用于阻止受到不平衡入口压力的混合阀中回流的方法和设备.pdf

本发明提供了通过使用混合阀的歧管阻止混合阀内的流体回流的设备和方法，所述歧管包括位于歧管的出口管道的分开的中间部分内的隔壁。

1.  一种用于混合阀的歧管，所述歧管包括：
一主体，所述主体限定第一流体入口、第二流体入口、流体出口、用于第一控制阀的第一膜室、用于第二控制阀的第二膜室、和出口管道；
所述第一膜室包括限定第一膜室的入口和出口的阀座，第一膜室的出口布置在第一膜室的阀座内，第一膜室的入口布置在第一膜室内、阀座以外并且与第一流体入口流体连通；
所述第二膜室包括限定第二膜室的入口和出口的阀座，第二膜室的出口布置在第二膜室的阀座内，第二膜室的入口布置在第二膜室内、阀座以外并且与第二流体入口流体连通；
所述出口管道具有连接到流体出口的出口、邻近出口的混合室，和布置在混合室与第一和第二膜室的出口之间的分开的中间部分；
所述出口管道的分开的中间部分具有位于其中的无孔隔壁，从而将出口管道的进口部分分为第一和第二流体通道，第一流体通道流体连通于出口管道的混合室和仅仅第二膜室的出口之间，第一流体通道流体连通于混合室和仅仅第二膜室的出口之间。

2.  如权利要求1所述的歧管，其中所述出口管道进一步包括布置在第二流体通道和第二膜室的出口之间的未分开的部分。

3.  如权利要求1所述的歧管，其中所述出口管道的分开的中间部分的隔壁形成从第二膜室的阀座伸出的壁的一部分。

4.  如权利要求1所述的歧管，其中所述第一膜室包括将第一膜室与出口管道的分开的中间部分的第二流体通道分开的壁。

5.  如权利要求4所述的歧管，其中所述第一膜室限定其外周，并且出口管道的分开的中间部分延伸超过第一膜室的外周。

6.  如权利要求5所述的歧管，其中出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道具有基本相等的横截面面积。

7.  如权利要求5所述的歧管，其中出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道具有不相等的横截面面积。

8.  如权利要求7所述的歧管，其中所述第一流体入口适于连接到一流体源上，所述流体源具有比连接到第二流体入口的第二流体源更低的压力。

9.  如权利要求1所述的歧管，其中混合室的横截面面积大于出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道的组合横截面面积。

10.  一种混合阀，所述混合阀包括：
操作地附接到歧管上的第一和第二膜片控制阀；
所述歧管包括主体，所述主体限定第一流体入口、第二流体入口、流体出口、用于操作地附接到第一控制阀上的第一膜室、用于操作地附接到第二控制阀上的第二膜室、和出口管道；
所述歧管的第一膜室包括入口和阀座，其中阀座限定第一膜室的出口，并且第一膜室的出口布置在第一膜室的阀座内，第一膜室的入口布置在第一膜室内、阀座以外并且与第一流体入口流体连通；
所述歧管的第二膜室包括入口和限定第二膜室的出口的阀座，其中第二膜室的出口布置在第二膜室的阀座内，第二膜室的入口布置在第二膜室内、阀座以外并且与第二流体入口流体连通；
所述歧管的出口管道具有连接到流体出口的出口、邻近出口的混合室、和布置在混合室与第一和第二膜室的出口之间的分开的中间部分；
出口管道的分开的中间部分具有位于其中的无孔隔壁，从而将出口管道的进口部分分为第一和第二流体通道，第一流体通道流体连通于混合室和仅仅第一膜室的出口之间，第二流体通道流体连通于混合室和仅仅第二膜室的出口之间。

11.  如权利要求10所述的混合阀，其中所述歧管的出口管道进一步包括布置在第二流体通道和第二膜室的出口之间的未分开的部分。

12.  如权利要求10所述的混合阀，其中所述出口管道的分开的中间部分的歧管的隔壁形成从第二膜室的阀座伸出的壁的一部分。

13.  如权利要求10所述的混合阀，其中所述歧管的第一膜室包括将第一膜室与出口管道的分开的中间部分的第二流体通道分开的壁。

14.  如权利要求13所述的混合阀，其中所述第一膜室限定其外周，并且出口管道的分开的中间部分延伸超过第一膜室的外周。

15.  如权利要求14所述的混合阀，其中所述歧管的出口管道的分开的部分的第一和第二流体通道具有基本相等的横截面面积。

16.  如权利要求15所述的混合阀，其中所述歧管的出口管道的分开的部分的第一和第二流体通道具有不相等的横截面面积。

17.  如权利要求16所述的混合阀，其中所述歧管的第一流体入口适于连接到一流体源上，所述流体源具有比连接到歧管的第二流体入口的第二流体源更低的压力。

18.  如权利要求17所述的混合阀，其中所述混合室的横截面面积大于出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道的组合横截面面积。

19.  一种用于阻止混合阀中的回流的方法，所述混合阀具有适于分别连接到第一和第二流体压力源的第一和第二隔膜阀，并且第一流体压力源的流体压力低于第二流体压力源的流体压力，所述方法包括：
利用混合阀的歧管将第一和第二流体压力源彼此连接，所述歧管具有主体，所述主体具有适于连接到第一流体压力源的第一流体入口、适于连接到第二流体压力源的第二流体入口、流体出口、用于操作地附接到第一控制阀的第一膜室、用于操作地附接到第二控制阀的第二膜室、和出口管道；
所述歧管的第一膜室包括入口和限定第一膜室的出口的阀座，第一膜室的出口布置在第一膜室的阀座内，第一膜室的入口布置在第一膜室内、阀座以外并且与第一流体入口流体连通；
所述歧管的第二膜室包括入口和限定第二膜室的出口的阀座，第二膜室的出口布置在第二膜室的阀座内，第二膜室的入口布置在第二膜室内、阀座以外并且与第二流体入口流体连通；
所述歧管的出口管道具有连接到流体出口的出口、邻近出口的混合室、和布置在混合室与第一和第二膜室的出口之间的分开的中间部分；
所述出口管道的分开的中间部分具有位于其中的无孔隔壁，从而将出口管道的进口部分分为第一和第二流体通道，第一流体通道流体连通于混合室和仅仅第一膜室的出口之间，第二流体通道流体连通于混合室和仅仅第二膜室的出口之间。

20.  如权利要求19所述的方法，其中所述出口管道的分开的中间部分的歧管的隔壁形成从第二膜室的阀座伸出的壁的一部分。

用于阻止受到不平衡入口压力的混合阀中回流的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于分别调节来自第一和第二流体源流动的流体的具有第一和第二膜片操作的控制阀的混合阀，更特别地涉及当第一流体源的流体压力低于第二流体源的流体压力时，阻止从第二源进入第一源、通过所述混合阀的回流。
背景技术
用于自动洗衣机的注水系统典型地包括具有连接到热水源和冷水源上的双入口，从而提供供洗衣机使用的处于希望温度下的混合水流。
如1A所示，在这种混合阀10的一种常用形式中，第一和第二电磁致动隔膜阀12、14操作连接到混合阀歧管16上，所述歧管适于连接到热水源、冷水源上以在混合阀10的出口22处提供来自冷热水源的混合流。如图1A和1B所示，这种混合阀10的歧管16典型地包括主体24，其限定第一流体入口18、第二流体入口20、流体出口22、用于第一控制阀12的第一膜室26、用于第二控制阀14的第二膜室，和L形出口管道30，该出口管道直接流体连通于出口22与第一和第二膜室26、28之间。借助于该布置，通过第一和第二入口18、20流入混合阀的流体流可以沿着出口管道30的整个长度发生混合。
具有直接设置成流体连通于第一和第二膜室26、28与出口22之间的上述类型的歧管16已经使用了多年，并且在附接到第一和第二入口18、20上的流体源的压力基本相等的情况下提供了令人非常满意的性能。通常在第一和第二入口18、20接收来自同一基本来源，例如城市供水总管、或水井系统的压力箱的流体的情况下，第一和第二入口18、20处的压力将保持大体相等，尽管流向第一入口18的流体流例如可以在到达混合阀10之前流过水加热器。
图1C和图1D中的箭头21显示了当第一和第二入口18、20处的压力大体相等时，水将流过如上所述类型的现有混合阀10的方式。
但是，在第二入口20连接为接收来自加压压力源，例如冷水管线的流体流动，并且第一入口18连接为接收来自非加压压力源或极低压力源，例如安装在建筑物屋顶上的太阳能加热器或热水箱的情况下，希望提供位于歧管16内的装置以阻止第二入口中的较高流体压力过度压向(overpower)第一阀组件中的膜片，从而允许流体从第二入口通过第一入口18回流到第一压力源，如图1D中的箭头23所示。
发明内容
本发明提供了通过使用混合阀的歧管阻止混合阀内的流体回流的设备和方法，所述歧管包括位于歧管的出口管道的分开的中间部分内的隔壁。隔壁使来自高压入口的流体流保持在出口管道的相当长的长度范围内与来自低压入口的流体流分离，从而提供对回流改进的阻力。在本发明的一种形式中，用于混合阀的歧管包括一主体，其限定第一流体入口、第二流体入口、流体出口、用于第一控制阀的第一膜室、用于第二控制阀的第二膜室和出口管道。第一膜室包括入口和限定第一膜室的出口的阀座。第一膜室的出口布置在第一膜室的阀座内。第一膜室的入口布置在阀座以外、第一膜室内，并且与第一入口流体连通的方式连接。
第二膜室包括入口和限定第二膜室的出口的阀座。第二膜室的出口布置在第二膜室的阀座内。第二膜室的入口布置在阀座以外、第二膜室内，并且与第二入口流体连通的方式连接。
出口管道具有连接到流体出口的出口、邻近出口的混合室和布置在混合室与第一和第二膜室的出口之间的分开的中间部分。出口管道的分开的中间部分具有位于其中的无孔隔壁，将出口管道的中间部分分成第一和第二流体通道。第一流体通道流体连通于混合室和第一膜室的出口之间。出口管道的中间部分的第二流体通道流体连通于混合室和第二膜室的出口之间。
出口管道可以进一步包括布置在出口管道的分开的中间部分的第二流体通道和第二膜室的出口之间的未分开的部分。出口管道的分开的中间部分的隔壁可以形成从第一膜室的阀座伸出的壁的一部分。
膜室可以包括将第一膜室与出口管道的分开的中间部分的第二流体通道分开的壁。第一膜室可以限定其外周，其中出口管道的分开的中间部分延伸超过第一膜室的外周。在本发明的一些实施例中，出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道可以具有基本相等的横截面面积。在本发明的其它实施例中，出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道可以具有不相等的横截面面积。出口管道的混合室可以大小制成具有一横截面面积，其大于出口管道的分开的中间部分的第一和第二流体通道的组合横截面面积。
本发明还可以采取具有操作附接到根据本发明的歧管上的第一和第二膜片控制阀的混合阀的形式。本发明还可以采取用于阻止混合阀中的回流的方法的形式，所述混合阀具有适于分别连接到第一和第二流体压力源的第一和第二隔膜阀，其中第一源的流体压力低于第二源的流体压力，所述第一和第二源通过根据本发明的混合阀的歧管彼此连通。
在考虑附图阅读下列详细描述时，本发明的其它方面、目标和优点将变得更加明显。
附图说明
图1A是现有混合阀的透视图。
图1B是图1A所示混合阀的歧管的透视图。
图1C是第一和第二流体流过图1B所示歧管的方式的简图。
图1D是图1B所示歧管的流路的透视图，显示了在第一入口连接到比连接到第二入口的流体源具有更低压力的流体源上的情况下，从歧管的第二入口向第一入口可以发生回流的方式。
图2A是显示了根据本发明的混合阀的示例性实施例的透视图。
图2B是显示了图2A所示混合阀的歧管的透视图。
图2C是图2B所示歧管的部分横截面的透视图，显示了包括图2B所示歧管的隔壁在内的内部细节。
图2D是通过图2B所示歧管的流体流的简图。
图2E是位于图2B所示歧管内的流体通道的透视图。
图2F是从歧管2B的示例性实施例的出口向内观察的视图，显示了位于歧管的出口管道的分开的中间部分内、由分开部分的隔壁形成的第一和第二流体通道的横截面。
尽管本发明将参照某些优选实施例进行描述，但是这不用于将本发明限制到这些实施例。相反，本发明涵盖落入如所附权利要求限定的本发明精神和范围之内的全部可选方式、修改和等效物。
具体实施方式
图2A显示了根据本发明的混合阀100的示例性实施例，所述混合阀具有操作连接到歧管106上的第一和第二膜片控制阀102、104。图2B显示了混合阀100的歧管106，其中为了帮助理解歧管106的结构细节而将第一和第二膜片控制阀102、104去掉。
如图2B所示，歧管106包括限定第一流体入口110、第二流体入口112、流体出口114的主体108。歧管106的主体108还限定用于操作附接到第一控制阀102上的第一膜室116，和用于操作附接到第二控制阀104上的第二膜室118。歧管106的主体108还限定L形出口管道120，其将在下文进行更详细地描述。
如图2B-2C所示，歧管106的第一膜室116包括如图所示的下边界壁122，和从所述边界壁122向上延伸的圆形阀座124。第一膜室116的阀座124包括限定第一膜室116的出口128的壁126，其中出口128布置在第一膜室116的阀座124内。第一膜室116进一步限定第一膜室116的入口130，其布置在阀座124以外、第一膜室116内并且穿过第一膜室的边界壁122以提供第一膜室116的进口侧和第一流体入口110之间的流体连接，如图2C所示。
如图2B-2C所示，歧管106的第二膜室118包括如图所示的下边界壁133，和从所述边界壁133向上延伸的圆形阀座129。第二膜室118的阀座129包括限定第二膜室118的出口137的壁135，其中出口137布置在第二膜室118的阀座129内。第二膜室118进一步限定第二膜室118的入口131，其布置在阀座129以外、第二膜室118内并且穿过第二膜室118的边界壁133以提供第二膜室的进口侧和第二流体入口112之间的流体连接，如图2C所示。
如图2C所示并如图2D-2E中示意性解释的那样，示例性实施例的歧管106的出口管道120包括连接到歧管106的流体出口114的出口。歧管106的出口管道120还包括邻近流体出口114的混合室140及其分开的中间部分142，所述中间部分布置在混合室140和第一和第二膜室116、118的出口128、137之间。
出口管道120的分开的中间部分142包括位于其中的无孔隔壁143，从而将中间部分142分为第一和第二通道144、146。第一流体通道144流体连通于出口管道120的混合室140和第一膜室116的出口128之间。中间部分142的第二流体通道146流体连通于出口管道120的混合室140和第二膜室118的出口137之间。
在示例性实施例的歧管106中，出口管道120还包括设置于分开的中间部分142的第二流体通道146和第二膜室118的出口137之间的未分开的部分148。
如图2C和2D所示，第一膜室116限定其外周150，并且出口管道120的分开的中间部分142朝向混合室140和出口114延伸超过第一膜室116的外周150。在歧管106的示例性实施例中，隔壁143与从第一膜室116的阀座124伸出的壁126的一部分合并并形成其一部分。
借助于根据本发明的歧管106的示例性实施例的配置，应当清楚的是，从第一和第二膜室116、118的出口128、137流出的流体必须完全流过分开的中间部分142并在到达出口管道120的混合室140之前流过位于第一膜室116的外周150下游一段距离处的隔壁143。本领域的技术人员通过上面的描述，以及对图2D和2E与显示现有技术的图1C和1D进行比较可以容易地认识到，加入本发明的分开的中间部分142使得在具有根据本发明的歧管的混合阀中更加难以发生从第二入口112向第一入口110的回流。
如图2F所示，在歧管106的示例性实施例中，隔壁143将出口管道120的分开的中间部分以这样的方式分开，使得分开部分140的第一和第二流体通道具有基本相等的横截面面积。在本发明的其他实施例中，希望的是以这样的方式形成分开的中间部分140，使得出口管道120的分开部分140的第一和第二流体通道142、144具有相等的横截面面积。在考虑从第一和第二入口110、112流出的流体的相应的希望流量之后，作出具有相等或不相等横截面面积的选择。一般而言，根据本发明的歧管的性能可以通过设置第二流动通道144的尺寸得到增强，以便使具有足够高速度的流体流入混合室140中以产生喷射效果，这有助于夹带和诱导流体从第一通道142流入混合室140中。
在实施本发明的过程中，通常优选地是以这样的方式形成出口管道，使得混合室140的横截面面积大于分开的中间部分142的第一和第二通道144、146的组合横截面面积，以便阻止由于流体流入混合室140产生的任何背压(back pressure)。在本发明的一些实施例中，还希望的是将出口接头152附接到歧管106的出口114上，如图2A所示。在使用这种出口接头152的地方，混合室140在长度上通常被有效地延长，并且可以进一步改进根据本发明的歧管106的性能。
本领域的技术人员应当认识到，尽管在此已经根据形式为水混合阀的示例性实施例对本发明进行了描述，但是本发明也可以在处理其它类型液体或气态流体的混合阀中使用。人们进一步注意到，尽管本发明的示例性实施例图解说明了只用于混合两种流体的歧管，但是本发明还可以在需要混合两种以上流体的实施例中有效实施。
包括出版物、专利申请和专利的在此引入的所有参考文献以参考方式引入，并且达到好像每个参考文献单独和具体地表示为以参考方式引入和在此全文阐述的程度。
在描述本发明的范围内(特别是在下列权利要求的范围内)使用的术语″一″、″一个″、″该″和类似指示物应理解为包括单数和复数情况，除非在此另有陈述或通过上下文明确相反。术语″包含″、″具有″、″包括″和″含有″应理解为开放式术语(即，表示″包括，但不限于″)，除非另有说明。在此列举的数值范围只用于作为单独参考落入所述范围内的每个独立值的简写方法，除非在此另有陈述，并且每个独立值整合到说明书中就好像在此对其单独阐述一样。在此描述的所有方法可以任何适当地顺序进行，除非在此另有陈述或通过上下文明确相反。任意和所有实例的使用，或此处提供的示例性语言(例如，″诸如″)仅用于更好地阐述本发明，并不限制本发明的范围，但权利要求除外。说明书中没有语言应当理解为指示为实施本发明所必需的未要求保护的要素。
在此描述了本发明的优选实施例，包括为发明人已知用于执行本发明的最佳方式。在阅读前面描述的基础上，这些优选实施例的变形对于本领域的普通技术人员来说变得显而易见。发明人希望技术人员根据需要使用这种变形，并且发明人希望本发明以除了此处具体描述以外的方式实施。因此，本发明包括为适用法律允许的所附权利要求中引用主题的所有修改和等效物。而且，上述要素在其所有可能变形中的任何组合包括在本发明中，除非另有陈述或者通过上下文明确相反。