CN105143743B - 双动浮子阀 - Google Patents

Abstract

双动浮子阀连接到单个管及一槽并控制对所述槽的填充及排出两者。所述双动浮子阀利用阀主体、定位于所述阀主体内的重型填充闭塞器、定位于所述重型填充闭塞器内的轻型逆闭塞器及连接到所述重型填充闭塞器的浮子。当来自所述管的流入压力大于所述槽的流出压力时，对所述槽进行填充直到所述浮子达到预定液位为止。当所述槽的所述流出压力大于所述流入压力时，所述双动浮子阀自动重新配置以将流体从所述槽排出到所述管中。

Description

双动浮子阀

相关申请案交叉参考

本申请案主张2013年9月24日提出申请的美国临时申请案U.S.第14/035,672号及2013年3月15日提出申请且标题为“双动浮子阀(Double Action Float Valve)”的U.S.第61/798,996号的权益，所述美国临时申请案及所述U.S.第61/798,996号以引用的方式并入本文中。

关于联邦政府赞助的研究或研发的声明

不适用。

技术领域

本发明涉及如在流体的填充及流体从一槽的排出中所使用的流量阀的领域。

背景技术

存在用以控制对槽的填充的数个不同种类的浮子阀。一种基本浮子阀***是直接操作的浮子阀。此***安装于槽的上部部分中且当所述槽充满时，浮子推动或拉动活塞，从而导致到槽中的流动停止。当压力高时，浮子不具有足够能力来使流体流动停止，此导致泄漏。为在较大槽中克服此问题，利用较复杂浮子阀，此导致较高成本。

存在可用于高压力中或具有较大直径管的其它阀(例如导阀操作阀)。在此***中，当槽充满时，使用管线压力而使阀关闭。这些类型的阀为复杂的且需要多个部分来确保适当功能。

上文列举的方法需要用以填充所述槽的管及用以将液体从所述槽排出的额外管。此需要用以构造、维护的额外成本且增加在所述管线内发生问题的风险。

需要一种可在用于流入及流出两者的单个管线上工作以及可在高压力应用中工作的双动浮子阀。

发明内容

双动浮子阀的目标是供应一种优于市场上的当前浮子阀的新阀。双动浮子阀的主要优点是经由单个流入及流出管而进行操作的能力。

双动浮子阀利用安装于一槽中的阀主体。阀主体连接到流入/流出管，所述流入/流出管连接到液体供应。重型填充闭塞器及轻型逆浮动闭塞器位于所述阀主体内。重型填充闭塞器连接到定位于所述阀主体外侧且在所述槽内的浮子。当(在所述阀主体的到所述槽中的出口处测量时)来自流入/流出管的液体压力大于来自所述槽的压力时，液体进入阀主体、传递穿过第一闭塞器的端口、穿过阀主体的内部并传递到所述槽中。一旦浮子达到所述槽中的预定液位，流入管与所述槽之间的流体连通便由于重型填充闭塞器及轻型逆闭塞器的定位而关闭。

当(在所述阀主体的到所述槽中的出口处测量时)来自所述槽的压力大于来自所述管的流入压力时，所得压力致使轻型逆闭塞器移动远离阀主体的出口，从而致使液体进入第一闭塞器的内部、到阀主体的内部中并穿过所述管流出。一旦液体液位从所述预定液位下降，浮子便变得松弛，从而允许重型填充闭塞器从阀主体脱离。液体接着流动穿过阀主体的开口、到阀主体的内部中、穿过重型填充闭塞器的端口并流出所述流入/流出管。

所述双动浮子阀经设计具有以下目标：具有一种用以使用小的外部浮子来控制对槽的填充及排出并具有支持高压力而无泄漏的能力的简单且有效阀。这些阀为简单的、用无磨损粗糙零件形成的，且可经制造用于低及压力。尽管其简单，但双动浮子阀将工作许多年而无需任何维护。

附图说明

图1是优选实施例的纵切面图。

图2是优选实施例的在液体的流入期间的横截面图。

图3是优选实施例的当槽充满时的横截面图。

图4是优选实施例的当槽中的压力超过流入管中的压力时的横截面图。

图5是优选实施例的在液体的流出期间的横截面图。

具体实施方式

参考图1及2，双动浮子阀优选地安装于槽5的底部6处。阀主体1借助连接器8连接到流入/流出管7，所述连接器可为螺丝、胶、联轴器、凸缘或将管连接到阀主体的任何标准方法。在阀主体1内是重型填充闭塞器2及轻型逆浮动闭塞器3。重型填充闭塞器2经由连杆机构11连接到外部浮子4。连杆机构11可为柔性的且足够强以在不破损的情况下将重型填充闭塞器2抵靠主体1而固持。连杆机构的实例取决于重型填充闭塞器2的重量，但此连杆机构可为链、绳、塑料管线或缆线。

图2是图1中发现的阀组件的横截面。在优选实施例中，阀主体1具有圆柱形主体及圆锥形顶部。圆形孔口9位于圆锥形顶部的顶点处。圆形孔口9允许槽5与流入/流出管7之间的流体连通。

在优选实施例中，重型填充闭塞器2也具有类似于阀主体1的圆柱形主体及圆锥形顶部但在规模上较小。重型填充闭塞器2的圆柱形主体含有围绕所述圆柱形主体间隔开的数个流体连通孔13。这些流体连通孔允许阀主体1的内部与重型填充闭塞器2的内部之间的流体连通。在替代实施例中，重型填充闭塞器2的圆柱形主体由丝网制成。重量的减小将允许较轻外部浮子4及具较少结构需求的连杆机构11。面向流入/排出管的底部端打开，从而允许流入/排出管与重型填充闭塞器2的内部之间的流体连通。圆形孔口10位于重型填充闭塞器2的圆锥形顶部的顶点处。优选地，重型填充闭塞器2的圆形孔口10的直径小于阀主体1的圆形孔口9的直径。

图2展示当槽未充满且存在从流入/排出管流动到双动浮子阀的流体供应时在操作中的双动浮子阀。当槽5未充满流体12时，连接外部浮子4的连杆机构11相对于重型填充闭塞器2为松的。因此，重型填充闭塞器2坐于阀主体1的基底上，或替代地坐于连接器8上。优选地，流体从流入/排出管7流动到重型填充闭塞器2的内部腔中。所述流入的压力将轻型逆浮动闭塞器3推动抵靠重型填充闭塞器2的圆形孔口10，从而防止穿过圆形孔口10的流动。因此，流体从重型填充闭塞器2的内部腔流动穿过流体连通孔13到阀主体1的内部腔中。流体接着流动于重型填充闭塞器2与阀主体1之间的空间中并穿过阀主体1的圆形孔口9流出到槽5中。

随着槽5以流体填充，外部浮子4随着流体液位升高而上升。随着流体液位升高，连杆机构11变得较拉紧且当槽5变得充满时(即，当槽达到基于连杆机构的长度的预定液位时)，外部浮子4接着将重型填充闭塞器2拉动抵靠阀主体1的圆形孔口9，如图3中所展示。当连杆机构完全拉紧时，重型填充闭塞器2邻接阀主体且防止沿着重型填充闭塞器2与阀主体1之间的空间中的流体连通路径的来往于圆形孔口9的流体流动。由于来自流入的持续流体压力，因此轻型逆浮动闭塞器3持续邻接重型填充闭塞器2的圆形孔口10，因此阻断穿过圆形孔口10的流体连通路径。在圆形孔口10以及重型填充闭塞器2与阀主体1之间的空间中的流体连通路径被阻断的情况下，从流入/流出管到所述槽的流体连通被切断。轻型逆浮动闭塞器3将保持处于其抵靠圆形孔口10的位置中，只要存在来自流入管的压力即可。吸入压力越高，轻型逆浮动闭塞器3抵靠圆形孔口10的力越大。

替代于维持恒定压力流入，可利用止回阀来阻止流体流动出槽5。

为改变槽填充的液位，操作者仅需要延长或缩短连杆机构11，使得外部浮子4将连杆机构拉紧而处于预定液位处。

现在参考图4，如果在轻型逆浮动闭塞器的液位处来自流入管的压力低于槽中的向下流体压力，那么所述流体压力将会将轻型逆浮动闭塞器3远离圆形孔口10而推动到重型填充闭塞器2的内部腔中并朝向流入/流出管7推动，从而允许流体穿过孔口9、10进入重型填充闭塞器的内部腔并穿过流入/流出管离开。一旦槽5中的液位足够降低使得在连杆机构11中开始形成松弛，重型填充闭塞器2便将从阀主体1的圆形孔口9脱离，如图5中所展示。一旦此发生，流体便穿过圆形孔口9流动到阀主体1的内部腔中，穿过流体连通孔13流动到重型填充闭塞器2的内部腔中并流动出流入/流出管7。双动浮子阀可用金属或非金属材料(例如塑料、树脂等)来制造。所述双动浮子阀可处置任何类型的液体，腐蚀性的及非腐蚀性的。可将双动浮子阀应用于实际上所有大小的管。双动浮子阀将优选地安装于槽的底部处。然而，预期可将所述双动浮子阀安装于各种液位处。双动浮子阀为轻型、简单的且用小数目个零件制作，此使得其为经济的且不太可能出故障。

双动浮子阀具有从针对峰值需求利用水塔的城市水***到家用的众多应用。双动浮子阀的设计允许在具有高于槽的高度的供水***的情况下使用或在具有泵站的供水***的情况下使用。

上文就具体描述的双动浮子阀的优选说明性实施例而描述本发明。所属领域的技术人员将认识到，可使用此装置的替代构造来实施本发明。在不影响本发明的原则的情况下，例如圆形孔口的形状，阀主体、重型填充闭塞器及轻型逆浮动闭塞器的形状等方面可为可改变的。可依据研究本发明及图式连同所附权利要求书来获得本发明的其它方面、特征及优点。

Claims (27)

1.一种浮子阀，其包括：

阀主体，其形成第一有壁外壳且具有与流体入口流体连通的第一开口及与能够存储流体的槽的内部流体连通的定位于所述阀主体的顶部处的第二开口；

第一闭塞器，其具有大于所述流体的密度的密度，定位于所述阀主体内；

所述第一闭塞器形成第二有壁外壳且具有定位于所述第一闭塞器的底部端处的第一开口、定位于所述第一闭塞器的顶部端处的第二开口及所述第一闭塞器的所述壁中的与所述阀主体的内部流体连通的至少一个穿孔；

第二闭塞器，其具有小于所述流体的所述密度的密度，定位于所述第一闭塞器的所述外壳内；及

浮子，其连接到所述第一闭塞器。

2.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述第一闭塞器可在其中所述第一闭塞器邻接所述阀主体的第一位置与其中所述第一闭塞器远离所述阀主体而定位的第二位置之间移动。

3.根据权利要求2所述的浮子阀，其中所述浮子的垂直水平致使所述第一闭塞器在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

4.根据权利要求2所述的浮子阀，其中所述第二闭塞器在其中所述第二闭塞器邻接所述第一闭塞器的第一位置与其中所述第二闭塞器远离所述第一闭塞器而定位的第二位置之间移动。

5.根据权利要求4所述的浮子阀，其中当所述第一闭塞器处于其所述第一位置中且所述第二闭塞器处于其所述第一位置中时，来往于所述阀主体的所述第二开口的流体流动被阻断。

6.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述第一闭塞器在其中所述第一闭塞器阻断第一流体连通路径的第一位置与其中所述第一流体连通路径被疏通的第二位置之间移动，所述第一流体连通路径为其中流体经由所述第一闭塞器与所述阀主体路径之间的空间而传递到所述阀主体的所述第二开口且从该第二开口传递的路径。

7.根据权利要求6所述的浮子阀，其中所述第二闭塞器在其中所述第二闭塞器阻断第二流体连通路径的第一位置与其中所述第二流体连通被疏通的第二位置之间移动，所述第二流体连通路径为穿过所述第一闭塞器的所述第二开口的路径。

8.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述浮子经由穿过所述阀主体的所述第二开口而安置的机械连杆机构连接到所述第一闭塞器。

9.根据权利要求8所述的浮子阀，其中所述机械连杆机构的至少一部分为柔性的。

10.根据权利要求9所述的浮子阀，其中所述柔性机械连杆机构为可调整的。

11.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述阀主体进一步包括截头锥区段且其中所述阀主体的所述第二开口定位于所述截头锥区段的顶点处。

12.根据权利要求11所述的浮子阀，其中所述第一闭塞器进一步包括截头锥区段，其中所述第一闭塞器的所述第二开口定位于所述第一闭塞器的所述截头锥区段的顶点处。

13.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述至少一个穿孔为多个穿孔。

14.根据权利要求1所述的浮子阀，其中所述第一闭塞器的所述壁中的所述至少一个穿孔为丝网。

15.根据权利要求7所述的浮子阀，其进一步包括第三流体连通路径，其中流体经由所述第一闭塞器的所述壁中的所述至少一个穿孔而传递到所述第一闭塞器的内部及所述第一闭塞器与所述阀主体之间的所述空间且从所述第一闭塞器的所述内部及所述空间传递。

16.根据权利要求1所述的浮子阀，其中

所述阀主体进一步包括顶部壁及侧壁；

所述第一闭塞器进一步包括顶部壁及侧壁；

所述阀主体的所述第二开口穿过所述阀主体的所述顶部壁；

所述第一闭塞器的所述第二开口穿过所述第一闭塞器的所述顶部壁；且

所述第一闭塞器的所述第一开口定位于所述第一闭塞器的所述侧壁的所述底部端处。

17.根据权利要求16所述的浮子阀，其中所述第一闭塞器可在其中所述第一闭塞器的所述顶部壁邻接所述阀主体的所述顶部壁的第一位置与其中所述第一闭塞器的所述顶部壁远离所述阀主体的所述顶部壁而定位的第二位置之间移动。

18.一种用于存储槽的流体填充及排放***，其包括：

流体存储槽；

流体入口，其与所述存储槽相关联；

阀主体，其具有与所述入口及所述存储槽流体连通的内部空间；

第一闭塞器，其具有定位于所述阀主体内的内部空间；

第二闭塞器，其定位于所述第一闭塞器内；

浮子，其连接到所述第一闭塞器；

第一流体连通路径，其中流体经由所述第一闭塞器与所述阀主体之间的空间而传递到所述阀主体的顶部处的开口且从所述开口传递；及

第二流体连通路径，其中流体传递穿过所述第一闭塞器的顶部处的开口。

19.根据权利要求18所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中所述第一闭塞器可在其中所述第一流体连通路径被阻断的第一位置与其中所述第一流体连通路径被疏通的第二位置之间移动。

20.根据权利要求19所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中所述第二闭塞器可在其中所述第二流体连通被阻断的第一位置与其中所述第二流体连通路径被疏通的第二位置之间移动。

21.根据权利要求18所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其进一步包括第三流体连通路径，其中流体经由所述第一闭塞器的侧壁中的至少一个开口而传递到所述第一闭塞器的内部空间及所述第一闭塞器与所述阀主体之间的所述空间且从所述第一闭塞器的所述内部空间及所述空间传递。

22.根据权利要求18所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中当所述第一流体连通路径及所述第二连通路径两者均被阻断时，从所述阀主体到所述存储槽中的流体流动被阻断。

23.根据权利要求18所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中所述第一闭塞器可在其中所述第一闭塞器邻接所述阀主体的第一位置与其中所述第一闭塞器远离所述阀主体而定位的第二位置之间移动。

24.根据权利要求23所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中所述浮子的垂直水平致使所述第一闭塞器在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

25.根据权利要求23所述的用于存储槽的流体填充及排放***，其中所述第二闭塞器在其中所述第二闭塞器邻接所述第一闭塞器的第一位置与其中所述第二闭塞器远离所述第一闭塞器而定位的第二位置之间移动。

26.一种对槽进行填充及排出的方法，其包括：

提供从入口到所述槽中的流体流动，其中所述流动形成流体吸入压力；

使所述流体传递穿过阀，其中所述阀包括：阀主体，所述阀主体在其顶部处具有开口；第一闭塞器，所述第一闭塞器在其顶部处具有开口，在所述阀主体内；及第二闭塞器，其在所述第一闭塞器内；

使所述流体传递穿过第一流体连通路径，其中所述第一流体连通路径使流体经由所述阀主体与所述第一闭塞器之间的空间而传递到所述阀主体的所述顶部处的所述开口且从该开口传递；

使所述流体传递穿过第二流体连通路径，其中所述第二流体连通路径使流体传递穿过所述第一闭塞器的所述顶部处的所述开口；

当所述槽中的流体液位达到第一液位时，用所述第一闭塞器阻断所述第一流体连通路径；

用所述第二闭塞器阻断所述第二流体连通路径；

减小所述流体吸入压力；

当所述流体吸入压力小于所述第一闭塞器的所述顶部处的所述开口处的流体压力时，用所述第二闭塞器疏通所述第二流体连通路径；及

通过使流体传递穿过所述阀主体的所述顶部处的所述开口及所述第二流体连通路径并传递出所述入口而降低所述槽中的所述流体液位。

27.根据权利要求26所述的对槽进行填充及排出的方法，其进一步包括：

用所述第一闭塞器疏通所述第一流体连通路径；及

通过使流体传递穿过所述阀主体的所述顶部处的所述开口及所述第一流体连通路径并传递出所述入口而降低所述槽中的所述流体液位。