一种防水堵阀的制作方法

本实用新型涉及燃气管道领域，更具体地，涉及一种防水堵阀。

背景技术：

随着人民生活水平的逐步提高，燃气的使用越来越普及，燃气设备的安装安全也越来越重要。在安装燃气热水器时，由于燃气热水器种类较多，安装工人容易将燃气管道错接在热水器的出水口上。一旦热水器打开，自来水会顺着燃气管流进供气管路中，造成供气中断。如果水流量大，水流会沿着供气管路流到燃气总管，燃气总管中的水继而流入其他供气支路中，导致生活区大面积的燃气供应中断，影响居民正常用气。

现有专利申请号201621179085.5，公开了一种燃气管道止水阀，该专利通过在止水阀内设置浮子阀芯，当水流流入止水阀中，在浮力作用下浮子阀芯的浮体上浮，带动与其通过连接杆连接的第一堵头和第二堵头上浮，堵住第一通气孔和第二通气孔，达到闭合止水阀的目的，水流不会进一步流入燃气管道引起管路水堵。但是当止水阀斜向或横向安装时，浮子阀芯的浮力将大大减小，导致阀芯闭合不严，造成泄露，故现有专利的技术方案的安装方式唯一，不够灵活。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种防水堵阀，可以不受安装角度的限制，防止因错接管道导致水进入供气管路而引起的供气中断。

一种防水堵阀，用于设在管道内，包括活塞、支架和固定装置，所述固定装置设有第一通孔，所述固定装置安装在管道内壁，支架安装在固定装置的排气侧，且固定装置与支架之间形成可供活塞活动的空腔；所述支架包括底部和侧壁，所述支架侧壁设有至少一个第二通孔，及底部设有至少一个第三通孔；活塞封堵第三通孔时，管道通过第一通孔和第二通孔连通，活塞封堵第一通孔时，管道封闭。

本实用新型中，当管道正确接通时，根据气流的流向，定义防水堵阀两侧分别为进气侧和排气侧，燃气从防水堵阀进气侧通入时，活塞在气流作用下向支架底部移动，直至活塞完全遮盖住第三通孔，此过程中，气流从位于固定装置上的第一通孔、支架侧壁的第二通孔通过，燃气管道正常供气。

当燃气管道与水管错接时，水流从防水堵阀排气侧流入，水流从第三通孔进入并直接冲击活塞底面，在水流推力的作用下，活塞向右运动，直至活塞到达固定装置开口处，由于固定装置内径小于活塞端面半径，因此，活塞可以完全遮挡住固定装置开口，使水流不能通过固定装置开口进入燃气管道中，避免因燃气管道进水造成供气中断。

其中，活塞的左右移动是依靠两侧的水流和气流的作用力之差来实现，当管路正确接通时，有气流作用，无水流作用，因此，活塞向左移动；当管路错接时，水流和气流同时作用，但由于水流作用力大于气流的作用力，推动活塞向右移动，直至堵住固定装置，因此，无论安装角度如何，一旦管道错接，始终存在水流作用力大于气流作用力，可以实现在不同的安装角度都拥有同样的封堵效果，大大提高防水堵阀安装的适应性。

优选地，所述活塞包括导向杆和固定在导向杆一端的堵头，所述堵头位于空腔内，所述支架底部还设有仅供导向杆穿过的第四通孔，且所述导向杆始终穿过第四通孔。当气流作用在堵头顶面时，推动活塞，使导向杆沿着第四通孔向排气侧运动；当水流作用在堵头底面时，水流在堵头底面的作用力大于气流在堵头顶面处的作用力，因此，其合力使活塞在导向杆的作用下向进气侧运动，直至堵头完全密封固定装置开口，使水流不能通过固定装置进入燃气管道中，避免因燃气管道进水造成供气中断。活塞的运动过程中，导向杆不会脱离第四通孔，导向杆使活塞运动过程中的方向和姿态可控，避免因活塞摆动过大造成闭合不严导致水的泄露。

优选地，所述活塞为球状。球状活塞与支架内壁摩擦阻力小，不易发生卡死，避免活塞闭合不全造成水的泄露；采用球状活塞，支架底部无需设置用于穿设导向杆的第四通孔，支架的结构简单，介质流通阻力小，便于生产与后期维护。

优选地，所述固定装置为固定环。固定环结构简单，便于防水堵阀的组装与维护。

优选地，所述堵头的顶面为圆弧面，在管道内液体倒灌时，顶面配合固定装置密封管道。圆弧面的顶面在防水堵阀正常流通时，将气流导向第二通孔，减小了气流的阻力，从而提高输气的效率。

优选地，所述支架为圆台，圆台与固定装置连接的一侧设有开口。

圆台的腔体用于容纳活塞和提供活塞运动的空间，支架安装于管道内，圆台形支架与管道之间形成流通介质的间隙，且因圆台的结构特点，间隙的大小由支架的开口端向底面的方向逐渐扩大，气流有更大的空间进行流通，减小了气流的阻力，从而提高输气效率。

优选地，所述导向杆横剖面为十字形或多边形。

导向杆的横剖面为十字形，一方面可以减小导向杆与第四通孔的孔壁的接触面积，从而减小活塞移动时的阻力，提高活塞的移动速度，使活塞尽快完成封堵过程；另一方面，十字形结构与第四通孔形成进水通道，增大了活塞受力面积，水流冲击导向杆时，部分水流从进水通道流入冲击堵头的底面，进一步提高活塞的移动速度，保证防水堵阀能及时封堵管道。

优选地，所述第二通孔有三至五个，周向均匀分布于支架侧壁，当水流通过第三通孔冲击活塞封堵第四通孔时，水流从不同方位的第二通孔流入，使作用在堵头底部的水流压力均匀，避免堵头底部局部受力过小，造成水渗漏；当防水堵阀正常流通时，活塞位于支架底部，第三通孔与第四通孔因受到活塞遮盖无法流通气体，气体只能经第二通孔流通，设置多个第二通孔增加了气流流通的路径，使气体的流量增大，从而提高输气的效率；控制第二通孔为三至五个，一方面，要保证支架的结构强度，防止支架疲劳断裂，在支架侧壁上开孔不宜过多；另一方面，为了保证气流顺畅通过，第二通孔数量不宜过少，考虑到防水堵阀的尺寸不大，因此，设置第二通孔数量为三至五个。

优选地，所述第三通孔有三至五个，相对于支架底部呈中心对称分布。

第三通孔相对于支架底部呈中心对称分布，增大堵头底面与水流的接触面积，在相同流速和流量的水流作用下，活塞受力更大，对称分布的第三通孔使水流作用在堵头底面的压力较为均衡，有利于活塞平稳向第一通孔移动，提高封堵管道的速度，为保证支架底部的结构强度，防止支架底部受水流冲击而疲劳断裂，需要控制第三通孔数量不宜过多，因此，设置第三通孔数量为三至五个，还可以简化生产。

优选地，固定装置还包括至少套设于其外侧面的橡胶圈。橡胶圈套设于固定装置的外侧面并与管道内壁过盈配合，可以提高固定装置与管道内壁的密封性，防止水压过大时，水从固定装置和管道连接的缝隙处溢出，进而失去防水堵阀的封堵作用，也能防止在过大的水压冲击下，防水堵阀在管道内产生移动。

为保证防水堵阀的正常工作，各构件的参数需满足以下关系式：

R0>R2>R1>R4>R3；

其中，管道内径半径为R0，固定环内径为R1，堵头顶面半径为R2，导向杆半径为R3，第四通孔半径为R4。

优选地，支架与固定装置为可拆卸连接。

优选地，支架与固定装置为卡扣连接，采用卡扣的固定方式结构简单便于防水堵阀的组装与维护。

优选地，固定装置与管道的内壁为可拆卸连接，便于防水堵阀的安装与拆卸。

优选地，所述活塞由轻质材料制成。

优选地，所述轻质材料为PVC材料。采用轻质材料制造活塞，减小活塞的重量，使活塞在水流的冲击下更加容易移动，进而加快闭合防水堵阀的速度，保证在不同大小的水压下活塞都有很好的封堵效果。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种防水堵阀，具有以下优点：

1.本实用新型采用活塞作为防水堵阀的阀芯，利用防水堵阀两侧的水流和气流的压力差来实现对水流的截止，实现在不同的安装角度下对水流都拥有同样的封堵效果，大大提高防水堵阀安装的适应性；

2.本实用新型支架为圆台状，圆台结构增大与管道间的间隙，气流有更大的空间进行流通，减小气流的阻力，进而提高输气效率；

3.本实用新型设置三至五个相对支架底面中心对称分布的第三通孔，增大堵头活塞底面与水流的接触接水面积，使得活塞受力均匀，且受力面增大，提高封堵管道的速度；

4.本实用新型的活塞由轻质材料制成，减小活塞的重量，使活塞在水流的冲击下更加容易移动，进而加快闭合防水堵阀的速度，保证在不同大小的水压下活塞都有很好的封堵效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的流通状态剖视图；

图2为本实用新型实施例1的封堵状态剖视图；

图3为本实用新型实施例1的A-A剖视图；

图4为本实用新型实施例1的B-B剖视图；

图5为本实用新型实施例1的C-C剖视图；

图6为本实用新型实施例1的D-D剖视图；

图7为本实用新型实施例2的流通状态剖视图；

图8为本实用新型实施例2的封堵状态剖视图；

图9为本实用新型实施例2的A-A剖视图。

附图标记：1.管道；2.活塞；3.支架；4.固定装置；5.第一通孔；6.第二通孔；7.第三通孔；8.第四通孔；9.导向杆；10.堵头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

如图1至6所示，一种防水堵阀，用于设在管道1内，包括活塞2、支架3和固定装置4，所述固定装置4设有第一通孔5，所述固定装置4安装在管道1内壁，支架3安装在固定装置4的排气侧，且固定装置4与支架3之间形成可供活塞2活动的空腔；所述支架3包括底部和侧壁，所述支架3侧壁设有至少一个第二通孔6，及底部设有至少一个第三通孔7；活塞2封堵第三通孔7时，管道1通过第一通孔5和第二通孔6连通，活塞2封堵第一通孔5时，管道1封闭。

所述活塞2包括导向杆9和固定在导向杆9一端的堵头10，所述堵头10位于空腔内，所述支架3底部还设有仅供导向杆9穿过的第四通孔8，且所述导向杆9始终穿过第四通孔8。当气流作用在堵头10顶面时，推动活塞2，使导向杆9沿着第四通孔8向支架3底部运动；当水流作用在堵头10底面时，水流在堵头10底面的作用力大于气流在堵头10顶面处的作用力，因此，其合力使活塞2在导向杆9的作用下向第一通孔5运动，直至堵头10完全密封第四通孔8，使水流不能通过固定装置4进入燃气管道中，避免因燃气管道进水造成供气中断。活塞2的运动过程中，导向杆9不会脱离第四通孔8，使活塞2移动的方向可控，避免因活塞2闭合不严造成水的泄露。

所述固定装置4为固定环。固定环4结构简单，开口面积大，便于防水堵阀的组装与维护。

所述堵头10的顶面为圆弧面，顶面配合固定装置4密封管道1。在管道1内液体倒灌时，顶面配合固定装置4密封管道1。圆弧面的顶面在防水堵阀正常流通时，将气流导向第二通孔6，减小了气流的阻力，从而提高输气的效率。

所述支架3为圆台，圆台与固定装置4连接的一侧设有开口。圆台的腔体用于容纳活塞2和提供活塞2运动的空间，支架3安装于管道1内，圆台形支架与管道1之间形成流通介质的间隙，且因圆台的结构特点，间隙的大小由支架3的开口端向固定装置4排气侧方向逐渐扩大，气流有更大的空间进行流通，减小了气流的阻力，从而提高输气效率。

所述导向杆9横剖面为十字形。导向杆9的横剖面为十字形，一方面可以减小导向杆9与第四通孔8的孔壁的接触面积，从而减小活塞2移动时的阻力，提高活塞2的移动速度，使活塞2尽快完成封堵过程；另一方面，十字形结构与第四通孔8形成进水通道，水流冲击导向杆9时，部分水流从进水通道流入冲击堵头10的底面，从而增大活塞2受力面积，进一步提高活塞2的移动速度，保证防水堵阀能及时封堵管道1。

所述第二通孔6有四个，周向均匀分布于支架3侧壁。当水流通过第三通孔7冲击活塞2封堵第四通孔8时，水流从不同方位的第二通孔6流入，使作用在堵头10底部的水流压力均匀，避免堵头10底部局部受力过小，造成水渗漏；当防水堵阀正常流通时，活塞2位于支架3底部，第三通孔7与第四通孔8因受到活塞2遮盖无法流通气体，气体只能经第二通孔6流通，设置四个第二通孔6增加了气流流通的路径，使气体的流量增大，从而提高输气的效率。

所述第三通孔7有四个，围绕支架3底部中心呈对称分布。第三通孔7相对于支架3底部呈中心对称分布，增大堵头10底面与水流的接触面积，在相同流速和流量的水流作用下，活塞2受力更大，对称分布的第三通孔使水流作用在堵头10底面的压力较为均衡，有利于活塞2平稳向第一通孔移动，提高封堵管道1的速度。

所述固定装置4还包括至少套设于其外侧面的橡胶圈。固定装置还包括至少套设于其外侧面的橡胶圈。橡胶圈套设于固定装置4的外侧面并与管道1内壁过盈配合，可以提高固定装置4与管道1内壁的密封性，防止水压过大时，水从固定装置4和管道1连接的缝隙处溢出，进而失去防水堵阀的封堵作用，也能防止在过大的水压冲击下，防水堵阀在管道内产生移动。

本实施例的工作过程如下：

当管道1正确接通，燃气从防水堵阀进气侧通入时，活塞2在气流作用下，沿着第四通孔7向支架3底部移动，直至活塞2完全遮盖住第三通孔7和第四通孔8，此过程中，气流从位于支架3侧壁的第二通孔6通过，燃气管道正常供气。

当燃气管道与自来水管错接时，水流从防水堵阀排气侧流入，水流从第三通孔6进入并直接冲击活塞2底面，在水流推力的作用下，活塞2向右运动，直至活塞2到达第一通孔5处，由于固定装置4内径小于活塞2端面半径，因此，活塞2可以完全遮挡住第一通孔5，使水流不能通过第一通孔5进入燃气管道中，避免因燃气管道进水造成供气中断。

其中，活塞2的左右移动是依靠两侧的水流和气流的作用力之差来实现，当管道1正确接通时，有气流作用，而无水流作用，因此，活塞2向左移动；当管道1错接时，水流和气流同时作用，但由于水流作用力大于气流的作用力，故推动活塞2向右移动，直至堵住第一通孔5，因此，无论安装角度如何，一旦管道错接，始终存在水流作用力大于气流作用力，可以实现在不同的安装角度都拥有同样的封堵效果，大大提高防水堵阀安装的适应性。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，活塞2为球形。

如图7至9所示，采用球状的活塞2，支架3底部无需设置用于穿设导向杆9的第四通孔8，支架3的结构简单，介质流通阻力小，便于生产与后期维护。球状的活塞2与支架3内壁摩擦阻力小，不易发生卡死，避免活塞闭合不全造成水的泄露。

本实施例的工作过程与实施例1相同，此处不再赘述。

显然，本实用新型虽然以上述实施例公开，但并不是对本实用新型的限定。任何本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，在上述说明的基础上都可以做出可能的变化和修改。因此，本实用新型的保护范围应当以本实用新型的权利要求书所界定的范围为准。