CN109854795B - 运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀及其防水透气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，包括阀主体和端盖，阀主体外壁面上设置中空柱体；阀主体包括底面、侧壁面、一阶阻水结构和二阶阻水结构，侧壁面上开设有开口；一阶阻水结构包括气口、台阶件和一阶中心件，一阶中心件上设置有隔挡组件，隔挡组件与对应台阶件的台阶面形成第一气流通道，第一气流通道与对应气口连通；二阶阻水结构包括储水槽和两个阻水挡板组，此外，本发明还提供了该迷宫式防水透气阀的防水透气方法。本发明利用机械密封原理弥补膜式密封阀体的不足，将一阶阻水结构、二阶阻水结构、透气孔、中空柱体和防水透气组件结合，实现防水及保证密闭空间与外界之间的气体交换，提高迷宫式防水透气阀的防水透气性能。

Description

运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀及其防水透气方法

技术领域

本发明属于防水透气阀技术领域，具体涉及运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀及其防水透气方法。

背景技术

随着电子元件精密性的不断提升，其对环境的敏感性也显著增强。经常工作在野外环境的通信设备包含大量的精密电子元器件，受野外环境中的微小颗粒物、暴雨、风、阳光照射、气温骤变等各种气候条件的影响，这些元器件的精度会受到影响，甚至失效，现有技术通常采用密封壳体对元器件进行密封，但是，在使用密封壳体时，电子元器件工作时会使得壳体温度升高，当遇到气温骤降、突发爆雨等情况时，壳体温度快速下降，内外气压不平衡，形成吸水效应导致壳体内部形成水汽或积水，造成电路短路、零件锈蚀，对设备造成不可逆的损害。

为了保证电子元件在环境恶劣的野外的应用，人们采用在密封壳体上安装膜式防水透气阀，膜式防水透气阀能够抗酸抗碱，抗高温低温，在环境恶劣的野外也能够正常工作，膜式防水透气阀在一定程度上缓解了电子元件在野外工况中产生的问题。但是在一些情况下，比如温带寒冷的夜晚，湿气结霜(冰)，这时膜式防水透气阀虽阻隔了温差引起密封壳体内部积水，但是，结霜(冰)或者积水覆盖在膜式防水透气阀表面，会导致膜式防水透气阀失效，无法防水透气，最终损坏电子元器件，另外，由于膜式防水透气阀本身材料和结构的限制，无法保证阀体内部的干燥，由于无法处理进入阀体的液体，阀体内积存的液体流入密封壳体，造成壳体内电子元器件的损毁。因此，需要一种可在多种工况中维持防水透气功能的防水透气装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀及其防水透气方法。该迷宫式防水透气阀将一阶阻水结构和二阶阻水结构结合，透气孔、中空柱体和防水透气组件结合，实现防水及保证密闭空间与外界之间的气体交换，提高防水透气阀的防水透气性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，包括阀主体和安装于阀主体上的端盖，其特征在于，所述阀主体上开设有透气孔，所述透气孔内设置有防水透气组件；

所述阀主体的外壁面上设置有与透气孔连接的中空柱体，透气孔、所述防水透气组件和中空柱体空腔相连通；

所述阀主体包括底面和侧壁面，底面和侧壁面形成的腔体内设置有一阶阻水结构和二阶阻水结构，所述侧壁面上开设有开口；

所述一阶阻水结构包括两个气口和两个台阶件，两个气口正对开口，两个台阶件的台阶面相对且间隔设置，两个台阶件的台阶面之间设置有一阶中心件，一阶中心件上设置有两组隔挡组件，每组隔挡组件与对应台阶件的台阶面形成第一气流通道，每个所述第一气流通道分别与对应气口连通；

所述二阶阻水结构包括储水槽和两个阻水挡板组；两个所述阻水挡板组分别位于储水槽的两侧。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述中空柱体的一端与底面的外壁面一体成型，所述中空柱体的另一端设置有外螺纹且与所述密闭空间的外壳螺纹连接；所述中空柱体空腔的直径为3mm～6mm。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述防水透气组件包括中空芯体，中空芯体的一端覆盖有防水透气膜；所述透气孔、防水透气膜、中空芯体空腔和中空柱体空腔相连通；所述中空芯体上设置有外螺纹且与透气孔螺纹连接。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述端盖通过螺栓与侧壁面固定连接；所述侧壁面上开设有用于连接端盖的螺纹孔。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述一阶中心件固定于底面上，所述台阶件固定于侧壁面上；所述一阶中心件为梯形体。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述隔挡组件包括间隔且平行设置的三个隔挡板，三个所述隔挡板的一端均与一阶中心件固定连接，三个所述隔挡板的另一端均向所述台阶面延伸。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述隔挡板向所述台阶面延伸的一端为梯形体。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述储水槽槽口的朝向平行于气口的开口方向；所述阻水挡板组包括间隔且依次平行设置的第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，所述第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板形成第二气流通道；所述第一挡板和第四挡板的一端均与储水槽的侧壁连接，第一挡板和第四挡板的另一端均向所述侧壁面延伸；所述第二挡板和第三挡板的一端均与侧壁面固定连接，第二挡板和第三挡板的另一端均向储水槽的侧壁延伸。

上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述透气孔位于储水槽的槽口内。

此外，本发明还提供一种上述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀的防水透气方法，其特征在于，该方法包括迷宫式防水透气阀的透气方法和迷宫式防水透气阀的防水方法，所述迷宫式防水透气阀的透气方法包括：

当密闭空间内部气压降低，外界的空气依次经过开口、气口、第一气流通道、第二气流通道、透气孔、防水透气膜、中空芯体空腔和中空柱体空腔进入密闭空间；当密闭空间内部气压升高，密闭空间内部的空气依次经过中空柱体空腔、中空芯体空腔、防水透气膜、透气孔、第二气流通道、第一气流通道、气口和开口离开阀主体；

所述迷宫式防水透气阀的防水方法包括：当进入阀主体1内的空气含有水气时，阀主体内的水气的路径包括路径一和/或路径二，所述路径一为：水气经第一气流通道凝结，从气口和开口排出；所述路径二为：水气经第一气流通道进入第二气流通道，凝结后被储水槽收集，进入透气孔的水气被防水透气组件阻断在阀主体内；当阀主体内温度升高，储水槽中收集的水蒸发，蒸发后水气依次经过第二气流通道、第一气流通道、气口和开口排出阀主体。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的防水透气阀利用机械密封原理，有效弥补膜式密封阀体的不足，通过将一阶阻水结构和二阶阻水结构结合，透气孔、中空柱体和防水透气组件结合，实现防水及保证密闭空间与外界之间的气体交换，提高防水透气阀的防水透气性能。

2、本发明的一阶阻水结构由一阶中心件、隔挡组件和台阶件构成，二阶阻水结构由储水槽和阻水挡板组构成，通过阶梯式和曲折式的阻水设计，实现阻水功能，可将渗入阀体内的液态水储存在储水槽中，当外界环境恢复正常后，可迅速将水蒸发，水蒸气经第二气流通道、第一气流通道、气口和开口，离开阀体内部，保证阀体内部的干燥，进一步保证密闭空间的干燥。

3、作为优选的，本发明的中空柱体一端与阀本体固定连接，另一端与密闭空间壳体通过螺纹连接，可有效避免气体或者液体从连接处渗入密闭空间。

4、本发明的防水透气组件在保证密闭空间与外界之间气体交换的同时，可过滤空气中的水蒸气，保证进入密闭空间的气体的干燥性，同时可避免粉尘、腐蚀性颗粒物进入密闭空间。

5、本发明的隔挡板靠近台阶面的一端的截面积小于远离台阶面一端的截面积，隔挡板的上下两个斜面和连接两个斜面的竖向平面与对应台阶面之间的间隙构成气体膨胀腔室，流入膨胀腔室的气体流束界面扩大，形成猛烈漩涡，气体的动能向压力能和热能转化，动能降低，气体中湿气凝结，实现一阶阻水结构的初步阻水作用。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明迷宫式机械防水透气阀结构示意图。

图2为本发明迷宫式机械防水透气阀安装示意图。

图3为本发明透气孔、中空柱体和防水透气组件连接关系示意图。

图4为本发明阀主体的结构示意图。

图5为本发明侧壁面的结构示意图。

附图标记说明

1—阀主体； 1-1—透气孔； 1-2—底面；

1-3—侧壁面； 1-4—开口； 1-5—一阶中心件；

1-6—隔挡组件； 1-7—台阶件； 1-8—气口；

1-9—第一气流通道； 1-10—储水槽； 1-11—第二气流通道；

1-12—螺纹孔； 1-13—第一挡板； 1-13—第二挡板；

1-14—第三挡板； 1-15—第四挡板； 2—端盖；

3—中空柱体； 3-1—中空柱体空腔； 3-2—防水透气膜；

3-3—中空芯体； 3-4—中空芯体空腔； 3-5—外螺纹；

4—密闭空间； 4-1—外壳。

具体实施方式

如图1～5所述，本实施例的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，包括阀主体1和安装于阀主体1上的端盖2，所述阀主体1上开设有透气孔1-1，所述透气孔1-1内设置有防水透气组件；

所述阀主体1的外壁面上设置有与透气孔1-1连接的中空柱体3，透气孔1-1、防水透气组件和中空柱体空腔3-1相连通；

所述阀主体1包括底面1-2和侧壁面1-3，底面1-2和侧壁面1-3形成的腔体内设置有一阶阻水结构和二阶阻水结构，所述侧壁面1-3上开设有开口1-4；本实施例中，一阶阻水结构和二阶阻水结构由下向上设置于腔体内，侧壁面1-3由第一边、第二边和第三边依次相接而成，第一边且远离第二边的一端和第三边且远离第二边的一端形成开口1-4，可以保证阀主体1内水气的充分排出。

所述一阶阻水结构包括两个气口1-8和两个台阶件1-7，两个气口1-8正对开口1-4，两个台阶件1-7的台阶面相对且间隔设置，两个台阶件1-7的台阶面之间设置有一阶中心件1-5，一阶中心件1-5上设置有两组隔挡组件1-6，每组隔挡组件1-6与对应台阶件1-7的台阶面形成第一气流通道1-9，每个所述第一气流通道1-9分别与对应气口1-8连通；

所述二阶阻水结构包括储水槽1-10和两个阻水挡板组；两个所述阻水挡板组分别位于储水槽1-10的两侧。

一阶阻水结构和二阶阻水结构之间预留空间，所预留的空间可使进入二阶阻水结构的气体流速减慢，充分消耗气体的能量。

如图1、图2和图3，本实施例中，所述中空柱体3的一端与底面1-2的外壁面一体成型，所述中空柱体3的另一端设置有外螺纹3-5且与所述密闭空间4的外壳4-1螺纹连接，所述中空柱体空腔3-1的直径为3mm～6mm，优选为4mm。中空柱体空腔3-1与密闭空间4相连通。

如图3，本实施例中，所述防水透气组件包括中空芯体3-3，中空芯体3-3的一端覆盖有防水透气膜3-2；所述透气孔1-1、防水透气膜3-2、中空芯体空腔3-4和中空柱体空腔3-1相连通；所述中空芯体3-3上设置有外螺纹且与透气孔1-1螺纹连接。阀主体1内干燥的气体经透气孔1-1、防水透气膜3-2、中空芯体空腔3-4和中空柱体空腔3-1进入密闭空间4，实现密闭空间4与外界的空气流通，平衡压差。

如图4，本实施例中，所述端盖2通过螺栓与侧壁面1-3固定连接；所述侧壁面1-3上开设有用于连接端盖2的螺纹孔1-12。本实施例中，所述螺纹孔1-12的个数为5个。

如图4，本实施例中，所述一阶中心件1-5固定于底面1-2上，所述台阶件1-7固定于侧壁面1-3上；所述一阶中心件1-5为梯形体；平行于底面截切所述梯形体得到的平面图形为倒梯形，一阶中心件1-5还可以替换为平行于底面截切得到的平面图行为倒三角形、方形或长方形的几何体。

如图4，本实施例中，所述隔挡组件1-6包括间隔且平行设置的三个隔挡板，三个所述隔挡板的一端均与一阶中心件1-5固定连接，三个所述隔挡板的另一端均向所述台阶面延伸。

如图4，本实施例中，所述隔挡板向台阶面延伸的一端为梯形体。隔挡板与台阶件1-7均固定于底面1-2上，每个台阶件1-7的台阶面包括三个竖向平面，隔挡板靠近该竖向平面的一端为梯形体，梯形体包括第一斜面、第二斜面、第一竖平面和第二竖平面，第一竖平面和第二竖平面相互平行且垂直于底面1-2，第一竖平面位于第二竖平面和竖向平面之间，第一竖平面的面积小于第二竖平面的面积，第一斜面、第二斜面、第一竖平面与对应台阶面之间的间隙构成气体膨胀腔室，流入膨胀腔室的气体流束界面扩大，形成猛烈漩涡，气体的动能向压力能和热能转化，动能降低，气体中湿气凝结，实现初步阻水作用。隔挡板也可直接由矩形件车削而成。

如图4和图5，本实施例中，所述储水槽1-10槽口的朝向平行于气口1-8的开口方向；所述阻水挡板组包括间隔且依次平行设置的第一挡板1-13、第二挡板1-14、第三挡板1-15和第四挡板1-16，所述第一挡板1-13、第二挡板1-14、第三挡板1-15和第四挡板1-16形成第二气流通道1-11；所述第一挡板1-13和第四挡板1-16的一端均与所述储水槽1-10的侧壁连接，第一挡板1-13和第四挡板1-16的另一端均向所述侧壁面1-3延伸；所述第二挡板1-14和第三挡板1-15的一端均与所述侧壁面1-3固定连接，第二挡板1-14和第三挡板1-15的另一端均向储水槽1-10的侧壁延伸。所述储水槽1-10用于收集凝结液体，储水槽1-10的槽口向上，气口1-8位于腔体的下部，与侧壁面1-3的开口1-4正对，可有效避免直接进水。气体流经第二气流通道1-11形成涡流，降低气体的流速，消耗气体的能量，湿气凝结，被防水透气组件拦截，在重力的作用下被储水槽1-10收集，不会进入密闭空间4，达到阻水的目的。

如图4，本实施例中，所述透气孔1-1位于储水槽1-10的槽口内。

本实施例的迷宫式机械防水透气阀的安装及防水透气方法为：

将中空柱体3的有螺纹的一端旋入密闭空间4的外壳4-1上的通孔，储水槽1-10的槽口向上，用适配螺母固定，将端盖2固定于侧壁面1-3上，完成安装；

迷宫式防水透气阀的透气方法为：在使用过程中，当密闭空间4内部气压降低，外界的空气依次经过开口1-4、气口1-8、第一气流通道1-9、第二气流通道1-11、透气孔1-1、防水透气膜3-2、中空芯体空腔3-4和中空柱体空腔3-1进入密闭空间4；当密闭空间4内部气压升高，密闭空间4内部的空气依次经过中空柱体空腔3-1、中空芯体空腔3-4、防水透气膜3-2、透气孔1-1、第二气流通道1-11、第一气流通道1-9和气口1-8，经开口1-4排出；

迷宫式防水透气阀的防水方法为：在使用过程中，如果进入阀体内的空气含有水气，一部分水气在经过第一气流通道1-9的过程中凝结，从气口1-8和开口1-4排出，另一部分水气进入到第二气流通道1-11，凝结后被储水槽1-10收集，进入透气孔1-1的水气被防水透气组件阻断在阀体内；密闭空间4中的电子元件工作产生的热量和/或外界的温度传递给防水透气阀，阀主体1内温度升高，储水槽1-10中收集的水蒸发，水气沿着第二气流通道1-11、第一气流通道1-9、气口1-8、开口1-4排出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，包括阀主体(1)和安装于阀主体(1)上的端盖(2)，其特征在于，所述阀主体(1)上开设有透气孔(1-1)，所述透气孔(1-1)内设置有防水透气组件；

所述阀主体(1)的外壁面上设置有与透气孔(1-1)连接的中空柱体(3)，透气孔(1-1)、所述防水透气组件和中空柱体空腔(3-1)相连通；

所述阀主体(1)包括底面(1-2)和侧壁面(1-3)，底面(1-2)和侧壁面(1-3)形成的腔体内设置有一阶阻水结构和二阶阻水结构，所述侧壁面(1-3)上开设有开口(1-4)；

所述一阶阻水结构包括两个气口(1-8)和两个台阶件(1-7)，两个气口(1-8)正对开口(1-4)，两个台阶件(1-7)的台阶面相对且间隔设置，两个台阶件(1-7)的台阶面之间设置有一阶中心件(1-5)，一阶中心件(1-5)上设置有两组隔挡组件(1-6)，每组隔挡组件(1-6)与对应台阶件(1-7)的台阶面形成第一气流通道(1-9)，每个所述第一气流通道(1-9)分别与对应气口(1-8)连通；

所述二阶阻水结构包括储水槽(1-10)和两个阻水挡板组；两个所述阻水挡板组分别位于储水槽(1-10)的两侧。

2.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述中空柱体(3)的一端与底面(1-2)的外壁面一体成型，所述中空柱体(3)的另一端设置有外螺纹(3-5)且与所述密闭空间(4)的外壳(4-1)螺纹连接；所述中空柱体空腔(3-1)的直径为3mm～6mm。

3.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述防水透气组件包括中空芯体(3-3)，中空芯体(3-3)的一端覆盖有防水透气膜(3-2)；所述透气孔(1-1)、防水透气膜(3-2)、中空芯体空腔(3-4)和中空柱体空腔(3-1)相连通；所述中空芯体(3-3)上设置有外螺纹且与透气孔(1-1)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述端盖(2)通过螺栓与侧壁面(1-3)固定连接；所述侧壁面(1-3)上开设有用于连接端盖(2)的螺纹孔(1-12)。

5.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述一阶中心件(1-5)固定于底面(1-2)上，所述台阶件(1-7)固定于侧壁面(1-3)上；所述一阶中心件(1-5)为梯形体。

6.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述隔挡组件(1-6)包括间隔且平行设置的三个隔挡板，三个所述隔挡板的一端均与一阶中心件(1-5)固定连接，三个所述隔挡板的另一端均向所述台阶面延伸。

7.根据权利要求6所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述隔挡板向所述台阶面延伸的一端为梯形体。

8.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述储水槽(1-10)槽口的朝向平行于气口(1-8)的开口方向；所述阻水挡板组包括间隔且依次平行设置的第一挡板(1-13)、第二挡板(1-14)、第三挡板(1-15)和第四挡板(1-16)，所述第一挡板(1-13)、第二挡板(1-14)、第三挡板(1-15)和第四挡板(1-16)形成第二气流通道(1-11)；所述第一挡板(1-13)和第四挡板(1-16)的一端均与储水槽(1-10)的侧壁连接，第一挡板(1-13)和第四挡板(1-16)的另一端均向所述侧壁面(1-3)延伸；所述第二挡板(1-14)和第三挡板(1-15)的一端均与侧壁面(1-3)固定连接，第二挡板(1-14)和第三挡板(1-15)的另一端均向储水槽(1-10)的侧壁延伸。

9.根据权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀，其特征在于，所述透气孔(1-1)位于储水槽(1-10)的槽口内。

10.一种如权利要求1所述的运用于密闭空间的迷宫式防水透气阀的防水透气方法，其特征在于，该方法包括迷宫式防水透气阀的透气方法和迷宫式防水透气阀的防水方法，所述迷宫式防水透气阀的透气方法包括：

当密闭空间内部气压降低，外界的空气依次经过开口(1-4)、气口(1-8)、第一气流通道(1-9)、第二气流通道(1-11)、透气孔(1-1)、防水透气膜(3-2)、中空芯体空腔(3-4)和中空柱体空腔(3-1)进入密闭空间(4)；当密闭空间(4)内部气压升高，密闭空间(4)内部的空气依次经过中空柱体空腔(3-1)、中空芯体空腔(3-4)、防水透气膜(3-2)、透气孔(1-1)、第二气流通道(1-11)、第一气流通道(1-9)、气口(1-8)和开口(1-4)离开阀主体(1)；

所述迷宫式防水透气阀的防水方法包括：当进入阀主体(1)内的空气含有水气时，阀主体(1)内的水气的路径包括路径一和/或路径二，所述路径一为：水气经第一气流通道(1-9)凝结，从气口(1-8)和开口(1-4)排出；所述路径二为：水气经第一气流通道(1-9)进入第二气流通道(1-11)，凝结后被储水槽(1-10)收集，进入透气孔(1-1)的水气被防水透气组件阻断在阀主体(1)内；当阀主体(1)内温度升高，储水槽(1-10)中收集的水蒸发，蒸发后水气依次经过第二气流通道(1-11)、第一气流通道(1-9)、气口(1-8)和开口(1-4)排出阀主体(1)。

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