专利名称：回流防止器的制作方法
技术领域：
本发明涉及回流防止器，更特别地涉及止回阀分别设置在上游侧和下游侧，且泄压阀设置在形成于所述两个止回阀之间的中间室中的回流防止器。
背景技术：
作为用在供水系统等的管道中的传统回流防止器，例如日本专利申请公开No. Hei 11-153300公开了一种减压型的回流防止器，其中止回阀分别设置在上游侧和下游侧，且泄压阀设置在形成于所述两个止回阀之间的中间室中。在这种类型的回流防止器中，弹簧沿着打开阀门的方向恒定地作用在泄压阀的阀元件上。从阀元件的本体延伸的阀杆紧固到一膜片。初级压力和中间室压力分别作用在所述膜片的两侧。两个水压的压差沿着关闭泄压阀的方向作用。从而，泄压阀通常被压差作用关闭。当初级压力和中间室压力的压差变得小于预定值时，例如当由于止回阀中的异常而不能正确执行上游止回阀的密封时或者当由于管道等的破裂上游压力降低时，泄压阀打开。通过打开泄压阀，水从中间室中排出以防止回流。通常用在上述回流防止器中的止回阀是这样的类型，即通过弹簧或其它推压部件朝向阀座推压可沿着流动方向移动的阀元件。当在供水系统的管道中安装回流防止器的时候，在水还没有供应通过管道的状态下泄压阀打开。因此，当第一次开始供水的时候，所供应的水将不期望地从中间室中排出，直到泄压阀在第一止回阀打开之前关闭。因此，采用相当强硬的弹簧作为第一止回阀的弹簧以防止第一止回阀在第一次开始供水时马上打开。同时，膜片上游侧的水压被引导作用在膜片的高压侧，由此允许泄压阀在第一止回阀打开之前确实地关闭。此外，泄压阀的弹簧设定成使得泄压阀在压差达到设定值时打开，如上所述。关于第一止回阀，其使用的弹簧需要被设定成产生可以抵抗泄压阀的弹簧而确实地保持泄压阀关闭的压差。在供水过程中，还需要通过上游侧和下游侧之间的压差来保持泄压阀关闭。因此，第一止回阀需要产生相应大的压差。由于要满足这些条件，所以在传统的减压回流防止器中产生相当大的压力损失。增压泵用来将水供应到建筑物的上层。所述泵必须做对应于由连接到所述泵上游侧和下游侧的管道、阀门、回流防止器等产生的压力损失的额外的功。尤其在回流防止器的第一止回阀中会产生大的压力损失，如上所述，这将大负荷施加在所述泵上。因此，如果由于回流防止器产生的压力损失减小的话，那么所述泵上的负荷可以减小相当大的程度，并且可以减小动力消耗。对于回流防止器设置有标准。在这些标准中，第一止回阀上游侧和下游(也就是中间室)侧之间的压差将导致泄压阀打开。在这点上，如果第一止回阀中的压力损失减小的话，那么在供水过程中初级压力和中间室压力的压差可变得小于指定的压差，导致泄压阀在供水过程中不期望地打开。
发明内容
本发明提供一种减压型回流防止器，与传统的回流防止器相比，其能够减小在至少部分部件中的压力损失，比如在第一止回阀和中间室中的压力损失，由此减小回流防止器中的整体压力损失，并且尽管中间室中的压力减小小于传统回流防止器中的压力减小， 也能够防止泄压阀在供水期间打开。本发明提供一种减压型回流防止器，其包括第一止回阀、第二止回阀、设置在所述第一止回阀和所述第二止回阀之间的中间室和设置在所述中间室中的泄压阀。所述第一止回阀包括壳体、阀元件、推压部件、背压室、窄流路部分和连通通道。壳体具有形成于其中的流路和形成于所述流路的中间部分处的阀座。阀元件设置在所述流路中。所述阀元件能在所述流路中移动，以便所述阀元件的一端选择性地坐靠在所述阀座上和从所述阀座上移开。推压部件朝向所述阀座推压所述阀元件。背压室的一端能移动地接收所述阀元件的一部分。背压室还与泄压阀的低压室流体连通。窄流路部分具有小流路面积并且形成于所述阀元件抵靠所述阀座的位置的下游。对应于所述阀元件从所述阀座上移开和坐靠在所述阀座上，所述窄流路部分的一端与所述流路的上游侧形成连通和与所述流路的上游侧断开连通。所述窄流路部分的另一端始终与所述流路的下游侧连通。连通通道在所述窄流路部分和所述背压室之间提供流体连通。所述泄压阀包括排出口、阀元件、推压部件和压差施加机构。排出口形成于所述中间室的壳体中并具有阀座。阀元件能够移动以选择性地坐靠在所述阀座上和从所述阀座上移开。推压部件将所述阀元件推离所述阀座。压差施加机构将由所述第一止回阀的上游侧的流体压力和所述窄流路部分中的流体压力之间的压差所确定的一压差沿着抵抗所述推压部件的方向施加至所述阀元件。所述压差施加机构可具有压力室和联接部件，压力室的内部被一受压可移动部件分为高压室和低压室，联接部件使所述受压可移动部件和所述泄压阀元件以彼此互锁的关系移动。所述压力室可为所述中间室的一部分，中间室由刚性分隔部件部分地限定。 所述减压回流防止器还可包括高压侧连通管道和低压侧连通管道，高压侧连通管道将所述高压室与所述第一止回阀的上游侧连通，低压侧连通管道将所述低压室与所述窄流路部分连通。所述低压室还可通过所述背压室与所述窄流路部分连通。所述第一止回阀还可包括扩散流路部分，其与所述窄流路部分的下游侧端部邻接。所述扩散流路部分的流路面积朝向其下游侧逐渐增大。所述第一止回阀还可包括恒定流路部分，其与所述扩散流路部分的下游侧端部邻接。所述恒定流路部分具有恒定的流路面积。所述第二止回阀可包括壳体、阀元件、推压部件、背压室、窄流路部分和连通通道。 壳体具有形成于其中的流路和形成于所述流路的中间部分处的阀座。阀元件设置在所述流路中。所述阀元件能在所述流路中沿流动方向移动，以便所述阀元件的一端选择性地坐靠在所述阀座上和从所述阀座上移开。推压部件朝向所述阀座推压所述阀元件。背压室的一端能移动地接收所述阀元件的一部分。所述背压室的另一端优选地是闭合的。窄流路部分具有小流路面积并且位于所述阀元件抵靠所述阀座的位置的下游。对应于所述阀元件从所述阀座上移开和坐靠在所述阀座上，所述窄流路部分的一端与所述流路的上游侧形成连通和与所述流路的上游侧断开连通。所述窄流路部分的另一端始终与所述流路的下游侧连通。发明的有益效果从而，在本发明的减压回流防止器中，第一止回阀设置有背压室，其可移动地接收阀元件的一部分(下游部分)。背压室与窄流路部分流体连通，在所述窄流路部分中，流体的静压在流体供应期间非常小。利用上游流体压力和背压室中的流体压力之间的压差有助于阀元件的运动。因此，对于相同的关于流量等条件来说，阀开度的大小可以比传统的回流防止器更大。由此，与传统的设备相比，可以极大地减小第一止回阀中的压力损失，也就是回流防止器中的总压力损失。从而，可以将流体供应性能提高相当大的程度。当比如使用增压泵的时候，可以减小泵的负荷。因此，可以极大地减小能量消耗。此外，本发明提供用于泄压阀的配置，泄压阀优选地设置在中间室中。根据本发明，上游压力和窄流路部分中的压力的压差被用作保持泄压阀关闭的力。因此，即使在流体供应期间由第一止回阀导致的压力损失降低了，并由此使得上、下游侧之间的压差降低，泄压阀也可以确实地保持关闭，而不管上、下游侧之间的压差如何。如果第二止回阀具有与第一止回阀相同的配置，那么可以进一步减小回流防止器中的总压力损失。
图I为示出了根据本发明实施例的减压回流防止器的总体结构的正视图；图2为示出了用在图I的回流防止器中的第一止回阀的纵向剖视图，第一止回阀处于停水位置；图3为示出了用在图I的回流防止器中的第一止回阀的纵向剖视图，第一止回阀处于供水位置；图4A和4B分别为用在第一止回阀中的阀元件的纵向剖视图和右视图；图5A和5B分别为用在第一止回阀中的阀元件支撑部件的纵向剖视图和右视图；图6为用在图I中所示的回流防止器中的中间室的纵向剖视图；图7为用在图I中所示的回流防止器中的第二止回阀的纵向剖视图；图8为本发明第二实施例的阀元件的纵向剖视图；图9为本发明第三实施例的阀元件支撑部件的纵向剖视图。
具体实施例方式以下将参考
本发明的实施例。图I为示出了根据本发明实施例的减压回流防止器1A(下文中简称为“回流防止器”)的总体结构的正视图。回流防止器IA基本上包括三个部分，即第一止回阀I、中间室100和第二止回阀200，当回流防止器IA实际使用时，这三个部分的位置从上游侧开始以所述的顺序配置。在这个实施例中，第一止回阀I、中间室100和第二止回阀200使用彼此不同的各自的壳体而单独地构造，并且使用接头210 和220以及连接管道211和221连接在一起。然而，回流防止器IA的所有组件可以使用单个的壳体组装成整体结构。
以下将参考图2至5B解释第一止回阀I。图2和3分别为示出了第一止回阀I处于关闭位置和打开位置的纵向剖视图。图4A和4B分别为用在第一止回阀I中的阀元件22 的纵向剖视图和右视图。图5A和5B分别为用在第一止回阀I中的阀元件支撑部件35的纵向剖视图和右视图。在图2和3中，壳体2包括壳体本体3和保持部件4，该保持部件4在本实施例中通过螺纹接合连接至壳体本体3。保持部件4为用于将阀元件组件21 (后面进行说明)安装在壳体2内部的部件。壳体2在整个本体3和保持部件4是中空的以形成通孔7。通孔 7在其相对两端具有开口，当水沿着向前的方向(在图2中是从左向右)流动时，所述开口用作入口 5和出口 6。这里使用的术语“上游”和“下游”是参考这个“向前的”方向而定的。壳体2中的通孔7具有以下的构造。通孔7具有第一直径恒定部分8、第一直径扩大部分9、阀座部分10、第二直径扩大部分11、第二直径恒定部分12、直径减小部分13以及第三直径恒定部分14。第一直径恒定部分8沿着壳体2的轴线方向从入口 5开始在预定长度范围延伸，并且在其整个长度上具有恒定的内径。第一直径扩大部分9与第一直径恒定部分8邻接地延伸并且其直径沿着向通孔7内凸起的具有较大直径的圆弧逐渐增大。阀座部分10沿小直径圆弧形成，并且与第一直径扩大部分9平滑地邻接。第二直径扩大部分 11沿着一圆弧直径逐渐增大，该圆弧沿着与第一直径扩大部分9的圆弧凸起方向相反的方向凸起。第二直径扩大部分11的圆弧直径大于阀座部分10的圆弧直径且小于第一直径扩大部分9的圆弧直径。第二直径恒定部分12与第二直径扩大部分11邻接地延伸。直径减小部分13与第二直径恒定部分12邻接地延伸并且沿着具有预定角度的渐缩面直径逐渐减小。第三直径恒定部分14与直径减小部分13邻接地延伸至出口 6并且其直径与第一直径恒定部分8的直径相同。以下是对安装在壳体2中的阀元件组件21的解释。阀元件组件21主要包括阀元件22、在一端接收阀元件22并对阀元件22的运动进行导向的阀元件支撑部件35、在与阀元件22相对的一端紧固到阀元件支撑部件35上的衬垫51以及用作朝向阀座部分10推压阀元件22的推压部件的弹簧(压缩弹簧)61。阀元件支撑部件35和衬垫51结合为阀元件支撑件21a。以下将结合图2和3、参考图4A和4B解释阀元件22，图4A和4B分别为截面图和右视图。如图所示，阀元件22具有基本蘑菇形构造。也就是，阀元件22具有顶部23,该顶部23具有前表面24和外周部分25，前表面24具有弓形截面构造，外周部分25具有预定的高度。阀元件22还具有从顶部23的后表面26的中心基本上与后表面26垂直地向后伸出的杆28。杆28具有形成于其后侧的轴向地延伸的内螺纹29。顶部23的后表面26具有形成于杆28的根部处的圆周槽30，并且还具有从外周部分25径向地延伸至圆周槽30的槽 27。所示的实施例包括彼此圆周间隔180度的两个所述槽27。接下来，将结合图2和3、参考图5A和5B解释阀元件支撑部件(下文中简单地称为“支撑部件”)35，图5A和5B分别为截面图和右视图。支撑部件35具有本体部分36，该本体部分36具有基本圆筒形的构造。按照从图5A中的左侧开始的顺序，轴向地延伸穿过本体部分36的通孔37包括具有最大直径的大直径部分38、紧邻大直径部分38形成的中间直径部分39以及紧邻中间直径部分39形成的具有最小直径的小直径部分40。小直径部分 40具有在靠近中间直径部分39的位置处形成的圆周槽41，以接收用于密封的O形环(后面描述)。同时，在本体部分36的下游端部表面43上绕小直径部分40形成有多个(在所示的例子中为两个)内螺纹孔44。附图标记44a表示从中间直径部分39的下游端部39a 延伸至下游端部表面43的通孔。后面将解释通孔44a的作用。支撑部件35的本体部分36的外周45具有以下构造。外周45包括弓形部分46 和渐缩部分47。弓形部分46在本体部分36的上游端部表面42处沿着一向外凸起的圆弧在较短的范围延伸。更具体地，弓形部分46的直径逐渐增大，接下来直径稍微减小。渐缩部分47沿着弓形部分46终端的切线方向延伸。渐缩部分47的直径朝着本体部分36的下游端部表面43逐渐减小。本体部分36的下游端部表面43设置有四个从外周45向外延伸的肋部48。四个肋部48具有相同的长度并且沿圆周方向彼此等间隔地隔开。肋部48的各自的外端部连接至环形部分49。再次参考图2，衬垫51为基本锥形并且具有平的上游表面52，该上游表面52的形状和尺寸对应于支撑部件35的下游端部表面43，当衬垫51和支撑部件35组装在一起的时候，上游表面52置于下游端部表面43上。衬垫51还具有下游端部53和外周部分54，下游端部53形成为弓形截面构造，外周部分54的截面是沿着一向外凸起的圆弧形成的，所述圆弧具有大的曲率半径，使得外周部分54的直径从上游表面52向下游端部53逐渐减小。 上游表面52具有形成在与支撑部件35的通孔37对应的位置处的凹部55。凹部55的直径稍微大于通孔37的小直径部分40的直径。外周部分54具有在与支撑部件35的内螺纹 44对应的相应位置处形成的螺栓装配孔56。每个螺栓装配孔56为具有两个不同内径的阶梯孔，安装螺栓63 (后面描述)要装配到该阶梯孔中。如图所示，凹部55和螺栓装配孔56 在结构上部分地相互重叠。从而，凹部55和螺栓装配孔56的相应内部相互连通。附图标记57表示轴向地延伸穿过衬垫51与上述形成于阀元件支撑部件35中的通孔44a连通的通孔。通孔57与下游连通管道81连接。上游连通管道82连接至阀座部分10上游的通孔
7。后面将解释连通管道81和82。在此解释止回阀I的组件。如图2所示，阀元件22的顶部23的后表面26接收在支撑部件35的通孔37的大直径部分38中。阀元件22的杆28可移动地接收在通孔37的小直径部分40中，以进行轴向运动。用作推压部件的压缩弹簧61设置在阀元件22的杆28 的周围。压缩弹簧61的相对两端分别抵靠阀元件22的圆周槽30的底部30a和支撑部件 35的中间直径部分39的底部39a，以朝向图2中的左侧(即朝向阀座部分10)推压阀元件 22。同时，螺栓62与阀元件22的杆28的内螺纹29接合。因为定位在衬垫51的凹部55中的螺栓62的顶部62a的直径大于装配有杆28的小直径部分40的直径，所以阀元件22不能从支撑部件35中移出。应当注意到，阀元件22的顶部23的外周部分25的直径稍微小于支撑部件35的大直径部分38的内径。因此，在外周部分25和大直径部分38之间具有窄的间隙66。接下来，衬垫51利用安装螺栓63紧固至支撑部件35。由此构成的阀元件组件21 插入到壳体2的本体3中，如图所示。支撑部件35的环形部分49装配到形成于壳体本体 3的下游端部的内周上的槽15中，保持部件4通过螺纹接合连接至壳体本体3，如图所示。 附图标记64表示不透流体地密封在壳体本体3和保持部件4之间的接合部的O形环。附图标记65表示不透流体地在阀元件22的杆28和本体部分36的通孔37的小直径部分40 之间密封的O形环。
图2示出了止回阀I处于关闭位置，举例来说，就是当止回阀I安装在供水系统的管道中时，当通过关闭位于下游的龙头来停止水流的时候，止回阀I所采用的位置。阀元件 22被弹簧61推压，以在其前表面24的阀座邻接部分24a处坐靠在阀座部分10上。具有窄的横截面积即流路面积的环形窄流路部分68限定在支撑部件35的弓形部分46和壳体2的第二直径扩大部分11之间。窄流路部分68形成上、下游流路之间的中间流路的第一部分。扩散流路部分69形成于支撑部件35的渐缩部分47和壳体2的第二直径恒定部分12之间。扩散流路部分69与窄流路部分68基本邻接。扩散流路部分69形成中间流路的第二部分并且流路面积逐渐增大。扩散流路部分69在其下游端部处(即对应于支撑部件35右端的位置)的流路面积与出口 6处的流路面积基本相等。此外，恒定流路部分70限定在衬垫51的外周部分54和壳体2的直径减小部分13之间。恒定流路部分70 形成中间流路的第三部分。恒定流路部分70与第三直径恒定部分14邻接地延伸同时保持其流路面积等于出口 6处的面积，并且与出口 6连通。如上所述，间隙66设置在阀元件22 的顶部23的外周部分25和支撑部件35的大直径部分38的内周之间，并且顶部23的后表面26形成有槽27。间隙66和槽27组合构成连通通道67，该连通通道67提供背压室50 与窄流路部分68之间的连通，所述背压室50形成于阀元件22和支撑部件35之间。出口 6 处的水压也就是下游水压作用在背压室50上。背压室50中的水压作用在阀元件22的顶部23的后表面26上。图3为示出了止回阀I处于供水状态的截面图，例如由下游侧的龙头(未示出)打开导致水流动。也就是，当阀元件22处于图2所示的位置中时下游侧的龙头打开的时候， 下游侧的水压减小。从而，背压室50中的水压也减小，导致作用在阀元件22的后表面26 上的压力减小。因此，阀元件22抵抗弹簧61的力在图中向右移动，以从阀座部分10上移开。从而，阀I打开。阀元件22从阀座部分10上移开的结果是，水向下游流动通过阀元件22和阀座部分10之间的间隙。在这种情况下，由于流路的各个部分之间截面积的差异，所以与其它部分的流速相比，上述窄流路部分68处的流速非常高。因此，与其它部分相比，窄流路部分68 处的水的静压非常低。因为这个低的静压通过上述连通通道67作用在背压室50上，所以与传统的止回阀相比，分别作用在阀元件22的前、后表面24和26上的水压之间的压差很大，而在传统的止回阀中下游侧的水压作用在阀元件的后表面上。因此，对于相同的关于上游侧的初始压力、下游侧龙头的开度、所用的弹簧等条件，与传统的阀结构相比，阀元件22 打开所产生的阀开度增大，并且阀元件22处的压力损失显著减小。在穿过窄流路部分68之后，水流进入扩散流路部分69。因为扩散流路部分69的流路面积朝向下游侧逐渐增大，如上所述，所以静压逐渐恢复。接下来，水流进入恒定流路部分70。恒定流路部分70具有恒定的流路面积并具有平滑地会聚的构造。因此，水流过恒定流路部分70同时基本保持在扩散流路部分69中恢复的静压，到达出口 6。在这种连接中，其应当被注意到，如上所述，扩散流路部分69在其下游端部处的流路面积与出口 6处的流路面积基本相等。在所示的实施例中，入口 5和出口 6的直径相等。因此，当水到达扩散流路部分69的端部的时候，入口 5处的水的静压基本恢复。期望的是设置恒定流路部分 70,因为其能够使水向下游流动同时保持恢复的静压。然而，例如在壳体2的总长度受限的情况下，考虑到可能发生的压力损失，可省略恒定流路部分70。
根据第二止回阀下游的龙头的开度来决定流量。因此，经过窄流路部分68的水的流速也随着下游侧的龙头的开度而变化。作用在背压室50上的静压随着流量而改变。通常，流量越大，作用在背压室50上的静压就越低，作用在阀元件22上的压差就越大。因此， 阀元件22的阀开度随着流量增大而增大。当流量超过某一水平时，阀元件22的后表面26 抵靠支撑部件35的大直径部分38的底部，以限制阀元件22的进一步运动。在这种情形下， 阀元件22的阀开度达到百分之百。然而，当流量低的时候阀开度不会达到百分之百。在任一种情况下，与传统的阀结构相比，从两侧作用在阀元件22上的水压差增大。因此，阀元件 22的阀开度增大，且压力损失减小。应当注意到，阀元件22的杆28的远端延伸到衬垫51 的凹部55中，并因此受到下游侧的水压的作用；然而，因为杆28的端部的受压面积远小于阀元件22的顶部23的后表面26，所以下游侧水压的影响小。当下游侧的龙头关闭的时候，作用在阀元件22的后表面26上的背压增大，使得被弹簧61的力朝向阀座部分10持续推压的阀元件22坐靠在阀座部分10上。当通过窄流路部分68的水流停止时，作用在背压室50上的静压再次变得与下游侧的水压相等。应当注意到，当阀元件22的阀开度为百分之百时，阀元件22的后表面26抵靠背压室50的大直径部分38的下游侧表面38a。然而，在这种情况下，阀元件22可以返回而没有任何问题，因为即使在这种情况下，背压室50仍然通过设置在阀元件22的后表面26上的槽27与窄流路部分68连通，如上所述。此外，尽管阀元件22的杆28的远端延伸到衬垫51的凹部55中， 但是阀元件22可以移动而没有任何问题，因为凹部55不是闭合的，而是通过螺栓装配孔56 与下游侧连通，如上所述。支撑部件35和衬垫51的各自的外周的直径平滑地改变，并且这两个部件在其间的接合处平滑地连接在一起。此外，衬垫51的形状基本为圆锥形，并且其下游端部53定位在下游侧流路的中心处，也就是与壳体2的第三直径恒定部分14的中心成一直线。因此， 在支撑部件35和衬垫51周围流动的水流是非常平稳的。从而，使湍流的产生和水流的分离最少，优选地防止了湍流的产生和水流的分离。同样在这点上，使压力损失最小。此外， 从图3中将会清楚，阀元件22的前表面24构造成使得当阀元件22完全打开时，前表面24 沿着基本相同的圆弧越过间隙66基本上邻接支撑部件35的弓形部分46。因此，水流是平稳的。同样在这点上，使压力损失最小。在上述实施例中，在窄流路部分68和背压室50之间连通的连通通道67包括阀元件22和支撑部件35的大直径部分38的内周之间的间隙66以及形成于阀元件22的后表面26上的槽27。然而，该连通通道可以是延伸穿过阀元件22的顶部23的孔327，如图8 所示，或者是延伸穿过支撑部件35的孔427,如图9所示。接下来，将参考图6解释中间室100。中间室100与如下的传统回流防止器的中间室的配置大大不同。在传统的中间室中，利用第一止回阀上、下游侧之间的压差控制泄压阀，而本实施例的回流防止器是利用上游压力和上述窄流路部分68中的压力之间的压差， 窄流路部分68为中间流路的第一部分。这将在下面进行说明。所示的中间室100具有壳体101，壳体101包括壳体本体102和盖部125。壳体本体102设置有内部流路106，所述内部流路106具有分别与第一止回阀I和第二止回阀200 连通的入口 104和出口 105。如图6所示，壳体本体102的下部具有阶梯结构，所述阶梯结构包括分别具有圆形横截面结构的大直径部分107和小直径部分108。小直径部分108具有设置在其底部109的中心的排出口 110。阀座部件111安装在小直径部分108的底部109 的内侧上。阀座部件111具有与排出口 110同心的开口 112。在阀座部件111的上端部形成有阀座部分113。附图标记114表示用于将阀座部件111密封至壳体本体102的O形环。壳体本体102的上部设置有分隔装配部分115，所述分隔装配部分115具有圆形横截面构造和预定的高度。刚性分隔部件118装配到分隔装配部分115。分隔部件118具有平的底部部分119和从底部部分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纹120a。分隔部件118通过将外螺纹120a与形成于分隔装配部分115的上端部上的内螺纹115a接合而紧固到壳体本体102。在组装过程中，分隔部件118的底部 119放置在向内的窄宽度凸缘116上，所述凸缘116在内部流路106和分隔装配部分115之间延伸。分隔部件118的周壁120的上端部与分隔装配部分115的上端部基本相互齐平。 附图标记121表示用于密封的O形环。所示的盖部125具有沿着一向外凸起的大曲率半径圆弧形成的本体部分126。盖部125还具有从本体部分126的中心向上延伸的短的圆筒部分127。通过合适的紧固装置或部件，比如螺栓(未示出)，将盖部125在本体部分126的外周128处紧固至分隔装配部分115的上端部115b。在分隔部件118和盖部125之间限定有压力室130。压力室130被弹性材料制成的膜片133分为上高压室131和下低压室132，所述膜片133在其外周处通过被夹紧在分隔装配部分115和盖部125之间而被紧固。附图标记136表示与上述阀座部件111、膜片133等结合组成泄压阀135的阀元件。阀杆137的下端部部分插入到阀元件136中。弹性材料制成的盘形阀座抵接部件138 利用附接至阀杆137下端部的螺栓139和垫圈140而紧固到形成于阀元件136下表面上的凹部中。阀杆137的上端部部分通过分隔部件118的底部119中的孔延伸进入压力室130， 并且在其上端部处紧固至膜片133。更具体地，阀杆137的上端部通过螺纹接合连接至头部部件141，如图6所示。膜片133的中心部分被夹紧在头部部件141的凸缘143和安装在阀杆137的轴环部分137a上的保持盘144之间。从而，阀杆137和膜片133结合在一起。头部部件141具有接收在盖部125的圆筒部分127中的头部部分142，从而被轴向导向运动。 盖部125具有形成于其圆筒部分127的顶部中的气孔129。附图标记145和146表示用于密封的O形环。在阀元件136和阀座部件111之间设置有用作推压部件的压缩弹簧147，其向上持续推压阀元件136，也就是沿着打开泄压阀135的方向持续推压阀元件136。上述下、上游连通管道82和81分别连接至高压室131和低压室132，如图所示。 从而，高压室131连接至第一止回阀I的上游侧，而低压室132连接至为中间流路的第一部分的窄流路部分68。在如上述配置的中间室100中，泄压阀135通常关闭如下。在供水中断期间，也就是当窄流路部分68中的水静止不动的时候，第一止回阀I的窄流路部分68与中间室100的内部流路106连通。窄流路部分68中的水压通过管道81作用在低压室132上。第一止回阀I的上游侧的水压通过管道82作用在高压室131上。通常，泄压阀135借助上述水压之间的压差抵抗弹簧147而关闭。在这一点上，如果由于比如止回阀的密封故障与传统中间室对应的内部流路106中的水压增大，如上所述，那么高压室131和低压室132之间的压差降低。当压差降到设定值以下并且弹簧147的力超过该压差的时候，泄压阀135打开。根据设定的压差设计泄压阀135的弹簧147。第一止回阀I的弹簧61设计成使得在第一止回阀I的上游侧和内部流路106之间产生压差，这可在供水中断期间抵抗弹簧147的力而保持泄压阀135关闭。在本发明中，如上所述，在供水期间第一止回阀下游侧的压力减小小于传统的设备。也就是，第一止回阀I的上、下游侧之间的压差小于传统的设备。因此，如果以与传统的设备相同的方式来配置中间室，也就是如果中间室配置成使得第一止回阀I下游侧的水压(即内部流路106中的水压)在水流动时作用在膜片133的低压侧上，那么不可能在上、 下游侧之间获得足够大的压差。如果不能获得足够大的压差，那么泄压阀135会不期望地打开。然而，在本发明中，低压室132连接至窄流路部分68。在供水期间，也就是当水正常流动的时候，窄流路部分68中的静压显著降低。因此，上、下游侧之间的压差变得大到足以保持泄压阀135关闭。从而，根据本发明的回流防止器可以极大地减小压力损失，并且在供水期间仍关闭泄压阀。接下来，将参考图7来解释安装在中间室100下游侧的第二止回阀200。在这个实施例中，第二止回阀200具有与第一止回阀I相同的基本配置，并且以与第一止回阀I相同的方式进行操作。因此，第二止回阀200的主要组成部件用与第一止回阀I的说明中使用的相同的附图标记加上后缀“a”表示，这里省略其详细说明。第二止回阀200具有包括壳体本体3a和保持部件4a的壳体2a。第二止回阀200 包括阀元件组件21a、阀元件22a、阀元件支撑部件35a、衬垫51a、背压室50a、弹簧61a以及连通通道67a。作为中间流路的第一部分的窄流路部分68a通过连通通道67a与背压室50a 连通。以与第一止回阀I中相同的方式设置扩散流路部分69a和恒定流路部分70a。应当注意到，弹簧61a的力比第一止回阀I的弹簧更软。原因是第二止回阀200不需要产生象第一止回阀I中所需的压差一样大的压差，但是仍然要求提供回流防止功能。因此，更软的弹簧用作弹簧61a，以允许在供水期间即使施加较小的力也能增大阀开度。此外，在这个实施例中，当水流过阀门200的时候，在窄流路部分68a中产生的小的静压以与第一止回阀I 中相同的方式作用在背压室50a上。从而，即使在小流量下阀开度也能达到百分之百。因此，在第二止回阀200中的压力损失非常小，优选地基本没有压力损失。从图7中可以清楚看到，第二止回阀200没有设置与第一止回阀I中设置的上、下游连通管道82和81相对应的连通通道。此外，阀元件支撑部件35a和衬垫51a没有设置与第一止回阀I中设置的通孔44a和57相对应的通孔。尽管这个实施例使用具有上述结构的第二止回阀200，然而也可以使用传统设备中用作第二止回阀的那类止回阀来代替第二止回阀200，这是因为传统设备中的第二止回阀也不需要产生压差而由此使用较软的弹簧。
权利要求
1.一种减压回流防止器，包括一次流路；二次流路；设置在所述一次流路与所述二次流路之间的中间室；设置在所述一次流路与所述中间室之间的第一止回阀；设置在所述中间室与所述二次流路之间的第二止回阀；设置在所述中间室中的泄压阀；所述第一止回阀包括第一壳体，该第一壳体具有形成于其中的第一流路和形成于所述第一流路的中间部分处的第一阀座；第一阀元件，该第一阀元件在所述第一流路中设置在第一阀座的下游侧，所述第一阀元件在所述第一流路中能移动地定位，以便选择性地坐靠在所述第一阀座上和从所述第一阀座上移开；第一推压部件，该第一推压部件朝向所述第一阀座推压所述第一阀元件；所述第一止回阀还包括基本圆柱形的第一阀元件支撑件，该第一阀元件支撑件在第一阀座下游固定地设置在所述第一流路的中央，所述第一阀元件支撑件能移动地支撑所述第一阀元件；以及第一中间流路，该第一中间流路为环形截面，形成在所述第一阀元件支撑件的外周与所述第一壳体的内周之间，其中所述第一阀元件包括头部，该头部具有用于坐靠在所述第一阀座上和从所述第一阀座上移开的顶部、以及沿着下游方向延伸的柱状部，其中所述第一阀元件支撑件包括能移动地接收所述第一阀元件的所述柱状部的凹部；其中所述第一中间流路包括从与所述凹部的口部对应的位置朝向下游侧延伸的第一窄流路部分，所述第一窄流路部分的流路面积比所述第一中间流路的其余部分窄，所述第一止回阀还包括第一连通通道，该第一连通通道形成在所述凹部的内周与所述第一阀元件的所述柱状部的外周之间，用于将所述中间流路的所述第一窄流路部分连接到位于所述第一阀元件的所述头部的后侧上的所述凹部的内侧，并且所述泄压阀包括排出口，该排出口形成于所述中间室的壳体中，所述排出口具有泄压阀座；泄压阀元件，该泄压阀元件能够移动以选择性地坐靠在所述泄压阀座上和从所述泄压阀座上移开；泄压阀推压部件，该泄压阀推压部件将所述泄压阀元件推离所述泄压阀座；以及压差施加机构，该压差施加机构将由所述第一止回阀的上游侧的流体压力和中间流路的所述第一部分中的流体压力之间的压差所确定的一压差沿着抵抗所述泄压阀推压部件的方向施加至所述泄压阀元件。
2.根据权利要求I所述的减压回流防止器，其中形成于第一止回阀的第一阀元件支撑件中的所述凹部包括第一凹部部分，该第一凹部部分形成在所述凹部的口部侧上并具有较大直径；第二凹部部分，该第二凹部部分与所述第一凹部部分相邻，并且具有比所述第一凹部部分的直径短的直径，其中，当所述第一阀元件完全移动并完全打开时，第一阀元件的所述柱状部的后表面抵靠第一凹部部分的底表面，从而防止第一阀元件沿下游方向的进一步移动，并且其中，第一阀元件的柱状部的所述后表面和第一凹部部分的所述底表面布置成使得当第一阀元件完全打开时，在柱状部的所述后表面与第一凹部部分的所述底表面之间限定有沿着所述第一阀元件的径向方向延伸的第一辅助连通通道，以将所述第一连通通道的内端与所述第二凹部部分的内侧连接。
3.根据权利要求I或2所述的减压回流防止器，其中所述压差施加机构包括压力室，该压力室包括被一受压可移动部件分开的高压室和低压室；以及联接部件，该联接部件连接所述受压可移动部件和所述泄压阀元件，所述受压可移动部件和所述泄压阀元件以彼此互锁的关系移动。
4.根据权利要求3所述的减压回流防止器，其中通过刚性分隔件分隔所述中间室而限定所述压力室。
5.根据权利要求3或4所述的减压回流防止器，所述减压回流防止器还包括高压侧连通管道，该高压侧连通管道在所述高压室和所述第一止回阀的上游侧之间提供流体连通；以及低压侧连通管道，该低压侧连通管道在所述低压室和中间流路的所述第一窄流路部分之间提供流体连通。
6.根据权利要求5所述的减压回流防止器，其中所述低压室通过所述凹部与中间流路的所述第一窄流路部分连通。
7.根据权利要求I至6中任一个所述的减压回流防止器，其中所述第一止回阀的所述第一中间流路还包括扩散流路部分，该扩散流路部分与所述第一窄流路部分的下游侧端部邻接，所述扩散流路部分的流路面积朝向其下游侧逐渐增大。
8.根据权利要求7所述的减压回流防止器，其中所述第一止回阀的所述第一中间流路还包括恒定流路部分，该恒定流路部分与所述扩散流路部分的下游侧端部邻接，所述恒定流路部分具有恒定的流路面积。
9.根据权利要求I至8中任一个所述的减压回流防止器，其中所述第二止回阀包括第二壳体，该第二壳体具有形成于其中的第二流路和形成于所述第二流路的中间部分处的第二阀座；第二阀元件，该第二阀元件在所述第二流路中设置在第二阀座的下游侧，所述第二阀元件在所述第二流路中能移动地定位，从而选择性地坐靠在所述第二阀座上和从所述第二阀座上移开；第二推压部件，该第二推压部件朝向所述第二阀座推压所述第二阀元件；所述第二止回阀还包括基本圆柱形的第二阀元件支撑件，该第二阀元件支撑件在第二阀座下游固定地设置在所述第二流路的中央，所述第二阀元件支撑件能移动地支撑所述第二阀元件；以及第二中间流路，该第二中间流路为环形截面，通过所述第二阀元件支撑件的外周与所述第二壳体的内周限定，其中所述第二阀元件包括头部，该头部具有用于坐靠在所述第二阀座上和从所述第二阀座上移开的顶部、以及沿着所述第二阀元件的轴向方向延伸的柱状部，其中所述第二阀元件支撑件包括能移动地接收所述第二阀元件的所述柱状部的凹部；其中所述第二中间流路包括从与所述凹部的口部对应的位置朝向下游侧延伸的第二窄流路部分，所述第二窄流路部分的流路面积比所述第二中间流路的其余部分窄，所述第二止回阀还包括第二连通通道，该第二连通通道形成在所述凹部的内周与所述第二阀元件的所述柱状部的外周之间，用于将所述第二中间流路的所述第二窄流路部分连接到位于所述第二阀元件的所述头部的后侧上的所述凹部的内侧。
全文摘要
第一止回阀具有形成于支撑部件外周的弓形部分和壳体的第二直径扩大部分之间的窄流路部分。窄流路部分(中间流路的第一部分)通过连通通道与在阀元件顶部的后侧限定在支撑部件中的背压室连通，连通通道包括在阀元件的外周和大直径部分的内周之间的间隙和在阀元件的顶部的后表面上的槽。从而流过窄流路部分的流体的低静压引入背压室，以在流体供应期间通过大的压差移动阀元件，由此允许阀开度大于传统设备并能够减小压力损失。中间室具有利用刚性分隔部件限定在其中的压力室。压力室的高压室与第一止回阀的上游侧连通，低压室与窄流路部分连通。从而比中间室的上游侧和内部流路之间的压差大的力作用在阀元件上，由此允许泄压阀确实地保持关闭。
文档编号F16L55/00GK102606840SQ201210066458
公开日2012年7月25日 申请日期2009年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者松原雅春, 竹田优一 申请人:国立大学法人信州大学, 株式会社日邦弁