专利名称：回流防止器的制作方法
技术领域：
0001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：
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。
图1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2为示出了用在图1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1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6为用在图1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1中所示的回流防止器中的第二止回阀的纵向剖视
图8为本发明第二实施例的阀元件的纵向剖^L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的内螺紋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。
00191在此解释止回阀1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的内螺紋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。
00201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通过螺紋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。
0021]图2示出了止回阀1处于关闭位置，举例来说，就是当止 回阀1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l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。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，如上所迷，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側的水压相等。应当注意 到，当阀元件22的岡开度为百分之百时，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。
0028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，优逸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。
0029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。
|0030]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。
0031所示的中间室IOO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 具有分别与笫一止回阀1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 IIO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。
[0032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具有圆形橫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 端部上的外螺紋120a。分隔部件118通过将外螺紋120a与形成于分 隔装配部分115的上端部上的内螺紋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。
10033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。
00341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和垫圏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的上端部通过螺紋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I",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。
00351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1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。
0036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1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1 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1的 弹簧61设计成使得在第一止回阀1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。
[00371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l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l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。[0038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1 相同的基本配置，并且以与第一止回阀l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1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。
[0039J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1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1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1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笫一止回阀1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1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Sla没有设置与第一止回阀1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，包括第一止回阀；第二止回阀；中间室，其设置在所述第一止回阀和所述第二止回阀之间；泄压阀，其设置在所述中间室中；所述第一止回阀包括第一壳体，其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，其设置在所述第一流路中，所述第一阀元件至少部分地在所述第一流路中能移动地定位，以便所述第一阀元件的一端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，其朝向所述第一阀座推压所述第一阀元件；背压室，其一端能移动地接收所述第一阀元件的至少一部分；窄流路部分，其位于所述第一阀元件抵靠所述第一阀座的位置的下游，对应于所述第一阀元件从所述第一阀座上移开和坐靠在所述第一阀座上，所述窄流路部分的上游端部与所述第一流路的上游侧形成连通和与所述第一流路的上游侧断开连通，所述窄流路部分的下游端部始终与所述第一流路的下游侧连通；以及连通通道，其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，其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，其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，其将所述泄压阀元件推离所述泄压阀座；以及压差施加机构，其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1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，其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，其连接所述受压可移动部件和所述泄压岡元件，以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。
3. 根据权利要求2所述的减压回流防止器，其中所述压力室为所 述中间室的一部分。
4. 根据权利要求2或3所述的减压回流防止器，还包括 高压侧连通管道，其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；以及低压側连通管道，其在所述低压室和所述窄流路部分之间提供流 体连通。
5. 根据权利要求4所述的减压回流防止器，其中所述低压室通过 所述背压室与所述窄流路部分连通。
6. 根据权利要求1至5中任一个所述的减压回流防止器，其中所 述第一止回阀还包括扩散流路部分，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。
7. 根据权利要求6所述的减压回流防止器，其中所述第一止回阀 还包括恒定流路部分，其与所述扩散流路部分的下游側端部邻接，所述 恒定流路部分具有恒定的流路面积。
8. 根据权利要求1至7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，其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，其设置在所述第二流路中，所述第二阀元件至少部 分地在所述第二流路中能移动地定位，从而所述第二阀元件的一端选 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，其朝向所述第二阀座推压所述第二阀元件； 第二背压室，其一端能移动地接收所述第二阀元件的至少一部分； 窄流路部分，其位于所述第二阀元件抵靠所述第二阀座的位置的 下游，对应于所述第二阀元件从所述第二阀座上移开和坐靠在所述第 二阀座上，所述窄流路部分的一端与所述第二流路的上游侧形成连通 和与所述第二流路的上游侧断开连通，所述窄流路部分的另一端始终 与所述第二流路的下游侧连通；以及连通通道，其在所述窄流路部分和所述第二背压室之间提供流体 连通。
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F17D5/00GK101576193SQ200910140569
公开日2009年11月11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