CN102031810B - 磁力自动逆止阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁力自动逆止阀。包括盖体、上磁体、阀体、轴座、阀门、下磁体、密封圈，其阀体底部一侧设置有轴座，阀门铰接在轴座上，上磁体设置在阀体上，下磁体设置在阀门上，阀门与阀体之间设置有密封圈，所述的上磁体和下磁体为Z平面不对称结构；非对称磁体相互吸引时，产生了一个不等于零的Fx分力，在Fx的作用下，阀门开闭重复动作的一致性大大提高，保障阀门闭合的准确吸合密封；阀体为大流量结构，使流体通过阀体内的有效面积大大提高；阀体内不易缠挂毛发、棉絮，可免清理；阀门可在圆形管道内实现90度开启，排水不受阻流速快；防止污水返溢，污气及昆虫、蟑螂上返；便于安装在下水管道替代现有返水弯管，不仅适于污水排水，还适于其它有单向流动要求的流体管道安装使用。

Description

磁力自动逆止阀

技术领域

本发明属于排水管道装置领域，涉及一种磁力自动逆止阀。

背景技术

现有建筑的排水管道通常是采用返水弯管存水及地漏水封来防止有害气体冒出，尽管建筑设计部门在排水系统设计时为了不破坏水封而做了很多考虑和复杂的计算，但现实中排水系统的水封被破坏的现象非常普遍和严重，严重影响室内空气质量 ；此外，排水管道一旦堵塞，水封没有防止污水返溢倒流的作用；一旦水封干枯便彻底失去防污防臭功能与化粪池直接相通，造成空气污染，昆虫、蟑螂和很多有害微生物等也会从下水道中钻入室内，形成传播途径；符合国家标准的水封地漏排水阻力大，自清能力差，容易堵塞；直到目前，建筑内排水系统阻止有害和异味气体进入室内以及楼房底层室内的防污水倒流返逆等问题依然没有解决好。

目前，结构各异的防污防臭地漏纷纷问世，虽然解决了上述一些问题，但仍然存在着诸多不足：阀体结构设计不合理，排水流量小；阀体、阀门内设置有轴座、横梁，不但易缠挂毛发、棉絮等，还会受其阻挡而出现排水外溢现象；阀门开启角度小，排水流速慢；结构过于复杂，制作成本高，阀门不便清理。

更主要的是现有排水管道使用的一种磁力逆止阀产品， 上下两个磁体的磁极形状和面积相同，两磁体的异性磁极完全正对应相吸，在阀门闭合时，两个磁体的磁轴重合，两磁体的实体几何对称轴也重合，两个磁体的磁极形状对Z平面是对称性安装，明显存在密封性不好的问题，因为对称性安装的磁体，在两磁体吸引力Fy方向的正交平面上一定范围内的作用力比较弱，很容易受到外力的影响，使阀门开合重复动作的一致性变弱，影响了阀门闭合的准确度，密封性难以保障。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术问题而提供一种非对称磁体结构的磁力自动逆止阀，排水无阻挡流速快，密封可靠，有效阻止污水和有害气体返溢及害虫上返。

本发明采用的技术方案：一种磁力自动逆止阀，包括盖体、上磁体、阀体、轴座、阀门、下磁体、密封圈，其阀体底部一侧设置有轴座，阀门铰接在轴座上，上磁体设置在阀体上，下磁体设置在阀门上，阀门与阀体之间设置有密封圈，所述的上磁体和下磁体为Z平面不对称结构；所述的阀门整体成型，一端设置有阀门轴，底部设置有两根加强筋和一个位于两加强筋之间且靠近阀门轴的凹槽，凹槽与阀体的凹槽为不对称结构，即凹槽与阀体凹槽沿Y坐标轴方向的投影不完全重合，沿X坐标轴方向上，平行于Z平面的凹槽的几何对称中心面与平行于Z平面的阀体凹槽的几何对称中心面相重合；阀门上部为平面方圆形状，设置有斜面，与阀体底部出口的方圆形状相匹配，至少有两条直线边与阀体自身内凹形成的两台阶对称面相对应，斜面与密封圈的内环斜面相吻合，下磁体设置在凹槽内，盖有下盖。

所述的上磁体与下磁体在Y坐标轴方向上的投影不完全对应，在X坐标轴方向上，平行于Z平面的上磁体的几何对称中心面和平行于Z平面的下磁体的几何对称中心面之间的距离不大于上磁体和下磁体的宽度，上磁体与下磁体为等宽度或不等宽度，上磁体和下磁体的大小及形状为相同或不相同， N、S异性磁极靠近安装，即上磁体底面为N极，则下磁体上面为极，或上磁体底面为极，则下磁体上面为极，异性相吸。

所述的阀体靠近底部出口一侧设置有一凹槽，上磁体设置在凹槽内，凹槽上设置有上盖，阀体底部出口为方圆形状，设置有环槽，环槽内设置有密封圈，密封圈横截面为三角形，外环为垂直面，内环为斜面。

所述的阀体底部一侧壁上开设有一个三维曲面形状的凹口，或在两侧壁上各开设有一个三维曲面形状相互对应的凹口；阀门的一侧或两侧上设置有与阀体底部的三维曲面形状的凹口相匹配的三维曲面形状的翻边，所述的三维曲面形状的弯曲弧度与阀门呈九十度开启时的管道内壁弧度形状相适应。

所述的阀体上部设置有翻边。

所述的轴座与阀体为整体成型或单独成型后固联在一起。

本发明所具有的积极有益效果：

1．非对称磁体相互吸引时，产生了一个不等于零的Fx分力，在Fx的作用下，阀门可以稳定的定位在阀门轴轴座上的固定位置，不容易受到外力的干扰，从而使阀门开闭重复动作的一致性大大提高，进而保障了阀门闭合的准确吸合密封，经非对称磁体结构与对称磁体结构试验结果相比，非对称磁体的密封性大大优于对称磁体，使密封性得到保障；

2．非对称磁体结构使流体通过大流量阀体内的有效面积大于阀体有效外径面积的50%以上，与现有技术30%左右相比，流体有效面积增大，大大提高了流体流量，排水流速快使自清能力很强；

3．阀体内无缠挂流体中杂质的部位，不易缠挂毛发、棉絮等，可免清理；

4．阀门内无横梁阻挡，排水不会受阻挡，避免洗衣机排水时外溢现象；

5．阀门可在圆形管道内实现九十度开启，使得阀门对流体的阻力减至最小，有利于提高下水流速；

6．磁体排布设计合理，科学控制磁场分布，降低了阀门轴与轴座之间配合精度的要求，从而降低生产成本；

7．阀体以及阀门采用整体成型，减少了零部件数量，结构简单，便于安装拆卸，方便对排水管道的维修和护理；

8．集防污水返溢，防有害气体冒出，防蟑螂和其它蚊虫从管道爬出，防地漏堵塞等功能于一体，经济实用，可方便的安装于地漏，洗手盆，洗菜盆，浴缸，洗衣机，马桶等不同的排水管道，取代目前建筑中广泛使用的水封结构，不仅适于污水排水，还适于其它有单向流动要求的流体管道安装使用。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例1结构示意图的左视图；

图3为本发明实施例1结构示意图的俯视图；

图4为本发明实施例1结构示意图的仰视图；

图5为本发明实施例1结构示意图的剖视图；

图6为本发明实施例2结构示意图；

图7为本发明实施例2结构示意图的左视图；

图8为本发明实施例2结构示意图的俯视图；

图9为本发明实施例2结构示意图的仰视图；

图10为本发明实施例2结构示意图的剖视图；

图11为本发明的工作原理示意图；

图12（a）、（b）为现有对称磁场引力结构原理与本发明的非对称磁场引力结构原理说明示意图。

具体实施方式

实施例1

参照图1、图2、图3、图4、图5所示，一种磁力自动逆止阀，主要包括上盖1、上磁体2、阀体3、密封圈4、轴座5、阀门6、下磁体7、下盖8等零部件；其阀体3为圆筒状，横截面积大，上部设置有翻边301，底部一侧设置有轴座5，轴座5与阀体3可以整体成型，也可以单独成型后与阀体3固联在一起，阀门6通过阀门轴601铰接在两轴座5上，阀门轴601在轴座5内孔转动带动阀门6实现在圆形管道内九十度开启；上磁体2设置在阀体3上，下磁体7设置在阀门6上，在阀体3靠近底部出口一侧整体成型有一凹槽302，一上磁体2嵌入在凹槽302内，凹槽302上设置有上盖1，阀体3底部出口为方圆形状，设置有环槽，环槽内嵌入有密封圈4，密封圈4横截面为三角形，外环为垂直面，内环为斜面。

所述的阀门6为整体成型，一端设置有阀门轴601，底部设置有两根加强筋602和一个位于两加强筋602之间且靠近阀门轴601的凹槽603，凹槽603与阀体3的凹槽302为不对称结构，即凹槽603与阀体凹槽302沿Y坐标轴方向的投影不完全重合，沿X坐标轴方向上，平行于Z平面的凹槽603的几何对称中心面与平行于Z平面的阀体凹槽302的几何对称中心面相重合；阀门6上部为平面方圆形状，设置有斜面，与阀体3底部出口的方圆形状相匹配，至少有两条直线边与阀体3自身内凹形成的两台阶303对称面相对应，斜面与密封圈4的内环斜面相吻合，一下磁体7嵌入在凹槽603内，下盖8嵌入凹槽603内并盖在下磁体7上。

所述的上磁体2和下磁体7选用永磁体或电磁体，上磁体2和下磁体7为Z平面不对称结构，即上磁体2与下磁体7在Y坐标轴方向上的投影不完全对应，在X坐标轴方向上，平行于Z平面的上磁体2的几何对称中心面和平行于Z平面的下磁体7的几何对称中心面之间的距离不大于上磁体2和下磁体7的宽度，上磁体2与下磁体7可以是等宽度，也可以是不等宽度，上磁体2和下磁体7的大小及形状可相同或不相同， N、S异性磁极靠近安装，即上磁体2底面为N极，则下磁体7上面为S极，或上磁体2底面为S极，则下磁体7上面为N极，在阀门6开启角度不大时阀门闭合回复力以异性相吸的磁力为主，随着阀门6开启的角度加大，上磁体2和下磁体7之间的同性相斥的磁力会逐渐加大，下磁体7同性磁极的磁场会与上磁体2同性磁极的磁场逐渐加大磁力相斥的相互作用，即相吸的磁力和相斥的磁力共同作用，特别是阀门6几何尺寸较大较重时，相斥的磁力作用对阀门6的回复闭合起到了很重要的作用，阀门6闭合时两磁体异性磁极的吸合力使阀门6和阀体3之间保持一定的闭合力。

实施例2

参照图6、图7、图8、图9、图10所示，所述的阀体3底部一侧壁上开设有一个三维曲面形状的凹口304，或在两侧壁上各开设有一个三维曲面形状相互对应的凹口304；阀门6的一侧或两侧上设置有与阀体3底部的三维曲面形状的凹口304相匹配的三维曲面形状的翻边604，阀门6在闭合时，在上磁体2与下磁体7相互吸引作用下，使阀门6的翻边604与阀体3的凹口304紧密结合，阀门6与阀体3之间安装有密封圈4，所述的三维曲面形状的弯曲弧度与阀门6呈九十度开启时的管道内壁弧度形状相适应；其余结构同实施例1。

参照图11所示，本发明的工作原理：采用非对称磁体结构，相互吸引时，将非对称磁体结构的上磁体2与下磁体7相互作用的磁力合力F分解为Fx磁力分力和Fy磁力分力，即阀门6闭合时上磁体2和下磁体7分别在单磁体条件下的主磁轴彼此不重合，两磁体异性磁极相互吸引的磁力合力F方向与单磁体条件下的主磁轴方向的夹角不为零；在不等于零的Fx分力的作用下，阀门6可以稳定的定位在阀门轴601及轴座5上的固定位置，不容易受到外力的干扰，从而使阀门6开闭重复运动的一致性大大提高，进而保障了阀门6闭合的准确度，使密封性得到保障；在下水流量的冲击作用下，阀门6开启后呈九十度竖直状态，由于阀体3出水口横截面积大，流体流量就大，由于阀体3内和阀门6内无缠挂流体中杂质的部位，水流就畅通，不会形成毛发、异物等堵塞，当下水流量停止，阀门6在上磁体2与下磁体7的吸合作用下关闭后呈完全密封状态。

同时参照图12（a）（b）所示，（a）为现有对称磁场引力结构原理说明图，当阀门闭合时，两个磁体处于单磁体时的磁轴重合状态，这时在单磁体时的磁轴正交面上的分力作用理论上为零，此时若在正交面上有一个很小的干扰力作用，两磁体的校正回复力也同样很小，加上阀门轴601和轴座5之间的摩擦力，使得阀门很难完全回到两磁体在单磁体时的磁轴重合的位置。

由于理论上阀门轴与轴座的接触点处切线斜率为零，以及阀门轴601与轴座5的形状决定，当两磁体在单磁体时的磁轴重合时，阀门轴601与轴座5沿阀门对称中心线方向也处于作用力最弱的状态。

由于阀门轴601和轴座5之间存在摩擦力，一旦它们之间发生不大的偏移，如水流大小强弱的变化或者流体中杂质等造成的偏移，在这个不大的区段B内，阀门轴601很难获得足够大的平衡回复力，因为该段内的轴座5内径圆在Fy方向上的斜率分量很小，不足以提供出与其Fy相垂直方向上的回复力，因此就谈不上克服摩擦力自己回复到理论上的无摩擦状态下的平衡点A。

同样由于摩擦力的作用，一旦在阀门对称线方向有干扰力作用，阀门轴601与轴座5的接触点只有很弱的自我校正能力的，难以克服阀门轴601与轴座5的摩擦力，因为在该点附近不大的区段B内，即沿阀门对称线方向轴座5的曲率在Fy方向上变化最小。

两个相吸引的磁体，两磁体在单磁体时的磁轴重合时，单磁体磁轴正交面上的稳定点，是比较弱的作用力平衡，阀门轴601与轴座5的稳定点也是比较弱的作用力平衡点，因此，它们在不大的区段B内的平衡遭到干扰力破坏时，很难克服摩擦力靠自身的力回复到平衡点A。

（b）为非对称磁场引力结构原理说明图，只有当平衡力大于摩擦力时，摩擦力的作用才可以不考虑，此时重力忽略不计，因为Fy远大于重力作用，排除了摩擦力作用后建立起来的平衡点才是稳定的平衡点，Fx远大于摩擦力，完全可以克服摩擦力的影响，在该区段B内，轴座5内径圆在Fy方向上有比较大的斜率变化，轴座5内径圆比较大的斜率在Fy的作用下可以提供足够大的平衡回复力，与平衡点对称的另一侧轴座5内径圆Fx方向上同样有比较大的斜率变化，在Fx的作用下，可以有足够大的平衡回复力，在平衡点两侧都有比较强的回复力作用，因此，有更加稳定的平衡点A。

Claims (6)

1.一种磁力自动逆止阀，包括盖体、上磁体、阀体、轴座、阀门、下磁体、密封圈，其阀体底部一侧设置有轴座，阀门铰接在轴座上，上磁体设置在阀体上，下磁体设置在阀门上，阀门与阀体之间设置有密封圈，其特征在于所述的上磁体（2）和下磁体（7）为Z平面不对称结构；所述的阀门（6）整体成型，一端设置有阀门轴（601），底部设置有两根加强筋（602）和一个位于两加强筋（602）之间且靠近阀门轴（601）的凹槽（603），凹槽（603）与阀体（3）的凹槽（302）为不对称结构，即凹槽（603）与阀体凹槽（302）沿Y坐标轴方向的投影不完全重合，沿X坐标轴方向上，平行于Z平面的凹槽（603）的几何对称中心面与平行于Z平面的阀体凹槽（302）的几何对称中心面相重合；阀门（6）上部为平面方圆形状，设置有斜面，与阀体（3）底部出口的方圆形状相匹配，至少有两条直线边与阀体（3）自身内凹形成的两台阶（303）对称面相对应，斜面与密封圈（4）的内环斜面相吻合，下磁体（7）设置在凹槽（603）内，盖有下盖（8）。

2.根据权利要求1所述的磁力自动逆止阀，其特征在于所述的上磁体（2）与下磁体（7）在Y坐标轴方向上的投影不完全对应，在X坐标轴方向上，平行于Z平面的上磁体（2）的几何对称中心面和平行于Z平面的下磁体（7）的几何对称中心面之间的距离不大于上磁体（2）和下磁体（7）的宽度，上磁体（2）与下磁体（7）为等宽度或不等宽度，上磁体（2）和下磁体（7）的大小及形状为相同或不相同， N、S异性磁极靠近安装，即上磁体（2）底面为N极，则下磁体（7）上面为S极，或上磁体（2）底面为S极，则下磁体（7）上面为N极，异性相吸。

3.根据权利要求1所述的磁力自动逆止阀，其特征在于所述的阀体（3）靠近底部出口一侧设置有一凹槽（302），上磁体（2）设置在凹槽（302）内，凹槽（302）上设置有上盖（1），阀体（3）底部出口为方圆形状，设置有环槽，环槽内设置有密封圈（4），密封圈（4）横截面为三角形，外环为垂直面，内环为斜面。

4.根据权利要求1所述的磁力自动逆止阀，其特征在于所述的阀体（3）底部一侧壁上开设有一个三维曲面形状的凹口（304），或在两侧壁上各开设有一个三维曲面形状相互对应的凹口（304）；阀门（6）的一侧或两侧上设置有与阀体（3）底部的三维曲面形状的凹口（304）相匹配的三维曲面形状的翻边（604），所述的三维曲面形状的弯曲弧度与阀门（6）呈九十度开启时的管道内壁弧度形状相适应。

5.根据权利要求1所述的磁力自动逆止阀，其特征在于所述的阀体（3）上部设置有翻边（301）。

6.根据权利要求1所述的磁力自动逆止阀，其特征在于所述的轴座（5）与阀体（3）为整体成型或单独成型后固联在一起。

Images