专利名称：用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置，该防冻阀装置特别适于防
止太阳能电池板的存储系统中的水的冻结，防止用于园艺和灌溉的管、设备或阀装置中的 水的冻结，防止用于食品的冷藏库的液压设备中、或者暴露到冷冻的任何液压系统中的水 的冻结，在该液压系统中，由于饮用性的要求，不能添加防冻液到水中。
背景技术：
通常，防冻阀已知用于保护液压和/或水存储系统免受寒冷引起的损害，该阀适 于当大气温度下降到设定值以下时，它们允许系统中的水流动或被排放，由此防止可引起 系统自身破裂或开裂的冰的形成。 传统上，这种类型的防冻阀包括延伸的阀本体，该阀本体具有可连接到液压和/
或水存储系统的水入口和通到用来容纳线性恒温致动器的内部室的水出口。 恒温致动器以可滑动的方式被支撑在容纳室中，以便通过该致动器的可移动控制
杆逆着第一和第二共轴布置的偏压弹簧移动，该恒温致动器致动关闭构件，使其从阀本体
入口的关闭位置移动到打开位置，其中关闭位置用于在等于或高于预设值的周围温度下维
持，打开位置用于较低周围温度，在打开位置排放水。 然而，这些传统防冻阀具有随着时间的推移而引起的可靠性问题，主要涉及水垢 和沉积物形成在致动器控制杆上和污垢通过水出口开口进入阀本体的内部室中，因此阀的 干涉阈值改变，并且在最坏的情况下阀可能堵塞。 而且，从构造观点看，这些传统防冻阀中的恒温致动器和相对反向弹簧(relative contrast springs)的配置涉及采用由数个零件形成的阀本体从而需要组装该阀，然而，这 种方案引起较高的生产和组装成本。 最后，偏压弹簧的共轴布置引起阀本体的大的径向尺寸，因此限制阀的安装可能 性。 此外，特别对于用于园艺和灌溉的设备，通常布置一个或更多个输送旋塞来输送
水，当周围温度低于ot:时，由于留在其中的水的冻结，该输送旋塞与相关的管一起可能损坏。 因此，还需要在这种园艺和灌溉设备中合适布置的防冻阀，以便保护输送旋塞和 相关的管免于冻结的危险。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置，该防冻
阀装置构造简单并且容易组装，并且具有耐久的高度可靠性，在恒温致动器控制杆上和其 容纳室中基本上没有水垢和污垢问题。 另一目的是提供一种与流体流动止动件或调节阀装置合适地相关联的根据本发
明的防冻阀装置，当周围温度等于或低于预设值时，该防冻阀装置适于防止该止动件或调节阀装置中和可与其连接的管中的水的冻结。 上述目的可由一种用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置实现，该防冻阀装置 包括 具有可连接到液压和/或水存储系统的水入口的阀本体，该水入口通过密封座通 到内部容纳室，该内部容纳室用来容纳线性恒温致动器，所述阀本体具有所述容纳室的至 少一个水出口； 以可移动的方式支撑在所述容纳室中的线性恒温致动器，所述致动器具有圆柱形 本体，可移动的控制杆从该圆柱形本体延伸；禾口 关闭构件，该关闭构件操作性地连接到所述恒温致动器，以便从用于等于或高于 预设值的周围温度的用于关闭所述密封座的关闭位置移动到用于较低的周围温度的打开 和水排放位置， 其特征在于，该关闭构件为可沿该致动器的圆柱形本体密封地滑动的杯形支撑元 件，所述杯形元件与该致动器本体一起限定封闭室，该致动器控制杆延伸到该封闭室中以 作用在该杯形元件的底壁上， 第一偏压弹簧装置布置在容纳室的一个端部和关闭构件之间，并且第二偏压弹簧 装置布置在容纳室的第二相对端部和线性致动器之间，并且 设置引导装置分别用于线性致动器和用于关闭构件，引导装置沿阀本体的容纳室 的内壁轴向滑动。
根据本发明的这些和其它特性将从参考附图的以下描述变得更加显然，其中
图1是根据本发明的防冻阀装置的纵向剖视图，其中关闭构件处于打开位置；
图2是图1中的阀装置根据线2-2的另一纵向剖视图，其中关闭构件处于关闭位 置； 图3是应用于第一类型的流体流动止动件或调节阀装置的根据本发明的防冻阀 装置的剖视图；并且 图4是应用于第二类型的流体流动止动件或调节阀装置的根据本发明的防冻阀 装置的剖视图。
具体实施例方式
下面将通过几个例子示出本发明的一般特性。 图1和2示出根据本发明的防冻阀装置，该防冻阀装置特别适于安装在太阳能电 池板的水存储系统上，或安装在通常的水箱上，安装在用于园艺和灌溉的管上，安装在用于 食品的冷藏库的液压系统上，或安装在连接到水系统并且处于压力下的暴露到冷冻的任何 其它液压系统上，以便防止它们中的水的冻结。 整体上由附图标记10指示的阀装置包括沿纵向轴线延伸的阀本体11，该阀本体 11在第一前端部具有水入口 12，该水入口可通过合适的连接器13连接到未示出的液压和 /或水存储系统；特别地，在图1的示例性实施例中，水入口 12以侧开口的形式处于阀本体 11的前述第一端部，连接器13从该水入口径向延伸，该连接器13包括支撑在内部的螺纹连接环13'，以便根据其自身轴线可成角度地旋转和取向。 入口 12通到阀本体11内的内部容纳室14，诸如蜡式致动器的线性恒温致动器15 布置在该内部容纳室中；入口 12和容纳室14通过用于关闭构件17的环形密封座16彼此 连接，该关闭构件由线性致动器15致动，如在下面说明的。 如图2中更好地示出的，阀本体11也具有至少水出口开口以便水从容纳室14流 出，例如阀本体11的后端部处与入口 12相对的轴向开口 18'和沿着该阀本体11的一系列 侧开口 18"，这种开口也允许恒温致动器15暴露到周围空气的温度。 如将进一步说明的通过合适的引导装置以可移动的方式被支撑在容纳室14中的 恒温致动器15具有圆柱形本体15'和从该本体15'的一个端部延伸的可移动的控制杆19， 该可移动的杆19由布置在致动器15自身的本体15'的相对端部的温度感应蜡球15"控制。
前述关闭构件17操作性地连接到恒温致动器15，以从前进的关闭位置移动到縮 进的打开位置，以便防止存在于连接到防冻阀装置10的系统中的水的冻结，该关闭位置用 来关闭密封座16，用于等于或高于预设值(例如4t:)的周围温度，该打开位置用于排放 水，用于较低的周围温度。 特别地，当达到周围温度的预设值时，使关闭构件17进入打开位置，允许存在于 管或箱中的水流出；如果，如通常情况，排放的水处于高于周围空气的温度，则当它泼溅在 恒温致动器15上时，引起关闭构件17再次关闭，停止该流动且将致动器15再次暴露到周 围空气的温度。 因此，只要排放的水的温度保持高于周围空气的温度，就存在构件17的一连串的 打开和再次关闭，这限制浪费的水的量，同时仍然保证系统的防冻保护；如果在另一方面， 排放水和周围空气的温度类似，则关闭构件17保持打开，因此排放恒定的水流，这防止上 游水的冻结。 根据本发明，关闭构件17为杯形支撑元件20，该杯形支撑元件20沿致动器15的 圆柱形本体15'密封地滑动，从而与致动器15的本体15' —起限定致动器15的控制杆19 延伸到其中的封闭室21，因此受到保护而免于水垢和污垢。 特别地，杯形元件20可以与圆柱形本体15'和致动器15的杆19共轴地滑动，杆 19延伸到封闭室21中以致允许该杆作用在杯形元件20自身的底壁20'上，该底壁20'具 有盘形衬垫22以便密封地关闭环形座16。 为了在致动器15的圆柱形本体15'上形成必要的密封，杯形元件20具有布置在 合适的环形容纳槽中的内部环形衬垫23。 关闭构件17和线性致动器15的前述有利构造也可能由于用于关闭构件17和致 动器15自身的必要偏压弹簧装置的新的布置；特别地，根据本发明的阀装置10包括第一 偏压弹簧装置，例如以第一螺旋状反向弹簧24的形式，布置在容纳室14的第一前端部和关 闭构件17的杯形元件20的第一环形肩25之间；和第二偏压弹簧装置，例如以第二额外行 程螺旋状弹簧26的形式，在容纳室14的第二相对后端部和线性致动器15的第二环形肩之 间，线性致动器15的第二环形肩由致动器自身的加大的本体部分27构成。
根据这种构造的偏压弹簧装置24、26具有有限的径向尺寸，这既允许对于用于控 制杆19的前述封闭室21在阀本体11中具有足够的空间，并且也允许阀本体11具有减小 的径向尺寸，因此在安装可能性方面具有益处；而且，由于第一弹簧24直接作用在关闭构件17上，偏压关闭构件使其打开，因此避免了对传统装置来说典型的关闭构件17自身堵塞 的危险。 如所述的，根据本发明的阀装置10还包括例如以引导环28形式的用于线性致动 器15的引导装置，该引导装置插入到感应球15"上并且在第二偏压弹簧26的作用下靠着 加大的本体部分27被保持；这个引导环28具有适于沿第一圆柱形壁29轴向滑动的周向边 缘，该壁29终止于具有用于环28的环形止动表面30的前侧上，其中第一圆柱形壁在阀本 体11的后部在容纳室14中内部地延伸。 阀装置10还包括例如由杯形元件20的环形肩25限定的用于关闭构件17的引导 装置，该引导装置具有适于沿第二圆柱形壁31轴向滑动的周向边缘，第二圆柱形壁在阀本 体11的前部在容纳室14中内部地延伸。 为了允许水通过入口 12和出口 18'、18"之间，引导环28和环形肩25具有例如沿 它们的周向边缘布置的相应的通道开口 28'和25'，如图2中示出的。 为了允许该装置的构造和组装的简化，阀本体11优选地例如通过黄铜的热成形 而形成为单个零件，在后端部提供可由合适的盖32再次关闭的轴向开口，该合适的盖可通 过以螺钉拧上或以另一适当方式连接，以便允许将致动器15和关闭构件17引入到阀本体 11自身内；在这种情况下，在盖32上形成用于水的轴向出口 18'。 而且，为了防止污垢和沉积物进入阀本体11的室14内(这可能阻碍恒温致动器
15和关闭构件17的滑动运动)，根据本发明的装置IO优选地在用于水的出口开口 18'、18'
处包括例如金属材料的合适保护网33'、33"，由此获得耐久的高水平可靠性。 特别地，在示出的实施例中，用于轴向开口 18'的保护网33'为盖32内的盘形网
33'的形式，而用于侧开口 18"的保护网33"为管状网33"的形式，该管状网33"在外部插
在阀本体11上并且在阀本体自身11上的盖32和肩部分34之间被保持位置。 至于保护园艺和灌溉设备免受水冻结的危险的上述问题，在相同附图标记用于指
示等效或类似部分的图3中，示出了根据本发明的防冻阀装置，该防冻阀装置合适地应用
于例如以球形旋塞的形式的第一类型的流体流动止动件或调节阀装置。 整体标识为附图标记35的球状旋塞包括中空本体36，该中空本体具有用于流体
的入口 37和出口 38，该入口 37和出口 38通到用来容纳流体流动止动件和/或调节阀构件
的内部室39，该流体流动止动件和/或调节阀构件在这种情况下以球状关闭构件40的形
式，具有用于流体通过的轴向孔40'，如将进一步说明的。 中空本体36优选地由第一和第二本体部分36' 、36"形成，第一和第二本体部分通 过适当的连接装置可彼此连接，从而使得旋塞自身的组装变得容易；特别地，第一本体部分 36'适于具有内部限定容纳室39的腔，该容纳室在一侧通到流体出口 38，并且在相对侧通 到连接器41，带有内螺纹以便与限定流体入口 37的管状形状的第二本体部分36"的连接。
在容纳室39内部，具有用于球状关闭构件40的第一和第二密封环形座42、43，该 第一和第二密封环形座分别在用于水的入口 37、出口 38处布置在分离的密封环上，在室39 的相对侧上彼此轴向对齐。 布置在这些密封座42、43之间从而以可移动的方式被支撑的球状关闭构件40具 有垂直于关闭构件15的轴向孔40'的可旋转的控制杆44，该杆穿过第一本体部分36'的孔 45密封地延伸到中空本体36夕卜，以便连接到用于关闭构件的控制旋钮(未示出)。
特别地，由于控制杆44密封地插在孔45中，并能够绕其自身轴线旋转，因此关闭 构件40可以根据控制杆44的轴线成角度地移动，从而在第一角度打开位置和相对于第一 角度打开位置旋转90。的第二角度关闭位置之间旋转，在该第一角度打开位置中，关闭构 件40中的通道孔40'与入口 37和出口 38轴向对齐，在该第二角度关闭位置中，关闭构件 40通过向着流体出口 38与密封座43相互作用而关闭流动。 为了保护球状旋塞免受冻结的危险，关闭构件40的容纳室39具有流体排放开口 46，该流体排放开口通过根据本发明的恒温防冻阀IO(上面描述了其特征)与外部连通，从 而对于低于例如4t:的预设值的周围温度，当旋塞35关闭时，引起留在容纳室39中和其上 游的水的排放和/或朝向外侧流动。优选地，排放开口 46在第一本体部分36'中，在与控制杆44相对的容纳室39的
下侧上，从而在低的周围温度的情况下允许存在于室39自身中和轴向孔40'中的水朝向外
部的高效流动，在关闭构件40的关闭位置中，该轴向孔与容纳室39自由连通。 为了允许存在于容纳室39上游的水流动并且在低的周围温度的情况下被排放，
特别对于存在于入口 37处、第二本体部分36"中和旋塞35可连接到其上的未示出的管中
的水，球状关闭构件40包括贯通连接开口 47，该贯通连接开口在关闭构件40的关闭位置中
在轴向孔40'的内侧壁和关闭构件40的面向入口 37的外表面之间横向延伸，因此使入口
37的区域与关闭构件40中的轴向孔40'连通并且因此与排放开口 46连通。 优选地，第一本体部分36'在排放开口 46处具有带螺纹的连接器48以便与恒温
防冻阀10的连接；防冻阀的本体可以与旋塞35的本体36制造为单个零件。从上面清楚的是，当关闭的旋塞暴露到接近或低于ot:的周围温度时，设置有根据
本发明的防冻阀10的球状旋塞35允许存在于旋塞自身和连接旋塞的管中的水的高效流动
和/或排放，因此防止水的冻结。 在相同附图标记用于指示等效或类似部分的图4中，示出了根据本发明的防冻阀 装置，该防冻阀装置适合应用于第二类型的流体流动止动件或调节阀装置，例如以具有盘 形关闭构件的旋塞的形式。 整体标识为附图标记49的盘形旋塞包括中空本体50，该中空本体具有通到内部 室53的用于流体的入口 51和出口 52，该内部室用来容纳在这种情况下以盘形关闭构件54 的形式的流体流动止动件和/或调节阀构件，该盘形关闭构件可以通过可旋转的控制杆55 轴向移动以与环形密封座56相互作用，该环形密封座56与盘形关闭构件54共轴地布置。
为了保护盘形旋塞49和该旋塞上游的相关的管免于冻结的危险，用于关闭构件 54的容纳室53具有布置在本体50底部的流体排放开口 57，该开口 57通过根据本发明的 恒温防冻阀IO与外部连通。 优选地，中空本体50在排放开口 57处具有带螺纹的连接器58以便与恒温防冻阀 IO连接。 参考附图阐述和示出的内容仅仅通过例子的方式给出并且用于说明本发明的一 般特性和优选实施例；因此，对用于液压和/或水存储系统的防冻阀的其它改进和变化是 可能的，而不因此偏离权利要求。
权利要求
用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置(10)，包括具有能够连接到液压和/或水存储系统的水入口(12)的阀本体(11)，该水入口(12)通过密封座(16)通到内部容纳室(14)，该内部容纳室用来容纳线性恒温致动器(15)，所述阀本体(11)具有所述容纳室(14)的至少一个水出口(18’，18”)；以能够移动的方式支撑在所述容纳室(14)中的线性恒温致动器(15)，所述致动器(15)具有圆柱形本体(15’)，能够移动的控制杆(19)从该圆柱形本体延伸；和关闭构件(17)，该关闭构件操作性地连接到所述恒温致动器(15)，以便从用于等于或高于预设值的周围温度的用于关闭所述密封座(16)的关闭位置移动到用于更低的周围温度的打开和水排放位置，其特征在于，该关闭构件(17)为能够沿致动器(15)的圆柱形本体(15’)密封地滑动的杯形支撑元件(20)，所述杯形元件(20)与致动器本体(15’)一起限定封闭室(21)，致动器控制杆(19)延伸到该封闭室中以作用在该杯形元件(20)的底壁(20’)上，第一偏压弹簧装置(24)布置在容纳室(14)的一个端部和关闭构件(17)之间，并且第二偏压弹簧装置(26)布置在容纳室(14)的第二相对端部和线性致动器(15)之间，并且设置引导装置(28、25)分别用来引导线性致动器(15)和用来引导该关闭构件(17)，该引导装置沿该阀本体(11)的容纳室(14)的内壁(29、31)轴向滑动。
2. 根据权利要求l的防冻阀装置(IO)，其特征在于，阀本体(11)制成单个零件。
3. 根据权利要求l的防冻阀装置(IO)，其特征在于，所述水入口 (12)设置有带螺纹的 连接器(13)，该连接器被支撑从而能够根据其自身轴线成角度地旋转。
4. 根据权利要求l的防冻阀装置(IO)，其特征在于，用来引导关闭构件(17)的所述引 导装置(25)包括在所述杯形元件(20)上向外延伸的环形肩(25)，所述环形肩(25)设置有 适于沿所述容纳室(14)内的圆柱形壁(31)轴向滑动的周向边缘，并且设置有用于水通过 的开口 (25，)。
5. 根据权利要求4的防冻阀装置(IO)，其中所述阀本体(11)根据纵向轴线在与所述 水入口 (12)对应的前端部和相对的后端部之间延伸，其特征在于，所述第一偏压弹簧装置 (24)为第一螺旋状反向弹簧(24)的形式，布置在容纳室(14)的前端部和关闭构件(17)的 杯形元件(20)的所述环形肩(25)之间，并且所述第二偏压弹簧装置(26)为第二额外行程 螺旋弹簧(26)的形式，布置在容纳室(14)的相对后端部和线性致动器(15)的第二环形肩 (27)之间。
6. 根据权利要求l的防冻阀装置(IO)，其特征在于，杯形元件(20)在内部设置有用于 环形密封衬垫的座，该环形密封衬垫用来密封在致动器(15)的所述圆柱形本体(15')上。
7. 根据权利要求l的防冻阀装置(IO)，其特征在于，用来引导线性致动器(15)的所述 引导装置(28)包括插在致动器(15)自身上的引导环(28)，所述引导环(28)设置有设计 成沿容纳室(14)内的圆柱形壁(29)轴向滑动的周向边缘，并且设置有用于水通过的开口 (28，)。
8. 根据权利要求1的防冻阀装置(10)，其特征在于，包括与所述至少一个水出口 (18'、 18")对应的至少一个保护网(33'、33")。
9. 根据权利要求8的防冻阀装置(IO)，其中阀本体(11)在与所述入口 (12)相对的端 部设置有用于水离开的轴向开口 (18')，并且沿阀本体(11)自身设置有一系列侧出口开口(18")，其特征在于，包括用于轴向出口开口 (18')的以盘形形式的第一保护网(33')，和 在外部插在阀本体(11)上的用于侧出口开口 (18")的第二管状保护网(33")。
10. 具有根据权利要求l的恒温防冻阀装置(10)的流体流动止动件或调节阀装置 (35，49)，包括:具有流体入口 (37,51)和出口 (38,52)的中空本体(36， 50)，该流体入口和出口通到用 来容纳流体流动止动件或调节阀构件(40,54)的内部室(39，53)，和流体流动止动件或调节阀构件(40，54)，该流体流动止动件或调节阀构件以能够移动 的方式被支撑在所述容纳室(39,54)中，并且成形为向着用于流体的出口 (38,52)与密封 座(43 ;56)相互作用，其特征在于，用来容纳所述止动件或调节阀构件(40,54)的所述容纳室(39,53)具有 流体排放开口 (46，57)，该流体排放开口通过恒温防冻阀(10)与外部连通，所述恒温防冻阀(10)适于在周围温度低于预设值的情况下引起留在容纳室(39,53) 中和容纳室上游的流体排放和/或流向外部。
11. 根据权利要求10的流体流动止动件或调节阀装置(35,49)，其特征在于，所述排放 开口 (46,57)布置在容纳室(39,53)的下侧上。
12. 根据权利要求10的流体流动止动件或调节阀装置(35，49)，该流体流动止动件或 调节阀装置为球状旋塞的形式，其特征在于包括球状关闭构件(40)，该球状关闭构件插在 环形密封支座(42,43)之间，该环形密封支座分别在用于流体的入口 (37)、出口 (38)处布 置在容纳室(39)中，所述球状关闭构件(40)具有用于流体通过的轴向孔(40')，并且还具 有贯通连接开口 (47)，在关闭构件(40)的关闭位置中，该贯通连接开口在所述轴向通道孔 (40')的内壁和面向中空本体(36)的入口 (37)的关闭构件(40)的外表面之间横向延伸。
13. 根据权利要求12的流体流动止动件或调节阀装置(35，49)，其特征在于，关闭构件 (40)能够在第一角度打开位置和相对于该第一角度打开位置旋转90。的第二角度关闭位 置之间成角度地移动，在该第一角度打开位置中，关闭构件(40)中的通道孔(40')轴向对 齐到入口 (37)和出口 (38)，在该第二角度关闭位置中，关闭构件(40)靠在出口 (38)处的 密封座(43)上关闭流动，并且入口 (37)通过关闭构件(40)中的所述连接开口 (47)与容 纳室(39)流体连接。
14. 根据权利要求10的流体流动止动件或调节阀装置(35,49)，其特征在于，中空本体 (36,50)在排放开口 (46,57)处具有带螺纹的连接器(48,58)用于与恒温防冻阀(10)连 接。
全文摘要
用于液压和/或水存储系统的防冻阀装置(10)包括具有水入口(12)和出口(18’，18”)的阀本体(11)，该水入口和出口通到用来容纳线性恒温致动器(15)的室(14)；和关闭构件(17)，该关闭构件操作性地连接到所述恒温致动器(15)，以便从用于等于或高于预设值的周围温度的用于关闭密封座(16)的关闭位置移动到用于较低的周围温度的用来从系统排放水的打开位置；关闭构件(17)为可沿致动器(15)的圆柱形本体(15’)密封地滑动的杯形支撑元件(20)，以便与圆柱形本体一起限定致动器控制杆(19)延伸到其中的封闭室(21)。所述装置还包括在容纳室(14)的相对端部分别作用在关闭构件(17)上和线性致动器(15)上的第一和第二偏压弹簧装置(24，26)；和用于线性致动器(15)和关闭构件(17)的滑动的引导装置(28，25)。
文档编号F16K31/64GK101725717SQ200910207699
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年10月30日
发明者M·卡莱菲 申请人:卡莱菲公司