阀插入件的制作方法

阀插入件的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种插入件，用于通过管道表面的开口插入其中，所述插入件包括具有第一和第二开口端的插入件主体，该第一和第二开口端之间界定有流动轴。该插入件还包括连接至所述插入件主体的阀瓣。所述阀瓣在闭合位置和打开位置之间移动，其中在闭合位置，该阀瓣创建闭合状态，从而防止发生沿着所述轴的流动，在打开位置，所述阀瓣允许沿着所述轴的流动发生。所述阀瓣设置为当处于打开位置时，该阀瓣的侧面横截面大致为U形，并相对于所述插入件主体取向，从而该U形拱起在流动轴上方。
【专利说明】阀插入件
【技术领域】
[0001]本发明涉及阀插入件，特别涉及用于在管道中设置止回阀的装置。
【背景技术】
[0002]阀广泛用于控制经过导管或管道的流体或其他流的多个行业。止回阀，也叫做单向阀，是一种特定类型的阀，当流体沿着管道的一个轴向方向流动时，执行打开操作，使穿过其中的流体基本自由流动，并当流体在第二方向，沿着管道的相反的轴向方向流动时，执行闭合操作，以防止在第二方向流过。止回阀用于水暖、机械、液压、管道、蒸汽管和其他使用导管或管道的行业，其中包括液体、蒸汽或其他气体的流体从管道中流过。
[0003]在传统装置中，止回阀通常是又大又笨重，且经常大大减少使用它们的管道的口径。因此，即时当打开传统止回阀，允许在第一方向上的流体流动时，由于阀自身的存在，至少部分阻碍流体的流动。此外，安装这种相对大的阀可能会困难并耗时，特别是在紧凑或密封的空间。
[0004]传统的阀通常容纳在主体内，该主体具有肩部、关节或连接至管道任意端的其他结构。例如，一些止回阀包括安装至管道末端的阀瓣，覆盖管道的末端。这些传统的阀需要在管道或其他导管内有相当大的空间，以将阀安装于其中。例如，一些阀包括阀瓣或其他元件，该阀瓣或其他元件需要转向侧面或依赖于插入管道中而移动，这需要管道内相当大的空间，在安装该阀是还需要用户相当的技术和努力。
[0005]当在管道中安装传统阀时，经常需要完全切断管道，以将阀插入其中。这使得管道失去一些刚性和强度，从而负面影响管道的预期寿命。
[0006]还没有已知的装置或方法用于以紧凑高效的方式在管道中安装阀，特别是止回阀，而不明显损坏管道的刚性和强度。

【发明内容】

[0007]根据一方面，本发明提供用于在管道中设置阀的插入件，该插入件设置为用于插入管道表面的开口，该插入件包括具有第一和第二开口端的主体，该第一和第二开口端在二者之间界定流动轴。例如，该开口可以是穿过管道横截面的一部分的切槽。该插入件还包括连接至主体的阀瓣，其中该阀瓣可在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置该阀瓣创建闭合，从而防止沿着所述轴的流动，在打开位置，该阀瓣允许沿着所述轴的流动。该阀瓣设置为当它位于打开位置时，它的侧面横截面基本为U形，并相对于该插入件主体取向，从而U形阀瓣拱起在流动轴上方。
[0008]因为插入件设置为通过管道表面的开口而插入，所以它可以用于在沿着管道长度任意点设置阀，而不仅仅在管道一端。此外，因为该插入件可以通过管道表面的开口而插入，所以没有必要切断管道的整个横截面来放置插入件，并在其中设置阀。因此，可以保持管道的完整性，同时在管道中可靠地设置阀。
[0009]通过设置插入件，可控制流体或其他材料的流动，其中该插入件包括具有第一和第二开口端的主体，该第一和第二开口端在二者之间界定流动轴，和连接至主体的阀瓣，该阀瓣可以在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置阀瓣形成闭合状态。因为当处于打开位置，该阀瓣的横截面为大致的U形，所以当在打开位置时，它可以取向至拱起在流动轴上方。从而当处于打开位置时，该阀瓣具有最小的侵入性，从而增加流动。
[0010]该阀瓣从闭合位置至打开位置的运动可以仅仅限定在单一的旋转方向，从而可以提供止回阀。此外，当处于闭合位置时，沿着流动轴观看的该阀瓣的横截面可以与主体和/或导管的横截面匹配，以形成闭合状态，从而使阀可靠且防漏。这种可靠性可通过设置与该阀瓣配合以形成闭合状态的密封件来改善。
[0011]该插入件主体的内表面的至少一部分可以弯曲，在打开位置的该阀的U形弯曲可以与主体的内表面的所述部分的弯曲匹配。因此，当处于打开位置时，该阀瓣可紧靠该内表面。
[0012]因此，阀瓣的存在通过该主体包围流动，并对于主体的横截面面积具有最小的侵入性。
[0013]该阀瓣可以是刚性的，且它可以是至少部分可变形的。当阀瓣至少部分可变形时，当处于闭合位置时，它可以呈现为大致的平面结构，当处于打开位置时，它可以呈现为大致的弯曲或U形结构。可变形的阀瓣的主体可以包括相对刚性的部分，当阀处于基本平面、闭合的结构时，该相对刚性的部分有助于阀的刚性，和/或可在打开位置，引导阀瓣变形至合适的形状。在它的大致平面结构中，该可变形的阀瓣用于在管道内提供可靠的闭合，而在其变形打开位置，它拱起在管道内的流动的上方，使管道内的可用的流过量最大化。
[0014]根据一方面，还提供安装用于在管道内设置阀的插入件的方法。该方法包括在管道的表面上创建槽，该槽没有延伸穿过该管道的整个横截面，并通过所述槽安装该插入件，该插入件包括插入件主体和阀瓣。优选地，所述槽延伸穿过所述管道的少于一半的横截面。可以在大致垂直于管道内流体流动方向上切割该槽。
[0015]从而提供一种可靠的、便于使用的、及成本效益的方案。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]现在参考附图，描述以下实施例和例子，其中:
图1a为阀插入件的侧面剖视图；
图1b展示了图1a所示的、包括密封件的阀插入件的主体；
图1c展示了图1a所示的阀中包含的安装有铰链和弹簧的铰链式阀瓣；
图2a为处于打开位置的、在管道中的图1b所示的阀插入件，和管道周围的连接带的侧面剖视图；
图2b展示了图2a的装置，但是阀瓣处于闭合位置；
图3为根据一个实施例的阀瓣的透视图；
图4a为管道的一部分的侧视图，其中阀插入件将安装至该管道中；
图4b为图4a所示的管道的截面；
图4c为图4a所示的管道的侧视图，其中具有用于安装阀插入件的切槽；
图5a为待安装至用于安装阀插入件的管道的套管的侧面剖视图；
图5b展示了插入有图5a所示的套管的图4a所示的管道的截面； 图5c为插入有两个图5a所示的套管的管道的侧面剖视图；
图6展示了待安装至图5c所示的管道的阀插入件；
图7a为当阀瓣闭合时，包括阀插入件的管道的截面；
图7b展示了当阀瓣打开时，图7a所示的管道；
图8a为用于安装至管道的连接带(jointing strap)的侧视图；
图8b展示了具有牢固地安装有图8a所示的连接带的管道；
图9a展示了当阀瓣处于闭合位置时，插入管道中的阀插入件的透视图；
图％展示了阀瓣处于部分打开位置的如图9a所示的阀插入件；
图9c展示了阀瓣处于打开位置的如图9a所示的阀插入件；
图9d展示了沿着图9a所示的管道的视图，阀瓣处于闭合位置；
图9e展示了沿着图9b所示的管道的视图，阀瓣处于部分打开位置；
图9f展示了沿着图9c所示的管道的视图，阀瓣处于打开位置；
图10展示了可变形的阀瓣和用于阀插入件的弹簧连接件的平面图；
图11展示了可变形阀瓣和弹簧连接件的侧视图；
图12展示了包括在管道中原位置的可变形的阀瓣的插入件的侧视图；以及 图13展示了图10所示的可变形的阀瓣和弹簧连接件顶部的放大视图。
【具体实施方式】
[0017]总之，提供用于在管道或导管中实施阀的插入件，该阀优选为止回阀或单向阀。
[0018]该插入件优选包括具有第一和第二开口端的主体和阀瓣，该阀瓣可以合适的方式连接至该主体。例如，可以设置铰链和弹簧机构，以使该阀瓣移动至打开位置，对在管道中一定轴向方向上的流体流动作出反应，并在没有这种流动时返回至闭合位置。
[0019]该阀瓣可以是大致的马鞍形。当面对面观察时，即在平面图中，该阀瓣的横截面的形状与该插入件主体和/或安装该插入件的管道的内部横截面的形状对应，从而当该阀瓣处于闭合位置时，提供可靠的闭合。在侧视图中，该阀瓣可以是U形，绕中央直径或轴弯曲。该阀瓣的弯曲为当阀打开允许通过管道的流动时，该阀瓣将绕流体呈拱形，优选与管道的内部轮廓对应。这使得阀瓣对管道中用于流通的横截面面积影响最小。或者，当在管道中处于闭合位置时，该阀瓣为大致的平面，并且当处于打开位置时，可以变形为U形，以与管道的内表面匹配。
[0020]可通过任何合适的方式将该阀插入件安装至管道。例如，可通过在管道的外圆周部分切割槽，并通过该槽固定该插入件来将该插入件安装至管道。可利用皮带、套管或其他合适的装置将该插入件固定在管道内合适位置，以有助于当该阀插入件使用时，提供可靠的密封。这使得该插入件适合实施单向阀，即使在空间和/或入口受限的管道例如厕所管道中也是如此。
[0021]该插入件还可以具有任何合适的横截面形状，以将其可靠地安装至使用它的管道或导管。在需要改变、移除或更换阀的情况下，可简单并快速地从管道中去除该插入件，例如利用最初将该插入件安装至管道而通过的槽，并且可以更换或适当修改。不需要对管道做任何改变以更改或更换本文中所述的阀插入件。因此，提供了高效的和成本效益的阀系统。[0022]图1a至Ic展示了可用于在管道中设置止回阀的插入件的可能的实施例。
[0023]该插入件10包括开放端主体12，该主体12由连续的大致的圆柱形或环形壁形成，具有位于其内表面的密封件14，例如橡胶密封件。进一步从以下描述可理解的，该密封件14形状设计为与大致为刚性的阀瓣16配合，从而当位于使用中的插入件10内部的该阀瓣16处于闭合位置时，形成可靠的密封，以阻止流体或其他材料通过。在如图1a至Ic所示的实施例中，该插入件10用于具有大致圆形横截面的导管或管道中。因此，该插入件主体12的表面为大致的环形，该阀瓣16在平面图中为大致的圆形，该密封件14在横截面视图中为大致的半圆形或U形。
[0024]从图7a和7b中可以理解的是，形成如图1a至Id中所示的插入件10的主体12的大致的环形壁的厚度沿着其圆周变化。从剖视图看，该壁的下半个圆形部分相对较薄，而该壁的上半个圆形部分相对较厚。出现这种结构的原因是，如下所述，可以在管道上制作槽，用于将插入件10安装至其中，所以该插入件10的主体12的上部应够更厚，以弥补切割槽而缺失的管道。
[0025]如图1a至Ic所示的插入件10还包括结合的铰链和弹簧结构18。该阀瓣16通过铰链连接至该插入件10的主体12。如图1a所示，该阀瓣16对应于该主体12，从而当阀瓣16以铰链连接至主体12，且处于如图1b所示的闭合位置时，该阀瓣16在主体12内创建闭合，防止流体流过。如上所述，可以将密封件14设置为安装至或抵靠至该阀瓣16，以提供可靠的密封闭合。
[0026]为了创建止回阀，该铰链和弹簧机构18设置为限制该阀瓣16在一个方向上-图1b的实施例中的顺时针方向绕铰链进行旋转运动，从而该阀瓣16可以绕铰链进行枢轴转动，以配合密封件14，但是不能在该方向进一步转动。从而，如果流体流动或其他力作用在如图1b所示的阀瓣16上，试图使它顺时针绕该铰链转动超过密封件，从而打开该阀时，那么这是不能实现的。相反，该铰链和弹簧机构18设置为使该阀瓣16在相反的转动方向-在本实施例的逆时针方向绕铰链转动至少90度，从而该阀瓣16可以从如图1b所示的闭合位置转动至能使流体流过该插入件10的打开位置。因为弹簧的存在，在用于将该阀瓣16转动至打开位置的力消失后，该阀瓣16将弹回闭合位置。
[0027]通过下文中插入件在管道中的应用可以很好理解如图1a至Ic所示的该插入件10的物理外观和操作。图2a和2b展示了在管道20内原位置的、具有安装在管道20外部的连接带28的插入件10。图9a至9f也展示了没有如图2a至2b所示的连接带28的位于管道内的阀插入件的透视图。阀瓣允许的运动方向在图2a和2b (逆时针)与图9a至9d (顺时针)中不同。稍后下面将描述该插入件安装至该管道20中的方式。
[0028]如图所示，该插入件10的主体12的尺寸设计为适合安装至管道20的横截面中。在图中，使用圆柱形管道20，从而该插入件10具有圆柱形或环形插入件主体12，如图9a至9f中清楚显示的。该主体12的外直径基本与该管道20的内直径对应，从而该插入件10紧贴于管道20内。该插入件10的主体12应该包括相对薄的环形壁，从而尽可能少地减小管道的口径。
[0029]在如图2b、9a和9d所示的闭合位置，该阀瓣16在该插入件10内创建了闭合。该插入件10在其插入管道20内的点处填满管道口径,从而闭合该阀瓣16,防止通过管道20的流动。该闭合的止回阀将阻碍由流动产生的任何转向力或管道内非允许的轴向的力。从而防止流体、气体、气味、啮齿动物或其他材料在管道20中的回流。
[0030]当由于管道20内允许方向的流动或力引起转向力时，该流动将使该阀瓣16绕其铰链转动，从而使阀打开，并允许管道20内的流过(throughlow)，如图2a、9c和9f所示。为了尽量增大这种流过，尽量减小由于止回阀存在造成的阀口径的减小，该阀瓣16是薄的。优选地，其厚度不大于管道直径的一半，理想上该厚度远远小于该管道直径的一半。该阀瓣16优选绕一个轴弯曲。从图3、9a至9f可以很好地理解该弯曲。其中可以看出，该阀瓣16为大致的马鞍形，即从侧视图中为U形。该阀瓣16的弯曲使得该阀瓣16当它处于打开位置时，绕管道20中的流动呈杯形或拱形，可以从图9c和9f很好地看出。在打开位置，该阀瓣16拱起在上方，从而包围流动而不是阻碍流动。
[0031]该阀瓣16的弯曲优选与使用该插入件10的管道的内表面匹配。从而，当该阀处于如图2a、9c和9f所示的完全打开位置时，该阀瓣16的外表面应该大致与管道20的内表面平行，优选与它同高，二者之间具有最小的间隙或间断。此外，该阀瓣16应够足够薄，从而当它处于打开位置，它对管道20的口径的减小最少，以用于流体或其他材料的流过。
[0032]如图9b和9e所示，阀瓣16能够处于在如图9a和9d所示的闭合位置与图9c和9f所示的完全打开位置之间的部分打开位置。当打开和闭合时，该阀瓣16将处于如图9b和9e所示的部分打开位置，当在管道的允许方向存在流动，但是该流动不是很大或力度不足以打开该阀瓣16时，该阀瓣也是部分打开的。在如图9b和9e所示的部分打开位置，该阀瓣16将拱起在迫使其从闭合位置打开的流动的上方。
[0033]对于该大致刚性的阀瓣16的三维形状有两个不同的相互作用的考虑因素。关于第一个考虑因素，该阀瓣16形状应该设计为适合创建闭合，从而当该阀瓣处于完全闭合位置时，防止沿着管道20的轴向流动。在如上所述的实施例中，管道20和插入件主体12都是圆柱形，从而当从管道的轴向流动方向看时，该阀瓣16在其闭合位置形成圆形闭合，如图7a和9d所示。理想地，在插入件主体12的内表面应该具有密封件14或阀座，其中该密封件14形状设计为与该阀瓣16在其闭合位置形成可靠的闭合。
[0034]该大致刚性的阀瓣16的三维形状的第二个考虑因素是，如上所述，当该阀瓣16处于打开位置时，它应该是围绕通过管道20的流动的纵向轴的杯形或拱形,如图7b、9c和9f所示。从而该阀瓣16包围通过管道20的流动的形状和方向，而不是阻碍或限制该流动。理想地，当处于打开位置时，该阀瓣16应该与该管道20和/或该插入件的主体12的内表面齐平。
[0035]一旦确定该阀瓣16的三维形状，那么如果阀作为止回阀操作，那么它必须以正确取向连接至插入件10的主体12 (或直接至管道20)的正确位置。由于止回阀的目的在于允许一个方向而不是另一个方向的流动通过管道或导管，重要的是基于允许的流动方向，合适形状的阀瓣16正确连接至该插入件10的主体12，从而使该阀瓣16绕铰链在允许的方向转动。如上所述，当该阀瓣16转动至管道或导管内的打开位置时，该阀瓣16的内表面应该成杯状围绕该流体流动，并应该尽可能地与管道或导管的内部形状和轮廓对应，以使流过的流动最大化。
[0036]插入件的安装
阀插入件10是特别有优点的，因为它可以安装至任何类型、尺寸或形状的管道，甚至当管道的入口非常有限时。现在将描述如何将包括阀瓣16的插入件10安装至管道的例子。该例子涉及具有如图4b所示的大致的圆形横截面的管道20，但是可以理解的是，该原理适用于其他形状的管道或导管。
[0037]图4a展示了安装插入件10之前的管道20。为了准备用于插入件10的管道20，在管道上切割槽，如图4c所示。该槽22尺寸设计为能将该插入件10安装至该管道20，以保证在安装之后，该管道20和该插入件10形成防漏的连续体。对于如图4a至4c所示的管道20，该管道具有大致的圆形横截面，可以使用如图1a至2b所示的大致环形的插入件10。为了将环形插入件10安装至该管道20，必须去除该管道20的半环形截面。因此，如图4c所示，该槽22仅仅延伸经过该管道20的直径的一半。因为在该方法中，在沿着管道长度的任意点，没有完全切断或切割该管道20，从而保持了管道的大部分的刚性和强度。不需要切断管道。
[0038]如图5a至5c，能够通过将插入件固定至两个套管24之间的位置，从而将该插入件10安装至该管道20。从这些图中可以理解，每个套管24基本为环形，在其一端具有半环形唇或凸缘26。套管24可通过该槽22插入该管道20中，并推装至该槽22的一端,从而套管24的主体靠在管道20的内表面上，半环形凸缘26靠在通过切割在管道20上形成的半环形边缘上。从而该半环形凸缘26使得该套管24牢固地安装在该管道20内的适当位置。在如图5c所示的装置中，套管24安装在管道20的槽22的两侧。在图9a至9f中，一个套管(在这些图中的左手侧)具有上部切口，当阀瓣18处于如图9c所示的打开位置时，该上部切口用于容纳该阀瓣18的边缘。套管24上的切口部分使阀瓣的表面与用于插入该阀瓣的管道的内表面齐平，而不是依靠在套管24的内表面上，从而尽可能少的减少该管道的内口径。根据以上描述的原理，也可以使用其他形状的套管和切口。
[0039]如图6所示，一旦安装了套管24，那么如图1b所示的插入件10可安装至管道20。该插入件10尺寸应该设计为填补槽22中的两个套管24之间的缺口。从而，在管道20被切割的部分，应该没有缺口或泄露。可以理解的是，这并不是将插入件10安装至管道20的唯一的方法。可以省略如上所述的套管24，或者使用一个套管24，和/或利用任何其他合适的装置将该插入件10安装至管道20内的合适位置。重要的是，文中所述的阀插入件10可以安装至管道20内，而没有在任意点贯穿管道20的直径，进行完全切割或切断。该插入件10应该紧贴该管道20安装，从而在该插入件10的外表面和该管道20的内表面之间不存在空隙。可以设置任何合适的密封装置，从而当该插入件10安装至管道时，不会存在通过该槽22的进入或离开管道的泄露。
[0040]图8a和Sb展示了连接带28 (还如图2a和2b所示)，其可以用作管道的槽切割模板。从中可以看到，该连接带28可以以任何合适的方式缠绕并固定至管道20的外表面。该带28包括切口部分30，该切口部分可以作为槽切割模板，用于切割合适尺寸的槽22，以将具体的插入件10安装至管道20。当管道20被密封在插入件的周围时，该切口部分30还可以将该插入件10固定在合适的位置。
[0041]在切割该管道20之后，该插入件10或任何附加装置，例如密封件或套管24定位在管道20内，该连接带28可转动，从而其切口部分30围绕还未切割的管道20的一部分(SP图中所示管道20的下半部分)，该管道20的槽22由带28的连续部分覆盖。这可确保插入件10和管道20之间形成密封。此外，该连接带28作为指示物，为用户指示插入件10在管道20内的位置。如果需要改变、去除或更换该止回阀，用户可以简单和方便地转动该带28，从而提供槽22内的插入件10的入口。以简单有效的方式实现这点。此外，该装置使得除了安装该带28和切割该槽22的人访问插入件10，以变更、替换或去除该止回阀。因此，该阀插入件10可以设置为用于家庭用户的自己做(DIY)装置，以在管道中安装止回阀。它不需要通过管道工或其他专业技工来安装、更换或修理。
[0042]可变形的阀瓣
如图1a至9f所述的阀插入件10包括大致刚性的阀瓣16，其具有如图3清楚展示的固定的鞍状。但是也能够将插入件设置为用于在管道或导管内实施阀，其中该插入件具有不同类型的阀瓣，该阀瓣至少部分是可变形的。
[0043]图10展示了可变形的阀瓣1002，用于插入管道，以在该管道中设置阀。如图10所示的可变形的阀瓣1002的横截面为大致圆形，以与大致圆柱形的管道一致。但是该可变形的阀瓣1002可以具有不同的横截面形状，以与不同形状的管道或导管一致。该可变形的阀瓣1002包括大致为平面的瓣体1004。该大致为平面的瓣体1004由弹性材料，例如橡胶形成。如下面详细描述的，该瓣体1004的弹性使其根据施加至其的力，变形远离其大致的平面结构。例如，该瓣体1004可以根据管道内水的压力或推压该阀瓣1002的其他流体变形。
[0044]该可变形的阀瓣1002还包括弹性线1006，以提供一些刚性。该弹性线1006可以包括弹簧线或任何合适类型的线。该弹性线1006优选设置为大致的圆形结构(除了如下面进一步描述的顶部)，临近该瓣体1004外边缘，但又没完全在外边缘处。这种结构增强了该瓣体1004的外边缘，但是同时该瓣体1004的径向内侧部分仍然是可变形的。
[0045]在如图10所示的实施例中，该弹性线1006还设置在两个基本平行的条1008，位于该瓣体1004的中心线的每侧。该线的带1008每个连接该弹性线1006的圆形部分的上部与其下部。可以理解的是如图10所示的弹性线1006的具体结构仅仅是一个例子。该弹性线1006可以设置为任何合适的结构，以平衡操作中该阀瓣1002的变形性和刚性要求，下面将进一步描述。
[0046]该弹性线1006应该可靠地连接至大致平面的瓣体1004。该弹性线1006可以结合至该瓣体1004，或者通过任何合适的方式连接至该瓣体1004，例如通过焊接、模压或超模压。本领域技术人员理解，将该弹性线1006连接至瓣体1004的最好的方式将至少部分取决于该可变形的阀瓣1002的组成部件的具体材料。
[0047]在如图10和13所示的实施例中，位于大致的圆形部分的顶部的每个弹性线1006的一端，从该瓣体1004延伸出以连接板1010和弹簧机构1012。该弹性线1006的两端分别在第一和第二相应的连接点1014AU014B处连接至螺旋弹簧1012的每一端。第一和第二相应的内侧板部分1016AU016B设置在第一和第二连接点1014A、1014B外侧。该板1010还包括位于相应的内侧板部分1016AU016B外侧的外侧板部分1018AU018B。在该弹簧1012的任意一侧，具有闩1020AU020B，其从相应的连接点1014A、1014B，穿过该内侧板部分1016AU016B，并穿过外侧板部分1018AU018B。该闩1020A、1020B终止于该外侧板部分1018AU018B的外面，并具有栓头，确保它们固定至该外侧板部分1018AU018B。
[0048]界定用于阀瓣1002转动的轴，该轴基本穿过该板1010和弹簧机构1012的轴心。在操作时，管道中的流体压力将使该阀瓣1002绕该轴转动，以在管道中创建打开，从而允许流体流过。该内侧板部分1016AU016B随着该阀瓣1002转动，但是该外侧板部分1018A、1018B不转动。相反，该内侧板部分1016AU016B的转动使相应的外侧板部分1018AU018B和闩1020A、1020B向外移动，远离该弹簧1012的中心。因为该闩1020A、1020B连接至该弹簧1012的任一端，当该阀瓣1002转动时，这种向外移动具有拉伸弹簧的效果。因此，当该阀瓣1002转动至打开位置时，该弹簧1012处于拉伸状态。当从该阀瓣1002移除流体压力时，弹簧1012的偏置(返回其松弛位置)促使该外侧板部分1018AU018B向内移动，从而促进该内侧板部分1016AU016B，以及该内侧板部分连接的弹性线1006的两端，在相反方向再次转动，从而将该阀瓣1002转动至其闭合位置。
[0049]图11展示了连接至螺旋弹簧1012的可变形的阀瓣1002的实施例。从中可以看至|J，如上所述通过该瓣体1004的转动拉伸的螺旋弹簧1012可以是该弹性线1006的连续部分，该弹性线1006用于为该瓣体1004提供刚性。
[0050]在图11中，该弹簧线1006嵌入该瓣体(flap body)1004内，而不是安装至如图10所示的瓣体1004的表面。从图11还可以看出，该瓣体1004的外缘能够向外张开以提供围绕该瓣体1004的外缘的边缘1102。这种边缘1102可以帮助套管或密封件(未在图11中示出)旁边的可变形的阀瓣1002的定位，以当该可变形的阀瓣1002处于闭合位置时，增强管道的闭合。
[0051]该可变形的阀瓣1002可以设置为包括插入件主体的插入件的一部分，如上面详细描述的大致的刚性阀瓣。该插入件主体可以是大致的环形或圆柱形，以使其与圆柱形管道一致，或者依赖于该插入件插入的管道或导管的形状，它可以是任何合适的其他形状。如上面所详细描述的，该插入件可以通过在管道上切割槽，但不完全切割该管道，并将该插入件安装入切除管道部分的槽内，从而将插入件放置于管道中。该插入件可以包括密封件，如图11和12中详细描述的。此外，它可以与一个或多个套管结合使用。
[0052]图12展示了插入件1200的实施例，包括可变形的阀瓣1002。该插入件1200包括插入件主体1202，包括可变形的瓣体1004和弹性线1006的可变形的阀瓣1002，和设置在该瓣体1004上方的弹簧1012。如图12所示的弹簧1012为该弹性线1006的连续部分，其连接至该瓣体1004。该弹簧1012绕轴1204卷绕，该可变形的阀瓣1002可绕该轴转动，从而从闭合位置移动至打开位置。可以设置任何合适的弹簧或其他偏置机构，以使该阀瓣1002在一个方向转动(即图12中从闭合至打开的逆时针方向)。通过该弹簧和/或包括阻止这种转动的阻塞装置的插入件主体1202可防止该阀瓣1002在相反方向的转动(即图12中的从闭合至打开的顺时针)。虽然图12中未展示出，但是该插入件主体1202还可以包括密封件或阀座，当处于闭合位置时，该瓣体1004与该密封件或阀座依靠。
[0053]如图12所示为两个套管1206，设置在管道1208内的该插入件主体1202的每一侦U。在如上所述刚性瓣实施例中，一旦切割槽之后，该套管1206可协助该插入件1200在管道1208内的定位。该套管1206还可以有助于保证该管道1208的气密性和防水性，以防止当该插入件1200插入管道1208时发生泄露。
[0054]虽然图中未展示出，该插入件(包括刚性或可变形阀瓣)的基部能够包括从中延伸的栓，其中该栓可位于管道底面的凹部，以进一步固定该插入件。例如，用户在管道中创建槽之后，在将该插入件安装至管道中之前，他或她随后可以在管道下部内表面创建缺口或凹部，从而将该栓置于该缺口或凹部内。
[0055]一旦插入管道或导管中，该可变形的阀瓣1002可起作用，从而在该管道或导管中设置止回阀。与上面所述刚性阀瓣16相同，该可变形的阀瓣1002可以仅仅在一个方向转动，从而允许沿着管道或导管的一个方向上而不是另一个方向的流动。图10至13中描述了与可变形的阀瓣1002结合使用的弹簧机构的具体例子。但是，可以理解的是，任何其他合适的偏置机构可以与该可变形的阀瓣1002结合使用，例如文中所示的与刚性阀瓣插入件相关偏置机构。在操作时，在允许方向上穿过管道的水或其他流体推压该阀瓣1002将使该阀瓣1002在管道主体内转动，从而创建使流体流过的打开。
[0056]流体压力将使该可变形的阀瓣1002转动，但是最初基本不改变其形状。一旦施加更大的压力，该阀瓣1002将朝向完全打开位置移动，流体的压力将对该瓣体1004形状的改变具有额外的效果，迫使该瓣体变形，并呈现出安装瓣体的管道的内部形状。本领域技术人员将理解，如图10所示的弹性线1006的结构是特别有用的，因为位于弹性线的条1008之间的瓣体1004的中心部分刚性有限，从而当受到流体压力时，非常易变形。当该可变形的阀瓣1002处于打开位置时，这将使该瓣体1004的中心部分向上呈拱形抵靠至管道的内表面。
[0057]与如上所述的刚性阀瓣16的情况一样，当在允许的方向对可变形的阀瓣1002没有流体压力时，或者在非允许的方向对阀瓣1002具有流体压力时，该阀瓣1002将恢复至闭合位置，其中该瓣体1004填满该管道的主体,从而防止在非允许方向流体的流过。如果该弹性线1006设置在如图10所示的该瓣体1004的外边缘附近，这将增强该阀瓣1002，并将有助于将其锁定在闭合位置。这还增强阀瓣对在非允许流动方向上的流体压力的抵抗性。
[0058]如上所述，包括如文中所述的可变形的阀瓣1002的插入件可以包括合适的弹簧或其他偏置装置。该偏置装置可容纳在该插入件的主体内，从而当插入件位于管道的切口部分中时，该偏置装置也位于该切口部分内，或者该偏置装置可以位于该插入件的主体外部，从而当插入件位于合适位置时，该偏置装置位于该管道的切口部分的外部。如图10和13所示的弹簧1012和板1010装置优选设置在环形插入件主体外部。如上面关于刚性阀瓣插入件的描述，当该插入件位于管道内时，能够在管道的切口部分周围使用连接带。如果在如图10和13所示的装置的情况下，该偏置机构从该插入件主体的表面突出，那么该连接带可以包括合适的凹部，以容纳该偏置机构。该连接带内任意的这种凹部应该使该偏置机构的组成部件，例如闩1020A、1020B和外侧板部分1018AU018B按照实际中插入件的正确操作所要求的进行移动。
[0059]包括如上所述的可变形的阀瓣1002的插入件与包括刚性阀瓣16的插入件具有类似的优点:阀瓣可以拱起在管道中允许方向的流体流动的上方，从而最大化用于流体流动的横截面面积。由于由橡胶或其他可变形材料制成，该可变形的阀瓣1002可以非常薄，从而当处于打开位置时，它将很小地降低管道的口径。此外，因为该瓣体1004非常薄，它适合于安装至根本不能安装常规阀的非常狭小的空间。在其放松结构中大致为平面的可变形的阀瓣可以相对直接的方式制备，多个这种可变形的阀瓣可以紧凑地堆放，以有效地存储和运输。
[0060]变化实施例
以上图片描述的具体装置涉及管道、插入件主体和圆形横截面的阀瓣，其中同样的原理也应用至其他形状的横截面，例如卵形、椭圆形和不规则形状。如果管道具有略不规则的横截面，那么可以设计不规则的插入件或不规则的阀瓣，从而其外表面与管道的横截面匹配，以便于管道配合。当该插入件包括与不规则插入件主体结合设置的阀瓣时，在该插入件主体的开放端之间界定的内表面可以是较规则的横截面，例如圆形，从而在其中可以使用形状设计为闭合圆形开口的阀瓣。另外或可选的，位于内表面和外表面之间的插入件的厚度可以在一定范围内改变，以适应管道厚度的不同和/或插入件安装处的管道壁的缺失。在所有情况下，止回阀插入件应该尽可能小地减少管道的口径，同时当该阀瓣处于闭合位置时，提供可靠的阻碍以抵抗流动。
[0061]如果需要变更、改变或替换该阀插入件，可以快速并容易地将该插入件移出该管道，而不需要对管道自身进行任何物理改变。对于整个阀插入件，包括该插入件主体、阀瓣和任何连接机构能够作为单个单元被替换。另外或可替换的，可以更换该阀瓣，而不更换该插入件的主体。此外，如果适用，可更换或更新在插入件主体的内表面上形成的密封件，以保证该阀长时间可靠地操作。
[0062]在如上所述装置中，该插入件设置为提供止回阀，但是该阀瓣的形状对于其他类型的阀同样适用。因为该大致刚性的阀瓣的侧面横截面为U形，当处于打开位置时，它使得在沿着管道的一个方向上的流动最大化。如果该大致刚性的阀瓣可绕其铰链转动，对沿着管道的第二、相反方向作出反应，那么它的弯曲将不会拱起在流动轴上方，而是抵靠在流动轴上。因此，在第二方向上的流动至少部分被该阀瓣阻挡。从而该大致刚性的阀瓣可用于这种装置，其中在管道中允许两个方向的流动，但是在一个方向比另一个方向具有更多的限制。
[0063]可以在管道或导管内安装与本文中公开的阀插入件共同作用的其他部件。例如，可将活塞阀加入管道内插入件的任一侧，用于当在水管中改变该插入件时，缓解水压力。可替换地或附加地，在该插入件的上游，可以包括虹膜(iris)阀或其他类型的截止阀，用于在更换或改变该插入件之前，关闭管道或导管内的流动。例如，这种虹膜阀可以包括手动操作地、有凸边的装置，在管道或导管中形成阻碍，防止该止回阀下游的流动。可替换地或附加地，该虹膜阀可通过管道外部的齿轮或其他机构来操作，用于与止回阀工作。
[0064]改变或更换该插入件的方法非常快速和简单。一旦去除管道外的任何外部元件，例如带，包括阀瓣的插入件可从管道中出槽，并可立即将替换件插入其中。从而能够避免，或至少大幅消减在关闭用于改变止回阀的生产线造成的时间和金钱的损失。阀插入件安装和改变的简易和速度对于DIY应用非常有利，因为用户将不需要用于改变阀的水管工的服务，以及不需要买一个传统意义上的完整阀，而是可以简单地更换阀插入件。
[0065]可以从管道或导管的开放端将该阀插入件设置在所需位置，而不是通过管道中的槽插入。但是，可以理解的是，在一些情况下，特别是必须在现存系统中实施阀的情况，例如管道系统，那么通过导管中的槽插入该插入件将是优选选择，以使对系统的破坏最小化。
[0066]本文中所描述的阀插入件提供完全可扩展的、灵活的方案。它与传统产品不同，因为它不是现成的止回阀本身的形式，而是使管道或导管(一部分)作为止回阀的装置。
[0067]虽然本文中已经描述了具有附加的阀瓣的环形插入件，但是可以使用任何合适形状的插入件。该插入件主体和阀瓣的尺寸可以根据安装它们的管道和导管的尺寸设计和选择。该设计应该保证当处于闭合位置时，该阀瓣可以对流动创建阻碍，当处于打开位置时，该阀瓣允许另一个方向的流动，在流动方向的上方呈拱形，以尽可能小地减少管道口径。管道的大部分工业制造商制造具有标准直径的管道，可制备与这些管道配合的标准的止回阀插入件。此外，如果管道具有非标准尺寸或形状，能够定制设计并制造具有与该管道匹配的阀瓣的非标准插入件，和/或将标准插入件密封至不规则的管道中。如果进行后者，那么应 该选择该插入件的尺寸和形状，以尽可能少地减少管道的口径，并当该阀瓣使用中处于打 开位置时，使尽可能多的流体或其他材料流过管道。
[0068]因为可以快速并容易地取出该阀插入件，所以能够定期检查止回阀的操作，而基 本不影响管道系统的操作。这是具有优点的，例如，当利用该插入件在家中或其他建筑物中 的水或污水处理系统中设置止回阀时，由于为保险目的可定期检查阀，以在发生溢流和溢 水前避免这些问题。
[0069]能够安装额外的结构，例如观察眼，用于在不移除阀时检查阀是否工作。该观察眼 还可以用于阀插入件的维护。
[0070]虽然文中所描述的阀插入件主要用于控制管道中的水或其他流体，但是该阀插入 件还有其他应用。例如它可以用于车辆发动机内，或者包括需要在一个方向上控制流动的 一个或多个导管的任何其他的系统。
[0071]如上面详细描述的控制流量的行为，该止回阀插入件在管道中可以具有额外的用 途。例如，该插入件可以被合适的物质浸润，该物质可溶解于止回阀控制的流体或其他材料 的流。从而，该插入件可以作为水软化墨盒，缓慢释放抑制剂，用于排气管的中央加热系统 或催化转换器。另外或者可选地，整个插入件的一部分可以由将溶解于或与导管中的流体 反应的材料制成。例如，整个插入件或其一部分可以由铜或钼形成。此外或可选地，该止回 阀插入件可以用于主要饮用水的水测试和供给。此外，该插入件可以用作测试装置，用于从 流体中提取底物。为了这个目的，该插入件主体可以包括存储装置和/或可以包括用于引 导该提取的底物离开该管道的装置。
[0072]该插入件可以由任何合适的材料制备，该材料包括金属、陶瓷、塑料、橡胶、电线或 其他人造材料。虽然以上描述的阀可以包括铰链和弹簧机构，用于将该阀瓣连接至该插入 件的主体，但是可以使用任何合适的连接机构，只要它能够使阀瓣在使用时从闭合位置移 动至打开位置。可以提供使该阀瓣在使用时通过平移运动或其他运动从闭合位置至打开位 置的装置，来代替用于转动该阀瓣的铰链。根据实施例，在没有设置插入件主体时，可以在 管道中使用该阀瓣和密封件，以阻碍流动。在这种实施例中，该阀瓣可直接连接至该管道和 /或该密封件。
[0073]该大致可变形的阀瓣可以由任何合适的材料或材料的组合制成。虽然在本文描述 的具体实施例中使用弹性线，以增强该可变形阀瓣的刚性和指导变形，但是为此目的可以 使用任何合适的其他材料代替。
[0074]该阀瓣可以是弹簧加载的，以在闭合方向通过如图所示的机械弹簧使它偏置。或 者，该偏置装置可通过使用流体或适合替代弹簧的其他合适的替换物来实现。当该止回阀 插入件用于发动机中时，例如汽车发动机，由于发动机内的爆燃力，该阀瓣可以朝向打开位 置移动。
[0075]在管道或其他导管中可以使用一个或多个阀插入件，以控制导管中的流动。该插 入件可以与现有的阀装置一起安装并操作，或者作为这种装置的替换物。
[0076]文中描述的相关术语例如“顺时针”、“逆时针”、“右边”、“左边”、“上部”、“下部”仅 仅用来描述图中所示的具体装置，而不是起限制作用。
[0077]文中所描述的实施例和例子提供了灵活的、可扩展的方案，其中止回阀可以以成本效益的方式实施。可以简单和快速的安装、更换和修改该止回阀，使其具有用户友好性并 可适用于广泛范围的工业和实际情况。
【权利要求】
1.用于在管道中设置阀的插入件(10，1200)，所述插入件设置为通过所述管道(20，1208)的表面上的开口插入，该插入件(10，1200)包括: 具有第一和第二开口端的插入件主体(12，1201)，所述第一和第二开口端之间界定有流动轴； 阀瓣(16，1002)，该阀瓣连接至所述插入件主体(12，1201)； 所述阀瓣(16，1002)在闭合位置和打开位置之间移动，其中在闭合位置，所述阀瓣(16，1002)创建闭合状态，从而防止发生沿着所述流动轴的流动，在打开位置，所述阀瓣(16，1002)允许沿着所述流动轴的流动发生； 所述阀瓣(16，1002)设置为当处于打开位置时，其侧面横截面基本为U形，并相对于所述插入件主体(12，1201)取向，从而所述U形拱起在所述流动轴上方。
2.根据权利要求1所述的插入件(10，1200)，其特征在于，所述阀瓣(16，1002)铰链连接至所述插入件主体(12，1202)。
3.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，所述阀瓣(16，1002)仅仅在单一转动方向上从所述闭合位置移动至打开位置。
4.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，在所述闭合位置，沿着流动轴方向观察的所述阀瓣(16，1002)的横截面与所述插入件主体(12，1202)的横截面或管道(20，1208)的横截面匹配，以形成所述闭合状态。
5.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，所述插入件主体(12，1202)的内表面 的至少一部分弯曲，其中在打开位置的所述阀瓣(16，1002)的U形弯曲与所述插入件主体(12，1202)的内表面的所述至少一部分的弯曲匹配。
6.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，还包括偏置装置(18，1012)，以使所述阀瓣(16，1002)朝向闭合位置偏置。
7.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，还包括密封件(14)，设置为与所述阀瓣(16，1002)配合，以形成所述闭合状态。
8.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(1200)，其特征在于，所述阀瓣(1002)从第一结构至少部分变形至与第一结构不同的第二结构。
9.根据权利要求8所述的插入件(1200)，其特征在于，在所述第一结构中，所述阀瓣(1002)基本为平面，在所述第二结构中，所述阀瓣(1002)的侧面横截面基本为U形。
10.根据权利要求8或9所述的插入件(1200)，其特征在于，所述阀瓣(1002)包括相对弹性的阀体(1004)和连接至所述相对弹性的阀体(1004)的一个或多个相对刚性的部分(1006)。
11.根据权利要求10所述的插入件(1200)，其特征在于，所述一个或多个相对刚性的部分(1006)包括线。
12.根据权利要求11所述的插入件，其特征在于，所述线包括弹簧线，其中所述弹簧线连接至弹簧(1012)，所述弹簧(1012)形成用于控制所述阀瓣(1002)运动的控制装置的一部分。
13.根据权利要求12所述的插入件，其特征在于，所述控制装置还包括板(1010)，所述板(1010)具有连接至所述弹簧(1012)的任一端的内侧(1016A, 1016B)和外侧(1018A,1018B)板部分，其中所述内侧板部分(1016A，1016B)设置为根据所述阀瓣(1002)的转动而转动，其中所述内侧板部分(1016A，1016B)的转动使得所述外侧板部分(1018A，1018B)横向向外移动。
14.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，所述阀(10，1200)的至少一部分由待溶解于流体流的物质浸润，或者包括将溶解于或与流体流反应的材料。
15.根据前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)，其特征在于，还包括用于检测流体流的物质。
16.包括前面任意一项权利要求所述的插入件(10，1200)的系统,该系统还包括用于插入所述管道(20，1208)的套管(24，1206)。
17.根据前面任意一项权利要求所述的系统，还包括密封装置，以防止在将所述插入件(10，1200)插入管道(20，1208)中之后，管道发生泄露。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述密封装置包括连接带(28)，用于安装至所述管道(20，1208)的外表面。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述连接带(28)包括模板(30)，该模板用于在所述管道(20，1208)上创建槽(22)，该管道(20，1208)用于插入如权利要求1至15中任意一项所述的插入件(10,1200)。
20.用于在管道(20，1208)中设置阀的方法，所述方法包括:在所述管道(20，1208)的表面创建槽(22)，所述槽(22)没有沿着所述管道(20，1208)的整个横截面延伸，并通过所述槽(22)安装插入件(10，1200)，所述插入件(10，1200)包括: 具有第一和第二开口端的插入件主体(12，1202)，所述第一和第二开口端之间界定有流动轴，和连接至所述插入 件主体(12，1202)的阀瓣(16，1002)； 所述阀瓣(16，1002)在闭合位置和打开位置之间移动，其中在闭合位置，所述阀瓣(16，1002)创建闭合状态，从而防止发生沿着所述轴的流动，在打开位置，所述阀瓣(16，1002)允许沿着所述轴的流动发生； 所述阀瓣(16，1002)设置为当处于打开位置时，其侧面横截面基本为U形，并相对于所述插入件主体(12，1201)取向，从而所述U形拱起在流动轴上方。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述阀瓣(16，1002)仅仅在单一转动方向上从所述闭合位置移动至打开位置。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述管道(20，1208)的内表面的至少一部分是弯曲的，其中在打开位置，所述阀瓣(16，1002)的U形弯曲与所述管道(20，1208)的内表面的所述至少一部分的弯曲匹配。
23.根据权利要求20至22中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括在将所述插入件(10，1200)插入管道之前，通过所述槽(22)将套管(24，1206)插入所述管道。
24.根据权利要求23所述的方法，包括在将所述插入件(10,1200)插入管道之前，通过所述槽(22)将两个套管(24，1206)插入所述管道，且将所述套管(24，1206)定位在插入所述插入件(10，1200)的空间的每一侧。
25.根据权利要求20至24中任意一项所述的方法，还包括在将所述插入件(10，1200)插入所述管道(20，1208)之后，添加密封装置，以防止所述管道(20，1208)发生泄露。
26.根据权利要求20至25中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述管道(20，1208)上沿基本垂直于管道(20，1208)中流动轴的方向创建所述槽(22)。
27.根据权利要求20至26中任意一项所述的方法，其特征在于，所述管道(20，1208)包括家庭用管道系统。
28.基本如本文 中所描述的或如附图所示的装置、系统或方法。
【文档编号】F16K27/02GK103459905SQ201280010486
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月1日 优先权日:2011年3月1日
【发明者】伊恩·莱昂斯 申请人:康诺特莱索瑟维斯有限公司