CN114935025B - 一种单向阀及其密封机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单向阀及其密封机构，涉及阀门技术领域。目的是解决可调整截止方向的单向阀在处理含硬颗粒杂质的污水时，使用寿命短的技术问题。所采用的技术方案是：一种密封机构，包括：设于单向阀的内壳体与外壳体之间的侧密封件、与侧密封件配合的第一电磁铁；所述侧密封件包括：基板、弹性密封层、弹性伸缩层；所述基板由铁制成；所述弹性密封层设于基板朝向内壳体的一面；所述弹性伸缩层设于基板朝向外壳体的一面，且弹性伸缩层位于基板与第一电磁铁之间。此外，本发明还提供了具有前述密封机构的单向阀，该单向阀在处理含有硬颗粒杂质的污水时，能在更长的时间内保持良好的截止效果，具有更长的使用寿命。

Description

一种单向阀及其密封机构

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种单向阀及其密封机构。

背景技术

单向阀又称止回阀或逆止阀，是一种常见的阀门。单向阀只允许流体从进水口朝出水口流动，不允许流体从出水口回流，在各行各业有着广泛的应用。如：用于液压系统中防止液体反向流动；用于气动系统中防止压缩空气逆向流动。

我公司技术人员设计了一种可调整截止方向的单向阀，其在外壳体的腔道内设置了内壳体，内壳体的腔室内设有阀球；当阀球被流体推到内壳体的一侧时，内壳体会连通其两侧腔道；当阀球被流体推到内壳体的另一侧时，内壳体会隔断其两侧的腔道；内壳体可绕垂直于腔道的转轴转动，以改变内壳体两侧的朝向，从而改变单向阀的截止方向。

此外，该单向阀的内壳体的外表面还包裹有弹性层，以避免内壳体两端腔道内的流体从内壳体与外壳体之间的间隙穿过。大部分情况下，该单向阀均表现良好。但在处理某些含有硬颗粒杂质的污水时，该单向阀会在使用一段时间后出现截止效果变差的情况。

按理，弹性层被越紧地挤压在内壳体与外壳体之间，当该单向阀处于截止状态时，其能承受的内壳体两侧腔道的压差应该越大，因为高压腔道的流体更难挤过弹性层流入低压腔道。此外，粒径大的硬颗粒杂质无法进入内壳体与外壳体之间的间隙；而弹性层在流体流动方向上的密封宽度大于内壳体与外壳体之间间隙，粒径小的硬颗粒杂质即便挤入内壳体与外壳体之间的间隙，也会被弹性层覆盖，不应对弹性层的密封效果造成影响。

基于前述思路，我公司技术人员曾尝试对内壳体外表面的弹性层进行加厚，以增加内壳体转动难度为代价，使弹性层更紧地挤在内壳体与外壳体之间，并使得弹性层在流体流动方向上的密封宽度增加，以确保内壳体对腔道的隔断效果；但该措施并未取得理想效果，甚至单向阀有时还会在更短时间内出现截止效果变差的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封机构，其可应用于背景技术中描述的单向阀，使该单向阀在处理含有硬颗粒杂质的污水时，能在更长的时间内保持良好的截止效果。基于同样的发明构思，本发明的另一个目的在于提供具有前述密封机构的单向阀。

具体地，

一种密封机构，包括：设于单向阀的内壳体与外壳体之间的侧密封件、与侧密封件配合的第一电磁铁；所述侧密封件包括：基板、弹性密封层、弹性伸缩层；所述基板由铁制成；所述弹性密封层设于基板朝向内壳体的一面；所述弹性伸缩层设于基板朝向外壳体的一面，且弹性伸缩层位于基板与第一电磁铁之间。

可选的，还包括端密封件；所述端密封件包括密封筒、沿密封筒一端外翻的密封环；所述密封筒包裹在内壳体端部的外周壁，所述密封环与外壳体贴合；所述密封筒远离密封环的端面与侧密封件的对应端面贴合。

可选的，所述密封筒设有环绕其内周面的环形槽；所述环形槽设有多道，沿上下方向分布。

可选的，所述端密封件设有两个，相对设置在内壳体的上下两端；所述侧密封件设有两个，相对设置在内壳体的前后两侧；两个侧密封件各自适配有第一电磁铁。

本申请还公开了一种单向阀，其具有前述结构的密封机构。

可选的，该单向阀的外壳体具有左右贯穿的腔道以及上下贯穿的安装通道，并在安装通道设置分隔腔道的内壳体；所述内壳体包括圆柱状的主体部以及主体部上下两端的连接部；所述连接部通过轴承与外壳体转动连接；所述外壳体在安装通道设置对轴承外圈的内端面构成支撑的环形台阶，所述端密封件的密封环被固定在轴承外圈与环形台阶之间；所述外壳体的前后内壁分别设置用于安装侧密封件的限位槽。

可选的，所述外壳体的上下两侧分别设置一限位盖，所述限位盖通过第一螺栓与外壳体固接；所述限位盖具有贯穿其上下表面的螺纹孔，并穿设第一调位螺栓；所述轴承外圈的外端面具有与第一调位螺栓适配的第一定位槽。

可选的，所述限位盖具有对应于轴承内圈的操作口；所述轴承内圈具有对连接部的端面构成限位的内环部；所述内环部具有贯穿其上下表面的螺栓孔，并穿设第二调位螺栓；所述连接部的端面设有与第二调位螺栓适配的第二定位槽。

可选的，所述外壳体在腔道的左右两端分别设置一挡渣件；所述挡渣件包括导流筒以及导流筒一端的连接板；所述导流筒远离连接板的一端与内壳体外周壁之间的间隙，小于等于内壳体外周壁与外壳体内壁之间的间隙；所述导流筒、内壳体、外壳体之间的空间构成容纳腔；所述连接板通过第二螺栓与外壳体连接，且对容纳腔的外端构成封闭。

本发明的工作原理为：在转动内壳体之前，令第一电磁铁通电，基板会在第一电磁铁的吸引下朝弹性伸缩层一侧移动，对弹性伸缩层进行挤压并令弹性密封层离开内壳体的外周壁；如此，即可对内壳体进行转动；当内壳体完成转动后，令第一电磁铁断电，中断对基板的吸引，基板会被恢复的弹性伸缩层推向内壳体，从而将弹性密封层按压在内壳体的外周壁，重新恢复密封。之所以做出上述设计，是因为我公司技术人员仔细观察了多个背景技术中的旧单向阀，并与背景技术中的新单向阀进行仔细对比后发现，旧单向阀的内壳体外表面的弹性层下端的磨损程度更大；再结合污水中含有硬颗粒杂质，我们最终确认：内壳体与外壳体之间间隙的左右两端的底部容易沉聚部分硬颗粒杂质；在内壳体转动时，这些硬颗粒杂质会受到内壳体外表面的弹性层与外壳体内壁的挤压；当这些受到挤压的硬颗粒杂质没有被弹性层裹挟着同步移动时，会划过弹性层，从而加剧弹性层的磨损，并最终导致弹性层的密封效果大打折扣。

由此可知，本发明的有益效果是：可以在内壳体转动时，避免硬颗粒杂质被挤压在弹性密封层与内壳体外周壁之间并划过弹性密封层；大大减缓了弹性密封层的磨损速度，可以使单向阀在处理含有硬颗粒杂质的污水时，能在更长的时间内保持良好的截止效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为单向阀的结构示意图；

图2为单向阀布置各电磁铁的示意图；

图3为内壳体与外壳体的装配示意图；

图4为外壳体与挡渣件的装配示意图；

图5为外壳体的结构示意图；

图6为内壳体的装配示意图；

图7为内壳体设置过水孔道的示意图；

图8为内壳体与侧密封件、端密封件进行配合的示意图。

附图标记：1、内壳体；2、外壳体；3、侧密封件；4、第一电磁铁；5、基板；6、弹性密封层；7、弹性伸缩层；8、端密封件；9、密封筒；10、密封环；11、腔道；12、安装通道；13、主体部；14、连接部；15、轴承；16、环形台阶；17、限位槽；18、限位盖；19、第一调位螺栓；20、第一定位槽；21、内环部；22、第二调位螺栓；23、第二定位槽；24、挡渣件；25、导流筒；26、连接板；27、开口；28、过水孔道；29、弹簧；30、指向部；31、定位部；32、插销；33、第二电磁铁；34、第三电磁铁；35、第四电磁铁；36、第五电磁铁；37、限位筒；38、保护盖；39、阀体。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图8所示，本发明实施例提供了一种密封机构。该密封机构包括：设于单向阀的内壳体1与外壳体2之间的侧密封件3、与侧密封件3配合的第一电磁铁4；所述侧密封件3包括：基板5、弹性密封层6、弹性伸缩层7；所述基板5由铁制成；所述弹性密封层6设于基板5朝向内壳体1的一面；所述弹性伸缩层7设于基板5朝向外壳体2的一面，且弹性伸缩层7位于基板5与第一电磁铁4之间。应当理解的是，弹性密封层6、弹性伸缩层7通常由合成橡胶制成，也可由其他具有弹性的高分子材料制成。可仅将弹性密封层6朝向内壳体1的一面设置成弧面；也可将基板5朝向内壳体1的一面设置成弧面，并将弹性密封层6整体设置成弧片状。基板5、弹性密封层6、弹性伸缩层7可通过胶合或熔接固接为一体。

下面阐述该密封机构的具体实施方式：将两个侧密封件3分别固定在外壳体2的前后内壁，并在外壳体2的前后外壁分别安装第一电磁铁4。在转动内壳体1之前，令第一电磁铁4通电，基板5会在第一电磁铁4的吸引下朝弹性伸缩层7一侧移动，对弹性伸缩层7进行挤压并令弹性密封层6离开内壳体1的外周壁；如此，即可对内壳体1进行转动；当内壳体1完成转动后，令第一电磁铁4断电，中断对基板5的吸引，基板5会被恢复的弹性伸缩层7推向内壳体1，从而将弹性密封层6按压在内壳体1的外周壁，重新恢复密封。本发明可以在内壳体1转动时，避免硬颗粒杂质被挤压在弹性密封层6与内壳体1外周壁之间并划过弹性密封层6；大大减缓了弹性密封层6的磨损速度，可以使单向阀在处理含有硬颗粒杂质的污水时，能在更长的时间内保持良好的截止效果。

如图8所示，在本申请公开的一个实施例中，该密封机构还包括端密封件8；所述端密封件8包括密封筒9、沿密封筒9一端外翻的密封环10；所述密封筒9包裹在内壳体1端部的外周壁，所述密封环10与外壳体2贴合；所述密封筒9远离密封环10的端面与侧密封件3的对应端面贴合。应当理解的是，当侧密封件3未挤压在内壳体1的外周壁时，侧密封件3的上下端面与对应端密封件8的密封筒9端面齐平或有微小间隙；当侧密封件3挤压在内壳体1的外周壁时，侧密封件3的上下端面会与对应端密封件8的密封筒9端面相互挤压。

进一步地，所述密封筒9设有环绕其内周面的环形槽；所述环形槽设有多道，沿上下方向分布。应当理解的是，环形槽可以减小密封筒9与内壳体1外周壁的接触面积，使内壳体1转动时受到的摩擦力更小；同时，环形槽还可构成密封迷宫，提高对内壳体1端部的密封效果。

如图8所示，在本申请公开的一个实施例中，所述端密封件8设有两个，相对设置在内壳体1的上下两端；所述侧密封件3设有两个，相对设置在内壳体1的前后两侧；两个侧密封件3各自适配有第一电磁铁4。应当理解的是，两个端密封件8可以对内壳体1的上下两端构成旋转密封；在两个端密封件8之间，两个侧密封件3可以对内壳体1外周壁与外壳体2前后内壁之间的间隙构成密封。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种单向阀，其具有前述结构的密封机构。

进一步地，如图5～图7所示，该单向阀的外壳体2具有左右贯穿的腔道11以及上下贯穿的安装通道12，并在安装通道12设置分隔腔道11的内壳体1。所述内壳体1包括圆柱状的主体部13以及主体部13上下两端的连接部14。应当理解的是，内壳体1可由左右对扣的第一半壳与第二半壳组合而成。外壳体2可由上下对扣的两个外半壳组合而成。所述连接部14通过轴承15与外壳体2转动连接。所述外壳体2在安装通道12设置对轴承15外圈的内端面构成支撑的环形台阶16，所述端密封件8的密封环10被固定在轴承15外圈与环形台阶16之间。应当理解的是，对于安装通道12上端的轴承15，该轴承15的上端面为外端面、下端面为内端面；对于安装通道12下端的轴承15，该轴承15的上端面为内端面、下端面为外端面。所述外壳体2的前后内壁分别设置用于安装侧密封件3的限位槽17。应当理解的是，第一电磁铁4除了安装在外壳体2的前后外壁，还可安装在限位槽17内。内壳体1的腔室内设有阀体39；内壳体1设有开口27与过水孔道28，内壳体1的腔室通过开口27与一侧腔道11连通，并通过过水孔道28与另一侧腔道11连通；腔室内设有将阀体39推向开口27的弹簧29；当阀体39封闭开口27时，内壳体1彻底隔断其左右两侧的腔道11；当阀体39离开开口27时，内壳体1的腔室对其左右两侧的腔道11构成连通；内壳体1的顶部具有向上延伸的转轴。

进一步地，如图2～图4所示，所述外壳体2的上下两侧分别设置一限位盖18，所述限位盖18通过第一螺栓与外壳体2固接；所述限位盖18具有贯穿其上下表面的螺纹孔，并穿设第一调位螺栓19；所述轴承15外圈的外端面具有与第一调位螺栓19适配的第一定位槽20。应当理解的是，转轴的顶部具有横向延伸的指向部30，指向部30的朝向与该单向阀的截止方向相同或相反。指向部30具有贯穿其上表面的销孔。在外壳体2上侧的限位盖18设置两定位部31，两定位部31分布在转轴的左右两侧，定位部31的上表面具有定位孔；两定位部31分别适配一插销32，插销32的上端由铁制成，并在上方设置吸放插销32的第二电磁铁33；需要转动内壳体1时，令第二电磁铁33通电吸起插销32，即可转动内壳体1；内壳体1完成转动后，令第二电磁铁33断电松放插销32，其中一插销32会落回定位部31的定位孔，另一插销32则会穿过指向部30的销孔落回另一定位部31的定位孔，从而对指向部30及内壳体1构成限位，防止内壳体1自发转动。此外，外壳体2的上侧还在转轴左侧设置第三电磁铁34、在转轴右侧设置第四电磁铁35、在转轴前侧或后侧设置第五电磁铁36，指向部30远离转轴的一端由铁制成，如此，即可通过磁吸调控指向部30的朝向，并使内壳体1在腔道11内转动以调整截止方向。此外，还可在外壳体2的外侧设置保护盖38，对各电磁铁及轴承15进行保护；各电磁铁可安装在对应保护盖38的内壁。此外，可在插销32与第二电磁铁33之间设置对插销32构成限位的限位筒37。

进一步地，如图3、图4、图6所示，所述限位盖18具有对应于轴承15内圈的操作口；所述轴承15内圈具有对连接部14的端面构成限位的内环部21；所述内环部21具有贯穿其上下表面的螺栓孔，并穿设第二调位螺栓22；所述连接部14的端面设有与第二调位螺栓22适配的第二定位槽23。应当理解的是，先将两个端密封件8整个捋成筒状，并将两个端密封件8的密封筒9套在内壳体1的上下两端；接着将内壳体1放入安装通道12，并将端密封件8的密封环10外翻，使密封环10贴在环形台阶16；然后将轴承15放在环形台阶16，使轴承15的外圈与外壳体2连接、内圈与内壳体1的连接部14连接，并使轴承15外圈配合环形台阶16对密封环10构成压紧；接着装上限位盖18，并向限位盖18拧上第一调位螺栓19，向轴承15内圈的内环部21拧上第二调位螺栓22；如此，即可完成内壳体1与外壳体2的装配。由于两端密封件8的密封筒9分别套在内壳体1上下两端的外周壁，端密封件8的密封环10被挤压在轴承15外圈与环形台阶16之间；因此，可通过旋拧第一调位螺栓19来微调轴承15的上下位置，并通过旋拧第二调位螺栓22来微调内壳体1的上下位置，从而对端密封件8的位置进行微调，以使侧密封件3的上下端面能更好地与对应端密封件8的密封筒9端面贴合，从而确保达到良好的密封效果。

如图4所示，在本申请公开的一个实施例中，所述外壳体2在腔道11的左右两端分别设置一挡渣件24；所述挡渣件24包括导流筒25以及导流筒25一端的连接板26；所述导流筒25远离连接板26的一端与内壳体1外周壁之间的间隙，小于等于内壳体1外周壁与外壳体2内壁之间的间隙；所述导流筒25、内壳体1、外壳体2之间的空间构成容纳腔；所述连接板26通过第二螺栓与外壳体2连接，且对容纳腔的外端构成封闭。应当理解的是，导流筒25朝向内壳体1的一端为内、另一端为外。挡渣件24可以防止粒径大的硬颗粒杂质进入内壳体1与外壳体2之间的间隙。导流筒25对应于内壳体1的一端可设置成与内壳体1外周壁相适配的弧面。此外，在导流筒25与外壳体2之间留出足够的空间作为容纳腔，当粒径小的硬颗粒杂质从导流筒25端面与内壳体1外周壁之间的间隙逸出时，这些硬颗粒杂质可在容纳腔内扩散，从而避免内壳体1转动时将这些硬颗粒杂质带入内壳体1与外壳体2之间的间隙。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种密封机构，其特征在于，包括：

设于单向阀的内壳体（1）与外壳体（2）之间的侧密封件（3）；及

与侧密封件（3）配合的第一电磁铁（4）、端密封件（8）；

其中，

所述侧密封件（3）包括：基板（5）、弹性密封层（6）、弹性伸缩层（7）；

所述基板（5）由铁制成；

所述弹性密封层（6）设于基板（5）朝向内壳体（1）的一面；

所述弹性伸缩层（7）设于基板（5）朝向外壳体（2）的一面，且弹性伸缩层（7）位于基板（5）与第一电磁铁（4）之间；

所述端密封件（8）包括密封筒（9）、沿密封筒（9）一端外翻的密封环（10）；

所述密封筒（9）包裹在内壳体（1）端部的外周壁，所述密封环（10）与外壳体（2）贴合；

所述密封筒（9）远离密封环（10）的端面与侧密封件（3）的对应端面贴合。

2.根据权利要求1所述的密封机构，其特征在于：

所述密封筒（9）设有环绕其内周面的环形槽；所述环形槽设有多道，沿上下方向分布。

3.根据权利要求1或2所述的密封机构，其特征在于：

所述端密封件（8）设有两个，相对设置在内壳体（1）的上下两端；

所述侧密封件（3）设有两个，相对设置在内壳体（1）的前后两侧；两个侧密封件（3）各自适配有第一电磁铁（4）。

4.一种单向阀，其特征在于：

具有权利要求1～2中任意一项所述的密封机构。

5.一种单向阀，其特征在于：

具有权利要求3中所述的密封机构。

6.根据权利要求5所述的单向阀，其特征在于：

该单向阀的外壳体（2）具有左右贯穿的腔道（11）以及上下贯穿的安装通道（12），并在安装通道（12）设置分隔腔道（11）的内壳体（1）；

所述内壳体（1）包括圆柱状的主体部（13）以及主体部（13）上下两端的连接部（14）；

所述连接部（14）通过轴承（15）与外壳体（2）转动连接；

所述外壳体（2）在安装通道（12）设置对轴承（15）外圈的内端面构成支撑的环形台阶（16），所述端密封件（8）的密封环（10）被固定在轴承（15）外圈与环形台阶（16）之间；

所述外壳体（2）的前后内壁分别设置用于安装侧密封件（3）的限位槽（17）。

7.根据权利要求6所述的单向阀，其特征在于：

所述外壳体（2）的上下两侧分别设置一限位盖（18），所述限位盖（18）通过第一螺栓与外壳体（2）固接；

所述限位盖（18）具有贯穿其上下表面的螺纹孔，并穿设第一调位螺栓（19）；

所述轴承（15）外圈的外端面具有与第一调位螺栓（19）适配的第一定位槽（20）。

8.根据权利要求7所述的单向阀，其特征在于：

所述限位盖（18）具有对应于轴承（15）内圈的操作口；

所述轴承（15）内圈具有对连接部（14）的端面构成限位的内环部（21）；

所述内环部（21）具有贯穿其上下表面的螺栓孔，并穿设第二调位螺栓（22）；

所述连接部（14）的端面设有与第二调位螺栓（22）适配的第二定位槽（23）。

9.根据权利要求6到8中任意一项所述的单向阀，其特征在于：

所述外壳体（2）在腔道（11）的左右两端分别设置一挡渣件（24）；

所述挡渣件（24）包括导流筒（25）以及导流筒（25）一端的连接板（26）；

所述导流筒（25）远离连接板（26）的一端与内壳体（1）外周壁之间的间隙，小于等于内壳体（1）外周壁与外壳体（2）内壁之间的间隙；

所述导流筒（25）、内壳体（1）、外壳体（2）之间的空间构成容纳腔；

所述连接板（26）通过第二螺栓与外壳体（2）连接，且对容纳腔的外端构成封闭。

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