流体流动自动控制设备.pdf

本发明的一个实施例提供了一种用于流体供给的流体控制设备，该设备包括：限定了流体供给通道(34)的外壳(31)，该流体供给通道具有用以连接到流体供给的流体入口(35)和用以连接到器具的流体出口(36)，该外壳又限定出腔室(44)，该腔室具有用以连接到溢流管的入口(40)和用以连接到排水管的出口(41)；阀(55)，该阀位于所述流体供给通道(34)中，且可以从第一打开位置移到第二闭合位置，在该第二闭合位置处流经该通道(34)的流体流动基本被限制；驱动器(52)，该驱动器设置在所述腔室(44)内并可从第一位置移到第二位置，其中该阀(55)和该驱动器(44)可彼此磁耦合，从而该驱动器(44)从所述第一位置向所述第二位置的移动促使阀(55)从所述打开位置移到所述闭合位置。

1、  一种用于流体供给的流体流动自动控制设备，其中该设备可以在没有供电的情况下运行，其包括可从对应于正常流体供给的第一位置移到对应于流体溢出的第二位置的驱动器，当该驱动器从所述第一位置移到所述第二位置时，其作用在所述流体供给中的阀上以闭合所述阀，进而至少基本上切断所述流体供给中的流体流动，直到该设备被复位为止。

2、  根据权利要求1所述的控制设备，其中该驱动器包括磁体，且可以对所述阀施加磁力。

3、  根据权利要求2所述的控制设备，其中该驱动器和阀各自包括磁体，当驱动器从所述第一位置移到所述第二位置时，该磁体相互作用以对所述阀施加力，所述力促使所述阀闭合。

4、  根据权利要求2所述的控制设备，其中该驱动器和阀各自包括磁体，当驱动器从所述第二位置移到所述第一位置时，该磁体相互作用以对所述阀施加力，所述力促使所述阀打开。

5、  根据权利要求3或4所述的控制设备，其中所述磁体以不同磁极相邻的方式布置在所述第一位置中，以相同磁极相邻的方式布置在所述第二位置中。

6、  根据前述任一权利要求所述的控制设备，其中所述驱动器包括位于腔室内的浮子，该腔室包括用以连接到溢流管的入口和用以连接到排水管的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室，以在腔室内的流体平面上升时促使所述浮子从所述第一位置移到所述第二位置。

7、  根据权利要求6所述的控制设备，其中所述出口构造为可以在单位时间内通过比入口少的流体量。

8、  根据权利要求7所述的控制设备，包括用于出口的阻挡件，该阻挡件减少单位时间内可以流经所述出口的液体量。

9、  根据权利要求8所述的控制设备，其中该阻挡件可从出口移走。

10、  根据权利要求8或9所述的控制设备，其中该阻挡件包括多个允许流体从其中流过的切除壁部。

11、  根据权利要求6至10中任一项所述的控制设备，其中该浮子可在所述第一和第二位置之间枢轴转动。

12、  根据前述任一权利要求所述的控制设备，其中当驱动器从所述第一位置移到所述第二位置时，其可以对第二流体供给中的第二阀起作用。

13、  根据权利要求1至12中任一项所述的控制设备，包括第二驱动器，该第二驱动器可以对第二流体供给中的第二阀起作用，以当第二驱动器从对应于所述第一位置的第三位置移到对应于所述第二位置的第四位置时，促使该阀从打开位置移到闭合位置。

14、  根据权利要求1至5中任一项所述的控制设备，其中该驱动器包括位于腔室内的容器，该腔室包括用以连接到溢流管的入口和用以连接到排水管的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室并流入所述容器，以在腔室内的流体平面上升时促使所述容器从所述第一位置移到所述第二位置。

15、  根据权利要求14所述的控制设备，其中该容器包括可使流体从其中排出并通过所述出口从所述腔室排出的排水口。

16、  根据权利要求14或15所述的控制设备，其中所述容器在所述第一位置被弹性地偏压离开腔室壁，并且可抵靠在所述偏压件上移到所述第二位置。

17、  根据权利要求16所述的控制设备，其中所述容器被弹性地偏压离开腔室的底盘，当该容器从所述第一位置移到所述第二位置时，其压缩所述弹性偏压件。

18、  根据权利要求14至17中任一项所述的控制设备，当权利要求14至17引用权利要求2至4中的任何一项时，该容器具有所述安装在该容器壁上的所述磁体。

19、  根据权利要求18所述的控制设备，其中容器包括安装在容器的相对壁上的第二磁体，该第二磁体可作用在第二流体供给中的第二阀上，以当容器从所述第一位置移到所述第二位置时，促使该阀从打开位置移到闭合位置。

20、  根据权利要求1至5中任一项所述的控制设备，其中该驱动器包括安装用以在位于腔室内的轴上旋转的刀片元件，该腔室包括用以连接到溢流管的入口和用以连接到排水管的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室并冲击所述刀片元件，以促使所述刀片元件从所述第一位置旋转到所述第二位置，进而使阀闭合。

21、  根据权利要求20所述的控制设备，当其引用权利要求2至4中的任何一项时，其中所述刀片元件的刀片包括靠近所述轴和所述阀安装的磁体。

22、  根据权利要求21所述的控制设备，其中该刀片元件包括靠近所述轴和第二阀安装的第二磁体，所述刀片元件从所述第一位置转动到所述第二位置促使所述第二阀移到闭合位置。

23、  一种流体流动控制设备，该设备在不需要供电的情况下便可在流体溢流的事故中自动运行，以基本上限制流体流动，直到该设备被复位为止。

24、  一种用于流体供给的流体控制设备，该设备包括：
限定出流体供给通道的外壳，该流体供给通道具有用以连接到流体供给的流体入口和用以连接到器具的流体出口，该外壳又限定出腔室，该腔室具有用以连接到溢流管的入口和用以连接到排水管的出口；
阀，该阀位于所述流体供给通道中，且可以从第一打开位置移到第二闭合位置，在该第二闭合位置处流经该通道的流体流动基本被限制；
驱动器，该驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该阀和该驱动器可彼此磁耦合，从而该驱动器从所述第一位置移到所述第二位置促使阀从所述打开位置移到所述闭合位置。

25、  一种用于流体供给的流体控制设备，该设备包括：
限定出第一和第二流体供给通道的外壳，各个流体供给通道都具有用以连接到流体供给的流体入口和用以连接到器具的流体出口，该外壳又限定出腔室，该腔室具有用以连接到溢流管的入口和用以连接到排水管的出口；
第一和第二阀，该第一和第二阀位于所述第一和第二流体供给通道中，且各个所述阀可以从第一打开位置移到第二闭合位置，在该第二闭合位置处流经该通道的流体流动基本被限制；
第一驱动器，该第一驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该第一阀和第一驱动器可彼此磁耦合，从而该第一驱动器从所述第一位置移到所述第二位置促使第一阀从所述打开位置移到所述闭合位置；
第二驱动器，该第二驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该第二阀和第二驱动器可彼此磁耦合，从而该第二驱动器从所述第一位置移到所述第二位置促使第二阀从所述打开位置移到所述闭合位置。

26、  根据权利要求24所述的设备，其中该设置使得所述阀保持在所述第二闭合位置上，直到该设备被复位为止。

27、  根据权利要求25所述的设备，其中该设置使得所述各个阀都保持在所述第二闭合位置上，直到该设备被复位为止。

28、  根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述阀包括挡板阀。

流体流动自动控制设备
技术领域
本发明涉及流体流动自动控制设备，特别但是不排他地涉及液体流动自动控制设备。本发明的特别优选实施例涉及这样的流体流动自动控制设备，其构造为在供给过剩状况发生时运行，在一个特别优选的实施例中，该设备可运行为基本上切断(即至少严格限制)流体流动，直到该设备被复位为止。
下文中将结合特定的家用供水应用来描述本发明的优选实施例和本发明所提出的问题，但是应当注意，本发明的范围并不局限于特定的流体类型，也不局限于特定的应用。同样地，下面的说明应该仅仅理解为示例性的，而不应当理解为本发明范围的局限。
将要描述的设备例如可以用于家用、商业和工业应用中，用以控制各种不同流体，包括气体和液体。
背景技术
先前已经有人提议过提供一种例如马桶蓄水池或冷水箱的水箱，其具有这样的阀，该阀构造为当水箱中的水平面达到预定点时便开始运行以切断水的供给。例如，在家用中通常提供一种所谓的球阀，该球阀包括一个中空的借助于一个可移动臂连接在一个简单的阀上的球形浮子。
图1是水箱101的示意图，其示出了处于水箱中的流体量减小时的空位置的阀元件。水箱101具有入口管103、出口管105和溢流管107。通过入口流入的液体进入设置有(该例子中)挡板阀111的阀组件109中，该挡板阀111可以在一打开位置(如图1中所示)和一闭合位置之间枢轴地移动，液体在该打开位置流经该阀，并流出阀组件出口113，流入水箱101，一旦达到预定的最大水平面121(参见图2)时，液体流动便在该闭合位置处被抑制(如图2中所示)。挡板阀111连接到具有安装在一端上的浮子117的浮子臂115上，且该浮子臂115可围绕枢轴点119枢轴地移动，以在打开和闭合位置之间移动挡板。
图2是水箱101的示意图，其示出了处于这样的位置处的阀元件，在该位置处水箱中的液体位于预定的最大水平面121上，且浮子117已将浮子臂115移动以闭合阀111。应当理解，浮子117在水箱101中的水上浮动，且随着水面和浮子117的上升，臂115发生移动，使挡板阀111闭合在水入口阀组件109上，以切断向水箱的供水。在阀失效或浮子不能随水面一起上升的情况中，向水箱连续的供水将导致水箱中的水面上升到预定最高水位121之上的水面123处，在该水位处便会发生″供给过剩状况″，在该水位点处，意图是过多的水应当通过溢流管107从水箱中安全地排出。
虽然这种系统已经令人满意地运行了许多年，但是这种水被从溢流管107中排出的供给过剩状况的出现会导致大量的水流失，在水是有限资源的时代，这种流失应当尽可能地避免或减少。
如果阀111或阀组件109损坏到每单位时间从入口103供给的水量大于单位时间内通过溢流管107排出的水量的程度(或者实际上如果浮子不能随水面一起上升)，那么水箱将会被填充到超过预定的最高水位121，超过过剩的水会从溢流管流下的供给过剩水位123，且会发生水从水箱101侧壁溢出的情况。
在一些器具(例如洗涤槽、浴盆、洗手盆、坐浴盆等)中，通常没有设置切断装置。但是通常会设置有溢流管，且这种溢流管通常连接到排水管(常常是通过一个废水正常流经的废水管连接)上，这样，一旦器具中的水位上升到超过预定最高水位时，额外的水便能通过溢流管溢出器具，进而可以避免水从器具的侧壁溢出。
但是，这些器具所具有的一个显著问题是，其常常被构造为单位时间内的供水量大于溢流管能排出的量。在这种情况下，这些器具得靠用户自己注意水位已经上升到超过最大水位点，且必须采取适当的行动(例如关掉器具的水龙头)以避免水从器具中溢出。如果用户没注意或者没在现场，那么器具中的水位便会继续上升，直到溢出器具为止，进而会发生损害。
可以想到利用电子阀和能用以在水供给过剩的事故中切断供给水的检测系统，但是这种系统需要由电池或电源供电才能运行。电池会随着时间而退化，且由于这种利用电池电源的系统需要仔细的监控，以确保设备具有充足的电力可以适当运行。将这种设备连接到电网上则需要电网离水源足够近，且与电和水相伴产生的危险使得这种结构最好能避免，尤其当这种阀和检测系统被不熟悉电器装置的人改型过，更应避免使用。而且电源不可能总是离该设备安装于其上的器具足够近。
因此，如果设备能够设计得不需要电来运行便能在检测到的供给过剩事故中切断或至少基本上限制流体流动，这将是很有利的。
先前提出的提供这样一种设备的想法公开在英国专利公开No.2288330中。该设备包括冷水入口、热水入口、溢流入口和溢流出口。该冷水入口连接到冷水源上，并连接到器具的冷水龙头上。以一种类似的方式，该热水入口连接到热水源上，并连接到器具的热水龙头上。器具的溢流管连接到溢流入口上，且溢流出口连接到排水管上。
该设备包括一个来自于溢流入口的水可流入其中的腔室。该腔室内，浮子设置在浮筒导杆中，并连接在一对悬臂式驱动臂上，该悬臂式驱动臂通过热水入口壁和冷水入口壁中切割的相应入口孔伸入热水入口和冷水入口中。溢流出口包括允许腔室内的液体进入排水管中的排水口。
当器具中的水位超过预定最高水位时，水便进入器具溢流管中，并通过该管进入腔室中。当水进入腔室时，腔室内的水位上升且浮子移到一个升高的位置。当浮子上升得更高时，各个热水入口和冷水入口中的悬臂便逐渐移动以阻止水流，直到浮子大体上位于溢流出口的平面上时切断水流为止。
在该位置，流入器具的水已经被阻止，因此器具不再可能发生溢流。但是，腔室中的水一开始流入排出废水中，腔室中的水位便会降低，浮子会拉起，且热水入口和冷水入口将会再一次打开，直到腔室中的水位由通过溢流入口流入腔室的水补充为止。
因此很显然，虽然该设备可以达到防止溢流的主要目的，但是必须在打开和闭合的阀位置之间循环，因而固然会浪费大量水。如果循环发生得很快，该设备还可能会通过在热水入口和冷水入口中产生压力脉冲而造成在管道系统中发生水击作用。
本发明的目的是提供这样一种流动控制设备，该设备减少发生溢流的机会，同时还可避免上述英国专利申请中公开的那种类型的现有设备所具有的问题。
发明内容
为此，本发明的一个优选实施例提供了一种用于流体供给的流体流动自动控制设备，其中该设备可以在没有供电的情况下运行，其包括可从对应于正常流体供给的第一位置移到对应于流体溢出的第二位置的驱动器，当该驱动器从所述第一位置移到第二位置时，其作用在所述流体供给中的阀上，以闭合所述阀，进而至少基本上限制所述流体供给中的流体流动，直到该设备复位为止。
本发明的另一方面涉及一种流体流动控制设备，该设备在不需要供电的情况下便可在流体溢流的事故中自动运行，以基本上限制流体流动，直到该设备复位为止。
在该优选实施例中，该驱动器包括磁体，且可以对所述阀直接或间接地施加磁力。
优选的是，该驱动器和阀各自包括磁体，该磁体相互作用，以对所述阀施加力，当驱动器从所述第一位置移到所述第二位置时，所述力促使所述阀闭合。
优选的是，该驱动器和阀各自包括磁体，该磁体相互作用，以对所述阀施加力，当驱动器从所述第二位置移到所述第一位置时，所述力促使所述阀打开。
磁体可以不同磁极相邻的方式布置在所述第一位置中，以相同磁极相邻的方式布置在所述第二位置中。
在一个实施例中，驱动器包括一个位于腔室内的浮子，该腔室包括用以连接到溢流管上的入口和用以连接到排水管上的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室，以在腔室内的流体平面上升时，促使所述浮子从所述第一位置移到所述第二位置。
优选的是，出口构造为可以在单位时间内通过比入口少的流体量。该设备可包括出口阻挡件，该阻挡件减少单位时间内可以流经所述出口的液体量。优选的是，该阻挡件可从出口移走。该阻挡件可包括多个允许流体通过的切除壁部。
优选的是，浮子可在所述第一和第二位置之间枢轴转动。
在一种非常优选的设置中，当驱动器从所述第一位置移到所述第二位置时，其可以对第二流体供给中的第二阀起作用。
在另一种非常优选的设置中，该设备可包括第二驱动器，该第二驱动器可以对第二流体供给中的第二阀起作用，以当第二驱动器从对应于所述第一位置的第三位置移到对应于所述第二位置的第四位置时，促使该阀从打开位置移到闭合位置。
在另一个实施例中，驱动器可包括位于腔室内的容器，该腔室包括用以连接到溢流管上的入口和用以连接到排水管上的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室并流入所述容器，以在容器内的流体平面上升时，促使所述容器从所述第一位置移到所述第二位置。
优选的是，该容器包括可使流体从其中排出并通过所述出口从所述腔室排出的排水口。
容器可以在所述第一位置被弹性地偏压离开腔室壁，并且可抵靠在所述偏压件上移到所述第二位置。优选的是，所述容器被弹性地偏压离开腔室的底盘，当该容器从所述第一位置移到所述第二位置时，其压缩所述弹性偏压件。优选的是，该容器具有所述安装在容器壁上的所述磁体。
容器可包括安装在容器的相对壁上的第二磁体，该第二磁体可作用在第二流体供给中的第二阀上，以当容器从所述第一位置移到所述第二位置时，促使该阀从打开位置移到闭合位置。
在另一实施例中，驱动器可包括安装用以在位于腔室内的轴上旋转的刀片元件，该腔室包括用以连接到溢流管上的入口和用以连接到排水管上的出口，该设置使得流体可以通过所述溢流入口流入所述腔室并冲击所述刀片元件，以促使所述刀片元件从所述第一位置旋转到所述第二位置，进而使阀闭合。
所述刀片元件的刀片可包括靠近所述轴和所述阀安装的磁体。该刀片元件可包括靠近所述轴和第二阀安装的第二磁体，所述刀片元件从所述第一位置旋转到所述第二位置促使所述第二阀移到闭合位置。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于流体供给的流体控制设备，该设备包括：限定出流体供给通道的外壳，该流体供给通道具有用以连接到流体供给上的流体入口和用以连接到器具上的流体出口，该外壳又限定出腔室，该腔室具有用以连接到溢流管上的入口和用以连接到排水管上的出口；阀，该阀位于所述流体供给通道中，且可以从第一打开位置移到第二闭合位置，在该第二位置处流经该通道的流体流动基本被限制；和驱动器，该驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该阀和该驱动器可彼此磁耦合，从而该驱动器从所述第一位置向所述第二位置的移动促使阀从所述打开位置移到所述闭合位置。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于流体供给的流体控制设备，该设备包括：限定出第一和第二流体供给通道的外壳，各个流体供给通道都具有用以连接到流体供给上的流体入口和用以连接到器具上的流体出口，该外壳又限定出腔室，该腔室具有用以连接到溢流管上的入口和用以连接到排水管上的出口；第一和第二阀，该第一和第二阀位于所述第一和第二流体供给通道中，且各个所述阀可以从第一打开位置移到第二闭合位置，在该第二位置处流经该通道的流体流动基本被限制；第一驱动器，该第一驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该第一阀和第一驱动器可彼此磁耦合，从而该第一驱动器从所述第一位置向所述第二位置的移动促使第一阀从所述打开位置移到所述闭合位置；和第二驱动器，该第二驱动器设置在所述腔室内并可从第一位置移到第二位置，其中该第二阀和第二驱动器可彼此磁耦合，从而该第二驱动器从所述第一位置向所述第二位置的移动促使第二阀从所述打开位置移到所述闭合位置。
优选的是，该设置使得所述一个或多个阀保持在所述第二闭合位置上，直到该设备复位为止。
根据本发明的另一方面，提供了一种机械运行的截流设备，在该设备中供给过剩的流体作用在腔室内的浮子上，以将磁体从一个位置移到另一位置上，在该一个位置处磁引力将阀保持在其打开位置，在该另一位置处磁斥力使阀移向其切断流体供给的闭合位置。
在本发明的一个优选实施例中，本发明提供了一种截流装置，该装置包括：(i)可移动地安装在腔室内的浮子；(ii)连接在该浮子上并位于该腔室外的第一磁体；(iii)连接在阀或阀运行装置上的第二磁体，该阀在其闭合位置上切断管道中的流体供给；以及(iv)第三磁体，该磁体按这样的方式定位和定向，该方式为，当阀处于打开位置时，第一磁体靠近并位于第二和第三磁体之间，且第一磁体的北极靠近第二和第三磁体的南极，或者反之亦然，当液体进入腔室时，浮子移动，导致第一磁体从第二和第三磁体之间的位置移开，因此第二和第三磁体相同极之间的排斥力促使阀移向其闭合位置，在该闭合位置其切断管道内的流体流动。
在本发明的另一个优选实施例中，提供了一种截流装置，该装置包括：(i)可移动地安装在腔室内的浮子；(ii)连接在该浮子上并位于该腔室外的第一磁体；以及(iii)连接在阀或阀运行装置上的第二磁体，该阀在其闭合位置上切断管道中的流体供给，因此当阀处于打开位置时，第一磁体靠近第二磁体，且第一磁体的北极靠近第二磁体的南极，或者反之亦然，当液体进入腔室时，浮子移动，导致第一磁体从其原先第一磁体的磁极靠近第二磁体的相反磁极的位置上移到另一个位置上，在该位置上，第一磁体的磁极靠近第二磁体的相同磁极，因此第一和第二磁体的相同磁极之间的排斥力使得阀移向其闭合位置，在该闭合位置其切断管道内的流体流动。
优选的是，该阀是挡板阀，磁体附着于挡板部分上，且当挡板移入管道内的流体流中时，该流体流有助于将阀移到闭合位置。在该位置上，流体供给的压力使阀保持闭合。
如果有两个管道(例如热水管和冷水管)供给流体，则可以设置两个阀，一个阀用于一个管道，第三磁体可以连接到第二阀或阀运行装置上，因此第二和第三磁体的相同磁极之间的排斥力促使两个阀都移向它们的闭合位置。
在本发明的一个实施例中，在第二和第三磁体的端部之间有一间隙，且第一磁体被浮子移到其排斥第二磁体和第三磁体的位置上，进而有助于阀的移动。
当挡板阀闭合时，优选的是，在管道中具有颈口，阀坐靠着该颈口，以完全封锁管道中的流体流动。
浮子可以是由中空塑料或泡沫材料制成的常规浮子。
浮子可以借助于直接安装在浮子下面的杆连接到第一磁体上。
当溢流停止时，流体从浮子腔室中排出，浮子返回到其初始位置，各个挡板下的流体压力可将其保持在闭合位置上，在该点处，这会是比第一磁体更强的力。但是当水龙头(或多个水龙头)关闭时，流体压力在挡板(或多个挡板)上面和下面稳定下来，这使得各个挡板保持在平衡状态下。在这一点上，第一磁体的引力和重力将促使各个挡板降到其复位位置，然后再次被第一磁体吸引。在该优选的设置中，设置了使得少量水可通过该阀，以便当所述一个水龙头或多个水龙头关闭时，上下的水压稳定。
在阀设计的其它实施例中，可以更适合于具有垫环/垫圈或类似物，以防止流体流过阀挡板。
磁体装置的应用使得阀借助于正向力(positive force)保持在它们的打开位置上，并被一个正向力推向其闭合位置。该磁体可以是常规的永磁体，且由于它们可以与水接触，因此必须是防锈的，等等。
在本发明的一个实施例中，第一磁体可以借助于浮子的运动而旋转，因而可以替代那种使第一和第二磁体的相反极性靠近在一起进而将阀保持为打开的模式，使第一和第二磁体的相同极性靠近在一起，进而将阀移向其闭合位置。
该设备特别适合于具有热水和冷水供给的家用场合，但是其也可适用于任何场合。如前所述，如果有两个以上的管道，则可以设置两个以上的阀。
本发明的各种其它优选实施例、特征以及优点将从下面的详细说明中变得显而易见。
附图说明
下面将参见附图仅以例子的方式描述本发明的优选实施例，其中：
图1是现有技术中的水箱和球阀处于空配置状态下的示意图；
图2是图1所示现有技术中的水箱和球阀处于水箱中的流体在预定最高水位处的状态下的示意图；
图3是根据本发明第一实施例的控制设备处于正常供给状态下的横截面示意图；
图4是图3的控制设备处于流体供给过剩状态下的横截面示意图；
图5和图6分别是图3和图4的详图，其示出了正常和流体供给过剩状态下的优选磁体方向；
图7是根据本发明第二优选实施例的控制设备的示意性正面图；
图8是类似于图7中所示设备的透视图，其示出了另一种配合；
图9和10是图7中所示设备的部件的透视图和平面图；
图11和12分别是该设备的示意性侧视图和油腻物插塞(gungeplug)插入其中时沿A-A线的横截面图；
图13是除去油腻物插塞后沿图11的A-A线的示意性横截面图；
图14和15分别是该设备的示意性正面图和油腻物插塞插入其中时沿B-B线的横截面图；
图16是除去油腻物插塞后沿图15的B-B线的示意性横截面图；
图17是该设备的侧视正面图，其示出了C-C横截面；
图18是沿图17的C-C线的示意性横截面图，其示出了静止状态下的设备；
图19是沿图17的C-C线的示意性横截面图，其示出了启动状态下的设备；
图20是根据本发明第三实施例的设备在静止状态下的示意性横截面图；
图21是图20中所示设备处于启动状态下的示意性横截面图；
图22是根据本发明的第四实施例的设备在静止状态下的示意性横截面图；
图23是图22中所示设备在启动状态下的示意性横截面图；
图24根据本发明第五实施例的控制设备的示意性透视图，部分处于阴影中；以及
图25和26是供第五实施例使用的、处于打开和闭合状态的阀腔室的示意性透视图。
具体实施方式
参见图3和4，示出了根据本发明第一优选实施例的控制设备。
在该实施例中，该设备构造为供包括一对分别由热水源3和冷水源4供水的水龙头(未示出)的器具(例如洗涤槽、浴盆、坐浴盆、洗手盆)使用。该器具具有连接在排水管19上的溢流管1，该排水管19设置有一个可调节流阻器(flow resistor)2。流阻器2用于调节流到排水管中的液体量，进而产生足够大小的背压(back-pressure)，以确保该设备适当地运行。
该控制设备包括通过通气孔6与大气相通的腔室5，且该腔室5通过管18连接到溢流管1上。在该实施例中为一浮子7的驱动器设置在腔室5中，当流体供给正常地继续进行时，浮子停留在底座20上。设置有两个挡板阀10和11，各自分别对应安装在热水源3和冷水源4上。挡板阀10、11密封抵靠住颈口(collar)22、23，且可围绕各自的轴16、17枢轴地移动，以打开或闭合热水源和冷水源3、4。
每个挡板阀都设置有磁体12、13，另一个磁体8安装在连接在浮子7上的杆9上。磁体以后面将要结合图4描述的方式定向，以产生可正面地促使挡板阀10、11移到打开和闭合位置的磁力。
在图3所示的装置中，提供给该器具的流体还未达到器具的溢流程度，因此没有发生供给过剩的状况。在该装置中，水可从热水源3和冷水源4流出，浮子坐靠在其底座20上。当浮子处于该位置上时，磁体如图5中所示，磁棒8的北极位于阀磁体12、13的南极之间，使得阀10和11依靠磁棒8和阀磁体12、13之间的磁引力保持在打开位置。在另一种构造中，磁体可被反向，使得磁棒8的南极位于阀磁体12、13的北极之间。
当器具中的流体水平达到器具溢流程度时，发生溢流，且流体流到溢流管1中。当流体沿溢流管1流下时，控制设备移到图4中所示的构造状态。特别地，流体流下溢流管1，并向上通过管18流入腔室5中，此时流体促使浮子7从图3所示的位置移向图4所示的位置，被移动的空气通过通气孔6进入大气中。
当设备移向图4中所示的构造时，磁体8移向图6中所示的位置，磁棒8的北极移向阀磁体12、13的北极。磁棒8和阀磁体12、13的北极之间的排斥力，以及阀磁体12、13的南极之间的排斥力促使挡板阀10、11围绕轴16、17枢轴地转动，移到图4所示的闭合位置，在该位置处，通过热水源和冷水源3、4的水供给至少基本上被切断。有利地，流经热水源和冷水源3、4的流体有助于促使挡板阀10、11移到闭合位置，一旦进入该闭合位置，水源管道中的流体压力便将阀10、11保持关闭在各自的密封颈口22和23上。
该阀可构造为当热水源和冷水源3、4移到图4所示的其闭合位置时，可以将其完全关闭。但是，虽然这种设置可适用于一些应用场合(例如易燃气体的运输)中，但是在该实施例中，对于配置有该设备(不是借助于器具中的流体平面)的器具的用户来讲，设备是否已经运行是不明显的，因而对于这种应用，优选的是，阀仍然允许少量流体通过，使得用户能立即注意到流入器具的流体量已被大大地减少，因此该控制设备已经运行。除提供一种警示用户的装置以外，使少量连续流体流经已闭合的阀也可有助于复位该设备。概括地，优选的是，该设备运行时将流体流动减少至少70％，更优选的是80％以上。
一旦该阀已经运行到至少基本上切断流经热水源和冷水源3、4的流体，保持在腔室5中的流体便向下排放到排水管19中，浮子7便返回到图3所示的位置。当浮子移向底座20时，磁棒8的南极移回到阀磁体12、13的北极之间，但是由于阀磁体12、13现在(比图5所示)更加远离磁棒，因而磁棒南极和挡板阀北极之间的吸引力不足以克服挡板阀10、11后面的流体压力，因此挡板阀继续保持闭合。这是本发明该实施例的一个重要特征，依靠该设置时，控制设备不能在打开和闭合位置之间循环。
为了使设备复位，用户只需要切断器具的水龙头，再等一小段时间，以使挡板阀10、11的上下流体压力相等。当流体压力开始相等时，挡板阀开始围绕它们各自的轴16、17枢轴转动(起初是在重力下转动，后来则是在磁棒南/北极和阀磁体的北/南极之间的引力下转动)，直到挡板阀处于图4中所示位置且热水源和冷水源再次打开为止。如果用户需要，用户可以再次打开水龙头，使流体再次流入器具中。
从上面的叙述显然可知，该实施例的设备提供了一种有效地控制流体流动的方式，其可以在不需要供电的情况下运行从而基本上切断流体供给。还显然地，一旦启动以基本上切断流体供给，该实施例的设备便保持在这种启动状态中直到重新复位为止。
在前述实施例中，设备构造为供具有两个分立的水龙头的器具使用。但是应当理解，该设备可以等效地用于所谓的混合水龙头中，热水和冷水源在该混合水龙头中混合并传给一个水龙头出口。还应当理解，和前述实施例中举例的一样，本发明的教导可以等效地应用于通常只有单独的液体源的应用场合(例如冷水箱)。
图7是根据本发明的第二实施例的设备30的示意图。
该实施例的设备包括以两部分(如图8中所示)形成的模制体31，也就是顶部32和底部33，在两者之间有一密封垫片(未示出)。顶部和底部可以借助于螺钉或铆钉固定在一起(密封垫片位于两者之间)，或者可以永久地连接——例如通过超声波焊接连接在一起。按照图7和8所示的那样使顶部32以位于最上方的方式定向对于设备的适当运行是很重要的。
该实施例的设备构造为供那种既提供热流体又提供冷流体的器具使用，为此包括具有入口35和出口36的热流体流动通道34和具有入口38和出口39的冷流体通道37。该设备包括溢流入口40和溢流出口41，如前一实施例一样，该溢流入口连接在器具溢流管上，且通过将溢流出口从器具连接到废水管上或者直接连接到排水管上的方式将该出口连接在排水管(未示出)上。
图7中，该设备构造为溢流管(例如通常的橡胶软管或编织物软管)与溢流入口和出口推入配合(push-fit coupling)，然而图8的设备设置有比管道系统领域内的技术人员公知类型的传统管道接头更大的管接头。
需要特别指出的是，图7和8中所示的设备相当薄，因而能很好地适用于安装在浴盆或洗手盆后面的有限空间处。
现在参见图9和10，下部33在内部分为三个部分：形成热流体流动通道34的一部分的第一部分42、形成冷流体流动通道37的一部分的第二部分43、和位于第一和第二部分之间的第三部分44。
第三部分44限定出一个被内壁45细分成两个部分44a和44b的空隙，这两个部分通过位于朝向溢流出口41的第一通道46(在图13中最好地示出)和朝向废水入口40的第二孔彼此流体相通，该废水入口40由阶梯壁部47形成(在图15和16中最好地示出)。该内壁包括用于铰链安装50的安装点49(图15和16)和从废水出口41向上通向设备的顶部32的通道51(在该实施例中通常为D形)。
在第三部分44的各个部分44a、44b中设置有驱动器，在该实施例中通常为安装在铰链安装50上以便能围绕铰链安装50枢轴转动的肾形的中空浮子52。每个浮子都载有一个通常水平安装的磁体53(在图18和19中最好地示出)，该磁体以北极位于最上方的方式定向。
第一和第二部分42、43各包括凹槽54(在图19中最好地示出)，在该凹槽中，通常为D形的挡板阀55借助于各个阀的端部处的定位插销56悬挂在形成于该凹槽中的狭缝(未示出)中。如图18和19所示，各个挡板阀55包括固定(例如通过粘结固定)在凹槽中阀的表面上的磁体57，该阀分别与下部33的第一和第三部分之间以及第二和第三部分之间的壁邻接。挡板阀磁体这样定向，使得它们的南极指向中心铰链50(虽然应当理解该浮子磁体和阀磁体的方向可以反过来，而不会影响设备运行的方式)。
该实施例的一个重要特征是，通过将挡板阀55定位在第一和第二部分中的凹槽54中，使得该阀不会冲击热流体通道和冷流体通道34、37，直到该设备被启动为止。
现在参见图11和12，顶部32包括闭合第一和第二部分42、43的横向法兰部分58，各个法兰部分包括孔59(参见图18和19)，以允许流体从第一和第二部分流出热和冷出口36、39。顶部32在前述法兰之间具有减小的壁厚，以便限定与第三部分44的空隙相通的沉陷部60，且当设备启动时，浮子52可移入该沉陷部60中。
如前所述，且如图13所示，第三部分空隙的第一和第二部分44a、44b通过通道46连通，该通道46在图12中示为被油腻物插塞61部分地关闭。
在发生供给过剩的事故中，该油腻物插塞用以确保(单位时间内)通过溢流出口41流出设备的流体量小于通过溢流入口40进入设备的流体量——进而确保由第三部分44限定的空隙填充有流体。为此，油腻物插塞包括由外围壁62限定的中心通孔(未示出)，该外围壁62基本上将通道46关闭，并包括多个使流体从第三部分空隙有限地排入排水管中的切除壁部63。
油腻物插塞中心孔与前述形成在内壁45中的D形通道51连通，如图12和13中所示，在顶部32和D形通道51之间有一个间隙64，使得流体可通过溢出限定D形通道51的壁的顶部的方式从第三隔板空隙排出(当其到达足够的水位时)，通过油腻物插塞61的中心通孔流到通道51中，并从那里流出溢流出口41，进入排水管中。
油腻物插塞61包括手柄65，这样其便可以从设备中移开(参见图13)，用户便可清除至少部分第三部分空隙44a、44b在使用时积累在设备中的碎屑(油腻物)，否则这些油腻物会通过阻塞前述切除壁部63的方式损害设备的适当运行。
现在参见图14至16，顶部32包括用于前述铰链安装50的互补安装点66，顶部和底部安装点确保铰链安装50是牢固的，不会在顶部和底部固定在一起时发生移动。该顶部和底部安装点可以简单地包括一些下沉处，铰链安装的顶部和底部上的凸起67(图10)可以与该下沉处配合。
铰链安装本身包括限定通常为矩形的框架的外围壁，该框架具有一对间隔的平行短边和一对间隔的平行长边。该框架的短边设置有前述的凸起，该长边借助于轴连接，浮子52可夹在该轴上，以相对该框架做枢轴运动。
如图15和16中所示，如果该设备构造为如图8中所示，则具有阶梯横截面形状从而使得设备可连接各种不同管径对于废水入口和出口是优选的(实际上对于冷、热流体入口和出口也如此)。这不能理解为是本发明的必要特征，但是，由于多种不同的管接头对于管道系统领域内的技术人员都是公知的，所以可以选用任何一种或多种。
现在参见图17至19，将详细描述该设备的运行。
在其静止状态，如图18中所示，形成在各个浮子52的底部上的凸起68靠在第三部分44的底部壁69上，各个挡板阀55位于它们各自的凹槽54中，使得它们不会阻碍流经热流体和冷流体通道34、37的流体。
如果器具的水龙头(未示出)打开一段足够的时间，流入器具的流体将最终达到这样一个点，流体在该点处流入器具溢流管、并从那里通过溢流入口40流入由第三部分44限定的空隙中。油腻物插塞61在适当的位置上，进入第三部分空隙的流体速度将大于流体流出的速度，且该空隙将被填满流体。
当流体填充空隙时，浮子52上升且浮子磁体53从其北极与阀磁体47的南极相邻的静止位置开始移动并向其施加吸引力，并越过阀磁体南极的表面。当浮子磁体越过阀磁体的表面时，会到达浮子磁体和阀磁体的南极面相互作用的点，在该点处阀磁体被浮子磁体推开，促使挡板阀移动以闭合(在流体压力的辅助下)热流体和冷流体通道34、37(如图19所示)。
如前所述，在该优选的设置中，该设备构造为当阀处于闭合位置时，继续允许少量流体流经挡板阀，这可以通过在挡板阀上打孔的方式实现，或者通过使挡板阀不完全密封在形成在顶部法兰58上的阀底座70上的方式实现。如前所述，优选的是，闭合阀减少至少70％的流体流动，更优选为80％以上。
一旦流入器具的流体速度被基本上闭合的供给源降低时，从空隙排出的流体速度将会大于进入的流体速度，该空隙将开始通过油腻物插塞61的切除壁部63排空。当空隙开始排空时，浮子52往后移向其在图18中所示的静止位置，但是阀挡板55保留在其闭合位置上，并继续基本上限制通过热流体通道和冷流体通道34、37的流体流动。
当器具的用户注意到已经发生溢流状况时，用户必须将器具的水龙头关掉，以使设备自动复位。当水龙头关掉后，挡板阀上下的流体压力开始相等，挡板阀往后移向其各自的凹槽中——开始是在重力的作用下移动，后来又在浮子磁体和阀磁体之间的引力作用下移动。
该复位过程通常少于30秒，一旦该设备自动复位完成，用户便可再次打开水龙头使流体流入器具中(虽然他们首先应当确定在器具再次被填充之前，一些流体已经排出器具)。
虽然前面给出了本发明的目前优选的实施例，但是应当理解，对于本领域的技术人员来讲，可以在不脱离本发明的范围情况下，替换提出一些不同的结构装置。
附图20和21中示出了本发明第三实施例的这种装置的横截面图。现在将在适当的情况下，利用在第二实施例中使用过的附图标记来描述该第三实施例。
在本发明的该实施例中，该设备的驱动器包括布置在由前述第三部分44限定的空隙内的中空容器71。该容器安装在多个例如螺旋弹簧的弹性固定件72上，该固定件72支撑在第三部分的底盘69上，以使该容器可相对于该底盘69向上和向下移动。
该容器包括排水口73，该排水口的尺寸确定为使得流出该容器的流体速度小于流入该设备的流体速度。如前所述，该出口可以被一个可移动的油腻物插塞61插上，虽然在该实施例中，流出流体速度的控制是借助于容器排水口73来实现，而不需要插塞包括切除壁部。
该容器包括一对如图所示定向、固定在容器的横向侧壁75上与挡板阀55靠近的磁体74。如果挡板阀磁体57以南极指向第三部分空隙的方式定向，那么固定在横向容器壁上的磁体应当以北极面向溢流出口41的方式定向。和第二实施例一样，如果需要的话，阀磁体和容器磁体的方向可以反过来，使得挡板阀磁体北极指向容器71，容器磁体南极指向溢流出口41。
在静止位置，弹性固定件72是伸长的，容器磁体74垂直位于挡板阀磁体57之上，容器是空的，挡板阀是打开状态。在溢流事故中，流体以快于其流出的速度进入容器，容器开始充满流体。当容器充满时，容器变得更重，因而逆着弹性固定件的偏压向下移动。当容器磁体轨迹跨过挡板磁体的表面时，阀开始运行，闭合流体供给源，直到通过关掉器具的水龙头使挡板阀上下的流体压力相等，进而使该设备复位为止，如前所述。
图22和23示出了本发明第四实施例的横截面图，该实施例以和第二实施例中的设备完全相同的方式运行。如前所述，在适当的情况下，使用与第二实施例相同的附图标记描述该实施例。
该第四实施例的设备构造为用于单独流体供给源的控制，特别适用于控制水箱(例如家用加热系统的水箱)的流体供给。该设备只包括一个驱动器，在该实施例中是一个浮子52。与第二实施例一样，浮子52载有磁体53，该磁体53与挡板阀55载有的磁体57相互作用，以在发生溢流状况且流体流入设备的溢流入口时移动阀55以闭合流体供给通道。
虽然在图22和23中未示出，但是该设备包括与第二实施例中结构相似的油腻物插塞，该插塞可插入溢流出口41，以确保从设备中流出的流体的速度小于通过溢流入口40流入的流体的速度，进而确保在发生溢流状况时，设备内的空隙44充有流体。
图24示出了本发明的第五实施例，图26和27分别示出了该实施例在打开和闭合构造中的特定元件。
参见图24，该实施例的设备包括一对阀组件75(该阀组件将分别结合图26和27进行详细描述)、包括溢流入口40的驱动器、溢流出口41和可围绕圆柱形外壳78的中心轴77旋转的、通常为X形的刀片元件76。如图24中所示，第一阀组件在该圆柱形外壳前面，第二阀组件则位于该外壳后面。
在轴77的各端，与各个阀组件75接近处，设置有磁体79，该磁体定向为使得它们位于与阀组件磁体所处的平面相垂直的平面内。
现在参见图25和26，各个阀组件75包括具有流体入口80的外壳、流体出口81、和容纳在外壳壁内的凹槽83中的挡板阀82。该挡板阀可围绕轴84从图25所示的打开位置枢轴地旋转到图26所示的闭合位置，在该闭合位置处从出口流出的流体至少基本上被阻止。
该挡板阀载有磁体84，该磁体84定向为位于与附着在轴77上的磁体79所处的平面相垂直的平面内，当轴77旋转时，在轴磁体79和阀磁体84之间产生排斥力，该排斥力促使阀磁体84围绕轴85枢轴转动，并移动使阀出口81闭合。如前所述，该实施例的阀组件保持闭合状态，直到该设备复位为止，所述复位例如可以通过关掉该阀组件连接在其上的水龙头、使挡板阀上下的流体压力相等且挡板返回到图25中所示的静止位置的方式实现。
在使用中，进入该设备所连接的器具的溢流管内的流体流入溢流入口，并冲击X形刀片元件76的刀片。流体对刀片元件76的冲击促使该刀片元件旋转，位于其上的磁体排斥且挡板阀运行以闭合流体出口81。
从前面的描述显而易见，此处所描述的本发明的各种实施例确实提供了一种用于控制流体流动的、不循环且不需要供电的装置。
虽然在此描述了本发明的一些目前优选的实施例，但是应当注意，那些实施例只是通过举例的形式给出，在不脱离权利要求所限定的本发明范围的情况下，可以对此处所描述的特定实施例做出一些修改和改变。例如，当需要传输的流体包括气体时，所必需或有利的是，通过提供短暂气流进入流体出口36、81促使阀从其启动位置移到其静止位置的方式来使设备复位。为此目的，可提供流体输送管(任意高压气体供应，例如储气瓶)。在另一种修改中，容器可以是借助于弹性偏压装置悬挂在腔室的顶部——而不是弹性偏压在腔室的底部。第三实施例的容器可以只载有一个磁体(或者只对一个阀起作用)，因此象第四实施例的设备那样构造为用以控制一种流体的供给。