专利名称：用于排放液体介质的阀门结构及控制阀门结构的方法
用于排放液体介质的阀门结构及控制阀门结构的方法技术领域
本发明是关于一种用于排放液体介质的阀门结构，包括一个流入口、一个流出口、 一个安装位置布置在流入口和流出口之间的可控防直通阀和一个用于开启和关闭液体介质通道的防直通阀的控制装置。
本发明的另一个方面是关于一种用于排放液体介质的阀门结构，包括一个流入口、一个流出口、一个安装位置布置在流入口和流出口之间的防回流阀，它带一个回流入口、一个回流出口和一个从回流入口朝向回流出口并在该方向上逐渐变窄、两侧有挡壁、用弹性材料制成的扁平流嘴。
此外，该发明还关于一个用于控制阀门结构的方法，包括以下步骤开启用于排放液体介质的防直通阀和关闭防直通阀。
背景技术：
采用本文开头提到的阀门结构和控制阀门结构的方法，是为了排放液体介质，例如废水或洗涤水。待排放的液体介质可以是诸如与被肥皂溶解的污物，例如漂浮物混合在一起的洗涤水或废水。待排放的液体介质也可以是例如洁净的洗涤水。排放的典型方式是从一个产生待排放液体介质的装置中排出，例如从冲洗槽或小便器中。在本文开头提到的阀门结构和控制方法的这类应用领域里，待排放的液体介质的典型特征是不持续产生，而只在使用装置时非持续产生，而且根据使用的不同而产生不同的量。在使用之后接下来的一段时间里，没有液体介质需要从这类装置中排出。该时间段一直持续至下次使用并且重新有待排放的液体介质产生时。缺点是，取决于待排放的液体介质，特别是涉及小便器时， 对使用者可能会产生一种明显的异味。发明内容
因此，本发明的任务是提供一种阀门结构和阀门结构的控制方法，以改进或避免该缺点。
根据本发明，该任务通过一种用于排放液体介质的阀门结构得到解决。它包括一个流入口、一个流出口、一个安装位置布置在流入口和流出口之间的可控防直通阀和一个用于开启和关闭液体介质通道的防直通阀的控制装置。其特点是一个安装位置在流入口和流出口之间、在重力方向上基本上布置在防直通阀上方的防回流阀，它带一个在重力方向上基本上朝下的回流出口。它的另一个特点是，控制装置设计得能够以如下方式关闭防直通阀，即待排放的介质的残留部分在重力方向基本上在防直通阀的上方形成一个闭锁层， 其表面在重力方向上基本上布置在防回流阀的回流出口的上方。
根据本发明，阀门结构有一个流入口和一个流出口，在安装位置方面，流出口最好在重力方向上基本上布置在流入口的下方。两者之间是一个用控制装置可以控制的防直通阀，该阀门可以关闭和开启液体介质通过防直通阀的流通通道。
其典型工作方式是，当装置被使用并产生应通过阀门结构排放的液体介质时，防直通阀由控制装置开启。接下来，当没有液体介质产生时，阀门结构的防直通阀最好由控制装置关闭。当未产生须排放的液体介质时，特别是在可能出现压力波动的环境条件下，在应用本发明的阀门结构时，防直通阀的关闭非常有益。这类应用领域的一个例子是在火车的液体排放管道中应用阀门结构。这类液体排放管道将液体介质从一个与外部环境相比经过减压的空间中排放到外部环境中。在此，减压空间的例子可以是一节高速列车车厢，典型情况是，该车厢在驶入隧道时或与其它列车交会时短暂产生与外部环境的压力差。例如，当外部环境与减压空间相比出现超压时，就会发生待排放的液体介质被冲回减压空间的可能， 或当减压空间与外部环境相比出现超压时，就有可能发生抽吸效应。因此，当不使用产生待排放液体介质的装置时，最好关闭防直通阀。
为了进一步改善回冲的安全性，本发明配置了一个防回流阀。它同样布置在阀门结构的流入口和流出口之间，在安装位置上仍然在重力方向上基本上位于防直通阀的上方。这样就产生了一个优点即使由于压力冲击通过防直通阀产生了回冲现象，或当防直通阀上方仍然存在液体介质时，介质在通过防回流阀回冲时会受到阀门结构的流入口的阻挡。防回流阀有一个回流出口，该出口的安装位置在重力方向上基本上朝下。
根据本发明，控制装置是这样设计的，即在待排放介质的残留部分通过防直通阀之前，防直通阀即关闭。通过这种方式，待排放的介质的残留部分在重力方向上基本上滞留在防直通阀的上方，并在那里形成一个闭锁层。例如，在将本发明的阀门结构应用于小便器时，特别倾向于待排放介质的残留部分由尾流洗涤水构成-最好是洁净的。
在此，控制装置可以这样配置，即根据待排放介质的量和/或根据为介质排放规定的时间来控制防直通阀。例如，控制装置也可以这样配置，即防直通阀关闭时产生一个信号，该信号起到将后续待排放的介质限定在相当于残留部分的量的作用，例如通过闭锁输入管道的方式。
在此，残留部分最好这样来确定，即通过残留部分而形成的闭锁层在重力方向上基本上扩大到防回流阀的回流出口深入闭锁层或者说浸入其中的程度。在此，必须把闭锁层理解为三维容量，它在重力的作用下在已闭锁的防直通阀上方构成待排放液体介质的残留部分。
这样，当防直通阀处于闭锁状态时，防回流阀的回流出口就处于由待排放液体介质的残留部分形成的三维闭锁层之内。这样，闭锁层上方的空气就不能通过回流出口进入到防回流阀内。在此，作为残留部分的尾流最好尽可能地采用洁净的洗涤水，以进一步减轻异味。
在此，本发明基于以下认识，即异味特别是由来自阀门结构通过防直通阀的空气产生的，或通过一条位于阀门结构的流出口后面的排放管而倒流回来的。通过将防回流阀的回流出口浸没到闭锁层里的方式，就可以在结构上以简单的方式阻止有异味的空气的倒流。
另一个优点是，本发明中的阀门结构构成一个特别紧凑的组合部件。在这一组合部件中，防直通阀和防回流阀相互之间首先不存在大的间隙，而且防回流阀的回流出口布置在靠近防直通阀的地方，因此形成闭锁层的待排放介质的残留部分能够保持到很少。液体介质的残留部分最好相当于大约20至50毫升，特别是在30至40毫升之间。
此外，本发明中的阀门结构的紧凑构造还有如下优点，即可以方便快捷地进行更换，例如为了维护或维修目的。特别在诸如火车这样的应用领域，这一点特别有好处，因为较长的维护或维修工作也意味着相应的火车停驶或者说停运时间。通过简便快捷地将整个存在缺陷的或须维护的阀门结构更新的方式，可以最大限度地缩短停驶或者说停运时间。
通过以下方式，该发明可以得到进一步拓展，即防回流阀包括一个回流入口、一个从回流入口朝向回流出口、并在该方向上逐渐变窄、两侧有挡壁、用弹性材料制成的扁平流嘴、一个布置在防回流阀的回流入口或流入口处的可通过流体的保险元件。
防回流阀的回流入口最好在重力方向上基本上布置在防回流阀的回流出口上方。 根据这一点，防回流阀的扁平流嘴最好基本上从上到下逐渐变窄。在重力的作用下，防回流阀允许待排放的液体介质从回流入口流向回流出口。为此目的，扁平流嘴在其内部首先在回流入口和回流出口之间有一个通道。此外，扁平流嘴的两侧挡壁被首先做了这样的预应力处理，以致于当没有介质通过回流入口流入到防回流阀时，或当从回流出口过来的介质遇到防回流阀时，两侧挡壁在第一位置至少分段相互压紧，因此，防回流阀的通道至少分段关闭。两侧挡壁还被做了这样的预应力处理，当介质通过回流入口流入到防回流阀时，其在第二位置至少分段相互分离，从而使防回流阀的通道至少部分开启。这种防回流阀优先采用鸭嘴阀。
在优先考虑的拓展中，在防回流阀的入口一侧，即在防回流阀的回流入口或阀门结构的流入口处(在此，防回流阀的回流入口可能与阀门结构的流入口一致)，布置了一个可通过流体的保险元件。保险元件的作用是，允许待排放的液体介质流入到防回流阀的回流入口。但是，保险元件的优先构造仍然是这样的异物、固状物或类似物品，特别是一定尺寸的这类物品不得穿过保险元件，以便通过保险元件阻止其流入到防回流阀中。这一点有好处，因为与液体介质一起流入到防回流阀的异物或固状物可能会卡在逐渐变窄的扁平流嘴的两侧挡壁之间，并以这种方式-除了堵塞阀门结构之外，导致防回流阀不能正确关闭， 从而同样可能会导致由回流空气引起的更浓的异味。这样，保险元件就阻止了异物或固状物侵入到阀门结构的可能性。通过这种方式，阀门结构的异味得到进一步减轻。
此外，在扁平流嘴的侧壁由于压力冲击而卷曲的情况下，保险元件被作为侧壁的挡块优先布置在从回流出口朝向回流入口的位置。这种拓展形式可以防止在出现压力冲击时，例如当高速行驶的列车车厢与外部环境之间出现短暂的压力差时，扁平流嘴的侧壁从回流出口处大幅度翻卷，以致于防回流阀持续翻卷。通过配置保险元件的方式，侧壁只能翻卷到保险元件处，因为保险元件对侧壁首先构成一个挡块。这样，保险元件就确保了侧壁在经过压力冲击导致的翻卷和冲撞保险元件后，由于其弹性以及另外首先是由于其预应力又重新回到其起始位置。这一点有好处，因为压力冲击导致的侧壁的持续翻卷否则会导致防回流阀丧失其防止液体介质从回流出口向回流入口回流的性能。此外，翻卷的防回流阀会使异味明显增强。另一个坏处是，处于翻卷位置的防回流阀可能会阻挡所希望的待排放介质从流入口到流出口的流动，以致于待排放的介质可能会以不利的方式汇聚在防回流阀的上方。因此，保险元件的作用首先是保证因受到压力冲击而翻卷的侧壁重新回复到初始位置，从而减少翻卷带来的不利之处。
该发明可以以如下方式进行拓展，即把保险元件配置为片状滤网，并最好与回流入口或流入口牢固地连接在一起。
保险元件在结构上可以以特别简单和优先考虑的方式采用滤网，其横截面与回流入口和/或流入口的横截面相匹配，最好制成片状或球断面形状。此外，最好将保险元件与回流入口或流入口牢固地连接在一起，从而防止保险元件从回流入口或流入口无意松脱。 此外，通过固定连接，可以实现对保险元件作为紧凑阀门结构的一部分简便快捷地进行更换。
该发明最好通过一个释放待排放液体介质的冲洗装置进行拓展。
冲洗装置的安装位置最好在重力方向上基本上配置在防回流阀的上方，其功能是释放待排放液体介质，首选洗涤水。洗涤水的作用包括稀释其它待排放液体介质，例如小便器里的尿液，和冲洗阀门结构。冲洗装置释放待排放液体介质最好用一个控制装置进行调节，配备该控制装置是为了开启或关闭释放介质的冲洗装置。这一过程最好通过一个布置在冲洗装置中的阀门来进行，该阀门可以开启或关闭释放液体介质的冲洗装置。该冲洗装置的阀门最好可以通过冲洗装置的控制装置来控制。控制冲洗装置的控制装置最好与控制防直通阀的控制装置相同，或与后者结合在一起。优先考虑为冲洗装置和防直通阀采用中央共用电子控制。控制最好通过一个软件来进行。此外，控制最好通过规定相互协调的时间间隔的方式来进行，在该时间间隔内，防直通阀开启或关闭，在该时间间隔内冲洗装置释放介质或不释放介质。当防直通阀已经关闭时，冲洗装置仍然释放介质的时间间隔的确定方法是，首先根据流量或流体压力以确保释放相当于残留部分的量的介质。
此外，控制装置的优先配置方式是这样的，即防直通阀按标准处于关闭状态，待排放介质的残留部分位于防直通阀的上方。只有当(进一步)待排放介质产生时，防直通阀才打开。通过这种方式，异味得到进一步减轻。
该发明最好以以下方式进一步拓展，即配置冲洗装置，在防直通阀闭锁后释放相当于残留部分的量的介质。
根据本拓展形式，冲洗装置或用于控制冲洗装置释放液体介质的控制装置这样配置在防直通阀闭锁之后冲洗装置仍然释放液体介质。在此，防直通阀闭锁之后冲洗装置释放的介质的量相当于构成闭锁层的残留部分。这种方式确保了在防直通阀关闭后有足够的液体介质尾流流出。该尾流不能通过防直通阀，而是汇聚在已关闭的防直通阀上方，形成闭锁层。该闭锁层的作用是使防回流阀的回流出口浸没在闭锁层中，从而减轻异味。
本发明最好可以以以下方式进行拓展即配置冲洗装置，在防直通阀闭锁之后以一定的闭锁时间间隔释放液体介质。在此，确定闭锁时间间隔的优先标准是，在闭锁时间间隔内添加的介质量相当于残留部分。
此外，作为替代项，冲洗装置或控制冲洗装置释放液体介质的控制装置还可以这样配置，即当防直通阀闭锁后，在一个闭锁时间间隔段内继续由冲洗装置释放液体介质。在此，优先选择方案是，闭锁时间间隔的长短与冲洗装置释放相当于残留部分液体介质的时间段相符。
基于此，冲洗装置或冲洗装置的控制装置如此配置，即在防直通阀闭锁之后由冲洗装置释放液体介质按如下方式控制，即确保在闭锁的防直通阀上方形成的闭锁层相当于残留部分，从而进一步确保防回流阀的回流出口浸没在闭锁层中，以保证减轻异味的效果。
此外，冲洗装置或冲洗装置的控制装置优先设计为接收表明防直通阀已经闭锁的信号。然后，依据该信号控制防直通阀闭锁之后须释放的介质的量。
此外，该发明可以通过配置一个介质释放传感器进行拓展。该传感器用来探测在防直通阀闭锁之后冲洗装置释放了相当于待排放介质的残留部分的量的介质。
例如，介质释放传感器可以是一个布置在冲洗装置内部或旁边的流量传感器，它探测通过冲洗装置或一条与冲洗装置相连的管道的液体介质的流量。
该拓展形式有如下优点，即由冲洗装置释放的液体介质的量可以被探测到，因此， 在防直通阀闭锁后，当流量达到相当于残留部分的量之后，可以防止冲洗装置继续释放液体介质。
该发明最好继续通过一个残留部分传感器进行拓展。该传感器用来探测相当于待排放介质的残留部分的量的介质汇聚在已闭锁的防直通阀上方。
作为介质释放传感器的替代选项或额外选项，本拓展形式还配置了一个残留部分传感器。该传感器用来探测闭锁层达到了一定的、相当于残留部分的量。例如，该残留部分传感器可以作为液体传感器布置在防直通阀上方，最好也接近防回流阀的回流出口的上方。通过这种方式，残留部分传感器可以探测到闭锁层在闭锁的防直通阀上方达到了某一液位，该液位高于防回流阀的回流出口。
接下来，优先配置了残留部分传感器或介质释放传感器和残留部分传感器，以便在释放了相当于残留部分的量的介质时，或在已闭锁的防直通阀的上方汇聚了与此等量的介质时产生一个信号。接下来还优先配置了一个或多个控制装置，以接收残留部分传感器和/或介质释放传感器的相应信号，并根据该信号来控制冲洗装置液体介质的释放。
通过配置一个溢流传感器，最好对本发明进行进一步拓展，该传感器用来探测防回流阀上方汇聚了介质，并最好进一步设定在这种情况下生成一个信号。最好对控制装置进行如下设定当介质汇聚在防回流阀上方时打开防直通阀。在此，控制装置优先设定为接收溢流传感器的相应信号。
当(更多的)待排放介质产生，但防直通阀尚处于关闭状态时，介质尤其会汇聚在防回流阀的上方。首选的拓展形式以有利的方式实现了如下功能当关闭的防直通阀上方汇聚的待排放的介质多到介质也汇聚在防回流阀的上面，溢流传感器探测到了这一点时， 防直通阀就开启。通过这种方式，待排放介质可以通过开启的防直通阀排出去。此外，这样还可以确保只有当产生待排放介质时防直通阀才打开。在其它情况下它保持关闭，以减轻异味。
此外，优先将溢流传感器基本上布置在防回流阀的上方。特别首选将溢流传感器的安装位置安排在水槽排水口下方。通过这种方式，可以防止待排放介质在水槽(例如洗涤槽或小便器)中汇聚。
本发明还可以进一步通过以下方式进行拓展将防直通阀做成一个软管阀，包括一个软管阀壳体、一个直通入口、一个直通出口和一个位于直通入口和直通出口之间在软管阀壳体内延伸的用弹性材料制成的介质传输通道。在此，在介质传输通道和软管阀壳体之间的防直通阀区域按如下方式设计了一个充气间隙，当在充气间隙中形成的气压超过介质传输通道中的气压时，介质传输通道至少分段压紧在一起，从而关闭防直通阀。该设计方式的另一个特点是一个闭锁装置，它的功能是将充气间隙中形成的气压保持在介质传输通道中的气压水平之上。
在这一优先考虑的拓展形式中，防直通阀被制成软管阀，该软管阀可以以气动方式开启和闭锁。防直通阀的这种设计方式特别是在开头提到的应用领域有好处。特别是在高速列车上应用气动控制的软管阀时，当火车停车时和液体排放系统的压力下降时，可能会发生软管阀打开的情况。因此，配置一个使软管阀即使在不利的压力情况下也保持关闭的闭锁装置就有好处。通过这种方式，可以确保即使在不利的压力情况下或在火车停车时也能够持续地减轻异味。
在另一个拓展形式中，阀门结构的特点是有一个用来为阀门结构、特别是防回流阀排气的排气装置。在此，排气装置最好包括一条带第一端口和第二端口的排气管。在此， 第一端口与防回流阀，特别是与防回流阀的一个腔室相连接，排气管的第二端口最好可以与小便器的中间容器的排放管道连接在一起。
例如，在一只小便器应用阀门结构的运行期间之外，流入到阀门结构的介质汇聚在中间容器中。在此，特别是当介质在中间容器中达到了一定的水平时，可能会出现在中间容器和阀门结构中形成压力的情况，特别是通过在这些区域滞留的空气形成压力。例如，这一压力也会出现在防回流阀的壳体腔室内，可能会导致防回流阀不再打开。这样就会发生从回流入口流入的介质蓄积在防回流阀上方。
通过配备排气装置，阀门结构、特别是防回流阀的壳体被排气，可以避免防回流阀的这类意外关闭。通过这种方式，中间容器可以彻底充满而不会出现由于相应的压力形成而造成阀门结构的意外关闭，特别是防回流阀的意外关闭。如果没有排气装置，可能会发生为了打开阀门结构而在中间容器只有部分充满时就必须排空的情况。
对防回流阀的壳体，特别是壳体里的一个腔室最好通过排气装置排气。排气装置例如可以用一条用聚氨酯材料制成的塑料排气管来充当。当介质通过防直通阀的入口进入到本发明中的阀门结构时，如果不对防回流阀进行排气，可能会发生介质在防回流阀上方蓄积的情形，这是因为防回流阀的空间充满了气体和/或液体介质。通过对防回流阀的壳体进行排气，介质、特别是气体，例如空气可以被排出防回流阀的壳体腔室。这样，介质就可以流入到防回流阀里，不会在防回流阀上方形成回堵现象。
排气装置最好将防回流阀的壳体中的气体排到中间容器的排放管中。为此目的， 该拓展还优先做如下安排，即排气管的第二端口可与中间容器的排放管连接在一起。当阀门结构应用于一个采用中间容器的小便器时，特别倾向于这样做。可以将压力空气注入到中间容器中，用于把来自排放管中的中间容器里的内容输送到排放管系统。这样做的好处是，除了排气装置，无须为小便器的排气配备其它组件或系统出口。
在这一拓展形式里，同样也做了如下安排通过控制装置在重力方向上基本上在防直通阀上方形成一个待排放介质的闭锁层，其表面在重力方向上基本上位于防回流阀的回流出口的上方，以实现气味保护。
本发明还可以通过以下方式继续拓展即在排气管内配置一个止回阀。其构造和布局是为了能够使流体流从排气管的第一端口流到第二端口，闭锁从第二端口流向第一端口的流体流。在此，止回阀的安装位置最好基本上垂直和/或按如下方式布置，即排气管第二端口与止回阀之间的第二段比排气管第一端口与止回阀之间的第一段要长。
在这一拓展形式中，通过排气管中的止回阀可以确保流体介质，特别是气体，例如空气只能从防回流阀中流出，而不能进入到防回流阀内。
在借助通过压力媒介连接管导入的压力气体排空中间容器时，排气装置的止回阀还应当特别防止介质流，特别是压力空气和/或加压的液体通过排放管和连接套管进入到排气管的第二端口，然后通过排气管的第一端口进入到阀门结构中，特别是防回流阀中。
在此，止回阀最好采用如下安装位置，即一方面在运行状态下基本上处于垂直状态。另外，最好将处于安装状态的止回阀配置在离排放管第一端口比第二端口更近的地方。 特别倾向于止回阀中的排气管的第二端口与止回阀之间的排气管的第二段的长度要比排气管的第一端口与止回阀之间的第一段要长，特别是第二段要相当于第一段长度的一倍以上。通过将排气管的第一段设置为尽可能短的一段的方式，可以以有利的方式确保从第一段中尽可能少的介质回流到防回流阀中。
特别是在移动卫生设施应用领域，例如在火车上，为排气装置配备一个止回阀这种拓展方式受到偏爱。这样做是为了确保即使在压力波动的情况下也能对防回流阀进行可靠的排气。
根据本发明的另一个个方面，本文开头提到的任务通过一个用于排放液体介质的阀门结构得到了解决。该阀门结构包括一个流入口，一个流出口和一个配置在流入口和流出口之间的防回流阀。该防回流阀有一个回流入口、一个回流出口、一个从回流入口朝向回流出口、并在该方向上逐渐变窄、两侧带挡壁、用弹性材料制成的扁平流嘴。该阀门结构的特点是在防回流阀的回流入口处或在流入口处配置了液体可以通过的保险元件。
根据本发明的另一个个方面，在带防回流阀(带一个逐渐变窄的扁平流嘴，两侧有挡壁。阀门优先考虑使用鸭嘴阀)的阀门结构中，异味通过如下方式得到减轻，即在防回流阀的回流入口处或流入口处(防回流阀的回流入口和流入口在此可能是一致的)配置了一个保险元件。该保险元件允许液体介质通过，但阻止异物或固状物进入到防回流阀中。正如在上文关于第一个方面的拓展形式中所述，如果能够阻止异物或固状物进入到防回流阀中，并在那里卡在逐渐变窄的扁平流嘴的侧壁之间，是有好处的。这一点在使用带逐渐变窄的扁平流嘴的防回流阀，特别是鸭嘴阀时会导致侧壁的预应力至少部分通过卡在其中的异物被消除，以致于侧壁至少在卡住异物的区域不完全关闭，由于回流的空气而可能使异味加重。在那些不希望或无法在闭锁的防直通阀的上方设置闭锁层的阀门结构中(例如在不带防直通阀的阀门结构中)，通过在防回流阀的回流入口或流入口处布置一个保险元件的方式，就可以确保异味得到明显减轻。
上文在关于第一个方面的拓展形式中提到的其它优点仍然有效，例如在回流阀由于压力冲击而造成的翻卷方面，也适用于根据本发明的第二个方面制造的阀门结构。
根据本发明的第二个方面，本阀门结构最好通过一个可控制的、配置在流入口和流出口之间、在重力方向上基本上在防回流阀下方的防直通阀、一个配置用来开启或关闭液体介质通道的防直通阀的控制装置来进行拓展。在此，配置控制装置的目的是为了按如下方式闭锁防直通阀，即待排放的介质的残留部分在重力方向基本上在防直通阀上方形成一个闭锁层，其表面在重力方向基本上设置在防回流阀的回流出口上方。
正如在上文关于根据本发明的第一个方面所设计的阀门结构及其拓展形式中所述，特别倾向于将一个可控防直通阀和一个能促使在防直通阀上方形成一个闭锁层的相应的控制装置与防回流阀的回流入口处或流入口处的一个保险单元结合起来。
依照本发明的第二个方面设计的阀门结构可以应用依照第一个方面根据第3至第9条的要求之一设计的阀门结构的拓展特征继续进行拓展。因此，关于依照本发明的第二个方面设计的阀门结构的优点、结构变种和结构详情，请参阅在前文中描述的依照本发明的第一个方面设计的阀门结构的相应拓展形式。
本发明的另一个方面是控制阀门结构的方法，包括以下步骤开启排放液体介质的防直通阀，闭锁防直通阀。其特点是，防直通阀按如下方式闭锁，即待排放的介质的残留部分在重力方向基本上在防直通阀的上方形成一个闭锁层，其表面在重力方向上基本上处于防回流阀的回流出口的上方。
本发明中的方法可以根据第14和第15条的要求进行拓展。
本发明中的方法及其拓展形式具备的特征或者说方法步骤使其特别适合被应用于本发明中的阀门结构及其拓展形式。因此，关于本方法及其拓展形式的优点、结构变种和结构详情，请参阅前文中关于本发明的阀门结构及其拓展形式的相应特征的描述。
本发明优先采用的结构形式通过所附示意图做例子进行了描述。示意图显示
图1示出在小便器中处于安装状态的本发明的阀门结构的一种结构形式；
图2示出图1中的阀门结构的详图3示出带根据图1和图2所做的阀门结构的控制装置的气动图；以及
图4示出本发明中带排气装置的阀门结构的另一种结构形式。
具体实施方式
根据图2，本发明中的阀门结构100的结构形式有一个流入口 101、一个流出口 102 和一个配置在两者之间、可控制的防直通阀110。在防直通阀110的上方的重力方向上配置了一个防回流阀120。
防回流阀120作为鸭嘴阀与一个防回流阀壳体126配置在一起，有一个回流入口 121、一个回流出口 122和一个从回流入口 121向回流出口 122方向逐渐变窄、用弹性材料制成的扁平流嘴123，扁平流嘴带两个侧壁12 和b。扁平流嘴123在其内部有一个通道 125。侧壁12 和b按如下方式被施加预应力，即当没有介质通过回流入口 121流入到鸭嘴阀时，或当介质从回流出口 122与鸭嘴阀相遇时，它们在第一位置，如图1和2所示，至少分段相互压紧，因此，防回流阀的通道125至少分段关闭。在第二位置(未标示)，两个侧壁12 和b至少分段相互分离，当介质通过回流入口 121流入到鸭嘴阀时，防回流阀的通道125至少部分开启。
防直通阀110作为软管阀配置，带一个直通入口 111、一个直通出口 112和一个软管阀壳体113。在直通入口 111和直通出口 112之间，在软管阀壳体113内部有一条用弹性材料制成的介质传输通道114延伸。在介质传输通道114和软管阀壳体113之间按以下方式布置了一个充气间隙(未标示)，当在充气间隙中形成的气压超过了介质传输通道114 中的气压时，介质传输通道114至少分段压紧在一起，从而关闭防直通阀110。以这种方式气动控制的软管阀110最好与一个闭锁装置(在图1和2中未标示)结合在一起，该构造的作用是将在充气间隙中形成的气压保持在比介质传输通道114中更高的水平上，以便使软管阀在不利压力情况下，例如高速列车停车时，能够保持关闭。
阀门结构100配备有一个控制装置130，其配置目的是，以如下方式关闭防直通阀 110，即待排放介质的残留部分在重力方向上基本上在防直通阀110的上方形成一个闭锁层，其表面在重力方向上基本上位于防回流阀120的回流出口 122上方。该表面的位置在图1中用虚线140表示。在防直通阀110关闭的情况下，待排放介质的残留部分汇聚在防直通阀110的上方区域，直到虚线140描绘的高度，从而使防回流阀120的回流出口 122浸没到由残留部分形成的闭锁层中。通过这种方式，空气，如处于阀门结构100的127区域的空气不会通过回流出口 122进入到防回流阀120中，防回流阀120从回流出口 122向回流入口 121流出去。通过这种方式，异味得到明显减轻。这一点特别是在配置了鸭嘴阀充当防直通阀120的情况下有好处，因为扁平流嘴123的侧壁12 和b，特别是当防回流阀使用期限较长时，不关闭或不再完全关闭，从而导致气流能够从回流出口 122穿过防回流阀120 到达回流入口 121，进而产生异味。通过配置闭锁层，将回流出口 122浸没到闭锁层中，可以防止该气流。
在将本发明中的阀门结构100安装到小便器200中时，会发生例如图1所示的情形。阀门结构100被安装在便溺槽210下方。在便溺槽210的上端口有一个冲洗装置160 来释放液体介质，最好是洗涤水。在便溺槽210的下部区域配置了一个排水口 211，最好用一个滤网将排水口封闭住，滤网的边缘与便溺槽固定连接在一起。与便溺槽排水口 211相连的是一个排水管道221、222，阀门结构100即包括在其中。接下来配置了中间容器223， 它通过管道2M与排水管道系统(未标示)连接在一起。
在防回流阀120的上方配置了一个溢流传感器170，其目的是探测防回流阀120 上方汇聚了介质。配置溢流传感器170的首要目的是为了当防回流阀120上方汇聚了介质时产生信号。配备控制装置130的首要目的是为了接收该信号，并根据该信号打开防直通阀110。一方面，这种方式确保防直通阀110在标准状态下处于关闭状态，以便进一步减轻异味，另一方面，在小便槽210以不希望的方式汇聚待排放的介质之前，通过打开防直通阀 110排出产生的介质。
图3显示的是一个图1和图2所示的小便器200中带控制装置的阀门结构100 的气动图。一条中央控制导线300通过控制导线310、323a、32;3b、360和370将控制单元 130(在图3中未标示)与阀门301至304以及溢流传感器170连接起来。阀门301和303 是电控2/2通阀，阀门302作为电控3/2通阀配置，304是一个压力开关。
在标准情况下，防直通阀110通过阀门302，借助压力空气导管410以及压力空气连接线411加压，从而关闭。阀门302仍然以有利的方式作为闭锁装置配置，以便使充气间隙中形成的气压保持在高于介质传输通道114中的气压的水平上，从而防止防直通阀110 在不利的压力条件下(例如高速列车停车时)无意中打开。冲洗装置160的水管560在标准情况下通过阀门303来关闭。
当小便器被使用时，溢流传感器170检测到待排放介质汇聚到防回流阀120上方时，溢流传感器170生成一个信号，该信号通过控制导线370传递给控制装置130。控制装置130然后接通阀门302，因此防直通阀110打开，待排放的介质可以流出去。当阀门303 接通后，水管560打开，冲洗装置160释放出洗涤水。在此，控制装置130最好这样配置，即它通过接通阀门302重新闭锁防直通阀110，在闭锁防直通阀110后在闭锁时间间隔里仍然通过冲洗装置释放洗涤水(这就是说，阀门303处于开启状态)。在此，最好这样确定闭锁时间间隔，即在闭锁时间间隔里释放的洗涤水量相当于残留部分。这样，控制就通过设定相互协调的时间间隔段来进行。在这些时间间隔段里，防直通阀110分别处于开启或关闭状态，冲洗装置160释放或不释放洗涤水。在此，当防直通阀110已经关闭时，根据直通量或者说直通压力，冲洗装置160仍然释放洗涤水的时间间隔段的确定标准是确保释放相当于残留部分的洗涤水量。
中间容器223通过阀门301、压力空气导管423和压力空气连接线411加压，并配备一个压力开关304。待排放的介质在通过阀门结构100后首先到达中间容器223，从那里进入到排放管道系统(未标示)。
本发明带来的另一个减轻异味的可能性是配备一个图2所示的、制成片状滤网的保险元件150，它布置在回流入口 121旁。通过这种方式，可以防止异物或固状物进入到防直通阀120的通道125中以及卡在侧壁12 和b之间。如果那样的话，从侧壁12 和b 之间回流的空气可能会导致异味的产生。
保险元件150的另一个好处是构成回卷防护，并作为回卷防护起作用。当遇到压力冲击时，会出现防回流阀120的扁平流嘴123的侧壁12 和b从回流出口 122向外翻卷的情况。如果发生这样的情况，一方面，防回流阀120会无法发挥其作为防回流阀的功能。 另一方面，翻卷的防回流阀120会导致空气回流，从而产生异味。此外，当防回流阀120翻卷起来时，可能会以不希望的方式发生无介质、特别是无尿液再从流入口 101向流出口 102 流出。通过配备保险元件150，就对配置在回流出口 122旁边的侧壁12 和b的底部形成一个遮挡，这样，当侧壁12 和b遇到压力冲击导致的翻卷时就会对保险元件进行冲撞。 然后，由于侧壁的弹性和预应力，它们会重新回复到图1和2显示的起始位置。这样，保险元件150就防止了防回流阀120持续保持在翻卷的位置。还有，通过这种方式，所提到的缺点，特别是异味，也得以明显减轻。
图4显示了本发明的阀门结构100，的另一个结构形式，即带排气装置600。包括防回流阀120’和防直通阀110’以及排放管222’、中间容器223’和排放管224’的阀门结构100’基本上符合前述的本发明的阀门结构100的各种结构形式。因此，前面关于阀门结构100的结构和工作方式的解释同样适用于这里显示的阀门结构100’，反之亦然。在图4 所示的阀门结构100’中，通过Dl和D2，为防直通阀110’接通该阀门和为中间容器223’加压从而排走处于中间容器里的介质配备了压力媒介连接管，例如为压力空气。这些压力媒介连接管在前述结构形式中未做描述，但在那里最好也存在。
与前文显示和描述的结构形式一样，图4描绘的阀门结构100，同样也可以不带排气装置600而投入使用。反之，前文描述和描绘的结构形式也可以配备图4中描绘的排气装置600，以实现下文所述的运行方式和优点。
排气装置600有一个带第一端口 612和第二端口 613的排气管611a、b。排气管 611a、b最好采用塑料管，特别是聚氨酯管。排气装置600最好将防回流阀120’的壳体126’ 中的气体排到中间容器223’的排放管224’中。排气管611a、b第一端口 612与防回流阀 120’相连，并在那里与壳体126’的腔室127’相连。通过这种方式，流体介质，特别是气体， 例如空气就能从防回流阀120’的内部，特别是壳体126’的腔室127’中排出，以便以箭头所示方向让通过回流入口 121’进入的介质到达防回流阀120’中。排气管611a、b第二端口 613通过一个连接套管225与排放管224’相连接。通过这种方式，在使用本发明的阀门结构的小便器中，不需要额外的部件和额外的系统接口就能把排气装置600连接上。
如果在阀门结构100’的运行期间之外有更多的介质通过回流入口 121’进入到阀门结构中，并通过管道222’进入到中间容器223’中，特别是当介质在中间容器223’中达到一定的水平时，就会发生如下情况在中间容器和管道222’以及在阀门结构100’直到防回流阀中形成一个压力，特别是通过滞留在这些区域的空气形成压力。该压力导致防回流阀120’不再打开，与此相应，通过回流入口 121’流入的介质就会蓄积在防回流阀120’的上方。通过配备为防回流阀120’的壳体126’排气的排气装置600，可以避免防回流阀120’ 的这类意外关闭。通过这种方式，中间容器223’可以完全充满而不会导致阀门结构100’ 由于相应的压力形成而意外关闭，特别是防回流阀120’的意外关闭。通过这种方式，可以避免中间容器223’在仅有部分充满时就排空。
在排气管611a、b中配置了一个止回阀610。止回阀610的作用是使流体流，特别是气体，例如空气从排气管611a、b的第一端口 612流向第二端口 613。同时，配置止回阀 610还为了阻止液态或气态介质的流体流从排气管611a、b的第二端口 613流向第一端口 612。这样就可以确保排气装置600只允许流体流离开防回流阀120’，不允许任何流体流流向该阀门，因为流体流可能会对排气效果起反作用。排气装置600的止回阀610还特别应当防止以下情况的发生当借助通过连接管D2导入的压力空气排空中间容器223’时，一个介质流，特别是压力空气和/或加压液体通过排放管224’和连接套管225进入到排气管 611a、b的第二端口 613，并通过排气管611a、b的第一端口 612到达阀门结构100’，特别是到达防回流阀120’中。在把阀门结构配置在一个移动的应用领域里时，例如在列车上，这一点特别有优势，因为这种方式可以确保在压力波动时，例如列车驶入或驶出隧道时，也可以保证防回流阀120’的可靠排气。
特别倾向于将止回阀610在安装位置上基本上垂直布置。另外还倾向于止回阀 610这样布置，即排气管在第二端口 613和止回阀610之间的第二段611b长于第一端口 612 和止回阀610之间的第一段611a。特别是排气管道的第二段611b的长度应当至少相当于排气管道第一段611a长度的一倍。尽可能短的排气管道第一段611a的好处是可以尽可能地确保排气效果。
排气装置600的作用是防止介质蓄积在回流入口 121’上方的防回流阀上方，或至少减少蓄积，因为排气装置600可以使流体从防回流阀120’的腔室127’中排出，从而使介质毫无阻碍地从回流入口 121’流向防回流阀120’的腔室127’。
正如前文描述的阀门结构一样，在图4显示的结构形式中，在防直通阀110’的上方也可以形成一个闭锁层，其高度不超过140’所标示的高度，以便使防回流阀120’的回流出口浸没到闭锁层中，从而达到气味防护的目的。
权利要求
1.一种用于排放液体介质的阀门结构(100)，包括一个流入口(101)；一个流出口(102)；一个安装位置布置在流入和流出口之间、可控制的防回流阀(110)； 一个控制装置(130)，它的作用是为液体介质的通过而开启或关闭防直通阀， 其特征在于，一个安装位置在流入口和流出口之间、在重力方向上基本上布置在防直通阀上方的防回流阀(120)，带一个安装位置在重力方向上基本上朝下的回流出口(122)。 此外，它还有如下特点，即配置了控制装置以如下方式关闭防直通阀，即待排放的介质的残留部分在重力方向上基本上在防直通阀的上方形成一个闭锁层，其表面(140)在重力方向上基本上处于防回流阀的回流出口的上方。
2.如前述权利要求所述的阀门结构(100)， 其特征在于，防回流阀(120)包括 一个回流入口(121)；一个从回流入口朝向回流出口(122)、并在这一方向上逐渐变窄、两侧带挡壁(lMa、 b)、用弹性材料制成的两个的扁平流嘴(123)；以及一个配置在防回流阀的回流入口或流入口旁的可通过流体的保险元件(150)。
3.如前述权利要求所述的阀门结构(100)，其特征在于，保险元件(150)作为基本上呈片状的滤网配置，最好与回流入口(121)或流入口(101)固定连接在一起。
4.如前述权利要求之一所述的阀门结构，其特征在于，一个释放待排放液体介质的冲洗装置，在此，配置冲洗装置(160)主要是为了在防直通阀(110)关闭后释放相当于残留部分的量的介质。
5.如前述权利要求所述的阀门结构(100)，其特征在于，配置了冲洗装置(160)，在防直通阀(110)关闭之后以一定的闭锁时间间隔释放液体介质，在此，闭锁时间间隔的确定标准首先是，在闭锁时间间隔内释放的介质量相当于残留部分。
6.如前述两个权利要求之一所述的阀门结构(100)，其特征在于，一个溢流传感器(170)，配置的目的是检测在防回流阀上方汇聚了介质， 配置的另一个目的首先是在这种情况下生成一个信号，在此，配置控制装置的主要目的是， 当防回流阀上方汇聚了介质时，打开防直通阀。
7.如前述权利要求之一所述的阀门结构(100)，其特征在于，防直通阀(110)作为软管阀配置，其具有一个软管阀壳体(113)； 一个直通入口(111)； 一个直通出口(112)；以及一个位于直通入口和直通出口之间、在软管阀壳体内部延伸、用弹性材料制成的介质管道(114)，在此，在介质传输通道和软管壳体之间的防直通阀区域，有一个充气间隙如此布置，即介质传输通道至少分段压紧在一起，当在充气间隙中形成的气压超过介质传输通道中的气压时，关闭防直通阀，该设计方式的另一个特点是一个闭锁装置，配置它的目的是将充气间隙中形成的气压保持在介质传输通道中的气压水平之上。
8.如前述权利要求之一所述的阀门结构(100,100‘)，其特征在于，一个用来为阀门结构(100、100’)、特别是防回流阀(120、120’ )排气的排气装置(600)，在此，排气装置(600)最好包括一条带第一端口(61 和第二端口(613) 的排气管(611a、611b)，在此，第一端口 (612)与防回流阀(120、120’)，特别是与防回流阀 (120,120')的一个腔室(127,127')相连接，此外，排气管(611a、611b)的第二端口 (613) 最好可以与小便器O00)的中间容器的排放管道OM、2M，)连接在一起。
9.如前述权利要求所述的阀门结构(100、100‘)，其特征在于，在排气管(611a、611b)中配置了一个止回阀(610)，其构造和布局是为了能够使流体流从排气管(611a、611b)的第一端口(612)流到第二端口(613)，闭锁从第二端口流向第一端口的流体流，在此，止回阀(610)的安装位置最好基本上垂直和/或以如下方式安排，即排气管的第二端口(613)与止回阀(610)之间的第二段(611b)比排气管第一端口 (612)与止回阀(610)之间的第一段(611a)要长。
10.一种用于排放液体介质的阀门结构(100)，包括一个流入口(101)；一个流出口(102)；一个配置在流入口和流出口之间的防回流阀(120)；其具有一个回流入口(121)； 一个回流出口(122)；一个从回流入口朝向回流出口、并在该方向上逐渐变窄、用弹性材料制成、两侧带挡壁 (124a, b)的扁平流嘴(123)，其特征在于，在防回流阀的回流入口或流入口处配置了一个可通过流体的保险元件(150)。
11.如前述权利要求所述的阀门结构(100)， 其特征在于一个可控制的、安装位置在流入口(101)和流出口(10 之间、在重力方向上基本上布置在防回流阀(120)下面的防直通阀(110)；以及一个控制装置(130)，其配置目的是为了开启或关闭液体介质通过的防直通阀，在此， 配置控制装置的目的是为了按以下要求关闭防直通阀，即使待排放介质的残留部分在重力方向上基本上在防直通阀上方形成一个闭锁层，其表面(140)在重力方向上基本上位于防回流阀的回流出口的上方。
12.如前述权利要求所述的阀门结构(100)，其特征在于，阀门结构按照权利要求3-9之一做了进一步改进。
13.—种控制阀门结构(100)的方法， 包括以下步骤开启用于排放液体介质的防直通阀(110)；以及关闭防直通阀(110)，其特征在于，防直通阀(110)按以下要求关闭，即使待排放介质的残留部分在重力方向上基本上在防直通阀上方形成一个闭锁层，其表面(140)在重力方向上基本上位于防回流阀(120)的回流出口的上方。
14.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，在防直通阀(110)关闭之前开启释放液体介质的冲洗装置(160)，在此， 在防直通阀被关闭、冲洗装置释放相当于残留部分量的介质之后，冲洗装置被关闭。
15.如前述权利要求所述的方法， 其特征在于以下步骤在防直通阀(110)关闭之后又过了一个闭锁时间间隔，然后关闭冲洗装置(160)，在此，闭锁时间间隔的确定标准是，冲洗装置在闭锁时间间隔内释放相当于残留部分量的介质。
全文摘要
本发明涉及一种用于排放液体介质的阀门结构，其包括一个流入口、一个流出口、一个安装位置布置在流入口和流出口之间的可控防直通阀和一个用于开启和关闭液体介质通道的防直通阀的控制装置。此外，该发明还涉及一种用于控制阀门结构的方法，包括步骤开启用于排放液体介质的防直通阀和关闭防直通阀。
文档编号E03C1/23GK102535602SQ20111034237
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者奥利弗·斯塔尔, 阿尔内·贝内克, 阿尔内·马茨克, 马蒂亚斯·奥特岑 申请人:埃瓦克有限公司