的封套41。封套41與塞頭37之間的衍生空間通過橋塞38之間的自由空間與(有水流流過的)管路35的內部空間相通。因此，氣袋40可通過封套41把消振作用加到衍生空間45中的水上，而另一方面，封套41又不被水流搭接。在此例中，儘管該實施例與圖1完全不同，但此裝置的工作情況仍與參照圖1所闡明的相同。標號為41的整個封套最好如圖13剖面所示那樣為盒狀，包括薄膜狀薄部42(它是起消振作用的部分)、支撐周壁43(可以是合適的任意厚度)以及向裡彎曲的凸緣44。這種裝在相應凹座中的封套以其周壁43保持與其凹座間的密封，而凸緣44在薄膜部42因水壓作用而變形時確保並加強這一密封作用。
圖10表示對圖8所示裝置作出的一種改進，在此例中，柔性盒式封套41裝在塞頭37上而朝向水流流過的管路35的內部空間。封套41作用其上的衍生空間45用一帶孔隔板46與管路35的內部空間隔開。在此例中與圖7一樣，在其中氣袋40通過盒式封套41起作用的衍生空間45通過隔板46上的孔與水流流過的水力設備相通，但流過該衍生空間45的水流分量並不大。因此，即使在此例中，其工作情況仍與上述的相同。當然不必在整個隔板上打孔，只須有一個或幾個孔即可。
圖11和12表示一插入在一水龍頭體1的底部2與一筒體6的底部之間、以便消除該水龍頭產生的振動和噪聲的中間部件。該中間部件50包括通道51和52，它們與終止在水龍頭體1底部2處的管子11和12以及筒體的進水通道8和9對齊，並且這些通道51和52與其中裝有圖13所示那樣的盒式封套41和41』的衍生空間59和60相通。一合適形成的密封件61限定並隔開空間51、59與52、60。從圖12中可知，盒式封套41、41』分別在其相應的衍生空間59、60中並從而在與所述衍生空間相通的管子11、12中起到消振作用。其工作情況仍與參照圖1所闡明的相同，儘管此兩實施例的結構有很大不同。應該指出，把衍生空間59和60置於通道51和52邊上的結構毋需增加水龍體1的長度便可安裝消振裝置，因此，如前文所述，即使在現有技術中無法安裝消振裝置的場合也可安裝本發明消振裝置。
還可看到，中間部件50可用來連接互相不對齊的供水管11、12和筒體進水口8、9;實際上，可毫困難地設計這樣的中間部件50，它把互相錯開的通道連接起來。
圖14表示可把圖12那樣的裝置設置在筒體6的底部56中。這一底部對於每一水流流軌(即熱水和冷水流軌)都包括一與供水管11對應的通道51』和一與筒體6的固定板6』的通道6」對應的通道51」;通道51』和51」互相相通並與衍生空間59相通，而形成氣袋40的盒式封套41即位於衍生空間59中。其工作情況與上述的相同。在說明圖11和圖12實施例時，說到過也可把不互相對齊的供水管和筒體進水口(在圖14中是固定板的通道)連接起來，圖14即給出這樣一實例。
最後，圖15表示甚至可把圖12那樣的裝置設置在筒體6的固定板6』中。此時，圖14中裝在筒體6的底部56中的諸部件被裝在筒體的固定板6』中。從而通道51」成為設在固定板6』上的諸通道中的一個，而固定板6』與筒體6的可動板6°相配合。
在圖8到圖15所示各例中，形成氣袋的盒式封套被插入對應凹座中。但應指出，這類盒式封套也可用其它方法裝到一支撐件上，例如用粘接、焊接、或把它作為一帽蓋插到支撐件或管接頭上。而且，該盒式封蓋也可做成圖2所示圓柱形封套那樣的形狀，此時它圍成一氣袋而毋需與任何其它部件相配合而形成氣袋。
上面說明，形成氣袋的封套應用柔性材料製成，因為這是該種材料應該顯示出的基本特徵。不過，有關材料最好也具有彈性，特別是，它是一種高彈體材料。
上面所圖示和說明的各例表明如何以若干實施例實現本發明，儘管這些實施例互相很不相同。當然，設計者也可選用其它實施例，只要形成氣袋的封套裝在與水流流過的空間相通的衍生空間中，但該水流不流過該衍生空間，從而使該封套不被很大的水流搭接。因此，其中裝有封套的衍生空間可設置在水龍頭或水龍頭的筒體的任何部位、或設置在接頭的或管部處或其它任何位置，一般來說，可在水力設備中與有待消振或消音的水流流過的空間相通的任何部位，利用該封套形成用來起到消振作用的氣袋。
只要不脫離後附權利要求書限定的本發明的範圍，可對上述通過舉例圖示和說明的內容作出修正或換成技術上相當的裝置。
權利要求
1.一種用來消除產生在水力設備中的振動和噪聲的裝置，包括至少一個用柔性材料製成的封套(15，16，26，41)，該封套形成一氣袋(17，18，27，40)並與水力設備的水接觸，其特徵在於，所述封套(15，16，26，41)位於一與水流流過的空間(3，4，23，35，51)相通的衍生空間(19，20，29，45，59)中，但並無大量的水流流到該衍生空間中，從而封套(15，16，26，41)不被水流直接涉及，因此它不受水流的不斷變動的作用力。
2.按權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述柔性材料封套(15，16，26)主要為管狀圓柱形並插入在一有水流流過的管狀內件(11，12，24，34)與一圓柱形外壁(2，21，31)之間，所述氣袋(17，18，27)形成在所述封套的一邊，而所述衍生空間(19，20，29)形成在所述封套的另一邊。
3.按權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述柔性材料封套(15，16，26)與該封套插到其上的所述管狀內件(11，12，24)相配合而形成所述氣袋(17，18，27)。
4.按權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述柔性材料封套(26)與該封套插入其中的所述圓柱形外壁(21，31)相配合而形成所述氣袋(27)。
5.按權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述柔性封套(26)為空心環狀以其本身的內部空間形成氣袋(27)。
6.按權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述管狀內件(11，12，24)在一稍短於所述圓柱形外壁(2，21)長度的長度上伸展，從而在其端部，在有水流流過的管狀內件與位於所述管狀內件與所述外壁之間的空間之間形成一相通通道(3，4，23)，該空間包括水流不流過的所述衍生空間(19，20，29)。
7.按權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述管狀內件是水力設備一部件的一部分，例如剛性供水管(11，12)或接頭(21)的一部分，其中有水流流過。
8.按權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述管狀內件(24」)為一裝到有水流流過的水力設備的一部件(12)上的獨立部件。
9.按權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述管狀內件(34)上有一個或多個橫向穿孔，從而該穿孔在所述有水流流過的管狀件的內部空間與位於所述管狀內件(34)與所述外壁(31)之間的空間之間形成相通通道，該空間包括所述衍生空間，該衍生空間沒有很大水量流過。
10.按權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述柔性材料封套(41)大體為盒狀，包括一用作薄膜的薄壁(42)和一周壁(43)。
11.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)還包括從所述周壁(43)的與用作薄膜的薄壁(42)相對的一端向裡伸出的一凸緣(44)。
12.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套呈封閉狀，從而以其自身內部形成氣袋。
13.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述封套裝在管路(35)的支路(36)中，該支路確定水流不流過的所述衍生空間(45)的位置。
14.按權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)在與所述管路(35)相對一側上安裝到一板(39)上，該板限定了所述衍生空間的界線，並具有橫向通道(38)。
15.按權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)裝到一封住所述支路(36)的塞頭(37)上，該封套面向管路(35)並用一帶孔隔板(46)與管路(35)隔開。
16.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)位於一衍生空間中，該空間位於一形成在一中間部件中的通道(51)旁，該中間部件可插入在一水龍頭體(1)的底部(2)與一筒體(6)的底部之間。
17.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)位於一形成在筒體(6)底部的通道(51』)旁的衍生空間(59)中。
18.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述盒狀封套(41)位於筒體(6)的固定板(6』)中一通道(51』)旁的衍生空間(59)中。
19.按上述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，在水流流過的水力設備的一部件與所述衍生空間(59)之間的一相通通道(51)也可用來把水力設備的不同部件的通孔相互錯開。
20.按上述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，它包括兩個裝置，每一裝置包括一在水流不流過的一衍生空間(59，60)中形成一氣袋的柔性封套，此兩裝置之一連接到熱水供水管路(51)，另一個連接到冷水供水管路(52)。
21.按上述任一權利要求所述的裝置，其特徵在於，用來製造形成氣袋的封套(15，16，26，41)的上述柔性材料是一種彈性材料，最好是高彈體材料。
全文摘要
一種用來消除產生在水力設備中的振動和噪聲的裝置，包括至少一個形成氣袋的柔性材料的封套，該封套位於一與水流流過的空間相通的衍生空間中，但並無很大水量流到該衍生空間，從而該封套不被水流直接涉及。該封套所在的衍生空間可通過水力設備的端部之一或一獨立部件的通道或孔而通向水力設備。總之，該封套由於不受水流不斷變動的作用力，可包括很薄的部分，在不損壞的條件下能起到特別有效的消振作用。
文檔編號F16L55/04GK1110879SQ94190378
公開日1995年10月25日 申請日期1994年5月27日 優先權日1993年6月22日
發明者阿爾方斯·克納坡 申請人:格維皮有限公司