新型低阻力減壓型倒流防止器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型低阻力減壓型倒流防止器，包括上游止回閥和下游止回閥，上游止回閥和所述下游止回閥結(jié)構(gòu)相同，分別包括閥座、閥瓣裝置和組合碟形彈簧，組合碟形彈簧由多個對合組合碟形彈簧依次并排組成，且每個對合組合碟形彈簧由兩個相對設(shè)置的單片碟形彈簧片組成，單片碟形彈簧片的彈力特性曲線在時，呈水平直線狀，組合碟形彈簧設(shè)置在所述閥瓣裝置與所述彈簧座之間，用于控制所述閥瓣裝置左右移動，從而打開或關(guān)閉所述閥體的上游進(jìn)水口或中間減壓腔的出水口。本實用新型，上游止回閥和下游止回閥均由組合碟形彈簧來控制開啟和關(guān)閉，開啟和關(guān)閉的彈簧彈力近似于恒定，水頭損失明顯降低，節(jié)約用水，節(jié)約能源，安全用水的目的。
【專利說明】新型低阻力減壓型倒流防止器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及倒流防止器，具體涉及新型低阻力減壓型倒流防止器。
【背景技術(shù)】
[0002]非飲用流體管系與飲用水管系不合法的水力連接，被給水工作者稱為“交叉連接”，這種不合法的“交叉連接”將由于潛在的反虹吸或背壓事故而導(dǎo)致非飲用流體向飲用水管系倒流，從而危害用水安全。這種危害分為:有毒污染一可能導(dǎo)致生命死亡或大面積傳播擴(kuò)散流行疾??；有害污染一可能損害人體或生物健康；輕度污染一導(dǎo)致惡心、厭煩或感官刺激。
[0003]在日常生活中，交叉連接到處存在，并且難以完全避免，例如，在家庭給排水系統(tǒng)中，廚房的生活用水和衛(wèi)生間沖水馬桶的進(jìn)水管都會連接到進(jìn)水管路上，這樣，如果衛(wèi)生間沖水馬桶中的水出現(xiàn)虹吸回流或背壓回流到進(jìn)水管中時，就會污染生活用水，因此，為了確保生活用水的安全，必須安裝必要的防回流裝置。
[0004]以往的做法都是采用止回閥來代替倒流防止器，但是，由于止回閥存在關(guān)閉速度過慢的缺點，經(jīng)常會產(chǎn)生虹吸回流和背壓回流現(xiàn)象，另外，止回閥有存在關(guān)閉不嚴(yán)甚至關(guān)閉失靈的情況，一旦倒流發(fā)生，則起不到防回流的作用。這些年，雖然一些閥門廠家開發(fā)了倒流防止器，但都存在要么水壓損失過大，要么關(guān)閉過慢而造成回流的弊病，或者存在泄水閥泄水動作不靈敏，要么關(guān)閉過緊，無法泄水，達(dá)不到安全用水的目的，要么關(guān)閉不緊，長期泄水而造成浪費的弊病。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是采用止回閥來代替倒流防止器達(dá)不到安全用水的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種新型低阻力減壓型倒流防止器，包括相對間隔設(shè)置在閥體內(nèi)的上游止回閥和下游止回閥，所述上游止回閥和下游止回閥之間形成中間減壓腔，所述中間減壓腔的下部出水口處設(shè)有泄水閥，所述泄水閥的泄水口處設(shè)有起空氣隔斷作用的漏水斗，所述閥體的頂面上設(shè)有閥蓋，所述上游止回閥和所述下游止回閥結(jié)構(gòu)相同，分別包括:
[0007]閥座，一端固定在所述閥體的上游入水口處，另一端設(shè)有彈簧座；
[0008]閥瓣裝置，沿左右方向滑動設(shè)置在所述閥座內(nèi)；
[0009]組合碟形彈簧，設(shè)置在所述閥瓣裝置與所述彈簧座之間，用于控制所述閥瓣裝置左右移動，從而打開或關(guān)閉所述閥體的上游進(jìn)水口或中間減壓腔的出水口，所述組合碟形彈簧由多個對合組合碟形彈簧依次并排組成，且每個所述對合組合碟形彈簧由兩個相對設(shè)
置的單片碟形彈簧片組成，所述單片碟形彈簧片的彈力特性曲線在b/t=萬時，呈水平直
線狀，其中，Iitl表示單片碟形彈簧片內(nèi)截錐高度，t表示單片碟形彈簧片的厚度。
[0010]在上述方案中，所述閥瓣裝置包括:[0011]弧形密封片，其朝向進(jìn)水口一側(cè)的表面為外凸弧面，另一側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有一環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有閥瓣壓板；
[0012]閥瓣，具有密封部和后閥軸；
[0013]前閥軸，穿過所述弧形密封片和所述閥瓣壓板的中心后與所述密封部的中心固定，所述組合碟形彈簧套裝在所述后閥軸上，且兩端分別與密封部和所述彈簧座相抵。
[0014]在上述方案中，所述閥蓋上設(shè)有一個上大下小的臺階通孔，所述臺階通孔內(nèi)設(shè)有橡膠球，且所述臺階通孔的端口處設(shè)有測試球閥。
[0015]在上述方案中，所述閥座與所述弧形密封片的外緣的接觸面為密封面，所述密封面為錐面。
[0016]在上述方案中，所述泄水閥包括:
[0017]泄水閥體，由格柵分隔成進(jìn)水腔和出水腔，所述進(jìn)水腔與所述中間減壓腔相通，所述出水腔與所述漏水斗相通，所述格柵的中心設(shè)有過流孔，所述過流孔連通所述進(jìn)水腔和出水腔，所述泄水閥體的右端固定設(shè)有右端蓋，所述右端蓋的右側(cè)通過螺紋連接著泄水彈簧調(diào)節(jié)器；
[0018]隔膜，通過左端蓋固定在所述泄水閥體的左端，所述左端蓋通過導(dǎo)管與所述閥體的上游入水口相連，所述隔膜與所述左端蓋之間形成高壓腔，所述隔膜與所述泄水閥體之間形成低壓腔，所述低壓腔與所述進(jìn)水腔連通；
[0019]活塞組件，設(shè)置在所述泄水閥體內(nèi)，所述活塞組件在活塞軸上具有間隔設(shè)置的活塞和泄水閥閥瓣以及泄水彈簧座。
[0020]泄水彈簧，套裝在活塞軸的右端，左端與所述泄水彈簧座抵觸，右端與泄水彈簧調(diào)節(jié)器抵觸。所述活塞組件在所述高壓腔與低壓腔的壓差以及泄水彈簧的彈力作用下進(jìn)行軸向左右移動，使泄水閥閥瓣打開或關(guān)閉所述過流孔。
[0021]本實用新型，上游止回閥和下游止回閥均由組合碟形彈簧來控制開啟和關(guān)閉，組合碟形彈簧在某變形區(qū)域內(nèi)的彈力近似于恒定，故壓力水源僅需克服組合碟形彈簧的預(yù)緊彈力，無需損耗額外壓力維持對合組合碟形彈簧的進(jìn)一步壓縮，與采用普通螺旋形彈簧相t匕，水頭損失明顯降低，從而達(dá)到節(jié)約用水和節(jié)約能源的目的，同時采用減壓原理，有效地杜絕有毒液體和污染液體的回流，達(dá)到安全用水的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型中上游止回閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖2中的A部放大圖；
[0025]圖4為圖2中的B部放大圖；
[0026]圖5為本實用新型中單片碟形彈簧載荷與變形曲線圖；
[0027]圖6為本實用新型中閥瓣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本實用新型中弧形密封片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本實用新型中閥瓣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9為本實用新型中泄水閥關(guān)閉時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10為本實用新型中泄水閥打開時的結(jié)構(gòu)示意圖；[0032]圖11為本實用新型中漏水斗的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖12為本實用新型中關(guān)閉密封壓力計算示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合具體實施例和說明書附圖對本實用新型做出詳細(xì)的說明。
[0035]如圖1所示，本實用新型提供的新型低阻力減壓型倒流防止器，包括相對間隔設(shè)置在閥體10內(nèi)的上游止回閥20和下游止回閥30，上游止回閥20與下游止回閥30之間形成中間減壓腔40，中間減壓腔40的下部出水口處設(shè)有泄水閥50，泄水閥50的泄水口處設(shè)有起空氣隔斷作用的漏水斗60，閥體10的頂面上設(shè)有閥蓋70，閥蓋70上設(shè)有一個上大下小的臺階通孔，臺階通孔內(nèi)設(shè)有橡膠球71，且臺階通孔的外端口處設(shè)有測試球閥72。工作狀態(tài)時，橡膠球71在壓力和浮力的作用下上浮并牢牢地堵住測試球閥72的下端口，起到密封作用；停止工作時，橡膠球71在自身重力作用下下沉，于是大氣經(jīng)測試球閥72進(jìn)入中間減壓腔40，破壞中間減壓腔40內(nèi)因泄水而造成的真空，防止虹吸現(xiàn)象的發(fā)生。
[0036]上游止回閥20和下游止回閥30結(jié)構(gòu)相同，下面以上游止回閥20為例進(jìn)行說明，如圖2所示，上游止回閥20包括閥座21、閥瓣裝置22和組合碟形彈簧23，閥座21的一端(左端)固定在閥體10的上游入水口處，另一端(右端)設(shè)有彈簧座24，閥瓣裝置22沿水平方向左右滑動設(shè)置在閥座21內(nèi)，組合碟形彈簧23設(shè)置在閥瓣裝置22與彈簧座24之間，控制閥瓣裝置22左右移動，從而相應(yīng)地打開或關(guān)閉閥體10的上游進(jìn)水口或者中間減壓腔的出水口。
[0037]組合碟形彈簧23由多個對合組合碟形彈簧依次并排組成，如圖3所示，對合組合碟形彈簧由兩個相對設(shè)置的單片碟形彈簧片組成，單片碟形彈簧片的彈力特性曲線在
h/t=S時，呈水平直線狀，如圖5所示，其中，b和t分別為單片碟形彈簧片內(nèi)截錐高度
和厚度，F(xiàn)為載荷，f為變形。這時，載荷雖然沒有變化而變形卻繼續(xù)增大，此區(qū)域的彈力是近似不變的，俗稱恒力彈簧。多個對合組合碟形彈簧組合在一起時，總彈力等于單個對合組合碟形彈簧的彈力，總變形卻是多個對合組合碟形彈簧變形的累加。
[0038]如圖6所示，閥瓣裝置22包括弧形密封片221、閥瓣222和前閥軸223，再請參見圖7，弧形密封片221的左端部2211為外凸的弧形面，右端部2212呈套筒狀且內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形凹槽2213，環(huán)形凹槽2213內(nèi)設(shè)有閥瓣壓板224，再請參見圖7，閥瓣222具有密封部2221和后閥軸2222，前閥軸223自左向右穿過弧形密封片221和閥瓣壓板224的中心后與閥瓣222的密封部2221的左端中心固定，組合碟形彈簧23套裝在后閥軸2222上，且兩端分別與閥瓣222的密封部2221的右端面和彈簧座24相抵。
[0039]如圖5所示，弧形密封片221的左端部2211的外緣呈球面狀，閥座21上與左端部2211的外緣相對的部位為錐面，一旦倒流發(fā)生或該倒流防止器關(guān)閉時，閥瓣裝置22在組合碟形彈簧23的作用下，弧形密封片221左端部2211的外緣與閥座21的錐面迅速接觸，圓錐面與球面形成相切密封，達(dá)到線密封效果，大大提高該倒流防止器關(guān)閉時的密封比壓，具體分析如下，根據(jù)倒流防止器的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定，在零流量狀態(tài)，上游壓力P1與中間減壓腔壓力P2之差Λ P不應(yīng)小于20KPa，此時上游止回閥應(yīng)緊閉不漏水，請參見圖12所示的受力分析圖，F(xiàn)1為組合碟形彈簧的彈力，F(xiàn)2為上游壓力(F2= Λ PXS1, ,S1為上游止回閥的閥瓣面積)，弧形密封片221的外緣部與閥座21的錐面接觸時，因為接觸面帶有一定的斜度，所以F1被分解為與切線水平方向的Fix和與切線垂直方向的F1Y，F(xiàn)2被分解為與切線水平方向的F2x和與切線垂直方向的F2Y，兩個同方向的與切線垂直分力的合力就是該倒流防止器的關(guān)閉密封壓力，即合*FY=F1Y+F2Y，大大增大了密封壓力，此時，只要Fix不小于F2X，止回閥即可達(dá)到密封效果，這點與傳統(tǒng)的密封不同，傳統(tǒng)的密封條件是Fix必須比F2x大很多。
[0040]如圖9、圖10所示，泄水閥50是一個壓力平衡式泄水裝置，包括泄水閥體51，泄水閥體51由格柵511分隔成進(jìn)水腔52和出水腔53，進(jìn)水腔52與中間減壓腔40相通，出水腔53與漏水斗60相通，格柵511的中心設(shè)有過流孔，過流孔連通進(jìn)水腔52和出水腔53。
[0041]泄水閥體51的右端固定設(shè)有右端蓋54，右端蓋54上設(shè)有軸向通孔，軸向通孔內(nèi)螺裝有泄水閥彈簧調(diào)節(jié)器61，泄水閥彈簧調(diào)節(jié)器61的左端面與泄水閥彈簧座62相抵，泄水閥彈簧63套裝在泄水閥彈簧座62左端的安裝軸上。通過調(diào)節(jié)泄水閥彈簧調(diào)節(jié)器61，可以改變泄水閥彈簧63的彈力大小。
[0042]泄水閥體51的左端通過左端蓋55將一個隔膜56固定在泄水閥體51的左端面上，左端蓋55通過導(dǎo)管80與閥體10的上游入水口相連，隔膜56起到分的作用，隔膜56與左端蓋55之間形成高壓腔57，隔膜56與泄水閥體51之間形成低壓腔58，低壓腔58通過泄水閥體51左端面上的多個軸向通孔512與進(jìn)水腔52連通。
[0043]泄水閥體51內(nèi)設(shè)有活塞組件59，活塞組件59包括活塞軸591以及沿左右方向并排間隔設(shè)置在活塞軸591上的活塞592和泄水閥閥瓣593，活塞軸591的左端與隔膜56固定，右端滑動設(shè)置在泄水閥彈簧座63上，泄水閥彈簧63的兩端分別與活塞軸591上的限位環(huán)594和泄水閥彈簧座62相抵?；钊?92的右端面面積與泄水閥閥瓣593的左端面面積相等，使得當(dāng)該泄水閥50關(guān)閉狀態(tài)時，活塞592在進(jìn)水腔52內(nèi)處于壓力平衡狀態(tài)，活塞軸591上設(shè)有活塞蓋595，活塞蓋595與泄水閥體51的左端面固定，活塞蓋595與活塞592之間形成活塞腔，活塞腔的側(cè)壁上設(shè)有排氣孔596，供活塞592左右移動時吸氣或排氣之用。
[0044]當(dāng)該泄水閥50關(guān)閉狀態(tài)時，泄水閥閥瓣593剛好密封住格柵511的過流孔，進(jìn)水腔52的上部與中間減壓腔40的下部出水口連通，出水腔53的下部與起空氣隔斷作用的漏水斗60連接，如圖11所示，漏水斗60是一個兩頭小中間大的漏斗形結(jié)構(gòu)，上端通過螺紋與出水腔53連接，下端與排水管連接，上端由二條或二條以上的筋構(gòu)成，構(gòu)成為非封閉式結(jié)構(gòu)，可與大氣直接接觸，起到空氣隔斷的作用。
[0045]進(jìn)水孔46把中間減壓腔40內(nèi)的壓力水引入低壓腔57內(nèi)，高壓腔58內(nèi)的壓力P1與低壓腔57內(nèi)的壓力P2之差Λ P1是活塞軸591左右移動的動力，使泄水閥閥瓣593打開或關(guān)閉過流孔，從而使泄水閥體51打開或關(guān)閉。
[0046]隔膜56的面積是泄水閥閥瓣593面積的2倍或2倍以上，具有足夠大的隔膜面積，在高壓腔58內(nèi)的壓力P1與低壓腔57內(nèi)的壓力P2之差Λ P1作用下才能確保泄水閥50具有足夠大的關(guān)閉力和開啟力，使得泄水閥50在關(guān)閉時保持滴水不漏，在開啟時閥瓣被完全打開，保證大流量充分泄水。
[0047]下面結(jié)合圖1對本實用新型的工作原理說明如下，圖中箭頭方向為水流方向:
[0048](I)上游壓力P1作用于上游止回閥的閥瓣裝置22的左側(cè)面上，克服組合碟形彈簧23的彈力后使閥瓣裝置22向右移動并打開上游止回閥20，壓力P1被上游止回閥20減去部分壓力后變?yōu)镻2進(jìn)入中間減壓腔40內(nèi)，再通過泄水閥50的進(jìn)水腔52由泄水閥進(jìn)水孔進(jìn)入泄水閥50的低壓腔57內(nèi)，同時，壓力P1也經(jīng)過導(dǎo)管80由泄水閥50的上游壓力進(jìn)水口進(jìn)入高壓腔58內(nèi)，由于高壓腔58內(nèi)的壓力(相等于上游壓力P1)大于中間減壓腔40內(nèi)的壓力P2,于是在隔膜56的左右表面形成一個水力壓差Λ P1,并且此水力壓差完全克服了泄水閥彈簧63的彈力，使泄水閥50處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0049]繼續(xù)地，中間減壓腔40內(nèi)的壓力P2進(jìn)一步克服下游止回閥30中的組合碟形彈簧的彈力后使下游止回閥30向右移動并打開，壓力P2被下游止回閥30再次減去部分壓力后變?yōu)镻3W出水口流出。
[0050](2) —旦出水口的壓力P3增大，接近或超過中間減壓腔40內(nèi)的水壓P2時(假如下游止回閥30被卡堵)，便可產(chǎn)生背壓回流，此時，中間減壓腔40內(nèi)的壓力P2因背壓回流而增大，泄水閥的隔膜56上下的水力壓差Λ P1減小，泄水閥彈簧63向左推開隔膜56，泄水閥50被打開，中間減壓腔40內(nèi)的壓力水由出水腔53泄出，再經(jīng)漏水斗60排出，形成閥內(nèi)空氣隔斷，防止背壓回流，與此同時，閥蓋70上的橡膠球71在自身重力作用下下沉，大氣由測試球閥92進(jìn)入中間減壓腔40，破壞中間減壓腔40內(nèi)因泄水而造成的真空，防止虹吸倒流。
[0051](3)假如上游壓力P1減小或上游出現(xiàn)負(fù)壓時，作用在隔膜56左右的水力壓差Λ P1減小，泄水閥彈簧63向左推動隔膜56，泄水閥50被打開，中間減壓腔40內(nèi)的壓力水由出水腔53泄出。
[0052]本實用新 型提供的新型低阻力減壓型倒流防止器采用了減壓原理和組合碟形彈簧具有均勻彈力的特性，使泄水閥具有自動開啟和關(guān)閉并具備泄水壓力可調(diào)節(jié)的功能，結(jié)合圖1，具體論證低阻力原由、泄水閥泄水壓力可調(diào)節(jié)功能以及對合組合碟形彈簧的選擇方法如下:
[0053]以DN125 (即 5")為例:
[0054]1、低阻力原由如下:
[0055]上游止回閥的進(jìn)水口直徑D=140mm，則進(jìn)水口面積為
0.785XD2=0.78 5X 142=154cm2。根據(jù)倒流防止器的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定，在零流量狀態(tài)，上游壓力P1與中間減壓腔壓力P2之差Λ P不應(yīng)小于20KPa，此時上游止回閥應(yīng)緊閉不漏水，所以上游閥瓣所受的水力推力為154cm2 X 20KPa=30.8Kg，此時的上游止回閥的組合碟形彈簧的彈力必須不小于30.8Kg，閥瓣裝置22的移動距離為31.25mm (常規(guī)逆止閥DN125打開距離為125mm/4=31.25mm),由德國Mubea公司提供的蝶形彈簧彈力計算軟件運算得知:
[0056]單個蝶形彈簧厚度t=0.8mm,內(nèi)截維高度 hQ=l.5mm, De=50.00mm, Di=20.00mm,10=2.30mm, h0/t=l.875,其中，De為單個蝶簧的外徑，Di為內(nèi)徑，I。為單個蝶簧的總高度=1?+!:。(根據(jù)德國Mubea公司提供的資料顯示，hO/t ( 2蝶形彈簧不會翻轉(zhuǎn))，單個蝶形彈簧預(yù)緊30%時的彈力為31.3Kg，壓縮位移為0.45mm,繼續(xù)壓縮至70%時的彈力為39.8Kg，壓縮位移為1.05mm，軸向運動裝置移動距離為1.05-0.45=0.6mm,故需要52片蝶形彈簧對合組合，總壓縮位移為0.6X52=31.2mm，上游止回閥完全打開后的水頭損失為39.8Kg/154cm2=0.26Kg/cm2=2.6 米水柱。
[0057]下游止回閥的進(jìn)水口直徑D=140mm，貝U進(jìn)水口面積為
0.785XD2=0.785X142=154cm2。根據(jù)倒流防止器的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定，在零流量狀態(tài)，中間減壓腔壓力P2與出水口壓力P3之差Λ P2不應(yīng)小于7KPa，此時下游止回閥應(yīng)緊閉不漏水，所以下游閥瓣所受的水力推力為154cm2X7KPa=10.8Kg，此時的下游對合組合碟形彈簧的彈力必須不小于10.8Kg，閥瓣裝置22的移動距離為31.25mm(常規(guī)逆止閥DN125打開距離為125mm/4=31.25mm),由德國Mubea公司提供的蝶形彈簧彈力計算軟件運算得知:
[0058]單個蝶形彈簧厚度t=0.6mm,內(nèi)截維高度 hQ=l.2mm, De=50.00mm, Di=20.00mm,10=1- 80mm, h0/1=2 (根據(jù)德國Mubea公司提供的資料顯示,hQ/t ( 2蝶形彈簧不會翻轉(zhuǎn)),單個蝶形彈簧預(yù)緊30%時的彈力為11.5Kg，壓縮位移為0.36mm,繼續(xù)壓縮至71%時的彈力為14.1Kg,壓縮位移為0.855mm，軸向運動裝置移動距離為0.855-0.36=0.495mm,故需要64片蝶形彈簧對合組合，總壓縮位移為0.495X64=31.68mm，下游止回閥完全打開后的水頭損失為 14.lKg/154cm2=0.092Kg/cm2=0.92 米水柱。
[0059]綜合上述，該倒流防止器的總水頭損失為:上游止回閥+下游止回閥水頭損失=2.6+0.92=3.52米水柱，比國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定的8_10米水柱低很多，有著良好的節(jié)能效果。
[0060](2)該新型低阻力減壓型倒流防止器中，上游止回閥20和下游止回閥30的閥座的密封面為略帶斜度的圓錐形結(jié)構(gòu)，一旦倒流發(fā)生或該倒流防止器關(guān)閉時，閥瓣裝置22在組合碟形彈簧23的作用下，弧形密封片221的外緣與之迅速接觸時，圓錐面與球面形成相切密封，達(dá)到線密封效果，大大提高該倒流防止器關(guān)閉時的密封比壓，以DN125倒流防止器為例并結(jié)合(I)所述內(nèi)容，根據(jù)倒流防止器的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定，在零流量狀態(tài)，上游壓力P1與中間減壓腔壓力P2之差Λ P1不應(yīng)小于20KPa，此時上游止回閥應(yīng)緊閉不漏水，如圖12所示的受力，F(xiàn)2為上游壓力對閥瓣裝置22的推力，F(xiàn)2=30.8Kg，F(xiàn)1為組合蝶形彈簧的彈力，F(xiàn)1=31.3Kg，弧形密封片221的外緣球面接觸時，因為接觸面帶有一定的斜度，所以F1被分解為與切線水平方向的Flx和與切線垂直方向的Fly=2.36Kg, F2被分解為與切線水平方向的F2x和與切線垂直方向的F2y=2.2Kg，兩個同方向的與切線垂直分力的合力就是該倒流防止器的關(guān)閉密封壓力，即合力Fy=Fly+F2y=2.36+2.2=4.56Kg，該4.56Kg就是密封壓力，此時，只要F1=Sl.3Kg大于F2=30.8Kg，閥瓣裝置22不會被移動，止回閥即可達(dá)到密封效果，這點與傳統(tǒng)的密封不同，傳·統(tǒng)的密封條件是F1必須比F2大很多。下游止回閥的密封形式與上游止回閥相同，不再重復(fù)描述。
[0061](3)與采用普通螺旋形彈簧的傳統(tǒng)倒流防止器相比較，若上游止回閥的彈簧預(yù)緊壓縮距離為0.45X52=23.4mm,預(yù)緊力為31.3Kg，則彈簧的剛度K=31.3/23.4=1.34Kg/mm,繼續(xù)壓縮31.25mm,總壓縮量為23.4+31.25=54.65mm,此時的彈力為1.34Kg/mmX54.65mm=73.23Kg,那么上游止回閥的水頭損失為 73.23Kg/154cm2=0.48Kg/cm2=4.8米水柱，同樣的計算過程得知，下游止回閥的水頭損失為1.8米水柱，總水頭損失為
4.8+1.8=6.6米水柱，止回閥密封形式若采用傳統(tǒng)的密封方式，實際水頭損失比6.6米水柱更大，甚至?xí)^10米水柱，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本實用新型的總水頭損失3.52米水柱。
[0062]2、泄水閥自動開啟和關(guān)閉的實現(xiàn)
[0063]根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBT/25178-2010規(guī)定，中間減壓腔40的壓力P2永遠(yuǎn)要比上游壓力P1低14KPa或以上，該14KPa的壓差由泄水閥彈簧63來抵消，即P1-P2= Δ P1 ^ 14KPa時，泄水閥開始泄水，設(shè)定隔膜的面積為S，泄水彈簧的剛度為K，泄水彈簧的壓縮距離為X，則Λ P1 XS=KX,那么X= Δ P1XSzK=HSzK為一固定值(因為S和K都是固定值)，該固定值X可在實際運行過程中通過泄水彈簧調(diào)節(jié)器的擰進(jìn)和退出調(diào)節(jié)得出，同樣的道理，泄水壓差Δ P1可通過調(diào)節(jié)泄水彈簧的長度來求得最精確值，也就是最接近14KPa，這個特點顯然與眾不同，普通的倒流防止器泄水彈簧是不可調(diào)的，很難精確到AP1=HKPa這個國家標(biāo)準(zhǔn)值。并且，由于本實用新型中，倒流防止器為減壓型，在正常情況下，上游壓力P1與中間減壓腔P2的壓差是26KPa，所以隔膜56的左右仍然存在壓差，泄水閥50處于完全關(guān)閉狀態(tài)。
[0064](I)當(dāng)上游壓力P1降低時，泄水閥50可能會開啟一部分泄除一定的水量來維持中間減壓腔40與上游壓力之間的壓差不小于14KPa，如果上游壓力繼續(xù)降低到小于14KPa至O或負(fù)壓時，泄水閥彈簧63頂開隔膜56，使隔膜56帶動泄水閥活塞592向左移動，泄水閥50完全開啟，中間減壓腔40內(nèi)的壓力水由出水腔53泄出再經(jīng)起空氣隔斷作用的漏水斗60排出。
[0065](2)當(dāng)出水壓力P3升高，接近或超過中間減壓腔40內(nèi)的壓力P3時，此時，假如下游閥瓣因卡堵關(guān)閉不嚴(yán)或關(guān)閉失靈時，中間減壓腔40內(nèi)的壓力升高，中間減壓腔40與上游壓力之間原先存在的壓差降低，上游閥瓣裝置22在上游組合碟形彈簧23的彈力作用下快速向左移動并關(guān)閉上游止回閥20，于是中間減壓腔40與上游壓力之間原先存在的壓差繼續(xù)降低至小于14KPa，此時，泄水閥彈簧63迅速頂開隔膜56，泄水閥50完全開啟，中間減壓腔40內(nèi)的壓力水通過出水腔53被持續(xù)排泄再經(jīng)起空氣隔斷作用的漏水斗60排出。
[0066]本實用新型提供的的低阻力減壓型倒流防止器具有如下明顯的優(yōu)點:
[0067]( I)設(shè)計新穎、原理清晰，沒有易損件，具有非常高的技術(shù)指標(biāo)，可靠耐用，廣泛使用該低阻力減壓原理型倒流防止器，可以保證公共衛(wèi)生安全。
[0068](2)不同于采用普通彈簧的倒流防止器，采用了組合碟形彈簧，使得壓力水源僅需克服組合碟形彈簧的起初彈力，無需損耗額外壓力維持對合組合碟形彈簧的進(jìn)一步壓縮，便可使閥門處于完全開啟狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)約用水和節(jié)約能源的目的。另外，采用了減壓原理，有效地杜絕有毒液體和污染液體的回流，達(dá)到安全用水的目的，沒有安全隱患。
[0069](3)可在線維修和在線更換零部件，無需從管線上拆卸下來進(jìn)行維修，大大縮短維修時間。
[0070](4)泄水閥反應(yīng)靈敏、密封可靠，不會因關(guān)閉不嚴(yán)而造成不斷泄水的浪費水資源現(xiàn)象。
[0071]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本實用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.新型低阻力減壓型倒流防止器，包括相對間隔設(shè)置在閥體內(nèi)的上游止回閥和下游止回閥，所述上游止回閥和下游止回閥之間形成中間減壓腔，所述中間減壓腔的下部出水口處設(shè)有泄水閥，所述泄水閥的泄水口處設(shè)有起空氣隔斷作用的漏水斗，所述閥體的頂面上設(shè)有閥蓋，其特征在于，所述上游止回閥和所述下游止回閥結(jié)構(gòu)相同，分別包括: 閥座，一端固定在所述閥體的上游入水口處，另一端設(shè)有彈簧座； 閥瓣裝置，沿左右方向滑動設(shè)置在所述閥座內(nèi)； 組合碟形彈簧，設(shè)置在所述閥瓣裝置與所述彈簧座之間，用于控制所述閥瓣裝置左右移動，從而打開或關(guān)閉所述閥體的上游進(jìn)水口或中間減壓腔的出水口，所述組合碟形彈簧由多個對合組合碟形彈簧依次并排組成，且每個所述對合組合碟形彈簧由兩個相對設(shè)置的單片碟形彈簧片組成，所述單片碟形彈簧片的彈力特性曲線在時，呈水平直線狀，其中，h表示單片碟形彈簧片內(nèi)截錐高度，t表示單片碟形彈簧片的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的新型低阻力減壓型倒流防止器，其特征在于，所述閥瓣裝置包括: 弧形密封片，其朝向進(jìn)水口一側(cè)的表面為外凸弧面，另一側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有一環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有閥瓣壓板； 閥瓣，具有密封部和后閥軸； 前閥軸，穿過所述弧形密封片和所述閥瓣壓板的中心后與所述密封部的中心固定，所述組合碟形彈簧套裝在所述后閥軸上，且兩端分別與密封部和所述彈簧座相抵。
3.如權(quán)利要求1所述的新型低阻力減壓型倒流防止器，其特征在于，所述閥蓋上設(shè)有一個上大下小的臺階通孔，所述臺階通孔內(nèi)設(shè)有橡膠球，且所述臺階通孔的端口處設(shè)有測試球閥。
4.如權(quán)利要求2所述的新型低阻力減壓型倒流防止器，其特征在于，所述閥座與所述弧形密封片的外緣的接觸面為密封面，所述密封面為錐面。
5.如權(quán)利要求1所述的新型低阻力減壓型倒流防止器，其特征在于，所述泄水閥包括: 泄水閥體，由格柵分隔成進(jìn)水腔和出水腔，所述進(jìn)水腔與所述中間減壓腔相通，所述出水腔與所述漏水斗相通，所述格柵的中心設(shè)有過流孔，所述過流孔連通所述進(jìn)水腔和出水腔，所述泄水閥體的右端固定設(shè)有右端蓋，所述右端蓋的右側(cè)通過螺紋連接著泄水彈簧調(diào)節(jié)器； 隔膜，通過左端蓋固定在所述泄水閥體的左端，所述左端蓋通過導(dǎo)管與所述閥體的上游入水口相連，所述隔膜與所述左端蓋之間形成高壓腔，所述隔膜與所述泄水閥體之間形成低壓腔，所述低壓腔與所述進(jìn)水腔連通； 活塞組件，設(shè)置在所述泄水閥體內(nèi)，所述活塞組件在活塞軸上具有間隔設(shè)置的活塞和泄水閥閥瓣以及泄水彈簧座。 泄水彈簧，套裝在活塞軸的右端，左端與所述泄水彈簧座抵觸，右端與泄水彈簧調(diào)節(jié)器抵觸。所述活塞組件在所述高壓腔與低壓腔的壓差以及泄水彈簧的彈力作用下進(jìn)行軸向左右移動，使泄水閥閥瓣打開或關(guān)閉所述過流孔。
【文檔編號】F16K15/18GK203431255SQ201320530697
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】陳銀周 申請人:陳銀周