專(zhuān)利名稱(chēng)：中央線(xiàn)流動(dòng)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般涉及一種閥，且非排他地特別涉及非返回閥(non-return valve)、單向閥(check valve )或防止回；危閥(backflow prevention valve )。
背景技術(shù)：
鴨嘴構(gòu)造的單向.閥相對(duì)來(lái)說(shuō)是公知的且用在閥領(lǐng)域中。有許多專(zhuān)利文獻(xiàn) 披露了鴨嘴形閥，包括美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,901,272、4,524,805、 3,822,720、4,240,630 和6，089,260。這些專(zhuān)利類(lèi)似地披露了鴨嘴形式的閥，具有在其出口處的狹 槽。該狹槽被設(shè)計(jì)為在張力繞其周邊施加時(shí)彈性地變形和打開(kāi)，而由于其形 狀通過(guò)閥中的偏壓應(yīng)力使得狹槽自動(dòng)地關(guān)閉。
已有技術(shù)的美國(guó)專(zhuān)利No 996,588和德國(guó)專(zhuān)利No 4,033,818描述了現(xiàn)有技 術(shù)的鴨嘴單向閥的改變例。美國(guó)專(zhuān)利996,588和德國(guó)專(zhuān)利4,033,818都是具 有大致圓錐形狀的閥，設(shè)計(jì)為僅允許沿一個(gè)方向的流動(dòng)。美國(guó)專(zhuān)利996,588 是具有穿過(guò)閥的相對(duì)較厚的頂部部分的橫向狹槽，該狹槽在流體壓力下被張 緊以彈性地變形并打開(kāi)。德國(guó)專(zhuān)利4,033,818是一種壓力釋放閥，具有在其 頂部的排放孔，該孔在預(yù)定的壓力下打開(kāi)并釋放壓力。德國(guó)專(zhuān)利4,033,818 的閥用高彈性合成樹(shù)脂或橡膠制造，其被偏壓關(guān)閉但是在排放孔周?chē)趬毫?下打開(kāi)。
申請(qǐng)人(及其前任)的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/AU00/00659披露了一種非返 回閥，具有圓錐形的閥膈膜。閥膈膜用回彈柔性材料制造，包括暴露出的軸 環(huán)孔，以便在閥上游側(cè)的流體壓力下打開(kāi)。閥膈膜在軸環(huán)孔周?chē)粡埦o或承 受應(yīng)力，且膈膜的壁厚朝向其頂部減小，以有助于閥門(mén)的打開(kāi)。
這些單向閥或非返回閥具有至少以下問(wèn)題
(i) 為了實(shí)現(xiàn)其打開(kāi)所需要的跨過(guò)閥的差壓力非常高，
(ii) 閥可設(shè)計(jì)為為了打開(kāi)而減小該差壓力但是隨后容易以相對(duì)較 低的差壓力而被打開(kāi)并泄露，和
(iii) 在其打開(kāi)狀態(tài)下的閥不會(huì)具有很大的流動(dòng)吞吐量，因?yàn)楠M槽或軸環(huán)開(kāi)口的咽喉限制作用(throat restriction )相對(duì)4艮高。 申請(qǐng)人:的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/AU2005/0O1762是企圖解決這些問(wèn)題的一 個(gè)例子。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供一種閥，包括 閥體，具有限定了流體孔的傾斜閥座；
閥頭，用于結(jié)束閥座，以關(guān)閉流體孔； 杠桿臂，附接到閥頭；和
偏壓裝置，可操作地連接到杠桿臂，用于促使閥頭與閥座接觸，所述偏 壓裝置布置為在閥頭相對(duì)于流體孔打開(kāi)時(shí)提供將地的偏壓。
優(yōu)選的是，偏壓裝置包括彈簧裝置。更優(yōu)選的是，彈簧該裝置包括拉伸 彈簧。更加優(yōu)選的是，拉伸彈簧是伸長(zhǎng)的，其一端附接到杠桿臂且相對(duì)的一 端附接到閥體。
優(yōu)選的是，拉伸彈簧被預(yù)拉伸，以在閥頭打開(kāi)時(shí)提供最小的差動(dòng)流體壓 力。更優(yōu)選的是，彈簧相對(duì)于杠桿臂構(gòu)造，以使得彈簧拉伸變化的絕對(duì)速率 在增加閥頭打開(kāi)程度時(shí)降低。更加優(yōu)選的是，在閥打開(kāi)時(shí)，在彈簧縱向軸線(xiàn) 和杠桿臂縱向軸線(xiàn)之間的假想銳角減小。
優(yōu)選的是，杠桿臂大致被拉長(zhǎng)且在其相對(duì)端之間安裝在樞軸上。更優(yōu)選 的是，閥頭附接在或臨近杠桿臂的一端，且彈簧附接在或臨近杠桿臂的另一 端。更加優(yōu)選的是，閥頭位于樞軸的一側(cè)，而彈簧的附接是在樞軸的另一側(cè)。
優(yōu)選的是，閥座與閥殼體整體地形成。更優(yōu)選的是，閥座相對(duì)于閥體的 橫截面以5。到80°的角度傾斜。更加優(yōu)選的是，閥頭在其關(guān)閉和打開(kāi)位置 之間的角度移位小于約75。。
優(yōu)選的是，流體孔的橫截面是卵形或拉長(zhǎng)形的，用于增加通過(guò)該閥的流 速。更優(yōu)選的是，閥頭包括周邊邊緣部分，該部分形成為大致卵形或拉長(zhǎng)形。
優(yōu)選的是，閥還包括彈性密封件，裝配在周邊邊緣部分附近，用于密封 接觸閥座。更優(yōu)選的是，彈性密封件是唇狀密封件的形式，構(gòu)造為彈性地變 形，以促進(jìn)在閥頭關(guān)閉時(shí)對(duì)閥頭的密封。
優(yōu)選的是，閥頭限定了進(jìn)在流體孔上游側(cè)上的進(jìn)入流體通道，所述通道 具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定了到該流體孔的錐形導(dǎo)入部的。更優(yōu)選的是，內(nèi)壁臨
5近并包圍杠桿臂的樞軸。更加優(yōu)選的是，在流體孔下游側(cè)上的內(nèi)壁限定了空 腔，在閥頭打開(kāi)時(shí)杠桿臂至少部分地容納在該空腔中。
一般地，提供一種閥，如前述任一權(quán)利要求所限定的，其是具有常閉構(gòu) 造的止回閥。
本文對(duì)閥所作的任何描述應(yīng)理解包括
一種單元，如單向單元，其可獨(dú)立地或與多個(gè)單元結(jié)合使用，以形成一
個(gè)單向、兩個(gè)單向、雙單向、壓力減小區(qū)域的閥或其他類(lèi)型的閥；和
閥包括一個(gè)或多個(gè)單元，如一個(gè)、兩個(gè)、雙單向的閥或壓力減小區(qū)域的


為了實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明特點(diǎn)的更好理解，參考附圖，僅通過(guò)例子的方式描述 閥的優(yōu)選實(shí)施例，其中
圖1 (a)、 1 (b)、 1 (c)顯示了根據(jù)本發(fā)明的處于打開(kāi)狀態(tài)的閥的一個(gè) 實(shí)施例的各種視圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的處于打開(kāi)狀態(tài)的閥的另 一實(shí)施例的端視圖3顯示了圖2所示實(shí)施例的閥的橫截面?zhèn)纫晥D4顯示了圖2所示實(shí)施例的閥處于關(guān)閉狀態(tài)的橫截面?zhèn)纫晥D5為圖1的閥的相對(duì)力-打開(kāi)角度的理想圖6為圖2到4所示實(shí)施例的閥的測(cè)量彈簧力和銳角-打開(kāi)角度的圖7為圖2到4所示實(shí)施例的閥的彈簧拉長(zhǎng)和銳角-打開(kāi)角度的圖8為本發(fā)明的替換閥的端碎見(jiàn)圖9和IO分別為關(guān)閉和打開(kāi)的狀態(tài)的兩個(gè)圖1的閥的縱向截面圖，該 閥串聯(lián)地沿流動(dòng)管線(xiàn)安裝；
圖11為串聯(lián)地承裝的閥的替換安裝形式；
圖12為圖1的閥和商業(yè)可獲得閥的壓力下降-流速的圖，在流速?gòu)牧?L/min開(kāi)始增加時(shí)進(jìn)行測(cè)量；
圖13為圖1的兩個(gè)相鄰閥(雙單向結(jié)構(gòu))上的壓力下降-流速的圖，使 用節(jié)流閥和商業(yè)可獲得的可變速度泵流速控制進(jìn)行測(cè)量，且也針對(duì)商業(yè)可獲 得閥進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量是在流速?gòu)牧鉒/min開(kāi)始增加時(shí)進(jìn)行的；
圖14為圖1的兩個(gè)相鄰閥上的壓力下降-流速的圖，在流速?gòu)牧鉒/min開(kāi)始增加時(shí)進(jìn)行測(cè)量，且在流速下降時(shí)再次測(cè)量；和 圖15為相對(duì)力-打開(kāi)角度的替換的理想圖。
具體實(shí)施例方式
圖1 (a)到1 (c)顯示了根據(jù)本發(fā)明的閥10的一個(gè)實(shí)施例的各種視圖。 閥10通常是用于安裝在家用或工業(yè)水處理流動(dòng)管線(xiàn)的水閥。在該應(yīng)用中， 水閥10在符合法定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之下應(yīng)在高達(dá)7.0kPa左右的差壓力下仍保持關(guān) 閉。盡管該實(shí)施例的水閥10被具體設(shè)計(jì)為滿(mǎn)足這個(gè)或各種標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的其 他設(shè)計(jì)需要，但是應(yīng)理解，閥可具有其他的應(yīng)用，包括但不限于工業(yè)和家用 單向閥和在管道行業(yè)的非返回閥。
水閥10包括閥體12,該閥體包括位于閥體12中的閥座14。該閥體12 形狀大致為圓筒形，帶有在一端的出口開(kāi)口 16和在相對(duì)端的入口開(kāi)口 18。 在該實(shí)施例中，閥座14與閥體12整體地形成，其優(yōu)選是用熱塑性或聚合物 材料注射模制的，如用高密度聚乙烯如HDPE，聚丙烯、聚碳酸酯或尼龍。 閥座14限定了在閥體12中的流體孔15。應(yīng)理解，圖l (a)是來(lái)自閥10的 出口16的端視圖，而圖1 (b)是來(lái)自相對(duì)的入口端18的端視圖。圖l(c) 是來(lái)自出口端16的水閥10的透視圖，水閥10部分地打開(kāi)。
水閥10還包括可運(yùn)動(dòng)的閥頭20,該閥頭樞轉(zhuǎn)地位于閥體12中。閥頭 20連接到杠桿臂22的一端，該杠桿臂在相對(duì)端處繞樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)24安裝到閥體 12(如圖l( c )中虛線(xiàn)所示))。閥頭20包括繞其周邊邊緣28的回折部(rebate ) 26,回彈密封件30安裝到該邊緣。回彈密封件30與闊座14接觸，用于讓 閥10密封閉合。在優(yōu)選實(shí)施例中，回彈密封件為閉合環(huán)圈，其在放置于平 表面上處于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)時(shí)自然地具有閥頭20周邊的形狀，其可以不是圓形 的且例如可以是橢圓形、扭曲的三角形或淚滴形的。
圖2到4以各種視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的閥400的另一實(shí)施例。類(lèi)似于 前述實(shí)施例中相應(yīng)部件的部件具有相同的附圖標(biāo)記。為了增強(qiáng)密封，如圖3 所示的回彈密封件30包括突出的唇狀物31,如在申請(qǐng)人的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng) PCT/AU2007/000263中4皮露的。該在先提交的專(zhuān)利申請(qǐng)與申請(qǐng)人的優(yōu)先權(quán)申 請(qǐng)i)澳大利亞臨時(shí)申請(qǐng)2006901049;和ii)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/816,885—— 一起通過(guò)引用合并于此。而且，閥座14優(yōu)選是"方形"，由此密封件30接 觸平表面而不是有角度的表面。在一些實(shí)施例中，回彈密封件30和閥座14被交換，即密封件裝配在閥座上。密封件可以諸如壓縮或O形環(huán)類(lèi)密封件這 樣的簡(jiǎn)單密封件。
該實(shí)施例的水閥400包括拉伸彈簧32形式的偏壓裝置。拉伸彈簧32被 拉長(zhǎng)并分別在出口端16和杠桿22的相對(duì)端附近的相對(duì)端處連接到閥體12。
彈簧32相對(duì)于樞轉(zhuǎn)軸24配置且連接到杠桿臂22，以控制打開(kāi)閥400 所需的力。這可通過(guò)圖6的曲線(xiàn)圖來(lái)簡(jiǎn)化，其中打開(kāi)閥門(mén)400所需的沿流動(dòng) 方向20的力一一即打開(kāi)力一一隨著閥的打開(kāi)而逐漸減小(圖6和7中的線(xiàn) 僅是示意性的)。應(yīng)理解，打開(kāi)力的這種減少是通過(guò)減少拉伸彈簧32在閥頭 20打開(kāi)時(shí)所起的偏壓效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，在閥頭基本上打開(kāi)一般時(shí)(約 40° )打開(kāi)閥頭20所需的力僅是最初打開(kāi)閥頭(20° )所需的力的50%。 該設(shè)計(jì)^是供在#<的差壓力有效地關(guān)閉，例如高達(dá)約7.0kPa，而對(duì)閥頭20的 大多數(shù)角度運(yùn)動(dòng)提供很小的打開(kāi)阻力。需要保持閥完全打開(kāi)(70° )所需的 力是最初打開(kāi)閥所需的力的很小分?jǐn)?shù)。
將閥頭20保持在打開(kāi)位置所需的力通過(guò)由彈簧32施加到杠桿22的扭 矩來(lái)平衡。該扭矩取決于
1. 彈簧32的拉伸導(dǎo)致的沿彈簧軸線(xiàn)33施加到杠桿臂22的力；和
2. 該力與杠桿臂22端部所掃過(guò)的圓弧相切的分量。 第2項(xiàng)與假想的銳角37的正弦有關(guān)，如圖4所示，該角度在彈簧的縱
向軸線(xiàn)33和杠桿臂22的縱向軸線(xiàn)35之間形成。該角度37在閥關(guān)閉時(shí)處于 最大且隨著閥400打開(kāi)而下降，如圖6所示。如圖6所示，當(dāng)閥400完全打 開(kāi)時(shí)，角度37接近零且第2項(xiàng)最小，由此保持閥400完全打開(kāi)所需的力小 于保持閥關(guān)閉所需的力。如圖6和7所示的數(shù)據(jù)點(diǎn)具有10%和20%之間的 相關(guān)誤差。
如圖3中所示，閥頭20相對(duì)于杠桿臂22的縱向軸線(xiàn)35偏移。這允許 閥400在閥頭20沒(méi)有接觸彈簧的情況下完全打開(kāi)，這將會(huì)限制閥40被打開(kāi) 以限制流量的程度。無(wú)偏移的閥頭也會(huì)增加閥400完全打開(kāi)的銳角37。因?yàn)椋?隨著角度37接近零保持閥400打開(kāi)的力接近零，所以例如通過(guò)閥頭偏移讓 閥400完全打開(kāi)纟艮有利。
因隨著閥400的打開(kāi)銳角37減小而造成的降低的扭矩通過(guò)增加彈簧32 的拉長(zhǎng)和張力被部分地抵消。在該實(shí)施例中，閥座14限定了一平面，該平 面以相對(duì)于閥400的纟黃向或截面平面的角度傾^K即，閥座14以相對(duì)于閥
8400的中心縱向軸線(xiàn)成銳角地傾斜。在這種情況下，且如圖4所示
1. 在閥完全打開(kāi)時(shí)附接彈簧的桿53所掃過(guò)的角度減少；和
2. 彈簧的最初拉長(zhǎng)速率減小，由此減小最終的彈簧拉長(zhǎng)。
圖7顯示了在閥頭和閥橫截面之間的角度很小時(shí)彈簧拉長(zhǎng)率最大。該優(yōu) 選實(shí)施例——其中關(guān)閉的閥頭26傾斜20?！荛_(kāi)了從O。到20°的彎曲 區(qū)域(省略)。在閥400完全打開(kāi)時(shí)，這減少了最終的彈簧拉長(zhǎng)，且由此減 少打開(kāi)力。圖7的圖示還顯示了被閥頭26以及桿53掃過(guò)的角度為最大50 ° ,進(jìn)而在閥400完全打開(kāi)時(shí)，減小彈簧拉長(zhǎng)，且由此減小打開(kāi)力。
使用帶有小彈簧常數(shù)的彈簧也是有利的，因?yàn)樵谶@種情況下伴隨彈簧拉 長(zhǎng)的增加彈簧力改變率減小。還有，讓彈簧32靠近樞軸24附接到杠桿臂22 與彈簧32遠(yuǎn)離樞軸24附接到杠桿臂22的情況相比造成更小的彈簧拉長(zhǎng)。
閥IO的打開(kāi)特性可通過(guò)以下因素來(lái)修改，包括；
1. 改變閥的物理設(shè)計(jì)，例如，重新定制閥座的角度，
2. "調(diào)整"彈簧32或其他偏壓機(jī)構(gòu)的偏壓力；
3. 朝向或遠(yuǎn)離樞軸24移動(dòng)彈簧32的連接部，以便分別降低或增加杠桿 臂的效果，
4. 相對(duì)于樞軸軸線(xiàn)24移動(dòng)彈簧的一個(gè)或兩個(gè)安裝點(diǎn)以降低或增加施加 到閥頭20的力，和
5. 相對(duì)于彈簧32移動(dòng)樞軸24，以類(lèi)似地在閥頭20的整個(gè)行程中調(diào)整 施加到該閥頭2.0的有效力。
圖8為閥的替換實(shí)施例的端視圖。為了實(shí)現(xiàn)所有的意圖和目的，除了閥 座140和閥頭200的形狀以外，該替換水閥IOO與前述實(shí)施例相同。為了參 照容易，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了該閥100的相應(yīng)部件，例如用將額外的"0"用于 閥體來(lái)將其標(biāo)記為120。該例子的閥座140通常是圓形的且形狀與閥頭200 互補(bǔ)。從圖1 (b)與圖8的對(duì)比可以看出，該替換的閥IOO與前述閥IO相 比具有更大的咽喉限制作用，且相對(duì)來(lái)說(shuō)很可能具有降低的通過(guò)量(through put capacity )。
圖9和10顯示了圖1的閥，其串聯(lián)安裝在流動(dòng)管線(xiàn)36的流動(dòng)殼體34 (雙單向布置)中。圖8顯示了處于關(guān)閉狀態(tài)的閥10、 11,而圖10、 11顯 示了打開(kāi)的閥10。為了避免重復(fù)，我們?cè)O(shè)計(jì)了用于閥10、 11中任一個(gè)的部 件。殼體34具有內(nèi)孔，該內(nèi)孔允許閥10的壓配合，該閥10彼此鄰接并共軸線(xiàn)地對(duì)準(zhǔn)。在上游端處的孔38包括用于上游閥IO的軸肩40和向內(nèi)的孔 錐度，以與上游流動(dòng)管線(xiàn)36對(duì)準(zhǔn)。在上游端處的閥10、 ll的每一個(gè)包括環(huán) 形凹部42,該凹部容納用于將閥體12與殼體34密封的0形密封件44。殼 體34包括在殼體34下游端處的加大的帶螺紋開(kāi)口 45。閥10、 ll經(jīng)由該加 大的開(kāi)口 "裝入"到孔38中。閥10、 11隨后經(jīng)由螺紋裝配件46固定在殼 體34內(nèi)，該螺紋裝配件46附接到殼體34的下游端。
圖9和10還清楚地示出了具有內(nèi)壁48的閥體12，該閥體承裝杠桿臂 22、樞軸24和彈簧32的大部分。在閥10的上游側(cè)上的內(nèi)壁48限定了到流 體孔15的錐形導(dǎo)入部50。內(nèi)壁48在其下游側(cè)上限定空腔52，在該空腔中 杠桿臂22至少部分地容納在閥頭20的開(kāi)口上。
如圖1和8所示，杠桿臂22實(shí)際上是部分隔開(kāi)的連接到閥頭20后側(cè)且 具有共用樞軸24的一對(duì)杠桿臂中的一個(gè)。臂22經(jīng)由桿53在該相對(duì)端處互 連。桿53提供了用于拉伸彈簧32的安裝點(diǎn)，該彈簧位于該一對(duì)杠桿臂22 之間。
如圖9所示，杠桿臂22每一個(gè)包括承載元件54,該元件從它們的上弓 形面突出。承載元件54—起限定了樞轉(zhuǎn)軸線(xiàn)24。在該實(shí)施例中，承載元件 54在閥頭20的打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程中接合承載凹部56。承載凹部56包括在例 如58這樣的一對(duì)隔開(kāi)的縱向壁的每一個(gè)中，所述縱向壁位于內(nèi)壁48下方并 與之連接。
從圖9和10中還可看出，閥座14限定了相對(duì)于閥10的橫截面以一定 角度傾斜的平面。在該實(shí)施例中，閥座14和閥頭20在其關(guān)閉狀態(tài)下以約15 °的角度傾斜。閥座14的傾斜與內(nèi)壁48的形狀一起意味著流體孔15大致 為卵形或加長(zhǎng)的形狀。另一方面，圖8的替換實(shí)施例的流體孔150形狀為大 致圓形，在該處閥座140有效地相對(duì)于閥100的橫截面傾斜。閥頭20的形 狀也使得在閥打開(kāi)時(shí)其大致與閥體的內(nèi)部形狀符合，且閥座或流體孔的形狀 為在閥關(guān)閉時(shí)提供閥頭的充分座落。例如，閥頭的形狀可以是馬鞍形式。
圖11為家用或工業(yè)用水處理設(shè)備的替換裝置的截面圖。該例子的殼體 340與前述應(yīng)用略微不同，但是兩個(gè)閥的傾斜是實(shí)際上相同的。因此，為了 避免重復(fù)，我們用與前述實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記表示了該應(yīng)用的相應(yīng)部件。
圖12為圖1所示閥的實(shí)施例中壓力下降-流速的圖。壓力下降大約從 5kPa變化到10kPa,而流速小于大約65L/min。為了比較，顯示了商業(yè)上可
10獲得閥的類(lèi)似結(jié)果。壓力下降大約從15kPa變化到40kPa,而流速小于 65L/min。在該范圍內(nèi)，圖1的閥的壓力下降比商業(yè)可獲得閥的壓力下降小 約25 % ,且有許多次小于在48L/min處50kPa的標(biāo)準(zhǔn)壓力下降。在20L/min、 40L/min和60L/min流速下，杠桿22分別掃過(guò)其角度范圍的25 % 、 50 %和 100%。
圖13為與圖12中類(lèi)似的測(cè)量結(jié)果的圖，但是針對(duì)的是圖9所示的處于 雙單向布置的兩個(gè)鄰接閥。測(cè)量執(zhí)行兩次。針對(duì)給定流速，用節(jié)流閥執(zhí)行第
一組測(cè)量，且使用可變速度的泵來(lái)進(jìn)行第二組測(cè)量。為了比較，針對(duì)給定流 速使用可變速度的泵對(duì)商業(yè)可獲得的閥進(jìn)行測(cè)量。上游閥10的杠桿臂22分 別在30L/min、 45L/min and 55L/min的流速下掃過(guò)其角度范圍的50%, 100°/0 和100%。下游閥11的杠桿臂22分別在30L/min、 45L/min and 55L/min的 流速下掃過(guò)其角度范圍的50%, 75%和100%。
圖14為雙單向結(jié)構(gòu)下圖1的兩個(gè)鄰接閥的壓力下降-流速的圖，二者均 是在流速增加和隨后降低時(shí)測(cè)量的。觀(guān)察滯后現(xiàn)象；在流速下降時(shí)測(cè)量最低 的壓力損失。滯后現(xiàn)象可通過(guò)改變制造公差和非線(xiàn)性彈簧裝置來(lái)控制。
圖15為本發(fā)明另一實(shí)施例的打開(kāi)力-閥頭角度的圖。在該情況下，應(yīng)注 意，盡管力最初增加，但是其隨后從約15%的打開(kāi)降低，且在完全打開(kāi)時(shí)該 力比最初打開(kāi)閥11所需的力小70%。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解閥具 有至少一個(gè)以下優(yōu)點(diǎn)
1. 閥可設(shè)計(jì)為保持關(guān)閉并由此避免泄露到最小的差壓力，當(dāng)其打開(kāi)時(shí)通 常小于5到10kPa;
2. 閥可被制造和生產(chǎn)為以一致的性能來(lái)運(yùn)行，例如在預(yù)定的最小差壓力 來(lái)運(yùn)行；
3. 閥提供相對(duì)高的回流阻力(back flow resistance );
4. 閥和閥頭可設(shè)計(jì)為提供相對(duì)大的通過(guò)開(kāi)度且由此提供大的流量；
5. 閥上的流體壓力下降顯著低于現(xiàn)有技術(shù)的閥(即，改善了流量系數(shù) Cv或流量因數(shù)Kv),且結(jié)果是
(i) 供應(yīng)壓力降低，允許使用更小且更有效的供應(yīng)泵或在廣泛采用 了本發(fā)明的建筑物和區(qū)域中水塔海拔可以降低，或
(ii) 可以使用比現(xiàn)有技術(shù)的閥具有更少材料但具有相同或類(lèi)似壓力損失的閥。這在經(jīng)濟(jì)上有優(yōu)勢(shì)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本文描述的本發(fā)明與已經(jīng)具體描述的實(shí)施例相 比可以進(jìn)行改變和修改。例如，閥可以用金屬或塑料來(lái)鑄造或模制且可以具 有符合的構(gòu)造，其中如密封件這樣的部件可以是彈性體且其它部件是塑料或 技術(shù)的。閥不必限制為是所述的拉伸彈簧的實(shí)施例，而是可以延伸到能在閥 打開(kāi)時(shí)才是供偏壓力減小的其他彈簧或偏壓裝置。閥頭不必是所述或所示的平 面的。例如，閥頭可以是三維彎曲的形式且可以是舌狀或馬鞍狀的形式。所 有這些改變和修改可認(rèn)為是落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，其特點(diǎn)由前述說(shuō)明所確 定。
已有技術(shù)形成澳大利亞或其他地方的公知常識(shí)的一部分。
權(quán)利要求
1、一種閥，包括閥體，具有限定了流體孔的傾斜閥座；閥頭，用于接觸閥座，以關(guān)閉流體孔；杠桿臂，附接到閥頭；和偏壓裝置，可操作地連接到杠桿臂，用于促使閥頭與閥座接觸，所述偏壓裝置布置為在閥頭相對(duì)于流體孔打開(kāi)時(shí)提供降低的偏壓。
2、 如權(quán)利要求l所述的閥，其中，偏壓裝置包括彈簧裝置。
3、 如權(quán)利要求2所述的閥，其中，彈簧裝置包括拉伸彈簧。
4、 如權(quán)利要求3所述的閥，其中，拉伸彈簧是細(xì)長(zhǎng)的，其一端附接到 杠桿臂且相對(duì)的 一端附接到閥體。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的閥，其中，拉伸彈簧被預(yù)拉伸，以在閥頭 打開(kāi)時(shí)提供最小的差動(dòng)流體壓力。
6、 如權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的閥，其中，彈簧相對(duì)于杠桿臂構(gòu) 造，以使得彈簧拉伸的絕對(duì)變化率在閥頭打開(kāi)程度增加時(shí)降低。
7、 如權(quán)利要求3到6中任一項(xiàng)所述的閥，其中，在閥打開(kāi)時(shí)，彈簧縱 向軸線(xiàn)和杠桿臂縱向軸線(xiàn)之間的假想銳角減小。
8、 如權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的閥，其中，杠桿臂大致被拉長(zhǎng)且 安裝在其相對(duì)端之間的樞軸上。
9、 如權(quán)利要求8所述的閥，其中，閥頭附接在或臨近杠桿臂的一端， 且彈簧附接在或臨近杠桿臂的另 一端。
10、 如權(quán)利要求9所述的閥，其中，閥頭位于樞軸的一側(cè)，而彈簧附接 在樞軸的另一側(cè)。
11、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其中，閥座與閥殼體整體地形成。
12、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其中，閥座相對(duì)于閥體的橫截面以 5°到80°的角度傾斜。
13、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其中，閥頭在其關(guān)閉和打開(kāi)位置之 間的角度移位小于約75。。
14、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其中，流體孔的橫截面是卵形或細(xì) 長(zhǎng)形，用于增加通過(guò)該閥的流速。
15、 如權(quán)利要求14所述的閥，其中，閥頭包括周邊邊緣部分，該部分形成為大致卵形或細(xì)長(zhǎng)形。
16、 如權(quán)利要求15所述的閥，其中，閥還包括彈性密封件，裝配在周 邊邊緣部分附近，用于密封地接觸閥座。
17、 如權(quán)利要求16所述的閥，其中，彈性密封件是唇狀密封件的形式， 構(gòu)造為彈性地變形，以促進(jìn)在閥頭關(guān)閉時(shí)對(duì)閥頭的密封。
18、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其中，閥體限定了流體孔上游側(cè)上 的進(jìn)入流體通道，所述通道具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁限定了到該流體孔的錐形導(dǎo)入 部。
19、 如權(quán)利要求18所述的閥，其中，內(nèi)壁臨近并包圍杠桿臂的樞軸。
20、 如權(quán)利要求18或19所述的閥，其中，流體孔下游側(cè)上的內(nèi)壁限定 空腔，在閥頭打開(kāi)時(shí)杠桿臂至少部分地容納在該空腔中。
21、 如前述任一權(quán)利要求所述的閥，其是具有常閉構(gòu)造的非返回閥或單 通閥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種閥(10)。該閥(10)具有限定了流體孔(18)的傾斜的閥座(14)和用于與閥座(14)接觸以關(guān)閉該流體孔(18)的閥頭(20)。杠桿臂(22)附接到閥頭(20)。具有偏壓裝置(32)，其可操作地與杠桿臂(22)附接，用于促使閥頭(20)接觸閥座(14)，該偏壓裝置(32)布置為在閥頭(20)相對(duì)于對(duì)于流體孔(18)打開(kāi)時(shí)提供減小的偏壓。
文檔編號(hào)F16K15/03GK101611251SQ200780037790
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者阿倫·邁耶 申請(qǐng)人:環(huán)球閥門(mén)技術(shù)有限公司