用以允许或阻止流进入到管道系统或封闭环境中的设备的制作方法

相关申请案的交叉参考

本申请案是2016年8月24日提出申请的由同一发明人所共同拥有的目前同在申请中的第15/246,464号美国非临时专利申请案的部分接续案，所述美国非临时专利申请案的全文以引用方式并入本文中。目前同在申请中的第15/246,464号申请案是2016年8月16日提出申请的由同一发明人所共同拥有的目前同在申请中的第15/132,131号美国非临时专利申请案的部分接续案，所述美国非临时专利申请案的全文以引用方式并入本文中。第15/132,131号美国非临时专利申请案也主张2015年4月23日提出申请的美国临时专利申请案(第62/151,463号美国临时申请案)的优先权及权益。

关于由联邦政府赞助的研究或开发的声明

不适用

本申请案涉及一种用以允许或阻止流进入到管道系统或封闭环境中的设备。

背景技术：

多年来，已制作出用于允许空气在负压或真空压力下进入管道系统或封闭环境的多种进气阀，所述负压或真空压力是在水正沿着例如排水口向下流动时形成由此防止捕集器的虹吸作用或者是在集水池泵保持从封闭集水坑中抽出水及空气时形成。附接进气阀会允许周围空气进入封闭环境以消除封闭系统中的负压或真空。这些产品中的许多产品是专门或仅针对例如管道系统及下水道系统等系统而设计，在所述系统中，由于难以穿过已经建造的住宅铺设管道，因而实现局部排气口或进气口是不可能的。通常，这些进气阀仅以所需空气量提供例如真空压力等特定操作条件。当今市场上可用的进气阀并不实现瞬时且更高的空气需求体积。并且，当现有进气组件被安装在需要较高气流需求的系统上时，此会引起问题。此问题在进气组件上引起应变，且除致使进气组件违反其自身设计(因为所述进气组件是被设计成对自然重力气流真空起作用)或负压约束而操作以外，还会致使进气组件永久地失效。此外，进气阀在需要高气流需求时根本不工作或立即失效是一项问题。此外，另一问题是，可用的进气组件不对空气进行过滤，且因此可允许腐蚀性环境进入系统并损坏进气组件。

也存在如下不合意的不利情形：管道系统在从管道系统排出流时将在管道系统中产生负压。当出现负压时，u形带或捕集器中的水密封件将被以虹吸作用吸出且丧失防止下水道气体进入房屋的功能。因此，已设计出允许空气进入管道系统以防止负压环境的各种进气阀。然而，普通的进气阀也容易失效。

出于这些原因，当市场上不存在可由用户在负压情景(例如具有泵的封闭坑需要使空气以所述泵抽出水的相同速率进入系统)中针对较高体积需求而使用的可用产品时，用户会感到失望。举例来说，泵每分钟可抽送20加仑且将需要使大的气流需求进入系统，使得不会出现真空，从而对泵造成压力且致使排水系统不操作且不恰当地排放水。在集水池泵的情况中，所述泵变得被气阻且连续运行，此会致使所述泵过热、烧坏及/或失效，从而致使区域被淹并致使建筑物受到水损。

在许多情况中也要求：在空气进入系统之后，在适当位置进行恰当密封以在已允许空气进入系统之后且在泵脱离时提供氡气、水及气密密封。还要求：如果在此进气组件上发生故障，那么其必须以封闭/密封位置失效，从而提供持续保护，使得空气、水或氡气不能逃逸到建筑物内或外部的某一高度的结构屋顶线内的空气中。

虽然一些止回阀具有在阀内部具有球以阻止或断开待通过阀的流的设计。然而，这些球阀往往会在球上积累浮渣或污物，此会致使球不能够恰当地密封住流。此外，在球上具有浮渣或污物之后，此种球阀将不能进行恰当旋转来减少在同一位置中对球进行磨损的机会。因此，长期以来一直需要解决此类问题。

技术实现要素：

包含此发明内容是为了以缩略形式介绍以下将在具体实施方案中详细说明的各种主题。此发明内容并非旨在识别所主张发明的关键或必不可少的方面。此发明内容类似地旨在用于帮助确定权利要求书的范围。本申请案的标的物克服上述问题且可用作一种用以允许或阻止流进入到管道系统或封闭环境中的设备，其包括：(a)壳体，其具有上部流动通路及下部流动通路；(b)阀座，其中所述阀座介于所述上部流动通路与所述下部流动通路之间，其中至少一个开口形成于所述阀座上，其中所述至少一个开口具有内径；(c)至少一个旋转阀，其位于所述壳体内部，其中所述至少一个旋转阀中的每一者进一步包括主体及彼此对置地安装到所述主体的两个导引件，其中所述至少一个旋转阀具有预定重量，其中所述至少一个旋转阀的所述主体经定尺寸以介于所述阀座的所述至少一个开口的所述内径与所述上部流动通路的所述内径之间，且其中所述至少一个旋转阀可在所述上部流动通路内部及所述阀座上方移动；及(d)至少两个导引轨，其位于所述上部流动通路内部以用于在打开位置与闭合位置之间导引所述至少一个旋转阀中的每一者，其中所述至少一个旋转阀的所述两个导引件中的每一者安置在所述两个导引轨中的每一者中，且其中所述两个导引件在所述两个导引轨中自由地上下移动。

所述设备是一项允许所需体积的空气进入管道系统或封闭环境的发明，当周围环境与管道系统或封闭环境中的负压之间存在充足压力差从而产生足以举升旋转阀的力时，所述旋转阀将打开且允许空气/水流进入管道系统或封闭环境。因此，负压将得以消除。

当管道系统具有会在管道系统或封闭环境中产生正压的氡气、甲烷或其它气体时，旋转阀将保持处于闭合位置且防止氡气、甲烷或其它气体离开管道系统或封闭环境。本发明通过相比于传统瓣阀具有许多优点的旋转阀来提供恰当密封。旋转阀的旋转将允许阀与阀座的接触点不断地旋转及改变，此将延长阀的寿命。旋转阀的旋转将具有较少移动摩擦，因为旋转摩擦比静态旋转小。旋转阀的旋转将较不可能被阻碍且将具有较小噪音。甚至当进气与止回阀未被垂直地安装时，导引轨也将允许旋转阀恰当地返回到阀座，但这对于所有其它类型的进气与止回阀来说是繁重的要求。

附图说明

应理解，图式仅为表示性而未必是按比例绘制，且并非旨在限制本申请案的标的物。

图1是本发明的实施例中的一者的透视图。

图1a是本发明的实施例中的一者的截面图。

图1b是本发明的实施例中的一者在旋转阀处于闭合位置时的侧视截面图。

图1c是本发明的实施例中的一者在旋转阀处于闭合位置时的侧视截面图。

图2是本发明的旋转阀的实施例中的一者的示意图。

图3是导引件上具有扰流器的旋转阀的实施例中的一者的示意图。

图4是旋转阀的主体上具有扰流器的旋转阀的实施例中的一者的示意图。

图5是呈圆盘形状的旋转阀的实施例中的一者的示意图。

图6是位于封闭环境内部的本发明的实施例中的一者的示意图。

图7是位于封闭环境外部的本发明的实施例中的一者的示意图。

图8是安装在管道系统中的本发明的实施例中的一者的示意图。

图9是安装在另一管道系统中的本发明的实施例中的一者的示意图。

图10是具有两个旋转阀的实施例中的一者的透视图。

图10a是具有两个旋转阀的实施例中的一者的截面图(展示两个旋转阀)。

图10b是具有两个旋转阀的实施例中的一者的截面图(展示一个旋转阀)。

图10c是具有两个旋转阀的实施例中的一者的截面图(未展示旋转阀)。

图10d是具有两个旋转阀的实施例中的一者的截面图(未展示旋转阀)。

图11是具有两个旋转阀的本发明的阀座及旋转阀的实施例中的一者的俯视透视图。

图12是具有两个旋转阀的本发明的阀座及旋转阀的实施例中的一者的仰视透视图。

图13是具有两个旋转阀的本发明的笼罩的实施例中的一者的俯视透视图。

图14是具有两个旋转阀的本发明的笼罩的实施例中的一者的仰视透视图。

具体实施方式

在更详细地描述本发明之前，应理解，本发明并不限于所描述的特定实施例，且因此当然可变化。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且并非旨在是限制性，这是因为本发明的范围将仅受所附权利要求书的限制。

在提供值范围的情况下，应理解，也具体揭示所述范围的上限与下限之间的每一中间值，除非上下文另有明确指示，否则精确到下限单位的十分之一。本发明内涵盖所陈述范围内的任一所述值或中间值与所陈述范围内的任一其它所陈述值或中间值之间的每一较小范围。所述范围中可独立地包含或不包含这些较小范围的上限及下限，且本发明内也涵盖其中在所述较小范围中包含任一极限、不包含极限或包含两个极限的每一范围，此受所陈述范围中任一经具体排除的极限约束。在所陈述范围包含所述极限中的一者或两者的情况下，本发明中也包含不包含这些所包含极限中的任一者或两者的范围。

除在实施例或实例或另有指示的地方之外，指示成分数量及/或反应条件的所有数值均应理解为在每一情况中由词语“约”修饰，此意味着，成分数量或反映条件处于所指示值的10％到15％内。

除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。虽然可在本发明的实践或测试中使用与本文中所描述的方法及材料类似或等效的任何方法及材料，但现在可描述一些可能及示范性方法及材料。本文中所提及的任何及所有公开案均以引用方式并入本文中以结合所引用公开案揭示并描述所述方法及/或材料。应理解，在存在矛盾的情况下，本发明应取代所并入公开案的任何揭示内容。

必须注意，如本文中所使用且在所附权利要求书中，除非上下文另有清楚地指示，否则单数形式“一(a、an)”及“所述(the)”也可包含复数个参考物。

应进一步注意，权利要求书可被起草为不包含可为任选的任何要素。因此，此陈述旨在用作结合权利要求要素使用例如“唯一地”、“仅仅”等排他性术语或使用“否定”限制的前置基础。

如所属领域的技术人员在阅读本发明后将明了，本文中所描述及所图解说明的个别实施例中的每一者具有离散组件及特征，所述组件及特征可容易与其它数个实施例中的任一者的特征分离或组合，而并不背离本发明的范围或精神。

参考图1、图1a、图1b及图1c，用以允许或阻止流180进入到封闭环境200(图5)或管道系统300(图7)中的设备10的优选实施例中的一者包括：壳体20，其具有上部流动通路40及下部流动通路60；阀座100，其中阀座100介于上部流动通路40与下部流动通路60之间，其中至少一个开口106形成于阀座100上，其中至少一个开口106具有内径d1；至少一个旋转阀80，其位于壳体20内部，其中至少一个旋转阀80进一步包括主体82及彼此对置地安装到主体82的两个导引件84，其中至少一个旋转阀80具有预定重量，其中至少一个旋转阀80的主体82经定尺寸以介于阀座100的至少一个开口106的内径d1与上部流动通路40的内径d2之间，且其中至少一个旋转阀80可在上部流动通路40内部及阀座100上方移动；及两个导引轨50，其位于上部流动通路40内部以用于在打开位置102与闭合位置104之间导引旋转阀80，其中至少一个旋转阀80的两个导引件84中的每一者安置在两个导引轨50中的每一者中，且其中两个导引件84在两个导引轨50中自由地上下移动。导引轨50可安装在阀座100上或与阀座100被模制为一体。导引轨50可与阀座100具有介于约45度到90度之间的角度，使得旋转阀80可相对于阀座100不仅垂直地移动而且成角度地移动。

还参考图1、图1a、图1b及图1c，在一个优选实施例中，阀座100由具有介于60a与约90a之间的邵氏硬度的柔性材料制成，所述柔性材料例如但不限于橡胶、ptfe(含氟聚合物)、epdm(乙烯丙烯二烯单体)、硅及其组合。在另一优选实施例中，阀座100由硬材料制成，所述硬材料例如但不限于pvc(聚氯乙烯)、金属或hdpe(高密度聚乙烯)，且开口106的圆周平接有具有介于60a与约90a之间的邵氏硬度的柔性材料，所述柔性材料例如但不限于橡胶、ptfe(含氟聚合物)、epdm(乙烯丙烯二烯单体)、硅及其组合。上部流动通路40中存在上部流动通路压力p1，其中下部流动通路60中存在下部流动通路60压力p2，其中当至少一个旋转阀80处于打开位置102时，至少一个旋转阀80的主体82从形成于阀座100上的至少一个开口106移离，其中当旋转阀80处于打开位置102时，流180可通过阀座100的至少一个开口106，其中当下部流动通路压力92小于或等于至少一个旋转阀80的预定重量及上部流动通路压力p1时，至少一个旋转阀80处于闭合位置104，其中当至少一个旋转阀80处于闭合位置104时，至少一个旋转阀80的主体82安置在形成于阀座100上的至少一个开口106上，且其中当至少一个旋转阀80处于闭合位置104时，流180无法通过阀座100的开口106。

还参考图1、图1a、图1b及图1c，在一个实施例中，下部流动通路60中的下部流动通路过滤器120及上部流动通路40中的上部流动通路过滤器140防止流180中的颗粒及污染物进入壳体20且防止例如颗粒及小虫等外来物体通过设备10，此种进入及通过对于至少一个旋转阀80与阀座100之间的密封160来说将是不利的。设备10可通过任何类型的管连接(例如但不限于紧固件、螺纹管、溶剂焊接、锡焊、铜焊、焊接压缩配件或压接)与其它管或导管连接。壳体20的材料可为例如但不限于塑料、铜、黄铜、铸铁、钢及管道技术领域中所常用的其它材料。

还参考图1、图1a、图1b及图1c，在本发明的一个实施例中，下部流动通路60中的下部流动通路过滤器120及上部流动通路40中的上部流动通路过滤器140由不锈钢或耐用塑料制成，且具有等于或大于300微米的过滤颗粒。然而，下部流动通路过滤器120及上部流动通路过滤器140的材料可为可忍受高湿度腐蚀性环境的其它类型的材料，例如但不限于橡胶、塑料、铁氟龙(teflon)及镀锌钢。当阀座100上方的上部流动通路压力p1小于下部流动通路60中的下部流动通路压力p2而通过压力差形成举升时，至少一个旋转阀80可由举升力举升以使至少一个旋转阀80从阀座100脱离。在本发明的一个优选实施例中，下部流动通路60中的下部流动通路压力p2为约8.7磅/平方英寸(60千帕)，其大于阀座100上方的上部流动通路压力p1，其中当至少一个旋转阀80被举升时，流180将流过壳体20及上部流动通路40。旋转阀80的重量可取决于设备10经设计以在所述情形下控制从而阻止或允许空气或水通过的压力差。在本发明的一个优选实施例中，旋转阀80可具有从约0.01盎司到约1磅及1盎司的预定重量，此取决于本发明在不同封闭环境或管道系统中的应用，所述不同封闭环境或管道系统在所述封闭环境或管道系统内部具有不同压力。

参考图2，在设备10的一个实施例中，旋转阀80具有呈卵形形状的主体82，其中两个导引件84彼此(导引件84)对置地安装到主体82。流180可使旋转阀80旋转。

参考图3，在设备10的一个实施例中，其进一步包括安装在两个导引件84中的每一者上的至少两个扰流器400，其中至少两个扰流器400包括径向安装到导引件84中的每一者的多个叶轮420，且其中当来自下部流动通路60的流180推动多个叶轮420时，至少两个扰流器400使至少一个旋转阀80旋转。指定成一个单一方向的多个叶轮420将确保使旋转阀80沿一个方向且比不具有至少两个扰流器400的旋转阀80(图2)更快地旋转。旋转阀80的一致旋转方向将使旋转阀80的速度一直增大到打开旋转阀80。旋转阀80的旋转速度被增大将允许阀进行自我清洁以去除在旋转阀80及开口106上所积累的污物或浮渣。

参考图4，在设备10的一个实施例中，其进一步包括至少两个扰流器400，其中至少两个扰流器400中的每一者包括安装到至少一个旋转阀80的主体82的多个叶轮420，其中多个叶轮420围绕至少两个导引件84中的每一者以圆形布置，其中至少两个扰流器400中的每一者彼此对置，且其中当来自下部流动通路60的流180推动多个叶轮420时，至少两个扰流器400使至少一个旋转阀80旋转。沿一个单一方向的多个叶轮420将确保使旋转阀80沿一个方向旋转且比不具有扰流器400的旋转阀80(图2)更快地旋转。旋转阀80的一致旋转方向将使旋转阀80的速度一直增大到打开旋转阀80。

参考图5，在设备10的一个实施例中，主体82具有圆盘形状，具有包括多个叶轮420的扰流器400。至少一个旋转阀80的主体82可呈不同的可旋转形状，例如卵形、圆盘形、圆形或圆柱形。

参考图6，在设备10的一个实施例中，设备10位于封闭环境200内部，其中封闭环境200在封闭环境200中具有与上部流动通路压力p1相同的周围压力，其中封闭环境200进一步包括至少一个导管210，其中至少一个导管210中的每一者具有第一端212及第二端214，其中至少一个导管210中的每一者的第一端212连接到设备10的下部流动通路60且第二端214从封闭环境200中延伸出，其中上部流动通路40打开且采用封闭环境200的周围压力p1，其中封闭环境200具有至少一个抽送装置220，至少一个抽送装置220将封闭环境200中的水及/或空气222输送到封闭环境200外部，且其中当至少一个抽送装置220经由至少一个管224从封闭环境200中输送出水及/或空气222时，至少一个抽送装置220对设备10引起压力差。抽送装置220的抽送将引起真空、负压情形，此致使设备10中的上部流动通路压力p1下降，且下部流动通路60中的下部流动通路压力p2变得大于流动通路压力p1及旋转阀80的重量；因此，举升力将旋转阀80(图3)举离阀座100(图3)以允许从下部流动通路60到上部流动通路40及封闭环境200的流180释放负压条件。在一个优选实施例中，设备10经设计以在至少一个抽送装置220的每毫米管224中至少提供12立方英寸/秒的流180。

参考图7，在设备10的一个实施例中，设备10位于封闭环境200外部，其中封闭环境200在封闭环境200中具有与上部流动通路压力p1相同的周围压力，其中封闭环境200进一步包括至少一个导管210，其中至少一个导管210中的每一者具有第一端212及第二端214，其中至少一个导管210中的每一者的第一端212连接到设备10的上部流动通路40且第二端214延伸到封闭环境200中，其中上部流动通路40打开且采用封闭环境200的周围压力p1，其中封闭环境200具有至少一个抽送装置220，至少一个抽送装置220将封闭环境200中的水及/或空气222输送到封闭环境200外部。抽送装置220的抽送将引起真空、负压情形，此致使设备10中的上部流动通路压力p1下降，且下部流动通路60中的下部流动通路压力p2变得大于流动通路压力p1及旋转阀80的重量；因此，举升力将旋转阀80(图3)举离阀座100(图3)以允许从下部流动通路60到上部流动通路40及封闭环境200的流180释放负压条件。在一个优选实施例中，设备10经设计以在至少一个抽送装置220的每毫米管224中至少提供12立方英寸/秒的流180。

参考图8及图1c，在设备10的一个实施例中，设备10被安装到管道系统300，其中管道系统300进一步包括至少一个导管210，其中至少一个导管210中的每一者连接到设备10的上部流动通路40，其中上部流动通路40具有采用管道系统300的周围压力的上部流动通路p1，其中排出流190从管道系统300排出，从而引起负压情形，此致使设备10中的上部流动通路压力p1下降，且下部流动通路60中的下部流动通路压力p2变得大于上部流动通路压力p1及旋转阀80(图1c)的重量；因此，举升力将旋转阀80(图3)举离阀座100(图3)以允许例如空气等流180进入下部流动通路60到达上部流动通路40且接着到达管道系统300以释放负压条件。

参考图9、图1b及图1c，在设备10的一个实施例中，设备10被安装在管道系统300中，其中所述管道系统具有在管道系统300的下部高度位置310到管道系统300的上部高度位置320之间移动的流180，其中设备10的上部流动通路40与管道系统300的上部高度位置320连通，其中下部流动通路60与管道系统300的下部高度位置310连通，其中至少一个旋转阀80(图1c)处于打开位置102(图1c)，在打开位置102中流180从管道系统300的下部高度位置310朝向管道系统300的上部高度位置320移动，且其中至少一个旋转阀80(图1b)处于闭合位置104(图1b)，在闭合位置104中流180从管道系统300的上部高度位置320朝向管道系统300的下部高度位置310移动。

参考图10、图10a、图10b、图10c及图10d，在设备10的一个实施例中，设备10具有位于壳体20内部的两个旋转阀80。阀座100具有形成于阀座100上的两个开口106。还存在安装于阀座100上的四个导引轨50。还参考图10、图10a、图10b、图10c及图10d，在具有两个旋转阀的本发明的一个实施例中：壳体20，其具有上部流动通路40及下部流动通路60；阀座100，其中阀座100介于上部流动通路40与下部流动通路60之间，其中两个开口106形成于阀座100上，其中两个开口106中的每一者具有内径d1；两个旋转阀80，其位于壳体20内部，其中两个旋转阀80进一步包括主体82及彼此对置地安装到主体82的两个导引件84，其中两个旋转阀80中的每一者具有预定重量，其中每一旋转阀80的主体82经定尺寸以介于阀座100的至少一个开口106的内径d1与上部流动通路40的内径d2之间，且其中两个旋转阀80可在上部流动通路40内部及阀座100上方移动；及四个导引轨50，其位于上部流动通路40内部以用于在打开位置102与闭合位置104之间导引旋转阀80，其中两个旋转阀80的两个导引件84中的每一者安置在四个导引轨50中的每一者中，且其中四个导引件84在四个导引轨50中自由地上下移动。导引轨50可被安装在阀座100上或与阀座100被模制为一体。导引轨50可与阀座100具有介于约45度到90度之间的角度，使得旋转阀80可相对于阀座100不仅垂直地而且成角度地移动。

参考图11及图12，在设备10的一个实施例中，设备10具有两个旋转阀80、安装在阀座100上的四个导引轨50，其中两个开口106形成于阀座100上，且其中旋转阀80的主体82可驻留在阀座100上的开口106处。

参考图13及图14，在设备10的一个实施例中，设备10进一步包括笼罩130。笼罩130被安装在阀座100上，且多个开口132形成于笼罩130上以允许流180通过。旋转阀80安置在笼罩130内部且可在笼罩130内部自由地移动。