用于防止水冻结和停滞的阀组件制造技术

一种阀组件(10)，包括：将被安装在流体/液体供应管线(14)中的阀(12)；以及水循环管(16)，该水循环管(16)具有第一端和第二端，第一端在使用中与供水管线流体连通，第二端与阀的内部容积流体连通。在使用中，在供水管线中流动的一些水通过水循环管被转向并且在阀中循环。通过水循环管被转向并且在阀中循环的水具有足够的流量，以防止在阀中的冻结和/或水停滞。

Valve assembly for preventing water freezing and stagnation

A valve assembly (10) includes a valve (12) to be installed in a fluid/liquid supply pipeline (14) and a water circulation pipeline (16), which has a first end and a second end, which are in use connected with the water supply pipeline fluid, and a second end connected with the internal volume fluid of the valve. In use, some water flowing in the water supply pipeline is diverted through the water circulation pipe and circulated in the valve. Water that is diverted through the water circulation pipe and circulated in the valve has sufficient flow to prevent freezing and/or water stagnation in the valve.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于防止水冻结和停滞的阀组件
本专利技术总体上涉及阀，例如用于配水系统的阀，更具体地，涉及防止水冻结和停滞的阀组件。
技术介绍
用于市政的配水系统中的停滞水引起饮用水的污染问题。在流量不足以保持水的活跃的水管路系统和贮水器中发现停滞，水长时间地保持静止。市政管路系统中的停滞水是导致以下情况的主要原因：水味差、水的恶臭、水变色、住宅热贮水器中沉积物积聚，以及厕所贮水器和浴室配件排水中的细菌生长。停滞水会引起许多疾病，诸如消化问题。通常，市政供水系统定期冲洗以排出停滞水，并且消除供水系统中使用的氯或其它消毒剂的浓缩，所述氯或其它消毒剂倾向于在低流量区域处积聚。与寒冷气候中的低流量或水停滞相关联的另一问题是管道中水冻结的可能性，这可能导致管道破裂或爆裂。通常，将水龙头有意地保持打开以允许连续的水流，使得在冬季的零度以下的温度期间，水不会在管道中冻结。当然，这具有浪费水的缺点。对于管道系统中的空气阀、空气释放阀或空气和真空阀而言，停滞水和冻结的问题尤其麻烦。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种阀组件，该阀组件防止阀中的水冻结和停滞，如下文更详细地描述的。因此，根据本专利技术的一个实施例提供了一种阀组件，该阀组件包括：安装在供水管线中的阀；以及水循环管，该水循环管具有第一端和第二端，所述第一端与供水管线流体连通，所述第二端与阀的内部容积流体连通，因而在供水管线中流动的一些水通过水循环管被转向并且在阀中循环。通过水循环管转向并且在阀中循环的水具有足够的流量，以防止阀中的冻结和/或水停滞。根据本专利技术的一个实施例，水循环管的第二端与阀的上内部容积流体连通。根据本专利技术的一个实施例，阀包括空气释放阀和/或空气和真空阀。水循环管的第一端可以在阀的入口的下游或上游，或与阀的入口齐平。根据本专利技术的一个实施例，水循环管分支成多个分支，该多个分支与阀的不同部分流体连通。根据本专利技术的一个实施例，水循环管由绝热材料覆盖。根据本专利技术的一个实施例，还提供了一种用于改善安装在供水管线中的阀的性能的方法，所述方法包括：安装水循环管，使得其第一端与供水管线流体连通，并且其第二端与安装在供水管线中的阀的内部容积流体连通，从而使在供水管线中流动的一些水通过水循环管转向并且在阀中循环。附图说明从以下结合附图的详细描述中，将更全面地理解和领悟本专利技术，其中：图1是根据本专利技术的非限制性实施例构造和操作的阀组件的简化图示；图2是试验结果的简化图解说明，它比较了空气阀，并且证明了水循环管防止阀中的冻结的有效性；图3A-3B是根据本专利技术的非限制性实施例构造和操作的阀组件的简化图示，其中水循环管分支成两个分支；图4A-4B是根据本专利技术的另一个非限制性实施例构造和操作的阀组件的简化图示，其中水循环管分支成两个分支；图5A-5B是根据本专利技术的又一个非限制性实施例构造和操作的阀组件的简化图示；图6A-6C是根据本专利技术的非限制性实施例的、具有加宽入口的水循环管的简化图示；图7是根据本专利技术的另一个非限制性实施例的、由柔性材料制成的水循环管的简化图示；图8是根据本专利技术的另一个非限制性实施例的、面向下游和/或上游设置的水循环管的简化图示；图9是根据本专利技术的非限制性实施例的、由偏离中心地引入水的水循环管的不同位置引起的效果的简化图示；和图10是根据本专利技术的非限制性实施例的、将水引入阀体顶部的水循环管的简化图示。具体实施方式现在参考图1，其示出了根据本专利技术的非限制性实施例构造和操作的阀组件10。阀组件10包括安装在供水管线14中的空气阀12。空气阀12可以用在水输送系统中。管道系统中的空气阀起到两个主要功能的作用。第一个主要功能是释放从加压管道内的溶液逸出的积聚空气。这种空气导致气泡形成，形成的气泡会聚集在沿着管道轮廓的局部高点处。当气泡的浮力大于随液体输送气泡的能量时，发生空气积聚。空气阀释放自由空气，并且也称为空气释放阀。空气阀的第二个功能是当管道的内部压力降至大气压以下时，允许空气进入系统中。通过在内部真空条件产生时允许空气进入管道，可以减小真空压力的大小，结果，有助于防止管道经历过度偏转和/或坍塌，并且有助于防止形成完全真空条件，其中在完全真空条件下，可能因流体蒸发而形成气蚀。在这种情况下使用的空气阀也称为空气和真空阀。当初始地填充管道时以及在水体积分离后，该空气和真空阀用于从管道系统排出大量空气。如将稍后指出的，本专利技术不限于空气阀。应注意，本专利技术不限于与水一起使用，而是可用于任何液体、流体或可流动物质，并且说明书和权利要求中的术语“水”涵盖任何的液体、流体或可流动物质。根据本专利技术的一个实施例，水循环管16将来自供水管线14的水的一些流量转向到空气阀12的上部。水循环管16的一端与供水管线14流体连通，并且另一端与阀12的内部容积成流体连通。在一优选实施例中，水循环管16是皮托管(Pitottube)，但也可以使用其它形状的循环管。被转向到阀12的水进入阀12的上部容积(或其它合适的位置)，向下流过阀12的内部，从而引起阀12中的水循环。这种循环防止阀12中的水的冻结和停滞。令人惊奇的是，已经发现，在空气阀12中增加的水循环不会干扰空气阀12的任何功能，无论是被用作空气释放阀，还是被用作空气阀和真空阀。本专利技术不仅适用于空气阀，而且适用于任何的阀，诸如但不限于止回阀、单向阀或逆流防止阀。另外，尽管与供水管线14的其余部分相比，阀12的容积相对较小，但令人惊讶地发现，通过循环管16的水流足以成功地防止冻结和停滞。如图1所示，水循环管16的入口可以设置在从供水管线14到阀12的入口的上游，或设置成与阀12的入口齐平。水循环管16的入口面向上游。或者，水循环管16的入口可以设置成面向下游，或者可以使用两个管，一个管面向上游，而另一个管面向下游，如稍后在图8中所示的。水循环管16可以安装在阀的外部，如图3A-5B所示，其中水循环管16的一端连接到供水管线，另一端连接到阀的内腔。或者，如图1所示，水循环管16可以穿过安装在阀12和供水管线14之间的分离阀17。下面描述在水循环管16的设计中进行的计算，以及为验证计算和证明该构思有效而进行的实验。通过水循环管的壁厚对环境的热损失由下式给出：其中qe＝到环境中的热损失K＝管材的导热率A＝与周围环境接触的管面积B＝管的壁厚ΔTΡ＝管中的水与周围环境之间的温差在循环管中流动的水所获得的热由下式给出：其中qp＝管中的热增量C＝水的热容量ΔTW＝循环管中的水的入口和出口之间的温差为了使由循环管中的水获得的热超过到环境的热损失，qp必需至少等于qe。通过使上述等式彼此相等并且求的解，可以计算出最小所需的水的质量流量：以下数据是作为非限制性示例：K＝0.23W/K·m(尼龙6工程塑料，例如可从美国明尼苏达州威诺纳市的RTPCompany获得的PA630GF)A＝0.0314m2B＝3mm(循环管长度＝200mm；直径＝50mm)ΔΤp＝30℃(周围环境＝-30℃)C＝4200J/kg·KΔTW＝4℃(入口＝4℃；出口＝0℃)所需的质量流量为0.004872kg/s，即每小时17.54升(1/h)的体积流量。对于2英寸的主水流管和16.5mm直径的皮托管的测试结果表明，对于主水流管中的14501/h的水流量(即，水流速度为0.21m/s)，皮托管中的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀组件，包括：阀，所述阀安装在供水管线上；和水循环管，所述水循环管的第一端与供水管线流体连通，并且所述水循环管的第二端与所述阀的内部容积流体连通，使得在所述供水管线中流动的一些水通过所述水循环管被转向并且在所述阀中循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.14 US 14/995,3191.一种阀组件，包括：阀，所述阀安装在供水管线上；和水循环管，所述水循环管的第一端与供水管线流体连通，并且所述水循环管的第二端与所述阀的内部容积流体连通，使得在所述供水管线中流动的一些水通过所述水循环管被转向并且在所述阀中循环。2.根据权利要求1所述的阀组件，其中，通过所述水循环管被转向并且在所述阀中循环的水具有足够的流量，以防止在所述阀中的冻结。3.根据权利要求1所述的阀组件，其中，通过所述水循环管被转向并且在所述阀中循环的水具有足够的流量，以防止所述阀中的水停滞。4.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述水循环管包括皮托管。5.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述水循环管的所述第二端与所述阀的上内部容积流体连通。6.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述阀包括空气释放阀和/或空气和真空阀。7.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述水循环管的入口相对于所述阀面向上游。8.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述水循环管的入口相对于所述阀面向下游。9.根据权利要求1所述的阀组件，包括多于一个的水循环管，其中所述水循环管中的一个的入口相对于所述阀面向上游，而所述水循环管中的另一个的入口相对于所述阀面向下游。10.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述水循环管分支成多个分支，所述多个分支与所述阀的不同部...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔·巴哈卢尔，阿米尔·达维德斯科，
申请(专利权)人：艾瑞流体控制设备有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL