CN114776815A - 一种管道组件及管路系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种管道组件及管路系统，包括管道、磁环和导磁球阀；所述管道包括第一管道和与所述第一管道连接的第二管道；所述磁环套接在所述第一管道上；所述导磁球阀具有处于所述第一管道中的第一状态和处于所述第二管道中的第二状态；所述导磁球阀能够被所述第一管道中的流体作用而从所述第一状态转换至所述第二状态；所述导磁球阀能够被所述磁环作用而从所述第二状态转换至所述第一状态。本申请公开的管道组件及管路系统，其通过磁环与导磁球阀的磁吸配合可实现第一管道关闭，在流体作用下导磁球阀可离开第一管道从而使得第一管道开启，结构简单、安装方便、便于使用。

Description

一种管道组件及管路系统
技术领域
本申请涉及流体管路技术领域，尤其涉及一种管道组件及管路系统。
背景技术
流体供给的管路中有时候需要设置密封阀门，以实现管道开关。现有技术中的安装在管路中的密封阀门通过弹簧机构来驱动阀门移动开关，弹簧机构复杂，弹簧长期浸泡对材质要求苛刻，在使用一段时间后，弹簧可能出现疲劳现象，影响阀门的正常开关。
发明内容
本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管道组件及管路系统，其通过磁环与导磁球阀的磁吸配合可实现第一管道关闭，在流体作用下导磁球阀可离开第一管道从而使得第一管道开启，结构简单、安装方便、便于使用。
本申请技术方案提供一种管道组件，包括用于流体通过的管道、套接在所述管道上的磁环和能够被所述磁环吸引的导磁球阀；
所述管道包括第一管道和与所述第一管道连接的第二管道，其中，所述第二管道的半径大于所述第一管道的半径；
所述磁环套接在所述第一管道上；
所述导磁球阀具有处于所述第一管道中的第一状态和处于所述第二管道中的第二状态；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述导磁球阀被所述磁环吸引且密封所述第一管道，所述第一管道处于关闭状态；
在所述导磁球阀处于所述第二状态时，所述导磁球阀离开所述第一管道，所述第一管道处于开启状态；
其中，所述导磁球阀能够被所述第一管道中的流体作用而从所述第一状态转换至所述第二状态；
所述导磁球阀能够被所述磁环作用而从所述第二状态转换至所述第一状态。
在其中一项可选技术方案中，所述导磁球阀包括导磁球和包覆在所述导磁球的外周的弹性膜；
其中，在所述弹性膜与所述导磁球之间的空腔中填充有磁流体；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述磁流体与所述磁环产生磁吸作用，所述弹性膜沿着所述磁环的径向朝向所述第一管道延伸变形并密封住所述第一管道。
在其中一项可选技术方案中，所述弹性膜与所述导磁球之间连接有弹性支撑肋。
在其中一项可选技术方案中，在沿着所述第一管道的轴向上，所述磁环的宽度大于所述导磁球阀的直径；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述导磁球阀处于所述磁环的两端之间。
在其中一项可选技术方案中，所述磁环为永磁环。
在其中一项可选技术方案中，所述第一管道的两端分别连接有一条所述第二管道。
在其中一项可选技术方案中，所述第二管道中具有用于对所述导磁球阀限位的限位网。
在其中一项可选技术方案中，所述第二管道中设置有弹性减振凸起。
在其中一项可选技术方案中，所述第二管道包括主体管和连接管；
所述主体管的半径大于所述第一管道的半径，所述连接管连接在所述第一管道与所述主体管之间；
其中，在沿着从所述第一管道至所述主体管的方向上，所述连接管的半径逐渐增大；
所述弹性减振凸起设置在所述连接管中。
本发明技术方案还提供一种管路系统，包括前述任一技术方案所述的管道组件。
采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本申请提供的管道组件及管路系统，其通过磁环与导磁球阀的磁吸配合可实现第一管道关闭，在流体作用下导磁球阀可离开第一管道从而使得第一管道开启，结构简单、安装方便、便于使用。
附图说明
参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：
图1为本申请一实施例提供的管道组件的结构示意图；
图2为图1沿着A-A向的剖视图；
图3为图1沿着B-B向的剖视图；
图4为限位网的示意图；
图5为导磁球阀的受力分析图，其中X代表导磁球阀的位置，F代表导磁球阀所受的力，F0代表导磁球阀受到的最大合力。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示，本申请一实施例提供的管道组件，包括用于流体通过的管道1、套接在管道1上的磁环2和能够被磁环2吸引的导磁球阀3。
管道1包括第一管道11和与第一管道11连接的第二管道12，其中，第二管道12的半径大于第一管道11的半径。
磁环2套接在第一管道11上。
导磁球阀3具有处于第一管道11中的第一状态和处于第二管道12中的第二状态。
在导磁球阀3处于第一状态时，导磁球阀3被磁环2吸引且密封第一管道11，第一管道11处于关闭状态。
在导磁球阀3处于第二状态时，导磁球阀3离开第一管道11，第一管道11处于开启状态。
其中，导磁球阀3能够被第一管道11中的流体作用而从第一状态转换至第二状态。
导磁球阀3能够被磁环2作用而从第二状态转换至第一状态。
本申请提供的管道组件包括管道1、磁环2和导磁球阀3。磁环2能够产生磁场。磁环2可选择电磁铁环或永磁铁环等。导磁球阀3能够被磁环2吸引，导磁球阀3可选择能够导磁的铁质球阀、铁硅球阀、铁铝球阀、低碳钢球阀等等。
管道1包括第一管道11和至少一条第二管道12，第二管道12与第一管道11相连接。第二管道12的半径大于所述第一管道11的半径。导磁球阀3的半径基本等于第一管道11的半径，第二管道12的半径大于导磁球阀3的半径。当导磁球阀3处于第一管道11中时，其可以密封第一管道11，第一管道11关闭，流体不能通过。当导磁球阀3离开第一管道11而进入第二管道12中时，第一管道11开启，管道1中的流体可以通过第一管道11和第二管道12流动。
磁环2套接在第一管道11上。磁环2沿着轴向的宽度大于导磁球阀3的直径。常态时，导磁球阀3处于磁环2的中间位置。
管道1选择非导磁管道或导磁率较低的管道，可选用塑料管道、纯铜管道等。
本申请中将导磁球阀3处于第一管道11中的状态称之为第一状态，将导磁球阀3处于第二管道12中的状态称之为第二状态。
如图5所示，导磁球阀3在第一管道11中的某个位置时，其受到的磁环2的吸引力(磁吸力或吸附力)和管道的摩擦力最大，合力为F0。当流入第一管道11中的流体对导磁球阀3的作用力大于F0时，导磁球阀3会沿着第一管道11滚动，进而离开第一管道11并进入第二管道12中。由于第二管道12的半径大于导磁球阀3的半径，第二管道12不会被导磁球阀3封堵，此时管道1处于开启状态，流体可在管道1中流动。因此，导磁球阀3能够被第一管道11中的流体作用而从第一状态转换至第二状态。
根据需要，可在第二管道12中设置限位结构，以避免处于第二管道12中的导磁球阀3被流体冲走。在导磁球阀3处于第二状态时，导磁球阀3处于限位结构与第一管道11的管口之间。
在流体一直保持流动的过程中，处于第二管道12中的导磁球阀3始终受到流体的作用力，只要流体的作用力大于磁环2对导磁球阀3的吸引力，即可使得导磁球阀3处于第二管道12中而不会自动回到第一管道11中。
当操作上游的阀门等，使得管道1中的流体流量减小或管道1中没有流体流通时，只要导磁球阀3受到流体的作用力小于磁环2对导磁球阀3的吸引力，则导磁球阀3就会被吸引朝向第一管道11滚动，并进入第一管道11中且密封第一管道11。因此，导磁球阀3能够被磁环2作用而从第二状态转换至第一状态。
有关F0的大小，可根据具体的情况进行设定，可通过改变磁环2的尺寸、磁性等来改变吸引力的大小。流体对导磁球阀3的作用力可通过改变流体的流量、速度、压力等来调节。
综上所述，本申请提供的管道组件，通过磁环2与导磁球阀3的磁吸配合可实现第一管道11关闭，在流体作用下导磁球阀3可离开第一管道11从而使得第一管道11开启，结构简单、安装方便、便于使用。
在其中一个实施例中，如图2-3所示，导磁球阀3包括导磁球31和包覆在导磁球31的外周的弹性膜32。
其中，在弹性膜32与导磁球31之间的空腔中填充有磁流体33。
在导磁球阀3处于第一状态时，磁流体33与磁环32产生磁吸作用，弹性膜32沿着磁环2的径向朝向第一管道11延伸变形并密封住第一管道11。
本实施例中，导磁球阀3包括导磁球31、弹性膜32和磁流体33。导磁球31可选择纯铁球、铁铝球、低碳钢球等。弹性膜32可选择软胶膜，例如TPE软胶膜、PVC软胶膜等。弹性膜32包住导磁球31，并在导磁球31与弹性膜32之间形成空腔，在空腔中填充满磁流体33。磁流体33又称磁性液体、铁磁流体或磁液，其既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，可被磁环2吸引。
当导磁球阀3处于第一管道11内时，尤其处于磁环2的中间时，磁流体33被磁环32吸引，其朝向磁环2的圆周面流动或聚集，从而使得弹性膜32沿着磁环2的径向朝向第一管道11延伸变形并密封住第一管道11。此时，在沿着第一管道11的轴向上，导磁球阀3变薄，因为轴向两端的磁流体33被吸引流动至径向的圆周处，使得弹性膜32沿着径向拉伸变形，进而挤压第一管道11的管壁，提高了密封效果。
在其中一个实施例中，如图2-3所示，弹性膜32与导磁球11之间连接有弹性支撑肋34。弹性支撑肋34可用软胶材质的支撑肋，其可与导磁球31粘接，用于支撑导磁球31，使得导磁球31尽量处于弹性膜32的中间位置。在弹性膜32拉伸变形时，弹性支撑肋34会做出适应性变形。
根据需要，可通过布置多条弹性支撑肋34的方式来支撑导磁球31，导磁球31的整个球面由均布的多条弹性支撑肋34支撑，尽量使得导磁球31处于弹性膜32的正中间。
在其中一个实施例中，如图1所示，在沿着第一管道11的轴向上，磁环2的宽度大于导磁球阀3的直径。在导磁球阀3处于第一状态时，导磁球阀3处于磁环2的两端之间。
本实施例中，磁环2的宽度大于导磁球阀3的直径，在导磁球阀3完全被磁环2吸引密封在第一管道11中时，导磁球阀3处于磁环2的两端之间，使得导磁球阀3与磁环2之间的最小距离为第一管道11的壁厚，可有效吸引住导磁球阀3。
在其中一个实施例中，磁环2为永磁环，其永久有磁，无需采用电磁机构来产生磁场。永磁环可选用永磁铁环。
在其中一个实施例中，如图1所示，第一管道11的两端分别连接有一条第二管道12，可双向使用。当流体从一端的第二管道12流入时，可将导磁球阀3冲入另一端的第二管道12中。
在其中一个实施例中，如图1所示，第二管道12中具有用于对导磁球阀限位的限位网123。第二管道12对导磁球阀3的限位结构可采用限位网123，即可限制导磁球阀3脱离第二管道12，又可用于流体流通。
在其中一个实施例中，如图1所示，第二管道12中设置有弹性减振凸起124，起到减振效果，可减小导磁球阀3进入第二管道12中时产生的异响。
弹性减振凸起124为设置在第二管道12中的弹性凸起部，其可为软胶凸起部。
弹性减振凸起124可为条状、半球状等等形状。
根据需要，可在第二管道12的内表面上均布多个弹性减振凸起124，以提高减振效果。
在其中一个实施例中，如图1所示，第二管道12包括主体管121和连接管122。
主体管121的半径大于第一管道11的半径，连接管122连接在第一管道11与主体管121之间。
其中，在沿着从第一管道11至主体管121的方向上，连接管122的半径逐渐增大。
弹性减振凸起124设置在连接管122中。
本实施例中，第二管道12包括主体管121和与主体管121连接的连接管122。
主体管121为圆管，其半径大于第一管道11的半径。连接管122沿着轴向的截面为梯形，其开口较小的一端与第一管道11连接，其开口较大的一端与主体管121连接，利于导磁球阀3沿着连接管122的斜面滚动。当导磁球阀3被流体作用时，其可沿着连接管122的斜面滚动进入主体管121中。限位结构或限位网123安装在主体管121中，阻止导磁球阀3。当磁环2作用导磁球阀3，使得导磁球阀3向第一管道11滚动时，导磁球阀3沿着连接管122的斜面滚动进入第一管道11中，可以减小导磁球阀3向第一管道11中滚动时所需的吸引力。
结合图1所示，本发明一实施例提供一种管路系统，包括前述任一实施例所述的管道组件。将管道组件直接装在管路系统的管路上即可使用。
根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道组件，其特征在于，包括用于流体通过的管道、套接在所述管道上的磁环和能够被所述磁环吸引的导磁球阀；
所述管道包括第一管道和与所述第一管道连接的第二管道，其中，所述第二管道的半径大于所述第一管道的半径；
所述磁环套接在所述第一管道上；
所述导磁球阀具有处于所述第一管道中的第一状态和处于所述第二管道中的第二状态；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述导磁球阀被所述磁环吸引且密封所述第一管道，所述第一管道处于关闭状态；
在所述导磁球阀处于所述第二状态时，所述导磁球阀离开所述第一管道，所述第一管道处于开启状态；
其中，所述导磁球阀能够被所述第一管道中的流体作用而从所述第一状态转换至所述第二状态；
所述导磁球阀能够被所述磁环作用而从所述第二状态转换至所述第一状态。
2.根据权利要求1所述的管道组件，其特征在于，所述导磁球阀包括导磁球和包覆在所述导磁球的外周的弹性膜；
其中，在所述弹性膜与所述导磁球之间的空腔中填充有磁流体；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述磁流体与所述磁环产生磁吸作用，所述弹性膜沿着所述磁环的径向朝向所述第一管道延伸变形并密封住所述第一管道。
3.根据权利要求2所述的管道组件，其特征在于，所述弹性膜与所述导磁球之间连接有弹性支撑肋。
4.根据权利要求1所述的管道组件，其特征在于，在沿着所述第一管道的轴向上，所述磁环的宽度大于所述导磁球阀的直径；
在所述导磁球阀处于所述第一状态时，所述导磁球阀处于所述磁环的两端之间。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的管道组件，其特征在于，所述磁环为永磁环。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的管道组件，其特征在于，所述第一管道的两端分别连接有一条所述第二管道。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的管道组件，其特征在于，所述第二管道中具有用于对所述导磁球阀限位的限位网。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的管道组件，其特征在于，所述第二管道中设置有弹性减振凸起。
9.根据权利要求8所述的管道组件，其特征在于，所述第二管道包括主体管和连接管；
所述主体管的半径大于所述第一管道的半径，所述连接管连接在所述第一管道与所述主体管之间；
其中，在沿着从所述第一管道至所述主体管的方向上，所述连接管的半径逐渐增大；
所述弹性减振凸起设置在所述连接管中。
10.一种管路系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的管道组件。
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