CN202901427U - 流体通断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用装置整体进行断流，而非单一处承受主要压力，因此安全性和稳定性更好的流体通断方法及流体通断装置，克服了现有流体通断装置需要使用截流件，而截流件容易损坏的不足。所述的流体通断装置，包括高液位接口、低液位接口，所述的高液位接口与低液位接口之间设有至少一个腔室，所述的腔室依次连通，所述的腔室内填充有被截流的流体，所述的腔室还包括一气封段，所述的气封段将腔室内的流体分隔为前流体段、后流体段，所述的一个腔室内的前流体段高度大于该腔室内的后流体段高度，所述的腔室顶部设有充排气口。本实用新型适用于以往流体通断装置所适用的场合，具有能自动疏导减压、安全稳定性高等优点。

Description

流体通断装置

技术领域

本实用新型涉及流体控制领域，尤其涉及一种流体通断装置。

背景技术

在生产生活中，常会有需要对流体进行断流及使其流通。在无外力影响下流体的流动特点是从高液位端流向低液位端，现有控制流体通断的方法基本是采用截流件来断流和开流，即断流时利用截流件截断高液位端与低液位端之间的通路，开流时释放节流件，打开高液位端与低液位端之间的通路。常见的阀门就是利用这一原理实现流体截流、开流，阀门中的截流件也就是阀芯。然而截流件在整个截流装置中是最重要的部件也是最易损坏的部件，因为它不像阀座本身那样是一个整体，强度较大，但在断流后却要承受高液位端与低液位端之间的压差；而在开流时尤其是部分开流时，流体会一直冲击截流件，也会使截流件一直处于损耗状态。而且，每一次的开流、断流，都需要截流件发生位置、角度变化，例如阀芯会与阀座之间发生相对移动或转动，产生摩擦，这也是截流件损耗的重要因素之一，而一旦截流件发生损坏，整个截流装置也会立即失效。再者，利用截流件来实现断流、开流时，若高液位端的液位持续增高或是液压持续增大，此时截流件上承受的压力会超出安全承压范围，会导致截流件损坏甚至引发安全事故。

参见中国专利文献上公开的“流体截流器”，其公告号为CN1421632A，该流体截流器，包含有一本体,具有一容室,一入口、一出口及一管制口,分别设于该本体内并与该容室相通,该入口及该出口是供流体流入及流出；一控制机构,用以控制该入口及该出口是否相通,该控制机构具有一截流件及一挡环,该挡环是设于该主体容室一预定位置中,用以承置该截流件,而由该挡环的作用使该流体截流器可搭配多种不同种类的截流件。但是该种截流装置及其使用方法来截流时仍然完全依赖截流件实现断流、开流，在开流时尤其是不完全开流时截流件持续受到流体冲击、在截流后截流件两端承受压差，容易损坏导致整个截流装置失效，且当截流件两端压差超过承受范围时不能自动疏导减压，导致截流件易失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的流体通断方法及流体通断装置均利用截流件开流和断流，而截流件在断流后两端会有压差、在开流时会受到流体的持续冲击，因此容易损坏的不足，提供了一种利用装置整体进行截流，而非单一处承受主要压力，因此安全性和稳定性更好的流体通断装置。

本实用新型的另一个目的是为了解决现有技术的流体通断方法及流体通断装置每一次开流、断流的转换过程中截流件需要发生位置、角度的变化，对截流件造成损耗，因此截流件有使用次数的限制，一旦使用次数过多，就容易造成截流件磨损过剧而失效，不再具有控制流体通断的能力的不足，提供了一种不需要采用会被磨损的截流件就能实现控制流体通断的流体通断装置。

本实用新型的另一个目的是为了解决现有技术的流体通断方法及流体通断装置当截流后高压端和低压端压差超过安全范围后，不能实现自动疏导减压的不足，提供了一种能自动疏导减压来保证安全性的流体通断装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种流体通断装置，包括高液位接口、低液位接口，所述的高液位接口与低液位接口之间设有至少一个腔室，所述的腔室依次连通，所述的腔室内填充有被截流的流体，所述的腔室还包括一气封段，所述的气封段将腔室内的流体分隔为前流体段、后流体段，所述的一个腔室内的前流体段高度大于该腔室内的后流体段高度，所述的腔室顶部设有充排气口。后一个腔室的前流体段与前一个腔室的后流体段是连通的且存在液位差，所以会对前一个腔室的气封段提供压力，所有腔室以此类推，所有流体段液位差提供的压力之和等于高液位端与低液位段的压力差，就能实现断流；当需要开流时，打开充排气口排出每一个气封段的一部分空气，使气封效果消失即可；当需要再次断流时，通过充排气口利用空压机或其他装置对所有腔室内充气至出现气封效果即可。在此过程中，完全不需要截流件，因此不存在截流件在断流后两端存在压差因此容易损坏的问题，也不存在每次开流、断流转换时需要变化截流件的位置、角度，因此截流件容易磨损的问题。而气封段是可以在一定范围内变化高度且仍能实现气封效果的，因此具有调节余量，因此当压差增大时能自动调节，且即使压差超过了余量调节范围，腔室内实际是一个气体、流体通路，因此高液位端的一部分流体会流向低液位端，自动疏导减压，不存在采用截流件时若压差超过安全范围会引起安全事故的问题。

作为优选，所述的充排气口通过气管与一气罐相连通，所述的气罐下端分别设有与高液位端、低液位端接通的高液位接管、低液位接管，所述的高液位接管与低液位接管上设有截止阀，除去最靠近高液位端的气管，其余气管内设有单向排气阀，所述的单向排气阀的可流通方向为腔室至气罐。充气时打开高液位接管上的截止阀，将高液位端的水位引入充气气源装置，压迫气罐内的空气流出并进入最靠近高液位端的腔室，由于气体的特性，虽然腔室内下端的流体依然存在，但是当空气充满第一个腔室后，会挤开处于第一个腔室下端的流体并进入第二个腔室上端，以此类推，最终达到后续腔室上端均形成气封段，达到断流的效果，然后关闭打开的截止阀；在排气时，打开低液位接管上的截止阀，将气罐内的流体与低液位端接通，这样气罐内的流体会流入低液位端，低液位端开始接受到气罐给予的流体，达到初步开流，继而由于气罐内的气压降低，因此腔室内的空气会进入气罐，气封段内空气减少直至气封效果消失，高液位端的流体也开始流往低液位端，如此流体就会源源不断的流向低液位端，实现完全开流。气罐既是充气气源装置，也是排气接收装置，因此几乎没有气量的损失，同时可免去空压机等额外充气装置，因此额外能量的损耗也很小。

作为优选，所述的最靠近高液位端的气管上设有截止阀，所述的最靠近高液位端的气管上的截止阀处于单向排气阀与气罐之间。该截止阀能够控制气罐与腔室之间气体的通断，在必要时可以接通或断开气罐与所有腔室之间的连接，起到安全保护的作用。

作为优选，所述的气封段的最低点高度与腔室最低段的上端高度相等，所述的前流体段的最高点高度与腔室最高段的下端高度相等。在此状态下，气封段与前流体段均处在开流、断流的临界点，只要气封段的气体被排掉任意一点，就能实现开流，所以此时能实现开流、断流状态的最快速转化。

作为优选，所述的最靠近高液位接口或者最靠近低液位接口的一个腔室内设有限流机构，所述的限流机构包括设于气封段在所位置上的容纳腔及处于容纳腔上方的限位腔，所述的容纳腔上端设有开口，所述的容纳腔内设有一浮体，所述的浮体上设有一中部带有通孔的挡板，所述的挡板上端伸入限位腔，所述的挡板穿过开口且挡板截面与开口截面相同，所述的浮体下方设有限位卡板，所述的低液位接口处于限流机构下方，所述的容纳腔上端通过气管与气罐相连，所述的容纳腔上端的气管内设有单向排气阀，所述的容纳腔上端的气管内的单向排气阀的可流通方向为容纳腔至气罐。从断流到开流的转换过程，是一个排气进流体的过程，最初时浮体处在空气中，因此不会上浮，挡板中部的通孔并没有完全与腔室管路重合，可流通量较小，此时流体快速冲至最后一个腔室但是却受到限流，因此不易将气封段的空气带出过多至低液位端，待流体充满容纳腔后浮体处于高点，挡板中部通孔与腔室管路重合，可流通量达到最大；从开流到断流的转换过程，是一个充气的过程，最初时容纳腔内都是流体，浮体处于高点，挡板中部通孔与腔室管路重合，可流通量达到最大，当流体排出，气罐内的气体进入到腔室，并进入容纳腔，流体排出后浮体下降，挡板中部的通孔并没有完全与腔室管路重合，可流通量减小，此时进入最后一个腔室中的流体被限流减速，因此不易将充入腔室形成气封段的空气带出至低液位端。

因此，本实用新型的有益效果是：（1）不需要截流件就能实现对流体通断的控制；（2）由于所有腔室实际是一个通路，因此当高低液位端压差过大时能自动疏导减压；（3）通过气罐与高、低液位端的接通转换来实现给腔室充气、排气，从而实现流体通断控制，靠流体势能就能提供能量，不需要其他能量源，且气罐既是充气气源装置，也是排气接收装置，几乎没有气量的损失，因此额外能量的损耗也很小。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的示意图：

图2是本实用新型的实施例2的示意图。

图中：高液位接口1、低液位接口2、腔室3、气封段4、前流体段5、后流体段6、气罐7、截止阀8、单向排气阀9、容纳腔10、浮体11、通孔12、挡板13、限位卡板14。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图对本实用新型做进一步的描述：

实施例1：如图1所示，本实用新型的一种流体通断装置包括高液位接口1、低液位接口2，所述的高液位接口1与低液位接口2之间设有一个腔室3，所述的腔室3内填充有被截流的流体，所述的腔室3还包括一气封段4，所述的气封段4将腔室3内的流体分隔为前流体段5、后流体段6，所述的腔室3内的前流体段5高度大于该腔室3内的后流体段6高度，所述的腔室3顶部设有充排气口。前流体段5与后流体段6是连通的且存在液位差，所以会对气封段4提供压力，该压力等于高液位端与低液位段的压力差，就能实现断流；当需要开流时，打开充排气口排出气封段4的一部分空气，使气封效果消失即可；当需要再次断流时，通过充排气口利用空压机或其他装置对所有腔室3内充气至出现气封效果即可。在此过程中，完全不需要截流件，因此不存在截流件在断流后两端存在压差因此容易损坏的问题，也不存在每次开流、断流转换时需要变化截流件的位置、角度，因此截流件容易磨损的问题。而气封段4是可以在一定范围内变化高度且仍能实现气封效果的，因此具有调节余量，因此当压差增大时能自动调节，且即使压差超过了余量调节范围，由于腔室3内实际是一个气体、流体通路，因此高液位端的一部分流体会流向低液位端，自动疏导减压，不存在采用截流件时若压差超过安全范围会引起安全事故的问题。

实施例2：如图2所示，本实用新型的一种流体通断装置包括高液位接口1、低液位接口2，所述的高液位接口1与低液位接口2之间设有至少一个腔室3，所述的腔室3依次连通，所述的腔室3内填充有被截流的流体，所述的腔室3还包括一气封段4，所述的气封段4将腔室3内的流体分隔为前流体段5、后流体段6，所述的一个腔室3内的前流体段5高度大于该腔室3内的后流体段6高度，所述的腔室3顶部设有充排气口。所述的充排气口通过气管与一气罐7相连通，所述的气罐7下端分别设有与高液位端、低液位端接通的高液位接管、低液位接管，所述的高液位接管与低液位接管上设有截止阀8，除去最靠近高液位端的气管，其余气管内设有单向排气阀9，所述的单向排气阀9的可流通方向为腔室3至气罐7。所述的最靠近高液位端的气管上设有截止阀8，所述的最靠近高液位端的气管上的截止阀8处于单向排气阀9与气罐7之间。该截止阀8能够控制气罐7与腔室3之间气体的通断，在必要时可以接通或断开气罐7与所有腔室3之间的连接，起到安全保护的作用。所述的气封段4的最低点高度与腔室3最低段的上端高度相等，所述的前流体段5的最高点高度与腔室3最高段的下端高度相等。在此状态下，气封段4与前流体段5均处在开流、断流的临界点，只要气封段4的气体被排掉任意一点，就能实现开流，所以此时能实现开流、断流状态的最快速转化。所述的最靠近高液位接口1或者最靠近低液位接口2的一个腔室3内设有限流机构，所述的限流机构包括设于气封段4在所位置上的容纳腔10及处于容纳腔10上方的限位腔，所述的容纳腔10上端设有开口，所述的容纳腔10内设有一浮体11，所述的浮体11上设有一中部带有通孔12的挡板13，所述的上端挡板13伸入限位腔，所述的挡板13穿过开口且挡板13截面与开口截面相同，所述的浮体11下方设有限位卡板14，所述的低液位接口2处于限流机构下方，所述的容纳腔10上端通过气管与气罐7相连，所述的容纳腔10上端的气罐7内设有单向排气阀9，所述的容纳腔10上端的气罐7内的单向排气阀9的可流通方向为容纳腔10至气罐7。从断流到开流的转换过程，是一个排气进流体的过程，最初时浮体11处在空气中，因此不会上浮，挡板13中部的通孔12并没有完全与腔室3管路重合，可流通量较小，此时流体快速冲至最后一个腔室3但是却受到限流，因此不易将气封段4的空气带出过多至低液位端，待流体充满容纳腔10后浮体11处于高点，挡板13中部通孔12与腔室3管路重合，可流通量达到最大；从开流到断流的转换过程，是一个充气的过程，最初时容纳腔10内都是流体，浮体11处于高点，挡板13中部通孔12与腔室3管路重合，可流通量达到最大，当流体排出，气罐7内的气体进入到腔室3，并进入容纳腔10，流体排出后浮体11下降，挡板13中部12的通孔并没有完全与腔室3管路重合，可流通量减小，此时进入最后一个腔室中的流体被限流减速，因此不易将充入腔室3形成气封段4的空气带出至低液位端。而且，也可在高液位接口1或腔室3中的任何位置设置可活动的流量限制结构，也可保证在通断转换过程中限制流量过大。

最初要断流时，将高液位端接口、低液位端接口分别与高液位端、低液位端相接，使高液位端流体流入腔室3，流体进入腔室3后沉积在下端，因此腔室3下端的空气被流体挤开并往后推动直至排出，而腔室3上端的空气会存留在腔室3中并形成气封段4，最终多个腔室3形成了气封段4和被气封段4隔断的前流体段5、后流体段6，而后一个腔室3的前流体段5与前一个腔室3的后流体段6是连通的且存在液位差，所以会对前一个腔室3的气封段4提供压力，所有腔室3以此类推，所有流体段液位差提供的压力之和顶住高液位端与低液位段的压力差，就能实现断流。当需要首次开流时，排出气罐7内的一部分空气，气罐7内压力降低，因此腔室3内气封段4的空气会有一部分进入气罐7，气封效果消失，实现开流，此时每个腔室3上端仍然存在一部分空气或无空气。当需要断流时，打开高液位接管上的截止阀8，将高液位端的水位引入气罐7，压迫气罐7内的空气流出并进入最靠近高液位端的腔室3，由于气体的特性，虽然腔室3内下端的流体依然存在，但是当空气充满第一个腔室3后，会挤开处于第一个腔室3下端的流体并进入第二个腔室3上端，以此类推，最终达到后续腔室3上端均形成气封段4，达到断流的效果，然后可关闭打开着的截止阀8，而此时若不关闭打开着的截止阀8也可，那么在一定范围由于高、低液位端的压差与气罐7加上腔室3中的压力相等时，也能维持断流效果，而且在此范围内若气封段4不处于极限状态时，还可以自动调节气封段高度使高液位端、低液位端达到平衡，维持断流效果；而再次需要开流时，打开低液位接管上的截止阀8，将气罐7内的流体与低液位端接通，这样气罐7内的流体会流入低液位端，低液位端开始接受到气罐7给予的流体，达到初步开流，继而由于气罐7内的气压降低，因此腔室3内的空气会进入气罐7，气封段4内空气减少直至气封效果消失，高液位端的流体也开始流往低液位端，如此流体就会源源不断的流向低液位端，实现完全开流。

Claims (7)

1. 一种流体通断装置，包括高液位接口（1）、低液位接口（2），其特征是，所述的高液位接口（1）与低液位接口（2）之间设有至少一个腔室（3），所述的腔室（3）依次连通，所述的腔室（3）内填充有被截流的流体，所述的腔室（3）还包括一气封段（4），所述的气封段（4）将腔室（3）内的流体分隔为前流体段（5）、后流体段（6），所述的一个腔室（3）内的前流体段（5）高度大于该腔室（3）内的后流体段（6）高度，所述的腔室（3）顶部设有充排气口。

2.根据权利要求1所述的流体通断装置，其特征是，所述的充排气口通过气管与一气罐（7）相连通，所述的气罐（7）下端分别设有与高液位端、低液位端接通的高液位接管、低液位接管，所述的高液位接管与低液位接管上设有截止阀（8），除去最靠近高液位端的气管，其余气管内设有单向排气阀（9），所述的单向排气阀（9）的可流通方向为腔室（3）至气罐（7）。

3.根据权利要求1所述的流体通断装置，其特征是，所述的最靠近高液位端的气管上设有截止阀（8），所述的最靠近高液位端的气管上的截止阀（8）处于单向排气阀（9）与气罐（7）之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的流体通断装置，其特征是，所述的气封段（4）的最低点高度与腔室（3）最低段的上端高度相等。

5.根据权利要求1或2或3所述的流体通断装置，其特征是，所述的前流体段（5）的最高点高度与腔室（3）最高段的下端高度相等。

6.根据权利要求1所述的流体通断装置，其特征是，所述的最靠近高液位接口（1）或者最靠近低液位接口（2）的一个腔室（3）内设有限流机构，所述的限流机构包括设于气封段（4）在所位置上的容纳腔（10）及处于容纳腔（10）上方的限位腔，所述的容纳腔（10）上端设有开口，所述的容纳腔（10）内设有一浮体（11），所述的浮体（11）上设有一中部带有通孔（12）的挡板（13），所述的上端挡板（13）伸入限位腔，所述的挡板（13）穿过开口且挡板（13）截面与开口截面相同，所述的浮体（11）下方设有限位卡板（14），所述的低液位接口（2）处于限流机构下方。

7.根据权利要求6所述的流体通断装置，其特征是，所述的容纳腔（10）上端通过气管与气罐（7）相连，所述的容纳腔（10）上端的气管内设有单向排气阀（9），所述的容纳腔（10）上端的气管内的单向排气阀（9）的可流通方向为容纳腔（10）至气罐（7）。

Images