專利名稱：用于家禽供水系統(tǒng)的斜坡中和器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體流動(dòng)系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)，特別涉及家禽供水系統(tǒng)預(yù)先選定的流體壓力的保持，不管該環(huán)境中是否有水平斜坡。
在農(nóng)業(yè)行業(yè)中，家禽供水系統(tǒng)是眾所周知的，并且在以前的許多專利中都講述過。通常，它們被用來向籠中培養(yǎng)系統(tǒng)和地面培養(yǎng)系統(tǒng)中家禽提供水分，有時(shí)也將藥品和營養(yǎng)物質(zhì)溶解于水通過它們向家禽提供。家禽供水系統(tǒng)常常包括繞整個(gè)家禽室內(nèi)部布置的液體輸送管道。獨(dú)立的飲水器，比如美國專利4,637,345和5,193,485中所述的噴嘴式飲水器，被聯(lián)接到液體運(yùn)輸管道中以便家禽在需要時(shí)可以飲用到水。這些運(yùn)輸管道聯(lián)接到有壓力的液體源。
為了減少泄漏和確保噴嘴式飲水器有效地工作，常常必須仔細(xì)地調(diào)節(jié)運(yùn)輸管道中的流體壓力。此外，在家禽室中所使用的流體壓力常常是非常低的，只有幾英寸的水壓壓頭。眾所周知如此低的壓力使得閥和流體系統(tǒng)中部件表現(xiàn)出與普遍或更高壓力下不同的功能特性。以前曾有人提出在運(yùn)輸管道和外部液體進(jìn)口之間安裝液體壓力調(diào)節(jié)器以便降低運(yùn)輸管道中所加流體的壓力和補(bǔ)償流體供壓變化。在轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的美國專利4,344,456中給出了這種流體壓力調(diào)節(jié)器的實(shí)例。
但是，在家禽室內(nèi)部，特別是在地面家禽飼養(yǎng)系統(tǒng)中，在上述的壓力調(diào)節(jié)器下游的輸送管道中流體壓力可能會(huì)產(chǎn)生變化。這種變化部分地發(fā)生在家禽室地面有明顯的斜坡情形下。在建造在不平地面的房屋內(nèi)，這種斜坡并非不常見。請記住家禽室通常有數(shù)百英尺長，即使地面有很小角度的斜坡也會(huì)在沿家禽室長度方向產(chǎn)生幾英尺的流體壓力變化。在其它非類似式的流體系統(tǒng)中，幾英尺的流體壓力變化很難注意得到。但是在家禽室中，這種超壓會(huì)產(chǎn)生不良的情況，比如由于將液體從立管另一端壓出使得濺濕了地面，且/或干擾了噴嘴式飲水器的正常工作，使得飲水器難以開啟，或者需要提供太多的液體才能開啟。這些情況對家禽生產(chǎn)具有有害的作用。
流體流量的變化可能也會(huì)引起壓力變化。在不同的時(shí)間內(nèi)，比如在喂食或在熱天里，室內(nèi)家禽會(huì)通過噴嘴式飲水器消耗大量的水。但是，在喂食間隔期和陰涼的天氣里，由輸送管道進(jìn)入噴嘴式飲水器的流體流量會(huì)小得多。
通常希望輸送管道內(nèi)流體壓力保持基本不變，比如在輸送管道整個(gè)長度上，不管室內(nèi)坡度和流體流量的大小，壓力為4英寸左右。以前有許多裝置曾安裝到輸送管中試圖達(dá)到上述的壓力要求。例如，曾有人提出沿流體供壓調(diào)節(jié)器下游的每根輸送管道按空間間隔安裝上述的流體壓力調(diào)節(jié)器。雖然在低流量或流量為零時(shí)，這些壓力調(diào)節(jié)器能保證良好的封閉性，但是在壓力大小改變和在大流量間隔期的充運(yùn)時(shí)需要進(jìn)行逐個(gè)調(diào)節(jié)。在特定的家禽室里，給定輸送管的長度和如此使用的壓力調(diào)節(jié)器的數(shù)量，這種調(diào)節(jié)會(huì)是一件耗時(shí)的工作。而且，這種流體調(diào)節(jié)器比將要優(yōu)選的要更昂貴，裝配和保養(yǎng)更復(fù)雜。
作為一種選擇，有人曾提出沿每個(gè)輸送管道按空間間隔安裝一系列的偏壓彈簧止回閥。例如，按上述方法來使用柱塞式閥，該閥包括一個(gè)與液體流向水平對準(zhǔn)的彈簧，安裝該彈簧目的是促使一個(gè)閥元件向上游運(yùn)動(dòng)與一個(gè)可壓縮的橡膠閥座閉合。如果彈簧保持恒定的壓力，這種閥能夠根據(jù)每個(gè)閥中的偏壓彈簧的不同壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流體壓力。但是，這種閥在低流量或流量為零時(shí)，有泄露的傾向。即使是緩慢的泄露，在整個(gè)管道的長度上累加起來也很大。因而，流體壓力不能保持在期望值上。出現(xiàn)這種泄露的一個(gè)原因是，所用來偏壓閥的彈簧彈力必須足夠小，例如在水流要求的4英寸流體壓力下使閥保持開啟，但是當(dāng)沒有水流時(shí)，彈力太小不能使閥部件足以壓緊在閥座上。替用彈力大的彈簧可以在沒有水流時(shí)保持較好的密封，但是使得閥部件對開啟閥的流體壓力改變不敏感。并且，這種閥易于因所進(jìn)入所提供的流體并流過輸送管道的碎屑而卡住和阻塞。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一個(gè)改進(jìn)的家禽供水系統(tǒng)。其它的目的包括a．一種自動(dòng)中和通過家禽室地面斜坡而引入家禽供水系統(tǒng)壓力的可靠方法。
b．一種并不昂貴的液體壓力補(bǔ)償裝置，它可作用于包括零流量在內(nèi)的液體流量范圍，c．一種在低流量或零流量下不易于泄露的用于家禽供水系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)裝置，d．一種自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入流體壓力和速度的減壓機(jī)，目的在于保持預(yù)先確定的下游液體壓力，和e．一種對流體中碎屑不敏感的減壓機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的上述和其它目的在安裝有一系列的壓力中和室的家禽供水系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，每個(gè)中和室?guī)в兄辽僖粋€(gè)直立的、重力偏壓的止回閥，它們沿液體輸送管道按空間間隔安裝，目的在于把液流壓力保持在預(yù)先選定的范圍內(nèi)。每個(gè)止回閥包含有一個(gè)圓錐狀或漸漸增大的閥出口孔?？梢园惭b壓重元件來進(jìn)一步偏壓球閥使其向上游閉合。所選用的每個(gè)閥的球狀元件可以在流體流經(jīng)時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)以便產(chǎn)生局部紊流沖散流體中的碎屑。最好是，在每個(gè)中和室內(nèi)平行安裝多個(gè)球閥。同時(shí)，有利的是，每個(gè)球閥的構(gòu)造使得開啟壓力大于保持開啟狀態(tài)的壓力。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照下列附圖和詳細(xì)說明時(shí)一定能明確發(fā)本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎之處。


圖1用示意圖的方式顯示一種使用本發(fā)明最佳實(shí)施例的家禽供水系統(tǒng)的一個(gè)局部。
圖2顯示了一個(gè)本發(fā)明的壓力中和室的側(cè)視分解裝配放大圖。
圖3顯示了圖2中沿線2-2的壓力中和室裝配側(cè)視剖面圖。
圖4顯示了圖3中壓力中和室的頂視圖。
圖5顯示了圖3中壓力中和室沿下游末端看去的端視圖。
圖6顯示了圖3中閥座裝配進(jìn)一步放大后的局部剖視圖。
圖1圖解了一種家禽供水系統(tǒng)10，它至少部分帶有一個(gè)液體輸送管或供給管12，通過壓力從液體源13導(dǎo)流液體；一個(gè)連接在管道入口處的壓力調(diào)節(jié)器14，優(yōu)先選用美國專利4,344,456中所闡述由印第安那州Middlebury的ziggity Systems公司生產(chǎn)的類型。調(diào)節(jié)器14的輸出口聯(lián)接到通往家禽處的液體輸送管或供給管16。噴嘴式飲水器18按傳統(tǒng)方式沿供給管16依空間間隔安裝。支持管20經(jīng)過吊索安裝在家禽室。供給管16用固定夾24在家禽室地面上方預(yù)定的位置固定到該管上。這些特點(diǎn)從本質(zhì)上講都是傳統(tǒng)的。
供給管16由一系列的輸送管或管道區(qū)段聯(lián)接而成，它們沿家禽室內(nèi)長度方向分布，通常沿縱軸28方向。在實(shí)際的實(shí)施例中，許多這樣的供應(yīng)管常常空間上分開，平行穿過家禽室的內(nèi)部寬度方向分布。本發(fā)明中，壓力中和室30沿供給管在預(yù)先選定、空間上分開的地方聯(lián)接到供給管16的一些區(qū)段。這些位置根據(jù)斜坡壓力大小選定，每個(gè)中和室設(shè)計(jì)成自動(dòng)中和的。
每個(gè)中和室30帶有聯(lián)接到供給管16上游區(qū)的入口32和聯(lián)接到供給管16下游區(qū)的出口34。至少一個(gè)，最好為兩個(gè)球閥組件36安裝在每個(gè)中和室30內(nèi)。例如，這些組件豎直安裝并相互平行以便每個(gè)組件的閥入口38引導(dǎo)液體流沿徑向流出并從軸線28向上進(jìn)入閥組件。每個(gè)閥組件36包含有一個(gè)閥座元件40，球體元件50，如果想要的話在某些實(shí)施例中還有一個(gè)壓重元件60。每個(gè)室30包含有一個(gè)可拆除的頂部元件70，該元件用傳統(tǒng)的緊固零件固定到室體72上，比如把螺釘73穿過凸臺(tái)74。在頂部部件70和室體72之間的圓周凹槽78內(nèi)最好安裝O形密封圈76。室30最好用塑料模壓制造。
相反，閥座元件40，球體元件50和壓重件60最好用金屬材料制造，比如不銹鋼。在每個(gè)中和室之間液體保持4英寸壓降的實(shí)施例中，球體元件50最好是直徑約為7/16英寸的球。例如，閥座元件40做成金屬環(huán)或帶有一個(gè)沿縱向軸線42穿過的通道的金屬盤。閥入口38穿過閥座元件40的通道。最好閥座元件40做成可從ziggity Systems公司獲得的類似于在噴嘴式飲水器中使用的閥座。
錐孔件43的一個(gè)縱軸端向上，下部在閥組件36內(nèi)且緊靠在閥座元件40上安裝。通過這樣安裝，錐孔件43除了可以行使補(bǔ)償液體壓力變化的主要功能外還可以確定地對閥座元件40定位和卡緊，當(dāng)閥處于打開狀態(tài)時(shí)，更是如此。錐孔件43最好做成一個(gè)通常的空心的柱面體，沿縱向軸線42定位并具有一個(gè)第一截錐面44，與軸線42傾角為A；鄰近截錐面44，經(jīng)過后退面45并延伸到閥組件36的出口，錐孔元件43形成第二截錐面46，它與軸線42傾角為B。角度B最好大于A。截錐面44和46用于形成一個(gè)由閥座元件通往中和室30出口的逐漸增大的孔或液體流通道。在本實(shí)施例中錐孔件43顯示為終止于緊鄰于項(xiàng)部構(gòu)件70的通常水平端面48。
球體件50安裝在錐孔件43中以密封閥座元件40。重力促使它向下靠近閥入口38。在那些希望經(jīng)過中和室30有一個(gè)相當(dāng)大壓降又不改變中和室大小或它的組件的實(shí)施例中，壓重件60最好安裝在球體元件50上作為一個(gè)增加物來進(jìn)一步借助重力把它推向閥入口38并且和閥座元件40貼合。在這種方式中，球體元件50受益于來自一個(gè)更大的球體的同樣的偏壓力，但這應(yīng)以組件構(gòu)造緊湊又滿足標(biāo)準(zhǔn)化為前提。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，壓重件60通常是一個(gè)具有錐斷面的盤形元件。壓重件60最好包括有傾角的周邊62，而下邊有一個(gè)用來接納和固定球狀元件50的中心面凹槽64。球狀元件50和壓重件60這樣構(gòu)造目的是當(dāng)液體流經(jīng)閥入口38和繞流球體元件50時(shí)使得球體元件50轉(zhuǎn)動(dòng)。
在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，錐孔件43又做成在其側(cè)面帶有許多槽80。例如，這些槽帶有有傾斜面的82，且呈V形。因而，如果末端面48與頂部件70不接觸，那么，流體由錐孔件43經(jīng)槽80或末端面48導(dǎo)入中和室30的凹槽84。在后一種情形，液體流經(jīng)路徑再一次改變，這次事實(shí)上是與軸線42相垂直。從凹槽84，流體可以流經(jīng)節(jié)流口86進(jìn)入出口34。
通過中和室30獲得的壓力大小的直觀顯示由從頂部件70的連接管89延伸的透明塑料立管88所提供?？梢杂脗鹘y(tǒng)方式在管88內(nèi)安裝一個(gè)浮球在可測定的程度內(nèi)指示液面。頂部件70最好還有一個(gè)托架區(qū)90用來配合安裝部分支持管20并且支持管可靠地固定中和室30。
在使用中，重量施加在球體元件50上的偏壓力會(huì)自動(dòng)地按預(yù)先設(shè)定的程度抵消由家禽室內(nèi)地面斜坡造成供應(yīng)管16內(nèi)升高的壓力。由截錐面44,46和斜面82形成的孔件的漸擴(kuò)開口會(huì)補(bǔ)償在液體需求量大時(shí)大流量造成的液體壓力變化和在閥開啟時(shí)顯著的初始壓力峰值。當(dāng)流量為零時(shí)，球體元件50靠閥座在座元件40上以關(guān)閉液體流。關(guān)閉后，由于閥元件承受上游液體壓力的受壓面減小使得重新開啟時(shí)作用在球元件50上的壓力需要大于有穩(wěn)定流量時(shí)保持它在開啟位置時(shí)的壓力。因而，可以獲得可靠密封以免液體經(jīng)中和室30泄露。另外，很明顯由于形成局部紊流，液體流造成球元件50轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)沖散進(jìn)入液體中的碎屑。
雖然本發(fā)明的這些實(shí)施例已在上述中詳細(xì)闡述，但是這些僅借助于圖表和實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到經(jīng)過各種修改都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的其它實(shí)施例。例如，如果材料特性的優(yōu)化顯得并不重要時(shí)，閥座元件40和錐孔件43就可以做成一個(gè)元件。同樣，在壓重件60沿垂直方向比水平方向移動(dòng)更顯著時(shí)，后退面45就可以去掉。因此本發(fā)明的精神和范圍只由隨后的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．一種保持液體管道中預(yù)先確定的液體壓力大小的裝置，其特征在于包括根據(jù)液體管道坡度和流經(jīng)管道的液體流量，包括流量為零，來自動(dòng)調(diào)節(jié)液體管道內(nèi)液體壓力且安裝在液體管道上的閥裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中在所說的閥裝置內(nèi)裝備有附加裝置來沖散液體管道中液體所攜帶的碎屑。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中作用在閥裝置上的重力偏壓所說的閥裝置使之關(guān)閉液體管道中液體流并且裝有作用于閥裝置的附加壓重裝置來增加傾向于關(guān)閉的重力偏壓。
4．一種液體壓力控制裝置，其特征在于包括一個(gè)帶有液體入口和出口的中和室，一個(gè)安裝在該室內(nèi)用來控制入口和出口之間液體壓力的球閥組件，所說的球閥組件帶有一個(gè)球體元件、一個(gè)閥座元件和一個(gè)錐孔件，所說的閥座元件制成用來接納所說的球體元件并設(shè)定一個(gè)球體元件能貼靠的密封面，和所說的錐孔件制成用來設(shè)定一個(gè)供液體從所說的閥座元件流向出口的漸擴(kuò)孔。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中錐孔件包括一個(gè)沿縱軸向通常的空心柱體，其一端鄰近座元件設(shè)定一個(gè)與軸線成第一角度的第一錐面，其另一端處于沿液體流的下端設(shè)定一個(gè)與軸線成第二角度的第二錐面，第一角度小于第二角度。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中在室內(nèi)相對于球體元件安裝有一個(gè)壓重件用來驅(qū)使球元件向密封元件運(yùn)動(dòng)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所說的中和室包括把壓重件相對于球體元件保持在預(yù)定位置的裝置，壓重件包括一個(gè)內(nèi)凹槽用以接納球體元件的一部分，這種布置使得球體元件能根據(jù)流經(jīng)球體元件的液體流相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所說的壓重裝置包括有一個(gè)園體外面，園體外面的形狀使得孔能逐漸增大。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中所說的中和室包括多個(gè)球閥組件，其數(shù)量根據(jù)進(jìn)出口之間所希望的壓降值確定。
10．一種家禽供水系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)流體源，一條液體供應(yīng)管道，一個(gè)安裝在液體源和供應(yīng)管道間用來根據(jù)來自液體源的液體壓力變化調(diào)節(jié)提供到供應(yīng)管道中液體壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置，和許多聯(lián)接到供應(yīng)管上根據(jù)家禽對液體的需求為家禽提供液體的飲水器，還包括一個(gè)聯(lián)接到供應(yīng)管上根據(jù)供應(yīng)管斜度和管道中液體流量，包括流量為零時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)供應(yīng)管中液體壓力的裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中供應(yīng)管包括許多互聯(lián)的管道區(qū)段和許多安裝在管道區(qū)段間具有分離的降壓單元自動(dòng)調(diào)節(jié)供應(yīng)管中液體壓力的裝置。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中自動(dòng)調(diào)節(jié)供應(yīng)管中液體壓力的裝置包括至少一個(gè)豎直安裝成靠重力偏壓關(guān)閉流經(jīng)供應(yīng)管的液體的球閥裝置。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中附加壓重裝置聯(lián)接到球閥裝置上以用來提供關(guān)閉供應(yīng)管中液體流的附加重力偏壓力。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中球閥裝置包括一個(gè)朝向供應(yīng)管下游方向的孔開口，所說的孔具有沿供應(yīng)管下流方向液體流通面積增大的特點(diǎn)。
15．根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中在指示裝置聯(lián)接到球閥裝置的下游裝置上用來提供供應(yīng)管中液體壓力的視在指示。
16．根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中包括聯(lián)接到供應(yīng)管的支撐件和自動(dòng)調(diào)節(jié)液體壓力的裝置，該調(diào)節(jié)裝置有相對于支撐件可靠地定位的裝置。
17．一種在有下坡和不同流量的液體管道的全長范圍內(nèi)保持預(yù)先設(shè)定的液體壓降的方法，其特征在在于包括如下步驟首先將進(jìn)入到液體壓力調(diào)整為基本恒定的輸入壓力，然后通過沿液體管道長度方向安裝一系列的重力偏壓閥件來調(diào)節(jié)由斜坡造成的液體管道中的壓力升高。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中液體管道中不同流量對液體壓產(chǎn)生的影響通過使用引自沿液體管道下游方向流量面積增大的閥件的孔來抵消。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中在閥件所調(diào)節(jié)的壓力升高量通過選擇閥件內(nèi)部平行排列靠重力偏壓的閥元件數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中閥件應(yīng)這樣構(gòu)造，打開閥元件所需的液體壓力大于保持閥元件處于與閥座分開狀態(tài)的液體壓力。
全文摘要
一種家禽供水系統(tǒng),該系統(tǒng)沿家禽室內(nèi)液體輸送管道長度方向按空間間隔安裝一系列的壓力中和室以便保持預(yù)先選定的液體壓力范圍。每個(gè)中和室包括至少一個(gè)帶有閥出口孔漸擴(kuò)的重力偏壓球閥?？梢园惭b壓重元件進(jìn)一步使球閥向上游偏壓閉合。所選用的閥的球體元件可以根據(jù)流經(jīng)它的液體流轉(zhuǎn)動(dòng)來形成局部紊流以便沖散進(jìn)入液體中的碎屑。最好在每個(gè)中和室內(nèi)平行安裝多個(gè)球閥。此外,每個(gè)球閥構(gòu)造成為開啟壓力大于保持其處于打開狀態(tài)的壓力更為有利。
文檔編號(hào)A01K39/00GK1214199SQ9812087
公開日1999年4月21日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者提莫斯·A·波爾德里基, 凱斯西·A·提斯 申請人:茲基提系統(tǒng)公司