專利名稱：封閉嚴密、多用途、多功能節能閥門的制作方法
1990年4月11日中國專利局受理了我個人申請的“多功能節水閥門”實用新型專利，申請號為90204111.8。同年9月8日作了審查合格決定。1991年1月30日登了《實用新型專利公報》，公告號為CN2070380U。同年5月22日授給了實用新型專利，證書號為56988。
本發明成果是在“多功能節水閥門”成果的基礎上進一步探索而取得。也就是既提高了原專利成果，又提出了新的成果。
本發明涉及流體閥、氣體閥及水龍頭領域。
現有的一般閥門及水龍頭是由螺旋裝置控制閥門的開閉。其結構簡單，使用方便，具有放流(氣)、斷流(氣)、調節流量、保持流量等功能。但是，一般閥門最大的缺點是缺少自動斷流(氣)的功能，而是利用外壓強制斷流(氣);其閥門片及螺旋桿經受旋轉作用力，閥門片易受磨損或螺旋脫扣，因而關閉不嚴，容易漏液(氣);同時螺桿根部用盤根封閉，由于螺桿旋轉，盤根易受磨損而產生液(氣)體外溢。
本發明的目的在于針對一般閥門存在的缺點，采用新的原理，提供一種封閉嚴密、斷流(氣)徹底，適用于流體、氣體、高壓、低壓等多種用途，而且具有多種功能的耐用節能閥門。
本發明共有三項成果其一是，使用皮碗裝置將閥芯及緊連閥芯的部分閥軸(彈簧軸)嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被隔絕在皮碗之外，從而徹底解決了流(氣)體的外溢問題，達到了封閉嚴密的技術要求。其二是，閥芯隨彈簧軸(閥軸)作往復運動，利用流(氣)體自身的壓力而取得自動斷流(氣)功能;由于閥芯與閥孔的密閉程度是與內壓力大小成正比的，從而達到了斷流(氣)徹底的技術要求。其三是，使彈簧裝置與螺旋裝置并存于同一閥體，互相配合，各施其職，從而取得了閥門所需的多種功能。
這三項成果是互相依存的有機體;第一項與第二項更是不可分割的整體;在三項成果的相互配合下，才能更好的發揮各自的優越性。例如，由于皮碗裝置替代了盤根裝置，而減除了閥軸(彈簧軸)所承受的磨擦力，從而更好地發揮“利用流(氣)體的壓力自動斷流(氣)”的優越性。
考慮實際需要，本發明分成三種類型其一是雙控型，其結構如

圖1;其特點是具備多種功能，可以用兩種方法來控制使用它;既可腳踏自關又可手控;既可電磁控制又可人力操作;既可自動控制又可人工操作。其二、其三是單控型，其結構如附圖2和附圖3;其特點是具備的功能較“雙控型”少，只能用一種方法來控制使用，適宜于單一目的的專用，其構造簡單、造價低廉;這兩種類型可算是“雙控型”的分割使用。三種類型的構造原理是全相同的，只是結構上稍有差異。
現結合附圖1-說明“雙控型”的構造附圖一是“雙控型”的一個實例示意圖。
從圖一可見，這種閥門是由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置(兩種)五部分組成。
封閉裝置采用皮碗(4)(11)將閥芯及連接閥芯的部分閥軸嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被隔絕在皮碗(4)(11)之外，徹底解決了流(氣)體沿閥軸方向外溢問題。
現有的閥門和水龍頭是采用盤根裝置緊壓填充物而密閉閥軸，來阻止液體外溢;但閥門的啟閉要依靠螺桿的旋轉，盤根的填充物易遭松動，故而不能徹底解決液體的外溢問題。
彈簧裝置與閥芯彈簧裝置包括彈簧座(14)、彈簧(16)、彈簧蓋(1個)、拉桿的突出部(15)等構成。閥芯是由套筒(7)、膠墊(9)、異型墊(10)構成。閥軸、彈簧軸與拉桿(13)實際是同一體。
彈簧裝置與閥芯的相互動作是，當開啟閥門放流時，拉桿(13)受外力作用(手拉或腳踏)下降而使彈簧(16)變形后，彈簧的彈力和流體對閥芯所施加的內壓力，二者的方向是相同的。當拉桿所受的外力撤除(即手松或腳離)時，閥芯則依靠彈簧(16)的彈力和流體的內壓力自動關閉閥孔而斷流。
由于采用了彈簧裝置，閥芯不僅取得了自動斷流的功能，而且閥芯只作往復直線運動，不作旋轉運動，從而減少了閥片的磨損。同時閥芯與閥孔的密閉程度是與流體的內壓力成正比的，因而決無溢漏之虞。
開啟裝置“雙控型”的開啟裝置分上下兩種。下開啟裝置(圖中未顯示)一般是采用手拉、腳踏或電磁來控制。最簡單的是手拉拉環(18)，克服彈簧力及流體對閥芯的內壓力，將拉桿(13)下拉而啟開閥門放流，同時使彈簧(16)變形。當手松開拉環(18)后，拉桿受彈簧力而上升到原來的位置，同時閥門兼受流體的內壓力而關閉斷。
上開啟裝置一般是采用螺旋裝置來控制。螺旋裝置包括轉把(1)、螺桿(2)、螺母(3)。其使用方法與現有閥門相似，具備有開啟閥門、調節流量、保持流量、斷流等功能。但其結構與現有閥門所用的螺旋裝置是不同的。螺桿(2)與閥軸(13)(即拉桿)是各自獨立的。當開啟閥門時，螺桿(2)轉動只是迫使閥軸(13)下降，閥軸不作旋轉運動。斷流時，反方向轉動轉把(1)，只是使螺桿(2)獨自上升到原來位置，而閥門是依靠自身的功能而斷流。
本閥門所用的螺旋裝置只是在開啟閥門的瞬時，為克服閥門所承受的內壓力而受力;斷流時，只是自由旋轉而上升，因而不易磨損，比現有閥門所使用的螺旋裝置的壽命要長得多。
“雙控型”與現有閥門相對比的幾個特點1.以皮碗裝置替代盤根裝置，封閉嚴密，徹底解決了流(氣)體的外溢問題。
2.以彈簧裝置利用流(氣)體自身的內壓力自動斷流(氣)，替代以螺旋裝置施加外力強置斷流(氣);斷流(氣)可靠，無溢漏現象。
3.彈簧裝置與螺旋裝置并存于閥體，較現用水龍頭增加了手拉(腳踏)自關功能;而這一功能又正符合當前“節約用水、講究衛生”的社會需要。雙控型閥門是更新現用水龍頭較理想的產品。
4.在拉環(18)上掛一儲水罐，本閥門具有與“浮筒閥門”相同的功能，可用于蓄水池(缸)和抽水馬桶。當水的浮力抵消儲水的重量時則斷水。
5.本閥門的啟閉是半自動化的往復運動，更有利于采用電磁控制或感應自控和遙控，符合當前自動化的建設需要。
單控型單控型的構造原理與雙控型相同，只是結構上稍有差異，是從專一用途著眼而構思設計的，結構較簡單，所具功能也較少。分別說明之。
附圖2是“單控第一型”的實例示意圖。
由圖2可見，“單控第一型”是“雙控型”的分割使用，只是減少了螺旋裝置和一個皮碗，其它構造是相同的，也是由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置五部分組成，較“雙控型”少上開啟裝置。
封閉裝置采用皮碗(6)將閥芯及連接閥芯的部分閥軸嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被封閉在皮碗(6)之外。
彈簧裝置與閥芯彈簧裝置包括彈簧(10)、彈簧座(9)、彈簧蓋(11)、拉桿的突出部(12)組成。閥芯是由螺母(2)、螺墊(3)、膠墊(4)、異型墊(5)組成。彈簧軸、閥軸與拉桿(13)實際是同一體。
彈簧裝置與閥芯的相互動作是，當拉桿(13)受外力作用(手拉或腳踏)下降，而彈簧(10)變形，閥門啟開放流時，彈簧的彈力和流(氣)體對閥芯所施加的壓力，二者的方向是相同的。當拉桿所受的外力撤除(手松或腳離)時，閥芯則依靠彈簧(10)的彈力和流體的內壓力自動關閉閥孔而斷流(氣)。
開啟裝置“單控第一型”只有下開啟裝置(圖中未顯示)，一般是采用手拉、腳踏或電磁來控制。最簡單的是手拉拉環(14)，克服彈簧力及流體對閥芯的內壓力，將拉桿(13)下拉而啟開閥門放流，同時使彈簧(10)變形。當手松開拉環(14)后，拉桿(13)受彈簧力而上升到原來的位置，同時閥門兼受流體的內壓力而關閉斷流。
“單控第一型”的特點1.手拉(腳踏)自關是其專一的功能，是專為“節約用水、講究衛生”的目的而設計的。適用于一切公共場所的衛生用水，如廁所、食堂、浴室、公園、飲食攤販集中地……等。
2.其裝配使用與一般水龍頭相似，簡單方便，只是以拉環替代轉把，更換后就可使用，不需要添增一點設備，因而便于普遍推廣使用。
3.構造簡單，造價低廉，絕無漏水、溢水之虞。
4.如果在拉環上增掛一儲水罐，還具有“浮筒閥門”例似的功能，可用于蓄水池(缸)。
單控第二型附圖3是“單控第二型”的實例示意圖。由圖3可見，“單控第二型”的結構與“雙控型”稍有差異。“雙控型”的閥芯和彈簧室同在閥孔進流的一側，而“單控第二型”的閥芯和彈簧室則各在閥孔的異側，閥芯在進流的一側，彈簧室在出流的一側。其它結構與“雙控型”是相同的。
“單控第二型”也是由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置五部分組成。
封閉裝置采用皮碗(9)將閥芯及連接閥芯的部分閥軸嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被封閉在皮碗(9)之外。
彈簧裝置與閥芯彈簧裝置與閥芯的相互動作是，當開啟閥門放流(氣)時，彈簧軸(閥軸)(8)(12)受外力作用(螺桿下壓)而彈簧(5)變形，彈簧的彈力和流(氣)體對閥芯的壓力，二者的方向是相同的;當彈簧軸(8)所受的外力撤除(螺桿上升)，閥芯則依靠彈簧的彈力和流(氣)體的內壓力而自動斷流(氣)。
開啟裝置根據閥門使用的目的，開啟方法可采用螺旋裝置，也可以手按或腳踏。本實例是作為管道閥門而設計的，故而采用螺旋裝置。
螺旋裝置由轉把(1)、螺桿(2)、螺母(3)組成。螺桿(2)與彈簧軸(8)各自獨立。當轉動轉把(1)使螺桿(2)下降時，螺桿(2)只迫使彈簧軸(8)同時下降而開啟閥門放流，但彈簧軸(8)不作旋轉運動。當反方向轉動轉把(1)時，螺桿(2)只是獨自上升，閥軸(12)是受彈簧(5)的彈力和流體內壓力上升而使閥門關閉斷流。
“單控第二型”的特點這種閥門是專為用于管道而設計的，特別是用于中、大型管道，其優越性就更為顯著。中、大型管道，由于流量較大，閥門斷流(氣)的可靠性和閥軸封閉的嚴密性是中、大型管道閥門較難解決的問題。本閥門斷流可靠，封閉嚴密，兩個難題是徹底解決了，所以“單控第二型”用于中、大型管道是有利的。
2.現用螺旋閥門是用螺旋裝置所加給的外壓力強制斷流(氣)，螺旋裝置的構造強賭和所產生的外壓力，必須超過閥門所承受的內壓力，才能有效斷流(氣)。本閥門是利用流(氣)體自身的內壓力斷流(氣)，這對螺旋裝置就不成問題了。
當然，用螺旋裝置開啟閥門，同樣必須克服閥門所承受的內壓力(還要加上彈簧的微小彈力)，否則就開啟不了。但是，這個問題是可以解決的。采用分環開啟的方法，就可以用小的螺旋裝置開啟大的閥門。具體做法是，從閥孔的園周到中心逐環重疊封閉，最后封閉中心;開啟閥門時，則從中心到園周，先開啟中心閥孔，而后逐環開啟，直到全部開啟。
本發明設計者曾對這一問題作過探索和研究，原理是可行的，結構是簡單的。這種開啟方法的優點是以小代大，不僅可以降低閥門構造成本，節約鋼材;而且由于逐環緩慢斷流(氣)和逐環緩慢開啟，可以有效地減少管道中的“水擊現象”;這是一舉兩得的成果。但是要說明，這種開啟方法只能適用于內壓斷流的本閥門，而不適用于外壓斷流閥門。
權利要求
1.發明成果有三項其一是，使用皮碗裝置替代盤根裝置，將閥芯及緊連閥芯的部分閥軸嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被隔絕在皮碗之外，從而徹底解決了流(氣)體的外溢問題，而達到了封閉嚴密的技術要求。其二是，在閥軸上增加彈簧裝置，使閥芯隨彈簧的伸縮作往復直線運動，并使閥芯在受到流(氣)體自身的壓力下而取得自動斷流(氣)功能；由于閥芯與閥孔的密閉程度是與流(氣)體內壓力大小成正比的，從而也取得了斷流(氣)可靠的技術要求。其三是，彈簧裝置與螺旋裝置并存于閥體，互相配合，各司其職，從而取得了閥門所需的多種功能。三項成果是相互依存的有機體；第一項與第二項更是不可分割的整體；在三項成果的相互配合下，才能更好的發揮各自的優越性，例如，由于皮碗裝置替代了盤根裝置，而減除了閥軸(彈簧軸)所承受的磨擦力，從而更好地發揮“利用流(氣)體的壓力自動斷流(氣)”的優越性。
2.“雙控型閥門”是本發明三項成果的實踐結果，并體現三項成果相互配合和依存關系。它由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置(兩種)五部分組成。其特征在于封閉裝置采用皮碗(4)(11)將閥芯及連接閥芯的部分閥軸嚴密封閉于流(氣)體之中，而彈簧室、閥軸軸承及軸承外的其它裝置等均被隔絕在皮碗(4)(11)之外，徹底解決了流(氣)體的外溢問題。彈簧裝置與閥芯在閥軸上增加彈簧裝置，使閥芯隨彈簧的伸縮作往復直線運動。當受外力開啟閥門時，彈簧(16)變形的壓力與流(氣)體對閥芯所施加的內壓力，二者的方向是相同的。當外力撤除后，閥芯則依靠彈簧(16)的彈力與其自身所受的內壓力自動關閉閥孔而斷流(氣)。開啟裝置開啟裝置分上下兩種。上開啟裝置一般采用螺旋裝置來控制。下開啟裝置一般是采用手拉或腳踏。由上下兩種開啟裝置的相互配合、各司其職，從而取得所需的各種功能;并且可用兩種方法來控制，既可腳蹋又可手控，既可電磁控又可人工操作。上開啟裝置包括轉把(1)、螺桿(2)、螺母(3)。其使用方法與現有閥門相似，具備有開啟閥門、調節流量、保持流量、斷流等功能。但其結構與現有閥門所用的螺旋裝置是不同的。螺桿(2)與閥軸(13)(即拉桿)是各自獨立的。當開啟閥門時，螺桿(2)轉動只是迫使閥軸(13)下降。斷流(氣)時，反方向轉動轉把(1)，螺桿(2)只是獨自上升到原來位置，而閥門是自動斷流(氣)。
3.“單控第一型”是“雙控型”的分割使用，構造是相同的，只是減少了螺旋裝置和一個皮碗。也是由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置五部分組成。開啟裝置只有下開啟裝置。是專為“節約用水、講究衛生”這個目的而設計的。其特征是結構簡單、造價低廉、使用方便，而便于裝在各公共場所供給衛生用水。
4.“單控第二型閥門”的構造原理與“雙控型”是相同的。也是由閥體、封閉裝置、彈簧裝置、閥芯、開啟裝置五部分組成。但其結構與“雙控型”稍有差異。“雙控型”的閥芯和彈簧室同在閥孔進流的一側，而“單控第二型”的閥芯和彈簧室則各在閥孔的異側，閥芯在進流的一側，彈簧室在出流的一側。彈簧裝置與閥芯的相互動作還是和“雙控型”相同的。當開啟閥門放流(氣)時，彈簧軸(閥軸)(8)(12)受外力作用(螺桿下壓)而彈簧(5)變形，彈簧的彈力和流(氣)體對閥芯的壓力，二者的方向是相同的;當彈簧軸(8)所受的外力撤除(螺桿上升到原來位置)，閥芯則依靠彈簧的彈力和流(氣)體的內壓力而自動斷流(氣)。開啟裝置是采用螺旋裝置。螺旋裝置由轉把(1)、螺桿(2)、螺母(3)組成。“單控第二型”是專為用于管道而設計的。其優點是已徹底解決了閥門和閥軸的滲漏問題;并且可以采用分環開啟的方法，可以用小的螺旋裝置開啟大的閥門。
全文摘要
封閉嚴密、多用途、多功能閥門涉及流體閥領域。發明成果有三第一是，用皮碗裝置將閥芯及部分閥軸嚴密封閉于流體之中，其它均被隔絕在皮碗之外；其二是在閥軸上加設彈簧裝置，使閥芯具有自動斷流功能；其三是彈簧裝置與螺旋裝置并存于閥體，取得多種功能。適用于流體，高壓、低壓。可同時采用兩種控制方法使用。
文檔編號F16K1/00GK1074520SQ9210005
公開日1993年7月21日 申請日期1992年1月13日 優先權日1992年1月13日
發明者帥鵬飛, 孫明智, 陳公展 申請人:帥鵬飛, 孫明智