[发明专利]阀门装置

说明书

本发明涉及一种用来控制流过管道的流体流量的阀门装置。在一特殊的实施例中，本发明涉及水龙头阀门，但不限于这种特殊的应用。

阀门通常用来控制流过管道的流体流量，已知的阀门有许多种。可能大多数常用的阀门都是用于水龙头的升降阀门。典型的水龙头包括由带孔的隔墙分开的进口和出口通道。龙头垫片带有一杆，该杆位于连接到龙头把手上的心柱端部的孔中。朝一个方向转动龙头把手，心柱就朝隔墙运动，压迫垫片贴住隔墙上的孔周围形成的阀座，因而阻断龙头进口和出口通道之间的水流。若朝相反方向转动龙头把手，心柱就会返回，而水压就会使垫片离开阀座，这样龙头就打开了。

传统的龙头阀门具有几种固有的缺陷。首先，当龙头反抗主管道的水压关闭时，具有过分拧紧龙头的趋势。因此，龙头垫片的柔性材料可能被压缩到超过其疲劳强度。这会导致过早地损坏，使其失去弹性、产生破裂，结果造成龙头漏水。通常，是将龙头拧得更紧以止住漏水，但这只会加速垫片的损坏。

其次，当龙头打开时，通过上述孔的水流直接冲击在垫片上，这会很快地导致垫片材料的过度磨损，特别是水中含有矿物质，化学物质和其他杂质的情况下。

第三，现已发现心柱上的孔常常是偏心的，即，与心柱的转动轴线不同轴或与该转动轴线不平行。这会导致垫片密封不均匀。即使阀座通常是经过机加工的，但由于制造误差，常常会发现阀座表面凸凹不平。当垫片压住阀座时，垫片的偏心转动会导致垫片柔性材料的磨损。上述磨损加上高压水流的冲击，使龙头垫片过早地损坏。

第四，现有的龙头阀门不能精确控制水流，特别是在慢流率的情况下。一旦垫片从阀座上抬起，水就以最大压力流过。因此，难以在慢流率时控制水流。曾经对龙头阀门提出过各种改进，以克服上述缺陷，特别是延长垫片密封件的使用寿命。

例如，在英国专利申请GB2005805号中图8所示的实施例中，阀门装置包括一阀门筒体，该筒体具有一接纳在其内周边上形成的槽中的O-型密封件。该阀门装置还包括一活塞状滑阀，它经过O-型密封件而插入上述筒体中。O-型密封件提供了滑阀和阀门筒体之间的径向密封。

然而，GB2005805的图8中所示的阀门装置仍然具有不少缺陷。其主要缺陷是当O-型密封件产生变形而在滑阀和阀门筒体之间构成严紧的密封时，滑阀被紧紧地夹在O-型密封件之中，特别是处在高压环境下。当通过转动龙头把手使心柱返回时，滑阀可能不会从O-型密封件上松开以打开阀门。为此，必须设置一弹簧，推迫滑阀处于“打开”位置。该弹簧增加了生产成本。另外，由于必须为该弹簧设置一基座，使得该阀门装置不适用于洗手池龙头或类似龙头，因为此类龙头不具有放置弹簧的底壁。

另外，由于滑阀具有一位于心柱孔中的中央杆，如果心柱孔轴线与阀门筒体轴线或心柱的转动轴线不同轴的话，滑阀就不能在阀门筒体中正确地定中。因此，就不能获得良好地密封。

为了关闭阀门，将滑阀插入O-型密封件。根据滑阀插入O-型密封件的程度，在将水流彻底关断之前，可能需要将龙头把手转动一定距离。在彻底关断水流之前，使用者不知道需要将把手转动多少。这种不确定性导致使用该龙头时没有把握。

而且，在压力条件下，滑阀在O-型密封件中往复的摩擦运动导致其内周边上的损耗，由此，降低了径向密封的效果。

最后，由于在O-型密封件和其安装槽中具有允许水压使O-型密封件产生变形，而构成径向密封的间隙，当关闭阀门时，O-型密封件有可能发生振动或在槽中滚动或运动，致使其密封性能降低。过量的间隙还可能使O-型密封件在水压作用下被推出筒体。

尽管具有GB2005805中的方案和其他开发新型阀门的努力，上述努力并未导致产生一种有效、耐用和廉价的龙头阀门，而龙头阀门的设计仍没有重大改变。

从广义上讲，本发明提供了一种控制流体流量的阀门装置，它包括：

一具有限定出流体通过的通道的孔的管状件;

-位于上述管状件内的环状密封件;

-具有适于插入上述管状件的孔的下游端的阀座部分的阀门件，该阀座部分所具有的形状使其能接触上述环状密封件的下游侧并能形成密封件和阀座部分之间的轴向密封，由此，切断流过管状件的流体流。

术语“轴向密封”意味着密封是通过大致沿轴向的接触配合形成的，轴向是由孔的轴线限定的。密封件一般采用弹性材料（如橡胶）制成的O-型密封件。不过，与GB2005805中O-型密封件构成的径向密封不同，本发明的环形密封件以类似于传统的龙头垫片的方式用于进行轴向密封。