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TWI519700B - 用於衛生污水管路系統內之空氣導納閥的閉合及密封裝置 - Google Patents

用於衛生污水管路系統內之空氣導納閥的閉合及密封裝置 Download PDF

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TWI519700B
TWI519700B TW099103858A TW99103858A TWI519700B TW I519700 B TWI519700 B TW I519700B TW 099103858 A TW099103858 A TW 099103858A TW 99103858 A TW99103858 A TW 99103858A TW I519700 B TWI519700 B TW I519700B
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劉翰辛
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Description

用於衛生污水管路系統內之空氣導納閥的閉合及密封裝置
本發明係關於空氣導納閥用之閉合及密封裝置，空氣導納閥連接至衛生污水管路系統以保護該系統中之水閘且防止污水或下水道系統中所含有之空氣與周圍大氣之間的連通，該閥在該管路系統內存在突然壓力降落或欠壓峰值時自動開放以將大氣導納至該管路系統中。
閉合及密封裝置在一方面被理解為可移動之閉合構件或隔膜且在另一方面被理解為固定閥座，其在該閥之封堵位置中與該閉合構件協同操作。
建築排水及通風系統在正常操作條件下涉及歸因於任何衛生器具排汙所產生之不穩定水降落而在該系統之垂直堆疊內建立所引發之空氣流。為保護居住空間免遭受污染之惡臭，每一器具通常皆藉由一水閘密封件來保護。歸因於排水系統內之水降落所致之變化產生偶發之空氣壓力變化(正及/或負)，該等偶發變化通常能夠藉由歸因於該系統中之突然欠壓所致的虹吸作用或因水過載所致的在空氣路徑閉合後出現的反壓力而干擾此等水閘密封件。
已引入空氣導納閥以避免該等不便且亦提供避免必需將污水管路系統向建築物之屋頂外通風的可能性，此係因為該等閥僅回應於污水管路系統中之低氣壓條件方開放。
該等閥經設計以確保最大之可能空氣流自該閥之空氣 入口進入至污水管路系統，同時通過臨時開放之閥隔膜。
將區分兩個主要類別之空氣導納閥：第一類別包含擱置於兩個同軸圓形座上之環狀閉合構件；且第二類別包含擱置於相應周邊座上之球形或圓形閉合構件。
第一自動空氣導納閥中之一者揭示於文獻BE 831.833中。
以申請者之名義申請的更近之專利文獻US 4.232.706揭示一種自動閥器件，其中一構成該閥之主體的垂直管包含在其上端處的呈文式管之形式的頸縮，該頸縮與一蓋協同操作以形成一周邊空氣入口，該周邊空氣入口設置有一位於該頸縮之外部處的環形閥構件，且該自動閥器件在該等管路中出現負壓時可傾斜同時准許新鮮空氣滲透至垂直污水管路中，且在壓力平衡時或在存在過壓時佔據一閉合位置，在該閉合位置中，防止受污染空氣逃逸。該閥包含一環形周邊開口，其在提昇該環形閥構件之情況下朝著與污水管路連接之垂直管散布空氣入口。
在此類閥中，圓形或環形閥構件通常擱置於各自具有圓形密封表面之兩個同心閥座上。在閥構件變形或扭曲之情況下，就必需用兩個密封表面中之至少一者來對該閥構件或隔膜進行氣密閉合而論，可能出現問題。
文獻EP 0 409 506揭示一種用於將空氣導納至一管路之閥器件，其包含：一主體，其適於安裝於該管路上；一腔室，其在該主體之上部部分中，設置有通往該管路之內部空間的至少一第一通路；一中央圓形閉合構件；及一第 二通路，其在該主體內以用於在提昇該閉合構件時使周圍空氣與該腔室之間連通。該閉合構件通常藉由例如中央棒之引導裝置來引導。已藉由設置於密封表面上之O形環或設置於該閉合構件上之橡膠圓盤來實現可移動閉合構件與密封件之間的密封。
文獻EP 1 650 363揭示一種空氣導納閥，其具有與上述器件基本上相同之結構。該密封元件包含一藉由一上部隔膜支撐件及一下部隔膜支撐件維持之彈性體密封隔膜。在該閥處於密封位置中時，該密封隔膜擱置於空氣入口壁上之密封唇緣上。
已知器件中之閉合構件或隔膜之製造通常為複雜且昂貴的，因為其係由不同組合物(亦即，剛性及/或可撓性材料)之若干元件製成。現有空氣導納閥之另一主要缺點為閉合構件或隔膜與密封表面或閥座之間的密封能力之準確性。確實，該密封表面最具剛性或包括一固定密封環(O形環)。可發生閉合構件及/或密封表面之平坦度歸因於熱或材料變形所致的小變化，進而致使受污染之空氣有可能自下水道系統朝周圍大氣洩漏及釋放。
本發明之目標為提供一種改良之空氣導納閥，其極便於且易於製造，同時提供改良之密封能力及密封可靠性。
上述目標根據本發明之特性來達成，該等特性更特定地描述於所附申請專利範圍中。
自根據本發明之閥的實施例之以下描述將顯見本發明之更多細節、優點及特徵，且在該描述中，參看了圖式。
如圖1及圖3中所展示，該閥包含一經典空氣導納閥外殼10，該外殼10具有一包含一垂直管狀構件12之下部部分，該管狀構件12具有內部空間19，其適於連接至為下水道系統之一部分的衛生污水管路(未圖示)之垂直堆疊。
外殼10之上部部分藉由罩或蓋14來隔離。在蓋14與管狀構件12之間，該外殼通常設置有(一方面)朝向周圍大氣之通路16及(另一方面)朝向管狀構件12之內部空間19且隨後至下水道系統的通路18(圖3)。
通路16與通路18藉由中央圓形開口20而彼此連接，中央圓形開口20之上邊緣表示經設計以與可移動閉合構件24協同操作之固定密封構件22。
可移動閉合構件24之下表面26與空間30接觸，空間30與朝向周圍大氣之通路16連接，且可移動閉合構件24之上表面28與上部罩14內之空間32接觸，空間32與朝向管狀構件12之內部空間19的通路18連接。
通路16及內部空間30係藉由閉合壁21(其為閥外殼10之一部分)與管狀構件12的內部空間19隔離。
根據本發明，可移動閉合構件24設計成中央提動閥40之形狀，中央提動閥40設置有倒置之碗狀中央部分42，該中央部分42之下表面與大氣氣壓永久接觸。吾人可易於理 解，提動閥40之碗狀下表面提供與大氣氣壓接觸之增加之表面，且因此，在下水道系統內之負壓的情況下，閉合構件24之提昇力將顯著改良。
較佳地，提動閥40之碗狀中央部分42將設置有周邊軸環，其具有一倒置而有斜角度的(inverse angled)錐形表面44，朝著上邊緣45以角度α(圖2)向上延伸。此角度可在20°與45°之間，且較佳約30°。
碗狀中央部分42之下表面與周圍大氣接觸且在閥40之上表面處發生突然之負氣壓的情況下為閥40提供極好提昇力。
為仍改良圓形提動閥40之提昇力，閥之倒置而有斜角度的錐形表面44沿半徑為R之圓形些微彎曲。該半徑R約等於閥座開口20(見圖7)之直徑。
較佳地，碗狀中央部分42之頂部的水平面將位於比倒置而有斜角度的錐形表面44之上邊緣45之水平面高的位置中。
碗狀內部部分42之下表面在其中央處設置有一管狀延伸部46，其經設計以作為導引裝置與剛性連接至閥外殼10之壁21的桿48協同操作。根據一較佳實施例，桿48設置有一星形外表面(如圖6上所展示)以最小化管狀延伸部46與桿48之間的摩擦且避免提動閥40停留在該桿附近。
提動閥40可以任何合適之剛性塑膠材料(例如，聚丙烯(PP)或ABS)來製造。
亦根據本發明，中央開口20之上邊緣22設置有一軟環 形座50，其具有一朝著開口20之中央延伸的薄環形懸臂平台或唇緣52。
具有懸臂唇緣52之軟環形座50可以任何合適之橡膠材料，例如，腈-丁二烯橡膠(NBR，Nitrile Butadiene Rubber)，來製造，且藉由剛性環54夾持至閥外殼10之閥座22。
考慮到將軟環形座50穩固地緊固至中央開口20之上邊緣22上，該剛性環54可設置有向下延伸之可撓性指狀物55且在其下尖端處設置有閂鎖56，閂鎖56經設計以緊夾至閥外殼10之閉合壁21的下表面上。
在正常之閉合位置(圖1及圖2)中，提動閥40以其倒置而有斜角度的錐形表面44自由地擱置在軟環形座50之懸臂唇緣52上，進而在正常(平衡)氣壓條件下提供安全密封表面。
在下水道系統內部發生突然負壓之情況下且如圖3及圖4中所展示，大氣氣壓將提昇該提動閥40，且大氣將瞬時引入至下水道管路中。在平衡下水道系統內之氣壓後，提動閥40將藉由重力恢復其靠在懸臂唇緣52上的閉合位置。
在可移動閉合構件24之提昇期間，倒置提動閥40將藉由在固定桿48上移動之管狀延伸部46引導，且將藉由碗狀提動閥40之中央上部部分28鄰接閥外殼10之上部罩14的下表面而防止撞出。
在下水道系統內存在過壓之情況下，內部空間19、通 路18及上部空間32中所含有之空氣將推壓提動閥40之上表面28，進而使倒置而有斜角度的錐形表面44穩固地壓在懸臂唇緣52上，使其向下變形，同時歸因於倒置而有斜角度的錐形表面44而放大密封表面。在進行此操作期間，應清楚，過壓愈大，密封表面愈大，此情形提供抵抗下水道系統中之過壓的增加之密封特性。
自本發明之上述描述，應清楚，已達成相對於在下水道系統用之空氣導納閥內的現有技術水平之封閉及密封元件的主要改良。
相對於已知密封裝置之本發明之主要優點為：易於製造閉合及密封元件之形狀及組件，同時在下水道系統內突然出現負氣壓後使提動閥具有更有效之提昇力，及在平衡空氣條件或下水道系統內之任何可能正氣壓下改良空氣導納閥之閉合準確性及密封能力。
本文中所描述之實施例的目的僅用以說明本發明，同時在不偏離以下申請專利範圍中所表達的本發明之範疇的情況下仍有其他變化為可能的。
10‧‧‧空氣導納閥外殼
12‧‧‧管狀構件
14‧‧‧外殼之上部罩
16‧‧‧朝向周圍大氣之通路
18‧‧‧朝向下水道系統之內部空間的通路
19‧‧‧管狀構件12之內部空間
20‧‧‧中央圓形開口
21‧‧‧外殼10之閉合壁
22‧‧‧固定密封構件
24‧‧‧可移動閉合構件
26‧‧‧閉合構件之下表面
28‧‧‧閉合構件之上表面
30‧‧‧與通路16連接之內部閥空間
32‧‧‧與通路18連接之罩14內的空間
40‧‧‧倒置提動閥
42‧‧‧提動閥之下部部分
44‧‧‧倒置而有斜角度的錐形表面
45‧‧‧上邊緣
46‧‧‧管狀延伸部
48‧‧‧固定垂直桿
50‧‧‧軟環形座
52‧‧‧懸臂唇緣
54‧‧‧剛性環
55‧‧‧指狀物
56‧‧‧閂鎖
圖1為根據本發明之設置有密封裝置的閥外殼之截面圖，其展示朝向周圍大氣之通路；圖2為圖1中之細節A的放大圖，其中閉合構件處於閉合或密封位置中；圖3為同一閥外殼之截面圖但係在垂直於圖1中之平面 的平面中所截取，其展示朝向下水道系統之內部空間的通路；圖4為圖3中之細節B的放大圖，其中閉合構件處於開放或提昇位置中；圖5為與圖3相同之部分剖視圖，其展示一些替代構造特徵；圖6為沿著圖5中之線C-C的剖視圖，其展示閥引導裝置之實例；圖7為根據本發明之提動閥的詳細截面圖。
10‧‧‧空氣導納閥外殼
12‧‧‧管狀構件
14‧‧‧外殼之上部罩
16‧‧‧朝向周圍大氣之通路
18‧‧‧朝向下水道系統之內部空間的通路
19‧‧‧管狀構件12之內部空間
20‧‧‧中央圓形開口
22‧‧‧固定密封構件
24‧‧‧可移動閉合構件
26‧‧‧閉合構件之下表面
28‧‧‧閉合構件之上表面
30‧‧‧與通路16連接之內部閥空間
32‧‧‧與通路18連接之罩14內的空間
40‧‧‧倒置提動閥
42‧‧‧提動閥之下部部分
44‧‧‧倒置而有斜角度的錐形表面
46‧‧‧管狀延伸部
48‧‧‧固定垂直桿
50‧‧‧軟環形座
52‧‧‧懸臂唇緣

Claims (16)

  1. 一種空氣導納閥，該空氣導納閥連接至一衛生污水管路系統，用於回應於該衛生污水管路系統中之突然氣壓降低而將大氣朝向一閥密封裝置導納至該衛生污水管路系統中，以便保護該衛生污水管路系統中之水閘且防止受污染之空氣自該衛生污水管路系統排放至大氣，該空氣導納閥包含一閥外殼，該閥外殼具有：一垂直管狀構件，其適於連接至該衛生污水管路系統且具有一第一內部空間，一蓋或罩，其在該閥外殼之上端處且具有一第二內部空間；一閥開口，該閥開口具有周邊及一閥座，該閥座在該閥開口的周邊處設置有軟環形座，該閥開口位於該垂直管狀構件與該蓋之間，該閥座適於與一可移動閉合構件協同操作，該可移動閉合構件具有一上表面及一下表面；自該閥外殼之一第三內部空間導向周圍的大氣的至少一通路；自該閥外殼內之該第二內部空間導向該衛生污水管路系統之該第一內部空間的至少一另外通路；其中該至少一通路及該至少一另外通路分別與該可移動閉合構件之上表面或下表面接觸，以在該衛生污水管路系統中出現氣壓之突然損失時提昇該可移動閉合構件，進而允許新鮮空氣經由該至少一通路進入至該衛生污水管路系統中，以便平衡該衛生污水管路系統內部之氣壓， 其中該可移動閉合構件包含一具有圓形提動閥形狀的剛性可移動構件，該剛性可移動構件設置有一倒置碗狀內部部分，且其中該可移動閉合構件另設置有一圓錐形周邊軸環，該圓錐形周邊軸環具有一向上延伸的倒置而有斜角度的錐形表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中具有圓形提動閥形狀的該可移動閉合構件之該倒置碗狀內部部分設置有上部中央區域，該上部中央區域在一水平面處延伸，該水平面高於該倒置而有斜角度的錐形表面之上部周邊邊緣的水平面。
  3. 如申請專利範圍第2項之空氣導納閥，其中該倒置碗狀內部部分之下表面具有設置有一管狀延伸部之中央，該管狀延伸部經設計以與一垂直桿協同操作以用於達成引導目的，該垂直桿剛性地連接至該閥外殼之一壁部分。
  4. 如申請專利範圍第3項之空氣導納閥，其中該垂直桿設置有由截面觀之為星形的外表面以便減少提動閥的該管狀延伸部與該垂直桿的外表面之間的摩擦。
  5. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中周邊邊緣的該倒置而有斜角度的錐形表面以一在20°與45°之間的角度向上延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中周邊邊緣的該倒置而有斜角度的錐形表面以一約30°之角度向上延伸。
  7. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中周邊邊緣的該倒置而有斜角度的錐形表面沿一具有一半徑之彎曲圓形向上延伸。
  8. 如申請專利範圍第7項之空氣導納閥，其中該倒置而有斜角度的錐形表面之彎曲圓形的半徑約等於該閥開口之直徑。
  9. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中具有圓形提動閥形狀的該剛性可移動構件係以一剛性塑膠材料來製造。
  10. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中具有圓形提動閥形狀的該剛性可移動構件係以選自於由聚丙烯(PP)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)所組成的群組之一材料來製造。
  11. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中該閥座之上邊緣設置有一軟環形座，該軟環形座具有一朝著該閥開口之中央延伸的薄環形懸臂平台或唇緣。
  12. 如申請專利範圍第11項之空氣導納閥，其中該軟環形座係以一橡膠材料來製造。
  13. 如申請專利範圍第12項之空氣導納閥，其中該軟環形座係以腈-丁二烯橡膠(NBR)來製造。
  14. 如申請專利範圍第11項之空氣導納閥，其中該軟環形座係藉由一固定至該閥外殼上之剛性環來朝著該閥座之上邊緣夾持。
  15. 如申請專利範圍第14項之空氣導納閥，其中該剛 性環係藉由一組彈性閂鎖而夾持至該閥外殼之一閉合壁的下側上，該組彈性閂鎖設置於指狀物之下尖端處，自該剛性環向下延伸。
  16. 如申請專利範圍第1項之空氣導納閥，其中具有圓形提動閥形狀的該可移動閉合構件之該倒置碗狀內部部分的下表面與大氣氣壓永久接觸，上表面與該衛生污水管路系統之內部空間壓力接觸。
TW099103858A 2009-02-25 2010-02-08 用於衛生污水管路系統內之空氣導納閥的閉合及密封裝置 TWI519700B (zh)

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