專利名稱：排氣閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣放泄閥(air transfer valve)。本發明尤其涉及這樣一種空氣放泄閥，或稱作空氣釋放閥，該閥可用來將在壓力狀態下輸送液體的管道或其它壓力容器中的空氣排放出來。
背景技術：
已知的空氣放泄閥或釋放閥具有在其下端帶有的入口的殼體，該殼體一般在高的位置處連接在排放空氣的管道上。殼體在其上端具有出口并以其最簡單的形式來容納浮子。在管道填充期間，理論上，管道中的水或者其它的液體將進入殼體并使浮子浮起以密封出口。在管道操作期間積聚在殼體中的空氣將使浮子失去浮力，結果，浮子從出口下降，使積聚的空氣通過出口排放到周圍環境中。
然而實際上，在許多種情況中都已經發現，當管道快速填充時，浮子可能被“吹動”關閉，并且之后由于管道中的壓力而被保持在關閉的位置。例如，當閥安裝在管道中的高的位置處，而該位置低于更遠下游的另一個高的位置時，這種問題就可能發生。在管道初始填充時，根據理論，由閥排放的積聚在高的位置處的空氣將通過閥排放，然而，如果這種排放不夠快，就有可能在閥的下面形成氣泡。由于泵送的壓力和液體的下游頭，在該氣泡中的空氣將被快速地充壓。
作用在閥的浮子兩側的差動的壓力在某些情況下可足以把浮子動態地“吹動”到關閉位置。之后內部管道壓力可將浮子保持在該關閉位置，從而進一步防止通過閥排放。
同樣，如果浮子已經被液壓關閉，即，浮子已經由殼體中的液體浮起以密封出口，它就可能由于管道中的內壓力而保持在該狀態下。還有一種可能，即在管道快速填充期間，由從管道進入殼體的氣泡升起的液體也可使浮子密封出口。無論在這些情況中的那一種情況下，之后浮子都有可能因為升高的內壓力而保持在關閉位置直到管道被完全減壓。
為了解決在內部充壓情況下的通氣問題，已經提出了一種方法，即在浮子上設置小的放氣孔以平衡內壓力。然而，放氣孔只能非常緩慢地排氣，因此不能達到足夠快的壓力平衡來使浮子下降以進行必需的快速空氣排放。
在南非專利87/5645(空氣(ARI)流量控制附屬裝置)的說明書中描述了一種已知的空氣放泄閥或釋放閥。這種閥具有被安裝在浮子上的柔性帶所覆蓋的窄的出口槽。浮子對應于空氣積聚程度的向下運動將柔性帶從窄槽逐漸增加地剝開，以從閥殼體中釋放少量截留的空氣。這種設計的問題是通過窄槽只能釋放少量的空氣。
在其它已經提出的解決方案中使用了機械連桿。例如在美國專利5,090,439(APCO)的說明書中描述了一個實施例。在該說明書中描述的空氣釋放閥這樣工作，即當閥關閉時，作用在閉合部上的與壓力相關的力被平衡。
只有作用在浮子的浮力使得閥閉合部保持在關閉位置。即使在加壓狀態下，這也方便閥的打開。然而，這種設計的缺點是，當浮子失去浮力并且閥閉合部確實打開時，在閥殼體中的、可能相當大的壓力在閉合部上產生使閉合部保持打開的不平衡的力。
本發明的目的在于提供一種可替換的空氣釋放閥，該閥解決了在充壓系統中的通氣問題。
發明內容
根據本發明，提供了一種空氣放泄閥，包括-殼體，該殼體可連接在輸送或容納壓力狀態下的液體的管道或容器上；-第一出口，其從殼體到外部環境；-控制室，其通過控制室入口暴露于殼體的內壓力；
-第一閥閉合部，其可移動來打開和關閉第一出口，該閉合部暴露于控制室壓力下，控制室壓力趨于使其移動以關閉第一出口，該閉合部并暴露于內部殼體壓力下，內部殼體壓力趨于使其運動以打開第一出口，因此，當殼體被充壓時，由于第一閥閉合部通過第一出口暴露于外部環境，第一閥閉合部通過作用在其上的不平衡的壓力而保持在使第一出口關閉的位置；-控制室出口，其從控制室到外部環境并大于控制室入口；-浮子，其在殼體中并被布置成可通過從管道或容器進入殼體的液體浮起；-第二閥閉合部，其由浮子支撐并布置成這樣，即，響應于因殼體中液面的變化而引起的浮子的運動來打開和關閉控制室出口；該結構布置為這樣，即，響應于殼體中液面下降的浮子向下的運動可使第二閥閉合部打開控制室出口，以使控制室與外部環境通氣，從而，控制室中的壓力相對于內部殼體壓力降低，并在第一閥閉合部上產生可使其打開第一出口的不平衡的壓力，因此，可通過第一出口使殼體與外部環境通氣。
本發明的其它特征限定在所附權利要求書中。
下面參考附圖，只通過示例的方式對本發明進行詳細的描述，其中附圖表示根據本發明的空氣放泄閥的剖視圖。
具體實施例方式
在附圖中示出的空氣放泄閥10具有殼體12，其包括通過螺紋連接在一起的上殼體部分12.1和下殼體部分12.2。下殼體部分12.2在其下端限定了軸向殼體入口14，上殼體部分12.1在其上端部限定了通向外部環境的主軸向出口16。
在使用中，殼體入口14一般在管道的高的位置處連接在輸送壓力狀態下的液體(為了方便，此處稱為水)的管道上。
殼體12容納浮子20，該浮子20通過間隔配置的肋22在殼體12中被引導作上、下運動。
連接管(nipple)24接合在浮子的上表面中的軸向孔26中，并如圖所示在浮子的上方延伸。連接管在其上端支撐密封件28。連接管的上端可滑動地穿過盤形控制元件30并進入上面的帽形閥閉合元件34的凹槽32中，閥閉合元件34在此處稱為第一閥閉合部。第一閥閉合部34支撐排氣管36，該排氣管36與密封件28軸向對齊，并穿過閥支座元件40中的出口開口38(此處稱為第一出口)。第一出口38的下端連接在閥支座42上。元件34的上表面支撐與閥支座42對齊的閥密封件44。
第一閥閉合部34固定在彈性隔膜46的中央，該彈性隔膜的外圍被夾并錨定在控制元件30和閥支座元件40的部分之間，這兩部分在圓周夾緊結構48處夾在一起。在閥閉合部34的下端的法蘭50可在由元件30所限定的凹槽52中上、下滑動。
在組合中，元件30和元件40形成用于關閉主出口16的主閥閉合部54。
下面描述空氣放泄閥10在不同階段的工作過程。
管道填充浮子20和主閥閉合部54最初在殼體12中的低的水平面上。
當管道進行填充并且水進入殼體時，置換的空氣能夠通過主殼體出口16快速地排到周圍環境中。上升的水將浮子20浮起，使密封件28置于排氣管36的下端。之后，上升的浮子20同樣將主閥閉合部提升，結果，由閉合部54的元件40支持的O形圈56被置在殼體部分12.1的環形表面58上，由此，關閉主開口16。
此時，管道壓力可增大到殼體中的完全工作值。向上作用在主閥閉合部54的相關表面上的內部殼體壓力大于向下作用在閉合部上的大氣壓力、重力和內壓力的總和。只要管道和殼體被充壓，差動的向上的壓力就會使主閉合部54保持在閉合位置。
隔膜46將主閥閉合部54的中空的內部分成在隔膜的下方的控制室60和在隔膜的上方的壓力空間62。內部殼體壓力通過由環形間隙或空隙形成的控制室入口可進入控制室60，該間隙或空隙存在于連接管24和連接管從其中穿過的元件30中的開口之間。壓力空間62通過元件40中的間隔配置的孔64直接暴露于內部殼體壓力下。
存在于空間62中的殼體壓力使隔膜向下偏，同時，存在于控制室60中的壓力使隔膜向上偏。隔膜固有的彈性使第一閥閉合部34如附圖所示那樣緊靠支座42。因為閉合部34的一部分通過第一出口38直接暴露于外部環境，所以就會產生作用在閥閉合部34上的、使其保持在閉合位置的不平衡的向上的壓力。
正常工作空氣在優勢壓力下進入殼體12并在此積聚。當已經積聚足夠多的空氣時，浮子20失去浮力并下降。這使密封件28從排氣管36的下端離開。此時，控制室60中的壓縮的空氣可通過排氣管排放到外部環境中。控制室入口的截面面積(即在連接管和其穿過的元件30中的開口之間的環形間隙或空隙的截面面積)小于排氣管通道的截面面積。因而，空氣可比其從殼體進入控制室60更快地通過排氣管排出。因此，控制室60中的壓力相對于空間62中的壓力下降。這將在隔膜46上產生使其偏斜的向下的凈壓力。其使第一閥閉合部34的密封件44從閥支座42上離開并使空氣通過相對大的第一出口38和主出口16從殼體中迅速排出。
排氣管36可以看作第二出口，其受控于第二閥閉合部，即由浮子20支撐的連接管24和密封件28。
當空氣從殼體12排出時，其中的水平面會上升以使浮子20再次浮起，并且該過程本身反復進行。
應該知道，當浮子下降時，連接管24并不完全地降到元件30的下方。這確保限定的控制室入口，即，在連接管24和連接管穿過的元件30中的開口之間的環形間隙總是在控制空氣能夠進入控制室60的速率。
管道排放當管道在泵送周期的末端或其它的情況下排放時，管道壓力下降。浮子20和主閥閉合部54向下降到其初始的低的位置，由此，完全打開主出口16。在下一個泵送周期開始時，再次進行上述后續的“管道填充”的過程。
應該知道，上述的空氣放泄閥能夠打開一個相當大的排放開口，即第一出口38，即使當殼體12的內部充壓時也是如此。因此，所述的空氣放泄閥成功地解決了在壓力狀態下的空氣排放問題。
應該理解，在上面的應用中已經描述了使用空氣放泄閥從充壓管道中排放空氣，該放泄閥也可同樣地應用在從其它充壓的、容納液體的容器中排放空氣。
權利要求
1.一種空氣放泄閥，包括-殼體，該殼體可連接在輸送或容納壓力狀態下的液體的管道或容器上；-第一出口，其從殼體到外部環境；-控制室，其通過控制室入口暴露于殼體的內壓力；-第一閥閉合部，其可移動來打開和關閉第一出口，該閉合部暴露于控制室壓力下，控制室壓力趨于使其移動以關閉第一出口，該閉合部并暴露于內部殼體壓力下，內部殼體壓力趨于使其運動以打開第一出口，因此，當殼體被充壓時，由于第一閥閉合部通過第一出口暴露于外部環境，第一閥閉合部通過作用在其上的不平衡的壓力而保持在使第一出口關閉的位置；-控制室出口，其從控制室到外部環境并大于控制室入口；-浮子，其在殼體中并被布置成可通過從管道或容器進入殼體的液體浮起；-第二閥閉合部，其由浮子支撐并布置成這樣，即，響應于因殼體中液面的變化而引起的浮子的運動來打開和關閉控制室出口；該結構布置為這樣，即，響應于殼體中液面下降的浮子向下的運動可使第二閥閉合部打開控制室出口，以使控制室與外部環境通氣，從而，控制室中的壓力相對于內部殼體壓力降低，并在第一閥閉合部上產生可使其打開第一出口的不平衡的壓力，因此，可通過第一出口使殼體與外部環境通氣。
2.根據權利要求1所述的空氣放泄閥，其特征在于，所述第一閥閉合部由彈性隔膜支持，該彈性隔膜的一側暴露于控制室中的壓力，另一側暴露于內部殼體壓力。
3.根據權利要求2所述的空氣放泄閥，其特征在于，所述控制室出口通過第一閥閉合部延伸。
4.根據權利要求3所述的空氣放泄閥，其特征在于，所述控制室出口包括延伸通過第一閥閉合部的排氣管，第二閉合部由在浮子上的連接管支撐，該連接管穿過控制室的開口并具有間隙，該間隙形成控制室的入口，排氣管的橫截面的面積大于間隙的橫截面的面積。
5.根據權利要求4所述的空氣放泄閥，其特征在于，所述第一出口、第一閥閉合部以及控制室形成主閉合部，該主閉合部被布置成這樣，即，當浮子由殼體中的液體浮起時由浮子將其升起，以使其從殼體置于主出口上并將主出口關閉。
6.根據權利要求5所述的空氣放泄閥，其特征在于，所述隔膜橫跨主閉合部的中空的內部，并將所述內部分成在隔膜的下方的控制室和在隔膜的上方的空間，該空間通過主閉合部中的孔暴露于內部殼體壓力。
全文摘要
本發明涉及一種空氣放泄閥，該閥可自動地從加壓液體網狀管道或容器中排放積聚的空氣。閥(10)具有可連接在管道或容器上的殼體(12)。所述殼體具有通向外部環境的第一出口(38)和通過控制室入口暴露于殼體的內壓力的控制室(60)。第一閥閉合部(34)能夠移動來打開和關閉第一出口。該閥暴露于控制室壓力，控制室壓力趨于使其移動以關閉第一出口，且暴露于內部殼體壓力，內部殼體壓力趨于使其移動以打開第一出口。因為閥閉合部通過第一出口暴露于外部環境，所以當殼體被充壓時，第一閥閉合部(34)通過作用在其上的不平衡的壓力而保持在閉合位置。從控制室(60)到外部環境還有控制室出口(36)。該出口大于控制室的入口。所述閥還包括在殼體(12)中的浮子(20)，其被布置成由從管道進入殼體的液體將其浮起，以及包括由浮子支撐的第二閥閉合部(24)，其被布置成響應于因浮子由殼體中的液面的變化引起的浮子運動來打開和關閉控制室出口(36)。因為殼體中積聚的空氣，浮子(20)相應于殼體(12)中液面的下降而向下的運動使第二閥閉合部(24)打開控制室出口(36)。這使控制室(60)通向外部環境。控制室(60)中的壓力相應于內部殼體壓力而下降，并在閥閉合部(34)上產生了使其打開出口(38)的不平衡的壓力。于是，殼體可通過出口(38)通向外部環境。
文檔編號F16K31/36GK1630792SQ02829205
公開日2005年6月22日 申請日期2002年7月31日 優先權日2002年7月31日
發明者邁克爾·保羅·馬勒 申請人:動力流動控制有限公司