[发明专利]输送液体管道内的温控阀门装置

说明书

本发明所属技术领域为给、排水。

本发明涉及一种供装设在输送流体的管道内的温控阀门装置，例如家用供水管道，用来保护该管道免被冻裂，其作用是将管道内仅仅是正在结晶的那部分流体放出。

未保温的户外管道受冻损坏的事例是人所熟知的，常用的保护它们免被冻坏的措施有：将水管上的总阀门埋置在地面下的坑内，其深度足以防止水冻冰;当预见到将有大幅度降温时，就将该总阀关闭，并开启一个排水阀，一般该阀就装在总阀附近并位于该总阀供水管网的最低点，以便将残存于管道内的水放空。这就要求，首先必须不断地关心气候条件，其次是到时要有人在场及时地进行上述阀门的操作。而这些并不总是可能的，由此造成的损失往往又是无法修复的。此外，采取上述预防措施的决心往往是下不了的，因为一则总阀门不是很容易够及的，加上外面恶劣的气候使人不愿出去，再则采取了上述措施后整个被保护范围内的管道内将会无水，使人感到不便。

其他常用的防止此种不方便情况的措施还有，例如，认水从一个位于系统中有利地点的阀门中不断滴出以延迟结冰以及随后的水的冻固的发生。众所周知，水在冻固时由于体积的增大，会使管子爆裂。人们也知道管内有水流动时，即使很缓慢，一般也会带来足够的热量防止管内结冰，从而可以免于爆裂;但这一方法要流失水，而节水可能是重要的，采用这一类预防措施还牵涉到费用问题。

由于上述原因，有一些措施被提出来对管道进行自动保护，尤其是对家用水管。由科尔泽（Kolze）申报的美国专利A（4）460    006提出了一种保护管子免受冻裂的装置，它包括一个自动阀，在水快要结冰时放出一定量的水;这一装置的特点是它装有一个相当复杂的可移动的组合件来使一个排水阀开启或关闭;该装置包括一个用弹性装置支承住并由一个第一弹簧将其保持在阀座上的阀门，阀门由一块形状复杂的板上的一条腿来打开，当装在双层壳体内的一个被往回推的缸体中的腊的膨胀而将一个活塞杆移动时，一个第二弹簧就使上述复杂形状的板复位，而上述双层壳体内的缸体则由一个第三弹簧复位，该第三弹簧的弹力比与之相对作用的第二弹簧强，从而使阀门抬升。

这样的结构在活塞杆和阀座之间并没有刚性的连结，因此这样一个复杂的装置没有三个相对作用的弹簧就无法工作，要取得预期的功能该三个弹簧都要发挥作用;此外，所有由于各部件松动而引起的机械位移，例如里面装有活动件的杯形件和外壳的松动，无疑都是引起零件卡涩的原因;这种情况对该装置的可靠性不会有好处，而且从制造的角度来看，要将其机构调整好是代价高的而且具有很大的随机性。

为了克服这些缺点，本发明提供一个更直接和更可靠的解决办法，利用一个温控的装置来对输送流体的管道，特别是上水管道进行保护，该装置可以将管道内已经开始结晶、但还没有放尽其潜热而凝固成固体的那部分流体放掉，从而防止管道冻裂。为此目的，设计了一个可以装在流体管道内的温控装置，用一种排放阀的活门，它控制的排放阀只放出达到结晶条件的那部分流体。该排放阀在一个复位弹簧的作用下保持在开启状态，并被一个直接与该流体接触的缸体内的活塞杆推动而关闭，该活塞是依据流体的结晶状况而动作的。上述缸体内充有一种其形状随流体温度变化而胀缩的物体，由管内流体温度变化引起的该物体的变形足以使流体温度上升到稍高于该流体的凝固点时将排放阀关闭。

除了具有极为简单从而使其在应用中十分可靠的特点以外，本发明的装置的一个决定性的优点是当该流体所带入的热量不足以将活门顶住在其阀座上以保持它的关闭状态时，该活门就由一个复位弹簧抬起，从而立即将已经到达结晶状态的那部分流体排出管外。当然，这部分流体排掉以后，新的流体就流入，该新流入的流体的温度一般较高，这样就带入足够的热量将活门推回到它的阀座上，从而重新将该排放阀关闭。这种运行方式显然可以节约流体，因为只有到达冰点的那部流体是被放掉的。

要防止管内冻结的影响，也可以简单地考虑将管子在合适的时刻阻断，从而避免在冻结造成的后果上再流失有压力的流体。根据本发明的另一特点，建议采用一种温控的阀门系统，只要流体的温度降到或低于预先规定的限值，该阀门就立即关闭。这种温控阀门系统的特征是它具有一个锥度较大的阀芯，它与该被保护的管子同轴安装，并与一个同轴的阀座相配，它的紧闭是依靠一个其推力大于与之方向相对的流体压力所产生的力，但小于与之方向相对的作用于该阀芯的一个活塞施加的轴向力，该活塞的力来自一个放置于缸体内的变形体由于流体温度升高到一个预先规定的限值以上而引起的膨胀。该所述的缸体保持与流体接触并位于它的轴线上。