[发明专利]具有流体激波吸收性能的阀

说明书

发明的技术领域

本发明涉及一种改进的流体关断阀，更具体地说，涉及一种通过将结构设计与所用材料的特定技术参数相结合、从而使之具有可减少诸如水管等管道中的流体激波的性能的阀。该阀特别适合于民用水龙头和工业用流体管线。

该阀用于控制流经一特定管道的流体流。对于供水系统，所述阀用于控制流经水管的水流。

背景技术

阀的一个通常用途是用于螺旋压下式旋塞(水龙头)和液流开关中，它包括一个具有经过其内部而延伸的液流通道的旋塞体，一个位于该液流通道中间的阀座，一个通常可通过旋转靠近或远离阀座的可动式旋塞芯轴，旋塞芯轴的下端面上具有一个凹槽或孔，同时它还具有一个连接到旋塞体上并将旋塞芯轴容纳于其中的旋塞头。旋塞头包括一个位于其顶部的开口，旋塞芯轴的上部延伸穿过该开口，围绕该旋塞的芯轴固定有一个手柄，以便允许旋塞芯轴在旋塞头内旋转，从而靠近或远离阀座。这种旋塞通常作为水龙头用于民用住宅或工业设施中，以及作为主管道分离液流开关。

另外一种用于这种旋塞中的阀称作旋塞垫(更确切地说称为跨接式阀)，它包括一个类似于垫圈的覆盖于阀座上的圆盘，以及一个从盘状垫圈上延伸并位于旋塞芯轴内的杆。从而，旋塞芯轴的前进使得垫圈与阀座配合，从而阻止流经旋塞体的液流。

在流体供应中，更具体地说，在供水过程中，普遍存在的一个问题是，由于突然关闭管道而引起的水冲击作用。水冲击作用是当简单关闭一个不可压缩的流体的阀时所产生的流体激波造成的，同时阀门的关闭速度并不是产生流体激波的必要的先决条件，尽管关闭速度加快通常会使液体激波更加强烈。很多其它条件，诸如管道的几何形状以及管道的连接方法等，都会影响流体激波的发生及其剧烈程度。通常在很多机器(例如洗碗机或洗衣机)中使用的电磁阀就是因关闭很快而常常造成沿水管传播的剧烈的流体激波的阀的例子，这种激波十分剧烈，由它所引起的水冲击作用足以损害管道或安装这些水管的墙壁。流体激波是一种压力很高并且有潜在破坏力的波，需要用数量有限且十分有效的缓冲机构对其进行吸收，但这种有效的机构却十分少见。

控制水冲击作用的一种现有方法是将阀向着阀座便压加载。当阀处于关闭位置时，由流体反抗阀而传递的冲击负荷将使阀抵抗着弹簧的偏压而运动，以便吸收冲击负荷。但是，在有些设计中，这种运动会造成旋塞采取部分打开的位置，这将引起从民用建筑的不同旋塞中周期性地排出水的不利效果。这种弹簧加载的方式也可防止自由跨接式阀不受由用很大的力将阀相对于阀座猛地关闭造成的快速紊流所导致的振动的影响。这种防止流体激波方法常常不足以控制激波作用。

发明目的

本发明的目的是提供一种可克服上述缺陷的阀，或者向公众提供一种有用的商品选择。

发明概述

在一个方案中，本发明提出了一种用于减少管道中的流体激波的阀，该阀具有一个用于与一围绕一孔延伸的阀座密封配合的密封面，以及一个激波吸收部分，当阀处于关闭位置时，该激波吸收部分将所述孔覆盖。

该阀适合用作家庭用水龙头和液体开关，或用作将家庭用水管道连接到主供水管线上的主隔离开关。不过，应当理解，该阀也同样可用于工业场合，例如止回阀(单向阀)或商业场合。

密封面可适当地形成于一个密封体的前端面上。该密封体可基本上为一圆柱形结构，以便与一个环形阀座相匹配。应当理解，不同结构(即多边形)的阀座将要求采用具有类似结构的密封体。

所述端面以及优选的所述密封体适当地由弹性材料制成，所述适当的弹性材料包括橡胶或掺有弹性塑性体的橡胶。一种合适的橡胶／塑性体混合物是SANTDPRENE(Monsanto Corporation的注册商标)800系列的丁基橡胶和EXCEED(Exxon Corporation的注册商标)二茂金属聚烯烃塑性体／弹性体(metallocence polyolefine plastomer／elastomer)。在一种形式中，EXCEED可以是一种聚乙烯衍生物，目前其仅用作包装材料而尚未用于工程技术领域。EXCEED和其它二茂金属衍生聚烯烃塑性体／弹性体的性能对于以下对弹性密封材料配方的描述中所谈到的流体密封结构是非常有利的。

密封面的外部部分可靠近密封面的周缘。该外部部分可成形或制成为易于与阀座密封配合的轮廓。适当地，该轮廓包括一个或多个肋。优选地，该轮廓包括一对围绕阀座延伸的分隔开的肋，而对于环状阀座，这些边缘或肋的形状为适当的环状。

所述分隔开的一对边缘或肋可在它们之间限定出一个凹入部分，它具有一个基本上为倒“V”形的形状，以便限定出一个倾斜的边缘。或者，一个倒“U”形结构也是适宜的。