专利名称：用于家禽供水系统的斜坡中和器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体流动系统的压力调节，特别涉及家禽供水系统预先选定的流体压力的保持，不管该环境中是否有水平斜坡。
在农业行业中，家禽供水系统是众所周知的，并且在以前的许多专利中都讲述过。通常，它们被用来向笼中培养系统和地面培养系统中家禽提供水分，有时也将药品和营养物质溶解于水通过它们向家禽提供。家禽供水系统常常包括绕整个家禽室内部布置的液体输送管道。独立的饮水器，比如美国专利4,637,345和5,193,485中所述的喷嘴式饮水器，被联接到液体运输管道中以便家禽在需要时可以饮用到水。这些运输管道联接到有压力的液体源。
为了减少泄漏和确保喷嘴式饮水器有效地工作，常常必须仔细地调节运输管道中的流体压力。此外，在家禽室中所使用的流体压力常常是非常低的，只有几英寸的水压压头。众所周知如此低的压力使得阀和流体系统中部件表现出与普遍或更高压力下不同的功能特性。以前曾有人提出在运输管道和外部液体进口之间安装液体压力调节器以便降低运输管道中所加流体的压力和补偿流体供压变化。在转让给本申请的受让人的美国专利4,344,456中给出了这种流体压力调节器的实例。
但是，在家禽室内部，特别是在地面家禽饲养系统中，在上述的压力调节器下游的输送管道中流体压力可能会产生变化。这种变化部分地发生在家禽室地面有明显的斜坡情形下。在建造在不平地面的房屋内，这种斜坡并非不常见。请记住家禽室通常有数百英尺长，即使地面有很小角度的斜坡也会在沿家禽室长度方向产生几英尺的流体压力变化。在其它非类似式的流体系统中，几英尺的流体压力变化很难注意得到。但是在家禽室中，这种超压会产生不良的情况，比如由于将液体从立管另一端压出使得溅湿了地面，且/或干扰了喷嘴式饮水器的正常工作，使得饮水器难以开启，或者需要提供太多的液体才能开启。这些情况对家禽生产具有有害的作用。
流体流量的变化可能也会引起压力变化。在不同的时间内，比如在喂食或在热天里，室内家禽会通过喷嘴式饮水器消耗大量的水。但是，在喂食间隔期和阴凉的天气里，由输送管道进入喷嘴式饮水器的流体流量会小得多。
通常希望输送管道内流体压力保持基本不变，比如在输送管道整个长度上，不管室内坡度和流体流量的大小，压力为4英寸左右。以前有许多装置曾安装到输送管中试图达到上述的压力要求。例如，曾有人提出沿流体供压调节器下游的每根输送管道按空间间隔安装上述的流体压力调节器。虽然在低流量或流量为零时，这些压力调节器能保证良好的封闭性，但是在压力大小改变和在大流量间隔期的充运时需要进行逐个调节。在特定的家禽室里，给定输送管的长度和如此使用的压力调节器的数量，这种调节会是一件耗时的工作。而且，这种流体调节器比将要优选的要更昂贵，装配和保养更复杂。
作为一种选择，有人曾提出沿每个输送管道按空间间隔安装一系列的偏压弹簧止回阀。例如，按上述方法来使用柱塞式阀，该阀包括一个与液体流向水平对准的弹簧，安装该弹簧目的是促使一个阀元件向上游运动与一个可压缩的橡胶阀座闭合。如果弹簧保持恒定的压力，这种阀能够根据每个阀中的偏压弹簧的不同压力自动调节流体压力。但是，这种阀在低流量或流量为零时，有泄露的倾向。即使是缓慢的泄露，在整个管道的长度上累加起来也很大。因而，流体压力不能保持在期望值上。出现这种泄露的一个原因是，所用来偏压阀的弹簧弹力必须足够小，例如在水流要求的4英寸流体压力下使阀保持开启，但是当没有水流时，弹力太小不能使阀部件足以压紧在阀座上。替用弹力大的弹簧可以在没有水流时保持较好的密封，但是使得阀部件对开启阀的流体压力改变不敏感。并且，这种阀易于因所进入所提供的流体并流过输送管道的碎屑而卡住和阻塞。
因此，本发明的一个目的就是提供一个改进的家禽供水系统。其它的目的包括a．一种自动中和通过家禽室地面斜坡而引入家禽供水系统压力的可靠方法。
b．一种并不昂贵的液体压力补偿装置，它可作用于包括零流量在内的液体流量范围，c．一种在低流量或零流量下不易于泄露的用于家禽供水系统的压力调节装置，d．一种自动调节输入流体压力和速度的减压机，目的在于保持预先确定的下游液体压力，和e．一种对流体中碎屑不敏感的减压机构。
本发明的上述和其它目的在安装有一系列的压力中和室的家禽供水系统中实现，每个中和室带有至少一个直立的、重力偏压的止回阀，它们沿液体输送管道按空间间隔安装，目的在于把液流压力保持在预先选定的范围内。每个止回阀包含有一个圆锥状或渐渐增大的阀出口孔。可以安装压重元件来进一步偏压球阀使其向上游闭合。所选用的每个阀的球状元件可以在流体流经时进行转动以便产生局部紊流冲散流体中的碎屑。最好是，在每个中和室内平行安装多个球阀。同时，有利的是，每个球阀的构造使得开启压力大于保持开启状态的压力。
本领域的技术人员在参照下列附图和详细说明时一定能明确发本发明的其它目的、优点和新颖之处。
图1用示意图的方式显示一种使用本发明最佳实施例的家禽供水系统的一个局部。
图2显示了一个本发明的压力中和室的侧视分解装配放大图。
图3显示了图2中沿线2-2的压力中和室装配侧视剖面图。
图4显示了图3中压力中和室的顶视图。
图5显示了图3中压力中和室沿下游末端看去的端视图。
图6显示了图3中阀座装配进一步放大后的局部剖视图。
图1图解了一种家禽供水系统10，它至少部分带有一个液体输送管或供给管12，通过压力从液体源13导流液体；一个连接在管道入口处的压力调节器14，优先选用美国专利4,344,456中所阐述由印第安那州Middlebury的ziggity Systems公司生产的类型。调节器14的输出口联接到通往家禽处的液体输送管或供给管16。喷嘴式饮水器18按传统方式沿供给管16依空间间隔安装。支持管20经过吊索安装在家禽室。供给管16用固定夹24在家禽室地面上方预定的位置固定到该管上。这些特点从本质上讲都是传统的。
供给管16由一系列的输送管或管道区段联接而成，它们沿家禽室内长度方向分布，通常沿纵轴28方向。在实际的实施例中，许多这样的供应管常常空间上分开，平行穿过家禽室的内部宽度方向分布。本发明中，压力中和室30沿供给管在预先选定、空间上分开的地方联接到供给管16的一些区段。这些位置根据斜坡压力大小选定，每个中和室设计成自动中和的。
每个中和室30带有联接到供给管16上游区的入口32和联接到供给管16下游区的出口34。至少一个，最好为两个球阀组件36安装在每个中和室30内。例如，这些组件竖直安装并相互平行以便每个组件的阀入口38引导液体流沿径向流出并从轴线28向上进入阀组件。每个阀组件36包含有一个阀座元件40，球体元件50，如果想要的话在某些实施例中还有一个压重元件60。每个室30包含有一个可拆除的顶部元件70，该元件用传统的紧固零件固定到室体72上，比如把螺钉73穿过凸台74。在顶部部件70和室体72之间的圆周凹槽78内最好安装O形密封圈76。室30最好用塑料模压制造。
相反，阀座元件40，球体元件50和压重件60最好用金属材料制造，比如不锈钢。在每个中和室之间液体保持4英寸压降的实施例中，球体元件50最好是直径约为7/16英寸的球。例如，阀座元件40做成金属环或带有一个沿纵向轴线42穿过的通道的金属盘。阀入口38穿过阀座元件40的通道。最好阀座元件40做成可从ziggity Systems公司获得的类似于在喷嘴式饮水器中使用的阀座。
锥孔件43的一个纵轴端向上，下部在阀组件36内且紧靠在阀座元件40上安装。通过这样安装，锥孔件43除了可以行使补偿液体压力变化的主要功能外还可以确定地对阀座元件40定位和卡紧，当阀处于打开状态时，更是如此。锥孔件43最好做成一个通常的空心的柱面体，沿纵向轴线42定位并具有一个第一截锥面44，与轴线42倾角为A；邻近截锥面44，经过后退面45并延伸到阀组件36的出口，锥孔元件43形成第二截锥面46，它与轴线42倾角为B。角度B最好大于A。截锥面44和46用于形成一个由阀座元件通往中和室30出口的逐渐增大的孔或液体流通道。在本实施例中锥孔件43显示为终止于紧邻于项部构件70的通常水平端面48。
球体件50安装在锥孔件43中以密封阀座元件40。重力促使它向下靠近阀入口38。在那些希望经过中和室30有一个相当大压降又不改变中和室大小或它的组件的实施例中，压重件60最好安装在球体元件50上作为一个增加物来进一步借助重力把它推向阀入口38并且和阀座元件40贴合。在这种方式中，球体元件50受益于来自一个更大的球体的同样的偏压力，但这应以组件构造紧凑又满足标准化为前提。在特别优选的实施例中，压重件60通常是一个具有锥断面的盘形元件。压重件60最好包括有倾角的周边62，而下边有一个用来接纳和固定球状元件50的中心面凹槽64。球状元件50和压重件60这样构造目的是当液体流经阀入口38和绕流球体元件50时使得球体元件50转动。
在特别优选的实施例中，锥孔件43又做成在其侧面带有许多槽80。例如，这些槽带有有倾斜面的82，且呈V形。因而，如果末端面48与顶部件70不接触，那么，流体由锥孔件43经槽80或末端面48导入中和室30的凹槽84。在后一种情形，液体流经路径再一次改变，这次事实上是与轴线42相垂直。从凹槽84，流体可以流经节流口86进入出口34。
通过中和室30获得的压力大小的直观显示由从顶部件70的连接管89延伸的透明塑料立管88所提供。可以用传统方式在管88内安装一个浮球在可测定的程度内指示液面。顶部件70最好还有一个托架区90用来配合安装部分支持管20并且支持管可靠地固定中和室30。
在使用中，重量施加在球体元件50上的偏压力会自动地按预先设定的程度抵消由家禽室内地面斜坡造成供应管16内升高的压力。由截锥面44,46和斜面82形成的孔件的渐扩开口会补偿在液体需求量大时大流量造成的液体压力变化和在阀开启时显著的初始压力峰值。当流量为零时，球体元件50靠阀座在座元件40上以关闭液体流。关闭后，由于阀元件承受上游液体压力的受压面减小使得重新开启时作用在球元件50上的压力需要大于有稳定流量时保持它在开启位置时的压力。因而，可以获得可靠密封以免液体经中和室30泄露。另外，很明显由于形成局部紊流，液体流造成球元件50转动会冲散进入液体中的碎屑。
虽然本发明的这些实施例已在上述中详细阐述，但是这些仅借助于图表和实例。本领域的技术人员将会认识到经过各种修改都能实现本发明的其它实施例。例如，如果材料特性的优化显得并不重要时，阀座元件40和锥孔件43就可以做成一个元件。同样，在压重件60沿垂直方向比水平方向移动更显著时，后退面45就可以去掉。因此本发明的精神和范围只由随后的权利要求书限定。
权利要求
1．一种保持液体管道中预先确定的液体压力大小的装置，其特征在于包括根据液体管道坡度和流经管道的液体流量，包括流量为零，来自动调节液体管道内液体压力且安装在液体管道上的阀装置。
2．根据权利要求1的装置，其中在所说的阀装置内装备有附加装置来冲散液体管道中液体所携带的碎屑。
3．根据权利要求1的装置，其中作用在阀装置上的重力偏压所说的阀装置使之关闭液体管道中液体流并且装有作用于阀装置的附加压重装置来增加倾向于关闭的重力偏压。
4．一种液体压力控制装置，其特征在于包括一个带有液体入口和出口的中和室，一个安装在该室内用来控制入口和出口之间液体压力的球阀组件，所说的球阀组件带有一个球体元件、一个阀座元件和一个锥孔件，所说的阀座元件制成用来接纳所说的球体元件并设定一个球体元件能贴靠的密封面，和所说的锥孔件制成用来设定一个供液体从所说的阀座元件流向出口的渐扩孔。
5．根据权利要求4的装置，其中锥孔件包括一个沿纵轴向通常的空心柱体，其一端邻近座元件设定一个与轴线成第一角度的第一锥面，其另一端处于沿液体流的下端设定一个与轴线成第二角度的第二锥面，第一角度小于第二角度。
6．根据权利要求4的装置，其中在室内相对于球体元件安装有一个压重件用来驱使球元件向密封元件运动。
7．根据权利要求6的装置，其中所说的中和室包括把压重件相对于球体元件保持在预定位置的装置，压重件包括一个内凹槽用以接纳球体元件的一部分，这种布置使得球体元件能根据流经球体元件的液体流相应地转动。
8．根据权利要求7的装置，其中所说的压重装置包括有一个园体外面，园体外面的形状使得孔能逐渐增大。
9．根据权利要求6的装置，其中所说的中和室包括多个球阀组件，其数量根据进出口之间所希望的压降值确定。
10．一种家禽供水系统，其特征在于包括一个流体源，一条液体供应管道，一个安装在液体源和供应管道间用来根据来自液体源的液体压力变化调节提供到供应管道中液体压力的压力调节装置，和许多联接到供应管上根据家禽对液体的需求为家禽提供液体的饮水器，还包括一个联接到供应管上根据供应管斜度和管道中液体流量，包括流量为零时，自动调节供应管中液体压力的装置。
11．根据权利要求10的系统，其中供应管包括许多互联的管道区段和许多安装在管道区段间具有分离的降压单元自动调节供应管中液体压力的装置。
12．根据权利要求10的系统，其中自动调节供应管中液体压力的装置包括至少一个竖直安装成靠重力偏压关闭流经供应管的液体的球阀装置。
13．根据权利要求12的系统，其中附加压重装置联接到球阀装置上以用来提供关闭供应管中液体流的附加重力偏压力。
14．根据权利要求13的系统，其中球阀装置包括一个朝向供应管下游方向的孔开口，所说的孔具有沿供应管下流方向液体流通面积增大的特点。
15．根据权利要求12的系统，其中在指示装置联接到球阀装置的下游装置上用来提供供应管中液体压力的视在指示。
16．根据权利要求12的系统，其中包括联接到供应管的支撑件和自动调节液体压力的装置，该调节装置有相对于支撑件可靠地定位的装置。
17．一种在有下坡和不同流量的液体管道的全长范围内保持预先设定的液体压降的方法，其特征在在于包括如下步骤首先将进入到液体压力调整为基本恒定的输入压力，然后通过沿液体管道长度方向安装一系列的重力偏压阀件来调节由斜坡造成的液体管道中的压力升高。
18．根据权利要求17的方法，其中液体管道中不同流量对液体压产生的影响通过使用引自沿液体管道下游方向流量面积增大的阀件的孔来抵消。
19．根据权利要求18的方法，其中在阀件所调节的压力升高量通过选择阀件内部平行排列靠重力偏压的阀元件数量来实现。
20．根据权利要求19的方法，其中阀件应这样构造，打开阀元件所需的液体压力大于保持阀元件处于与阀座分开状态的液体压力。
全文摘要
一种家禽供水系统,该系统沿家禽室内液体输送管道长度方向按空间间隔安装一系列的压力中和室以便保持预先选定的液体压力范围。每个中和室包括至少一个带有阀出口孔渐扩的重力偏压球阀。可以安装压重元件进一步使球阀向上游偏压闭合。所选用的阀的球体元件可以根据流经它的液体流转动来形成局部紊流以便冲散进入液体中的碎屑。最好在每个中和室内平行安装多个球阀。此外,每个球阀构造成为开启压力大于保持其处于打开状态的压力更为有利。
文档编号A01K39/00GK1214199SQ9812087
公开日1999年4月21日 申请日期1998年9月30日 优先权日1997年9月30日
发明者提莫斯·A·波尔德里基, 凯斯西·A·提斯 申请人:兹基提系统公司