專(zhuān)利名稱：具有大尺寸出口嘴的止回閥的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本申請(qǐng)涉及一個(gè)被稱為“鴨嘴”型的止回閥，該止回閥用在排水系統(tǒng)和污水排除管線中。
現(xiàn)有技術(shù)止回閥本質(zhì)上是這樣一種閥門(mén)允許流體沿著管道以單向流動(dòng)，而當(dāng)閥門(mén)下游的反壓增大到一個(gè)比上游液體的壓差還大的水平時(shí)，關(guān)閉并阻止回流或逆流。止回閥被用于多種流體傳輸操作中，并且必須包括一些允許液體正向流動(dòng)而阻止任何回流的裝置。
傳統(tǒng)的橡膠鴨嘴型止回閥具有一個(gè)入口套頭，一個(gè)出口嘴，和一個(gè)用于連接該套頭和該嘴的中間過(guò)渡部分。該嘴包括一個(gè)縫隙，當(dāng)流體受壓穿過(guò)該閥門(mén)的時(shí)候該縫隙張開(kāi)。典型地，現(xiàn)有的“鴨嘴”型止回閥具有一個(gè)嘴狀縫隙，該縫隙的大小等于或小于套頭(入口)圓周的一半。原因是如果嘴狀縫隙的尺寸大于套頭直徑圓周的二分之一時(shí)，移去用于穿過(guò)套頭而制造止回閥的一體的心軸，將變得很困難甚至是不可能的。
在大多數(shù)應(yīng)用中，希望在液體盡可能低的正向壓降情況下，換句話說(shuō)，以盡可能低的壓頭損失，獲得最大的流量。為了改進(jìn)鴨嘴型止回閥的性能，閥門(mén)已經(jīng)被改進(jìn)了，其中嘴的寬度比套頭的半徑要大。嘴的輸出面積和開(kāi)口位置因此更接近套頭的入口面積，并且壓頭損失減小了。例如，Raftis等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5921197，公開(kāi)了一個(gè)這種類(lèi)型的不對(duì)稱的止回閥。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種與傳統(tǒng)的閥門(mén)相比具有改進(jìn)的壓頭損失的鴨嘴型止回閥。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種克服在現(xiàn)有技術(shù)中遇到的設(shè)計(jì)問(wèn)題的止回閥。
發(fā)明概述本發(fā)明是一個(gè)具有大尺寸出口嘴的止回閥。本發(fā)明包括一個(gè)管狀入口部分，一個(gè)出口部分，以及一個(gè)將入口部分和出口部分相連接的中間過(guò)渡部分，其中出口部分的寬度或高度至少約為入口部分直徑的1.57倍。出口部分沿著止回閥的縱向的平面對(duì)稱。它也可具有一個(gè)弧形的嘴。
具有該尺寸的閥門(mén)的優(yōu)點(diǎn)是，相對(duì)于傳統(tǒng)的鴨嘴型止回閥具有較低的壓頭損失。因?yàn)橛行У某隹诿娣e大于閥門(mén)的入口面積，在高流率時(shí)，壓頭損失將降到開(kāi)放管端的壓頭損失之下。
本發(fā)明本身和它的結(jié)構(gòu)、操作方法、以及另外的目的和它的優(yōu)點(diǎn)，從下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例的描述中將被更好的理解。


附圖1a是按照現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)鴨嘴型止回閥的頂視圖；附圖1b是按照現(xiàn)有技術(shù)的附圖1a的傳統(tǒng)鴨嘴型止回閥的側(cè)視圖；附圖1c是按照現(xiàn)有技術(shù)之附圖1a的傳統(tǒng)鴨嘴型止回閥的前視圖；附圖2a是按照現(xiàn)有技術(shù)之另一種傳統(tǒng)鴨嘴型止回閥的前視圖；附圖2b是按照現(xiàn)有技術(shù)之附圖2a的傳統(tǒng)鴨嘴型止回閥的側(cè)視圖；附圖3a是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖；附圖3b是按照本發(fā)明之附圖3a的實(shí)施例的側(cè)視圖；附圖3c是按照本發(fā)明之附圖3a的實(shí)施例的前視圖；附圖4是本發(fā)明在閉合狀態(tài)的一個(gè)前視圖；附圖5是本發(fā)明在微開(kāi)狀態(tài)的一個(gè)前視圖；附圖6是本發(fā)明在進(jìn)一步張開(kāi)狀態(tài)的一個(gè)前視圖；附圖7是本發(fā)明在完全張開(kāi)狀態(tài)的一個(gè)前視圖；附圖8是具有曲線形出口部分的本發(fā)明的一個(gè)透視圖；附圖9是通過(guò)一個(gè)凸緣安裝到管道上的本發(fā)明的一個(gè)側(cè)剖圖。
實(shí)施例詳述附圖1和2展示了傳統(tǒng)的鴨嘴型止回閥。這些閥門(mén)包括一個(gè)入口部分10，一個(gè)過(guò)渡部分12和一個(gè)出口部分14。這樣設(shè)計(jì)的好處是加工成本低，并且心軸可以簡(jiǎn)便地從整個(gè)部分中撤換。附圖2中所示的止回閥稍微展寬，出口部分14的寬度大約等于入口部分10的周長(zhǎng)的一半。心軸從閥門(mén)中完全移出稍微有些困難，但是壓頭損失較低。
經(jīng)過(guò)猶州為大學(xué)水研究實(shí)驗(yàn)室的廣泛實(shí)驗(yàn)，對(duì)于淹沒(méi)出流，“鴨嘴”型止回閥的壓頭損失非常接近于
H＝Q2/19.5gA2其中H＝以英尺水表示的壓頭損失，Q＝每分鐘流經(jīng)的水的加侖數(shù)量，g＝重力常數(shù)＝32.16英尺/秒2，并且A＝以平方英寸上表示的有效的開(kāi)口面積。
因此，對(duì)于恒定的流量情況，壓頭損失與出流面積的平方成反比。
可以發(fā)現(xiàn)，在出口部分14的寬度或者高度(取決于定位)至少大約是入口部分直徑的1.57倍的情況下，壓頭損失比傳統(tǒng)止回閥的壓頭損失小得多。本發(fā)明是一個(gè)具有增大嘴的鴨嘴型止回閥，如附圖3中所示。鴨嘴型止回閥22包括一個(gè)入口部分16，一個(gè)過(guò)渡部分18，以及一個(gè)出口部分20，該出口部分看似一對(duì)互相對(duì)接并嚙合的嘴唇。附圖3中的出口部分20(或者嘴)的高度h遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入口部分16的直徑d。實(shí)際上，出口部分20在它閉合的狀態(tài)下，它的高度至少接近入口部分16的直徑d的1.57倍。
重要的是注意出口部分20可以朝向不同的位置，可以沿垂直于管道30的軸旋轉(zhuǎn)。附圖3顯示了本發(fā)明的出口部分20，其中出口部分20(或者嘴唇)以垂直方式放置，使高度h成為有效尺寸。轉(zhuǎn)到附圖4-7，出口部分20以水平方式放置，使寬度w成為有效尺寸。按照本發(fā)明，出口部分的縱向尺寸，在它閉合狀態(tài)下，必須比入口部分16的直徑d大得多。
附圖4-7顯示了按照本發(fā)明的鴨嘴型止回閥的不同的開(kāi)放程度。附圖4顯示了一個(gè)閉合的鴨嘴型止回閥22，附圖5和6顯示了一個(gè)逐漸張開(kāi)的鴨嘴型止回閥22，附圖7顯示了一個(gè)完全張開(kāi)的鴨嘴型止回閥22。從附圖7中可以看出，根據(jù)閥門(mén)的剛性，出口部分20不能張開(kāi)到完整圓形的開(kāi)度，但是可以張開(kāi)到整個(gè)圓形開(kāi)度面積的40％到85％。
按照本發(fā)明而構(gòu)成的閥門(mén)，由于其出口部分20的嘴狀縫隙比入口部分16的鏜孔半徑的1.57倍還要大，因此它的開(kāi)放面積等于或者大于入口部分16的面積。因此，壓頭損失顯著低于傳統(tǒng)閥門(mén)的壓頭損失。此外，出口部分20(在附圖4-8中所示的)的寬度w應(yīng)當(dāng)至少接近入口部分的直徑d的1.57倍。
鴨嘴型止回閥22最好由人造橡膠制成，例如氯丁(二烯)橡膠，或者由合成織物加強(qiáng)了的人造橡膠制成，其中的織物例如為尼龍或者聚酯，其結(jié)構(gòu)相似于汽車(chē)輪胎。入口部分16通常由堅(jiān)硬耐用的材料制成，例如，用聚酯織物加強(qiáng)了的苯乙烯丁二烯，而出口部分20由柔性材料制成，以允許出口部分20適當(dāng)?shù)貜堥_(kāi)和閉合。進(jìn)一步，出口部分20可沿著貫穿鴨嘴型止回閥22的縱向平面A-A對(duì)稱?？v向平面A-A與入口部分16的中心線重合。另外，可以想象出口部分20可以是曲線形，象在美國(guó)專(zhuān)利No.5727593中描述的一樣。入口部分16裝配有凸緣32，代替附圖中所示的套頭。
按照較佳實(shí)施例的鴨嘴型止回閥類(lèi)似于輪胎是使用多片心軸制造的。必須將心軸拆開(kāi)以將其從閥門(mén)的內(nèi)部拆卸出來(lái)。然而，壓頭損失的顯著減小將證明制造本發(fā)明的額外花消是值得的。進(jìn)一步，鴨嘴型止回閥22可以有局部加強(qiáng)件，例如嵌入的線、片、圈、管。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，作出改進(jìn)是可以理解的。
權(quán)利要求
1.一個(gè)止回閥，包括一個(gè)安裝在管道排水端的上游入口部分；一個(gè)下游出口部分，它適于阻止液體沿止回閥的回流；一個(gè)過(guò)渡部分，位于上游入部分和下游出口部分之間；下游出口部分在垂直于流向方向延伸的縱向尺寸大于上游入口部分直徑的大約1.57倍；并且其中下游出口部分沿著通過(guò)下游出口部分的一水平縱向平面對(duì)稱，該縱向平面與上游入口部分的中心線重合。
2.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)在上游入口部分上的凸緣。
3.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，特征在于該止回閥至少部分地由彈性塑料材料制成。
4.按照權(quán)利要求3所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括在彈性材料中的一個(gè)合成的加強(qiáng)件。
5.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，其中特征在于入口部分至少部分地由堅(jiān)硬耐用的材料制成。
6.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，其特征在于上游入口部分進(jìn)一步包括一個(gè)聚酯織物加強(qiáng)件。
7.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)從以下組群中選出的局部加強(qiáng)件，該組群由嵌入的線、板、圈、管組成。
8.按照權(quán)利要求1所述的止回閥，其特征在于，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，下游出口部分將張開(kāi)到整個(gè)打開(kāi)的圓面積的40％到85％。
9.一個(gè)止回閥，包括一個(gè)安裝在管道排水端的上游入口部分；一個(gè)下游出口部分，它適于阻止液體沿止回閥的回流；一個(gè)過(guò)渡部分，位于上游入部分和下游出口部分之間；下游出口部分在垂直于流向方向延伸的縱向尺寸大于上游入口部分直徑的大約1.57倍；并且其中下游出口部分沿著通過(guò)下游出口部分的一垂直縱向平面對(duì)稱，該縱向平面與上游入口部分的中心線重合。
10.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)在上游入口部分上的凸緣。
11.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其特征在于該止回閥至少部分地由彈性塑料材料制成。
12.按照權(quán)利要求11所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括在彈性材料中的一個(gè)合成的加強(qiáng)件。
13.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其特征在于上游入口部分至少部分地由堅(jiān)硬耐用的材料制成。
14.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其特征在于入口部分進(jìn)一步包括一個(gè)聚酯織物加強(qiáng)件。
15.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)從以下組群中選出的局部加強(qiáng)件，該組群由嵌入的線、板、圈、管組成。
16.按照權(quán)利要求9所述的止回閥，其中，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，下游出口部分將張開(kāi)到整個(gè)打開(kāi)的圓面積的40％到85％。
17.一個(gè)止回閥，包括一個(gè)安裝在管道排水端的上游入口部分；一個(gè)下游出口部分，它適于阻止液體沿止回閥的回流；一個(gè)過(guò)渡部分，位于上游入口部分和下游出口部分之間；下游出口部分在垂直于流向方向延伸的縱向尺寸大于上游入口部分直徑的大約1.57倍；并且其中下游出口部分預(yù)先成形確定一個(gè)曲線形的嘴。
18.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)在上游入口部分上的凸緣。
19.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于該止回閥至少部分地由彈性塑料材料制成。
20.按照權(quán)利要求19所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括在彈性材料中的一個(gè)合成的加強(qiáng)件。
21.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于入口部分至少部分地由堅(jiān)硬耐用的材料制成。
22.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于上游入口部分進(jìn)一步包括一個(gè)聚酯織物加強(qiáng)件。
23.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)從以下組群中選出的局部加強(qiáng)件，該組群由嵌入的線、板、圈、管組成。
24.按照權(quán)利要求17所述的止回閥，其特征在于，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，下游出口部分將張開(kāi)到整個(gè)打開(kāi)的圓面積的40％到85％。
25.一種用于減小排水系統(tǒng)管道中的壓頭損失的方法，包括以下步驟提供一個(gè)止回閥，該閥門(mén)包括一個(gè)安裝在管道排水端的上游入口部分，一個(gè)適于阻止穿過(guò)止回閥的液體回流的下游出口部分，一個(gè)位于上游入口部分和下游出入口部分之間的過(guò)渡部分，下游出口部分在垂直于流向方向延伸的縱向尺寸大于上游口部分直徑的大約1.57倍；以及，引導(dǎo)液體流過(guò)管道，進(jìn)入上游入口部分，穿過(guò)過(guò)渡部分，從下游出口部分輸出。
全文摘要
一個(gè)止回閥具有一個(gè)安裝在管道排水端的上游入口部分，一個(gè)適于阻止穿過(guò)止回閥的液體回流的下游出口部分，一個(gè)位于上游部分和下游出口部分之間的過(guò)渡部分，下游出口部分在垂直于流向方向延伸的縱向尺寸大約至少是上游入口部分直徑的1.57倍。
文檔編號(hào)F16K15/14GK1432751SQ02102580
公開(kāi)日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者S·G·拉夫蒂斯, A·T·阿布羅邁蒂斯, M·J·杜爾 申請(qǐng)人:紅閥股份有限公司