CN1877175A - 大流量磁力逆止阀 - Google Patents

Abstract

大流量磁力逆止阀涉及一种流体单向通过的控制装置，尤其是一种高可靠、大流量、防逆、防虫、防臭、拆装方便、造价低廉的排水和补气用逆止阀。为了克服现有单层逆止阀门的可靠性低、过水阻力大、过水阀内的横梁缠挂杂物、清污和拆装不便等不足，本发明公开了一种大流量磁力逆止阀方案，该大流量磁力逆止阀是在一个筒形阀体内安装多层阀门，它们由双片阀和曲面阀串联组合而成；也可以只使用双片阀或者只使用曲面阀重复串联安装。双片阀有对称开启的两片阀门，曲面阀有一片曲面阀门，阀门都可以绕轴90°开启。阀门的闭合完全靠永磁铁的相互作用磁力，无须辅助的闭合复位弹簧；阀门开启到最大位置时，流体可以近似直线流过阀体。

Description

大流量磁力逆止阀

本发明涉及一种流体单向通过的控制装置，尤其是一利高可靠、大流量、防逆、防虫、防臭、拆装方便、造价低廉的排水和补气用大流量磁力逆止阀。

背景技术

目前，已知的排水磁力逆止阀都采用单层阀门结构，如专利申请号200410049757-水冲击止逆排水装置、专利申请号200420037941-具有磁控阀门的地漏装置等。在生活中污水里通常会含有棉线、毛发等杂物，一旦单层阀的阀门被卡住就会失去逆止作用。虽然可以增加过滤网，但小网孔过滤网会严重影响过水；大网孔难免会疏漏杂物而卡住阀门。此外，专利申请号200410049757-水冲击止逆排水装置中的图2方案：在阀门开启到最大位置后需要辅助的闭合复位弹簧才能将阀门关闭，弹簧在长期潮湿的污水及各种化学成分的环境下极容易锈蚀，而且弹簧也会存在疲劳老化的问题；可调高度的软磁螺栓安装在一个支架上，该支架与过水成垂直阻挡关系，因此对过水形成一定阻力，支架还可能缠挂杂物而卡住阀门。专利申请号200420037941-具有磁控阀门的地漏装置中，阀门在过水时始终与水流方向垂直而产生最大阻力，严重影响过水速度，而且清污和调整不便。

发明内容

为了克服现有单层逆止阀门的可靠性低、过水阻力大、过水阀中的支架缠挂杂物、清污和拆装不便等不足，本发明公开了一种大流量磁力逆止阀方案，该大流量磁力逆止阀是在一个筒形阀体内安装多层阀门，它们由双片阀和曲面阀串联组合而成；也可以只使用双片阀或者只使用曲面阀重复串联安装。阀体内的每个阀门都是基于压力差的原理工作，每个阀门上靠近阀门轴的位置都安装有永磁体，这些永磁体都与阀门支架中的永磁体位置对应，并且相互吸引。这种相互吸引的磁力使得所有阀门都可以自行闭合，无须辅助的闭合复位弹簧。

双片阀有对称开启的两片阀门；曲面阀只有单片阀门，曲面阀门的一个边通过曲面阀门轴与固定在下壳体内壁上的曲面阀门支架连接；曲面阀的阀门片采用棱形曲面或圆弧曲面，在最大开启时阀门曲面与阀体内壁的曲面相一致或近似一致，其目的是曲面阀门在阀体内可以开启90°；为了最大限度的降低过水阻力，阀体内所有阀门都可以绕轴90°开启；阀门上靠近阀门轴的位置都安装有永磁体并且与阀门支架上的永磁体成对放置形成相互吸引；当阀门入口和出口两端的压差大于阀门开启阈值时，阀门开启，流体迅速通过；阀门开启大小随压差大小而变。所有阀门在最大开启位置都可以靠永磁体相互作用的磁力自行复位，无须辅助的闭合复位弹簧；所有阀门的开启磁力都大小可调整；在阀门闭合时，所有阀门都恰好覆盖在弹性磁力密封口上。采用上述技术集合而成的方案可以达到下列目的：

(1)采用多重逆止阀门的结构，提高逆止的效果和可靠性。

(2)所有逆止阀门都利用磁力复位，无须辅助的闭合复位弹簧。且所有阀门的开启阈值都方便可调。

(3)逆止阀门最大开启时可以使污水近似直线流过，阀门对流动污水的阻力接近于零，即近似直通状态。阀内无多余的支架横梁，可以避免支架占用很有限的过水截面，也避免了杂物的缠挂。

(4)逆止阀门可以随流量的变化自动调整开启范围，实现逆止阀的自适应调整，无排水通过时所有阀门都立即自动复位到闭合位置。

(5)当管道内出现负压时，随时自动向负压区补气，使主排水管中的污水快速下落。

(6)彻底取代现有的返水弯排水结构。

(7)无论是改造旧建筑的排水装置，还是安装新建筑的排水装置，都同样方便。

(8)适用于所有有单向逆止要求的低压管道中的流体，特别是含有一定杂质的流体。

(9)结构简单、体积小巧、拆装施工容易、清理方便、成本低廉。

附图说明

下面结合本大流量磁力逆止阀附图和实施例进一步说明。

图1是基本阀门方案之一——双片阀示意图。

图2是基本阀门方案之二——曲面阀示意图。

图3是本发明实施例之一——大流量磁力逆止阀示意图A。

图4是本发明实施例之二——大流量磁力逆止阀示意图B。

图中：1上壳体；2下壳体；3双片阀门(3A，3B)；4曲面阀门；4A曲面阀门；5双片阀轴(5A，5B)；6曲面阀轴；6A曲面阀轴；7流体入口(7A，7B)；8流体出口；9轴承托架环；10双片阀门支架；11永磁体(11A，11B)；12永磁体(12A，12B)；13弹性磁力密封圈；14曲面阀门支架；14A曲面阀门支架；15永磁体；15A永磁体；16永磁体；16A永磁体；17弹性磁力密封圈；17A弹性磁力密封圈；18密封圈卡圈；18A密封圈卡圈；19永磁体；19A永磁体。

具体实施方式

图1是基本阀门方案之一——双片阀示意图，双片阀是由上壳体(1)、下壳体(2)、双片阀门(3)、双片阀轴(5)、流体入口(7A，7B)、轴承托架环(9)、双片阀门支架(10)、永磁体(11)、永磁体(12)、弹性磁力密封圈(13)组成的带有卡接环形面的筒形阀体。

双片阀的基本工作原理是：双片阀门(3)是靠压力差进行工作的。当流体入口(7)的压力超过双片阀门(3)的开启阈值时，双片阀门(3)上的永磁体(12)与双片阀门支架(10)中的永磁体(11)开始相互远离同时它们的相互磁引力开始减小，双片阀门(3)开启，污水快速通过；随着污水量的增大或减少，双片阀门(3)自动地调整阀门开启的大小；当污水量大到一定程度时，双片阀门(3)开启到最大程度而成为污水直通流过的全通状态，全通状态下的阀门阻力几乎等于零；在双片阀门(3)开启到最大位置时，双片阀门(3A，3B)上靠近双片阀轴(5)安装的永磁体(12A)、(12B)之间的位置要对应安装并且是同极性接近，因此(12A)、(12B)之间有磁斥力作用，该磁斥力可以对双片阀门(3)起辅助复位作用；当污水由全通状态趋于减小时，永磁体(12A)、(12B)趋于相互远离并与双片阀门支架(10)中的永磁体(11)趋于相互靠近，即永磁体(11)、(12)的磁合力作用使双片阀门(3)趋于闭合；阀门开启到最大位置时，完全靠永磁体(11)和永磁体(12)之间的磁力作用实现阀门(3)自行复位，无须复位弹簧；当污水流量小到一定程度，阀门(3)就会自动闭合；在闭合状态时，双片阀门(3)恰好覆盖流体入口(7)的密封口，双片阀门(3)与双片阀门支架(10)之间有弹性材料密封圈(13)，以保障阀口的密封性。当磁力阀的出水口管道内出现负压区并且负压大于阀门的开启阈值时，阀门可以自动开启并自动对管道负压区进行补气，补气的结果可以使主排水管中的污水更快速下落，补气结束后阀门自动闭合。

双片阀的特征是：上壳体(1)是一个筒形，在筒形的下口边沿有向内的与内壁周围垂直的环形卡接面；下壳体(2)也是一个筒形，在筒形的上口边沿有向外的与外壁周围垂直的环形卡接面；上壳体(1)和下壳体(2)都采用非磁性材料，上壳体(1)和下壳体(2)相互穿入压接；轴承托架环(9)是非磁性材料的环状，轴承托架环(9)以径向平面放在上壳体(1)内部的卡接环形面上，轴承托架环(9)上方平面开有轴孔半槽，托架环(9)的内径等于下壳体(2)的内径；弹性磁力密封圈(13)叠放在轴承托架环(9)上，弹性磁力密封圈(13)上有两个对称的缺口，缺口的位置和形状与流体入口(7A)、(7B)相对应并且大小相适应；双片阀门支架(10)以螺纹旋入到上壳体(1)内并压紧弹性磁力密封圈(13)；双片阀门支架(10)上有两个对称的流体入口(7A)、(7B)，(7A)、(7B)之间有一条过梁，过梁在双片阀门支架(10)的径向对称轴上，阀门支架(10)的下平面对应过梁的两端部分各有一个凸台，凸台的下平面上有轴孔半槽；双片阀轴(5)两端的轴头放在轴承托架环(9)的轴孔半槽与双片阀门支架(10)的轴孔半槽相对接处；双片阀轴(5)与双片阀门支架(10)的过梁平行对应；双片阀门(3A，3B)是两片采用非柔性或半柔性材料的对称阀片；为了加强双片阀门(3)的密闭性可以在其边沿适当安装永磁材料和柔性永磁材料，这些永磁材料与双片阀门支架(10)上对应的磁铁形成相互吸引的关系；双片阀门(3)在阀内可以绕双片阀轴(5)90°开启。双片阀门(3)的大小和形状正好可以覆盖在密封圈(13)的两个对称的流体入口(7A，7B)的密封口上；阀门(3)的一个边沿与双片阀轴(5)连接；永磁体(12)安装在双片阀门(3)的靠近双片阀轴(5)的位置处，永磁体(12)的安装有三种方案：方案〔一〕：在轴(5)的轴向中点处，把永磁体(12A)和(12B)分别安装在双片阀门(3A)(3B)靠近轴(5A)和(5B)的位置；方案〔二〕：在轴(5A)和轴(5B)各自的一个轴头附近，把永磁体(12A)和(12B)分别安装在靠近双片阀门(3A)(3B)的边沿处并且分别靠近轴(5A)和轴(5B)，同时以轴承托架环(9)的圆心为对称点，永磁体(12A)与(12B)之间的安装位置形成圆心对称。方案〔三〕：本方案适用于阀门直径比较大的情况。在轴(5A)和轴(5B)的每一个轴头附近，把永磁体(12A)、(12B)、(12C)、(12D)分别安装在靠近双片阀门(3A)(3B)的边沿处，并且分别靠近轴(5A)和轴(5B)。即两个双片阀门(3A，3B)上都装有两个永磁体(12A，12C)以及(12B，12D)。在上述三种方案中，阀门(3)闭合状态时，双片阀门(3)上的永磁体(12)的同名磁极都朝向一致，磁体(12)要么S极都朝上要么N极都朝上。但上述方案〔二〕的情况可以不必严格遵循磁极一致的原则。但所有阀门(3)上安装的磁体(12)都要与双片阀门支架(10)中对应位置安装的永磁体()成异性相吸关系。双片阀门支架(10)内的永磁体(11)上下可调。

图2是曲面阀示意图，曲面阀是由下壳体(2)、曲面阀门支架(14)、曲面阀轴(6)、永磁体(15)、永磁体(16)、弹性磁力密封圈(17)、密封圈卡圈(18)、永磁体(19)组成的带有卡接环形面的筒形阀体。

曲面阀的基本工作原理是：曲面阀门(4)是靠压力差工作的。当流体的压力超过曲面阀门(4)开启阈值时，曲面阀门(4)上的永磁体(16)与曲面阀门支架(14)中的永磁体(15)开始相互远离同时它们的相互磁引力开始减小，曲面阀门(4)开启，污水快速通过；随着流体流量的增大或减少，曲面阀门(4)自动地调整阀门开启的大小；当污水量大到一定程度时，曲面阀门(4)开启到最大程度而成为污水直通流过的全通状态，全通状态下的阀门阻力几乎等于零；当污水由全通状态开始减小时，曲面阀门(4)由最大开启位置即全通状态转向趋于闭合，也就是在曲面阀门(4)上的永磁体(16)与曲面阀门支架(14)中的永磁体(15)之间相互作用的磁引力趋于变大，同时永磁体(19)与永磁体(16)之间的辅助复位磁斥力趋于变小。磁体(15)、(16)、(19)之间磁引力与磁斥力共同作用的合力使曲面阀门(4)从最大开启位置自行回复到闭合位置，无须弹簧复位。当磁力阀直径不是很大的情况下，起辅助复位作用的永磁体(19)可以取消。在曲面阀门处于闭合位置时，曲面阀门(4)恰好覆盖在流体出口(8)处的弹性磁力密封圈(17)的密封口上；当曲面阀的流体出口管道内出现负压区并且负压大于阀门的开启阈值时，阀门可以自动开启并自动对管道负压区进行补气，补气的结果可以使主排水管中的污水更快速下落，补气结束后阀门自动闭合；曲面阀内没有横梁故不会发生杂物缠挂，也就不会发生堵塞，从而免除了清理缠挂物的麻烦，也大大的提高了工作的可靠性。

曲面阀的特征是：下壳体(2)是一个筒形，在筒形的上口边沿有向外的与外壁周围垂直的环形卡接面；曲面阀门(4)为一片棱形曲面或圆弧曲面，过曲面阀轴(6)的轴向中点做曲面阀门(4)的直径，此直径就是阀门(4)曲面的对称轴；对于矩形或正方形管道可以是平面型阀门；曲面阀门(4)采用非柔性或半柔性材料；密封口采用与下壳体(2)内径相适应的环状弹性磁力密封圈(17)。密封圈(17)通过密封圈卡圈(18)固定在下壳体(2)内侧；为了加强曲面阀门(4)在闭合时的密闭性还可以在阀门(4)的边沿适当安装永磁材料和柔性永磁材料；曲面阀门(4)的一侧边沿通过轴(6)与曲面阀门支架(14)进行合叶轴式连接，曲面阀门(4)在阀内最大可以绕阀轴(6)90°开启；曲面阀门支架(14)固定在下壳体(2)内壁接近流体出口(8)处；曲面阀门支架(14)与下壳体(2)接触的安装面，其形状与内壁接触面的形状相适应；在阀门(4)的曲面对称轴上，靠近轴(6)的位置装有永磁体(16)；曲面阀门(4)闭合时，曲面阀门支架(14)上与永磁体(16)相对应的位置处装有永磁体(15)永磁体(15)上下可调；当曲面阀门(4)的尺寸较大时，在下壳体(2)流体出口(8)的下端内壁上装有永磁体(19)，永磁体(19)与曲而阀门(4)开启到最大位置时的永磁体(16)位置对应，永磁体(16)与永磁体(19)磁力相斥；曲面阀门(4)闭合时恰好覆盖在出水口(8)的密封口处，永磁体(16)与永磁体(15)处于磁力吸引状态；曲面阀内没有横梁。

图3是大流量磁力逆止阀的实施例之一，它是由上壳体(1)、下壳体(2)、双片阀门(3)、曲面阀门(4)、双片阀轴(5)、曲面阀轴(6)、流体入口(7A，7B)、流体出口(8)、轴承托架环(9)、双片阀门支架(10)、永磁体(11)、永磁体(12)、弹性磁力密封圈(13)、曲面阀门支架(14)、永磁体(15)、永磁体(16)、弹性磁力密封圈(17)、密封圈卡圈(18)、永磁体(19)组成的带有卡接环形面的、具有双层阀门结构的筒形阀体。

本方案是由图1所示的双片阀与图2所示的曲面阀组合而成的，即将图2方案直接取代图1中的下壳体(2)，其余部分不变。本方案的工作原理和技术特征分别与图1和图2方案相同。经过组合之后而得到的本方案与单层阀结构相比，本方案的止逆效果和工作可靠性至少提高了四倍。

图4是大流量磁力逆止阀的实施例之二，它是由下壳体(2)、曲面阀门支架(14)、曲面阀门支架(14A)、永磁体(15)、永磁体(15A)、曲面阀轴(6)、曲面阀轴(6A)、永磁体(16)、永磁体(16A)、弹性磁力密封圈(17)、弹性磁力密封圈(17A)、密封圈卡圈(18)、密封圈卡圈(18A)、永磁体(19)、永磁体(19A)组成的带有卡接环形面的、具有双层阀门结构的筒形阀体。

本方案是在图2所示的方案中增加了一层曲面阀而组合成的，既在下壳体(2)中安装了双层曲面阀结构。本方案的工作原理和技术特征是图2方案相同，是图2方案的串联组合。该组合方案的最大优点是阀体内没有缠挂杂物的横梁，过水可以直通流过且无须清理缠挂的杂物。经过串联组合之后而得到的本方案与单层阀结构相比，本方案的止逆效果和工作可靠性至少提高了四倍。图2方案中的阀门间距至少要大于曲面阀门的直径。

还可以将图4所示的方案直接取代图1方案中的下壳体(2)，从而组合成三层阀结构的力案。三层阀方案与单层阀结构相比其止逆效果和工作的可靠性至少可以提高将近30倍。

在上述的各种方案中，图1和图2都可以作为单层磁力逆止阀使用，也可以组合成图3和图4所示的方案。还可以组合成其它形式的多层磁力逆止阀方案。

Claims (7)

1，大流量磁力逆止阀，主要包括双片阀和曲面阀，其特征是：双片阀和曲面阀既可以分别作为独立的单层逆止阀使用，也可以相互串联组合成多层阀使用，还可以在阀体内只使用双片阀或者只使用曲面阀重复串联安装成多层阀；双片阀和曲面阀都是靠阀门两端的压力差工作，无论水平安装、倾斜安装、垂直安装都不会降低它们的工作效果和工作可靠性，只要流体入口安装正确，则阀体的工作效果和工作可靠性与阀体安装的方向无关，但是使用最多的是流体入口朝上的竖直安装。

2，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的双片阀，其特征是：双片阀具有对称开启的双片阀门(3)；双片阀门(3)采用非柔性或半柔性材料；阀门(3)的一个边沿连有双片阀轴(5)，双片阀轴(5)的轴头安装在轴承托架环(9)和双片阀门支架(10)的接触面之间的由两个轴孔半槽组合成的轴孔内；阀门(3)在闭合时恰好覆盖住弹性磁力密封圈(13)的流体入口(7A)和(7B)。

3，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的双片阀，其特征是：上壳体(1)是一个筒形，在筒形的下口边沿有向内的与内壁周围垂直的环形卡接面；下壳体(2)也是一个筒形，在筒形的上口边沿有向外的与外壁周围垂直的环形卡接面；轴承托架环(9)上方平面开有轴孔半槽；弹性磁力密封圈(13)上有两个对称的缺口，缺口的位置和形状与流体入口(7A，7B)相对应并且大小相适应；带有螺纹的双片阀门支架(10)回上有两个对称的流体入口(7A)和(7B)，(7A)和(7B)之间有一条过梁，过梁下面有一对带有轴孔半槽的凸台；轴承托架环(9)的轴孔半槽与阀门支架(10)的轴孔半槽相对接处形成阀轴(5)的轴孔。

4，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的双片阀，其特征是：在双片阀门(3)上靠近阀轴(5)的位置安装永磁体(12)，安装永磁体(12)有三种方案：方案〔一〕：安装在轴(5)的轴向中点处的双片阀门(3A)(3B)上；方案〔二〕：在轴(5A)和轴(5B)各自的一个轴头附近，把永磁体(12A)和(12B)分别安装在阀门(3A)(3B)的边沿处，永磁体(12A)与(12B)之间的安装位置形成圆心对称。方案〔三〕：本方案适用于阀门直径比较大的情况。把永磁体(12A)、(12B)、(12C)、(12D)分别安装在轴(5A)和轴(5B)的每一个轴头附近的阀门(3A)(3B)的边沿处；在上述三种方案中，阀门(3)闭合时，阀门(3)上的永磁体(12)的同名磁极朝向都一致，要么S极都朝上要么N极都朝上。但上述方案〔二〕的情况可以不必严格遵循磁极一致的原则；但所有阀门(3)上安装的永磁体(12)都要与阀门支架(10)中对应位置安装的永磁体(11)成异性相吸关系。阀门支架(10)内的永磁体(11)的位置上下可调。

5，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的曲面阀，其特征是：下壳体(2)是一个筒形，在筒形的上口边沿有向外的与外壁周围垂直的环形卡接面；曲面阀有一片曲面阀门(4)，曲面阀门(4)是一片棱形曲面或圆弧曲面；阀门(4)的一侧边沿通过轴(6)与曲面阀门支架(14)进行合叶轴式连接，曲面阀门支架(14)固定在下壳体(2)的内壁接近流体出口(8)处；密封口采用与下壳体(2)内径相适应的环状弹性磁力密封圈(17)，通过密封圈卡圈(18)把密封圈(18)固定在下壳体(2)内侧；曲面阀门(4)闭合时恰好覆盖在流体出口(8)的环状弹性磁力密封圈(17)的密封口处；

6，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的曲面阀，其特征是：在阀门(4)的曲面对称轴上靠近曲面轴(6)的位置装有永磁体(16)；曲面阀门(4)闭合时，阀门支架(14)内装有永磁体(15)与永磁体(16)的位置相对应，它们相互吸引；永磁体(15)上下可调；当曲面阀门(4)的尺寸较大时，在下壳体(2)流体出口(8)的下端内壁上装有永磁体(19)，永磁体(19)与曲面阀门(4)开启到最大位置时的永磁体(16)的位置对应，永磁体(16)与永磁体(19)磁力相斥。

7，根据权利要求1所述大流量磁力逆止阀的曲面阀，其特征是：在下壳体(2)内可以串联安装多层曲面逆止阀门；每个曲面阀门之间的安装距离应大于曲面阀门的直径；多层曲面阀在下壳体(2)内的组件与单层曲面阀在下壳体(2)内的组件完全一样。

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