CN213017903U - 一种浮力式单向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种浮力式单向阀，包括阀外壳、阀芯、阀芯支架、密封圈、上连接管和下连接管。上连接管的下端与阀外壳的上端连接，下连接管的上端与阀外壳的下端连接；阀外壳的上端的内壁上设置有环形的凸缘；阀芯支架固定在阀外壳的内壁上，密封圈被夹紧固定于凸缘的底面与阀芯支架的上端之间。阀芯支架的中心开设有导向孔；阀芯包括阀芯上端和阀芯下端，阀芯上端的最大外径大于导向孔的内径；阀芯下端穿过导向孔，阀芯下端在浮力作用或气压作用下可在导向孔内向上或向下运动，并被导向孔导向。阀芯下端的外径D2为阀外壳的最大内径D1的1/4～3/5。本实用新型的浮力式单向阀，具有单向通气的作用，不仅密封性能好，而且显著降低了成本。

Description

一种浮力式单向阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种浮力式单向阀。

背景技术

对于需要通入气体的水池结构，为了防止水倒流而引起控制箱等电气设备短路，通常在水池前的管道上安装单向阀。现有的单向阀通常为弹簧式单向阀或浮球式单向阀。弹簧式单向阀虽能够很好地实现控制作用，但仍无法满足产品安全认证的需求。大部分的浮球式单向阀通过浮球代替阀芯，实现流道的密封和打开，其控制性能欠佳。

也有部分浮球式单向阀通过浮球的浮力以辅助阀芯实现对流道的密封和打开，且控制性能好，使用寿命长，但需要设置特定结构的阀体以容纳浮球，因此这类浮球式单向阀的结构较为复杂，成本较高。且这类浮球式单向阀通常将阀芯的下端的外径设置为较小，通常小于阀外壳的最大内径的1/4，但对应地，阀芯支架的导向孔直径也较小，而阀芯支架本身在开设导向孔处的外径仍然较大，导致阀芯支架本身在开设导向孔处的材料用量也比较多，几乎不能降低成本。

同时，由于浮球设置在特定结构的阀体内，浮球上方的阀体上还开设出气口用于连接水池，因此，阀体的总体高度较高，使得浮球与阀芯的下端的底部之间的距离较远。但为了确保良好的控制性能，浮球只能被限制在阀体的下端内，不能进入直径较大的阀体的上端，为此需要阀芯的下端具有较长的长度，确保阀芯的下端能够伸入阀体的下端内，从而确保不通气时浮球在浮力的作用下能与阀芯的下端的底端面尽快接触，尽快将阀芯向上顶起以将流道密封，如此才能实现比弹簧式单向阀更好的密封性能。这又增加了阀芯的成本。

因此，有必要发明一种新型的单向阀，以保持较好的控制性能，且降低成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种浮力式单向阀，可有效防止水倒流，不仅密封性能好，使用寿命长，且结构简单，控制的灵敏度高，成本更低。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种浮力式单向阀，包括阀外壳、阀芯、阀芯支架、密封圈、上连接管和下连接管，其中：

所述上连接管的下端与所述阀外壳的上端连接，所述下连接管的上端与所述阀外壳的下端连接；所述阀外壳的上端的内壁上设置有环形的凸缘；所述阀芯支架固定在所述阀外壳的内壁上，所述密封圈被夹紧固定于所述凸缘的底面与所述阀芯支架的上端之间；

所述阀芯支架的中心开设有导向孔；所述阀芯包括阀芯上端和阀芯下端，所述阀芯上端的最大外径D3大于所述导向孔的内径；所述阀芯下端穿过所述导向孔，所述阀芯下端在浮力作用或气压作用下可在所述导向孔内向上或向下运动，并被所述导向孔导向；所述阀芯下端的外径D2为所述阀外壳的最大内径D1的1/4～4/5；

所述下连接管包括上部的连接段和下部的直管段；所述连接段包括连接直管和连接异径管，所述连接直管的公称直径大于所述下部的直管段的公称直径；所述连接直管与所述阀外壳的下端连接，所述连接异径管与所述下部的直管段连接；所述下部的直管段通过弯头与水池连接管连接；

通气后，所述阀芯下端的最底端位于所述上部的连接段内，且高于所述连接异径管的最低端。

优选地，所述阀芯上端的内径与所述阀芯下端的内径相同。如此设置，所述阀芯的加工工艺大大简化，加工成本明显降低。

优选地，所述阀芯下端的外径D2为所述阀外壳的最大内径D1的1/2～4/5。在上述优选的外径D2范围内，所述阀芯的体积大，浮力较大，因此能够迅速将上升以将流道密封，密封性能更佳，且反应更灵敏。

优选地，所述阀芯上端的顶部具有向外的翻边，所述翻边的外侧面为与所述密封圈的内表面相匹配的斜面或曲面。翻边的设置，不仅能够减少所述阀芯的重力，且能够确保与密封圈的内表面紧密配合密封。

优选地，所述阀芯支架包括环形的阀芯连接圈，及与所述阀芯连接圈连接，且位于所述阀芯连接圈的中部下方的导向柱，所述导向柱的中心开设所述导向孔。

所述阀芯连接圈的顶面开设有密封环槽，所述密封圈的底面设置有对应的环形凸条，所述环形凸条嵌入所述密封环槽内；所述密封圈被夹紧固定于所述阀芯连接圈的顶面与所述凸缘的底面之间。

进一步优选地，所述导向柱的外侧壁与所述阀芯连接圈之间通过若干个连接腿连接。通过所述连接腿不仅可实现所述阀芯连接圈与所述导向柱的结构连接，且可减轻所述阀芯支架的重量，提高其在阀外壳内壁上的安装稳定性。

进一步优选地，所述阀芯上端上具有限位结构，所述限位结构与所述导向柱的顶面配合，以实现对所述阀芯上端的限位。

所述限位结构可以为设置在所述阀芯上端的外壁上的一圈环形的凸缘。所述限位结构也可以为在所述阀芯上端的外壁上环形分布的若干个凸起。所述凸缘或凸起的底面可被所述导向柱的顶面限位，防止所述阀芯上端继续向下移动。

优选地，所述密封圈的内表面为斜面或曲面，所述阀芯上端的外侧面为与所述密封圈的内表面相匹配的斜面或曲面，所述阀芯在浮力的作用下上升，且所述阀芯上端与所述密封圈紧密接触时，两个斜面或曲面紧密配合，实现密封。

进一步优选地，所述密封圈的内表面为内凹的弧形斜面，所述阀芯上端的外侧面为外凸的弧形斜面。

优选地，所述阀外壳的内壁与所述阀芯支架的外壁通过防水胶粘接固定；或，所述阀外壳的内壁与所述阀芯支架的外壁螺纹连接固定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

(1)、本实用新型的浮力式单向阀，阀芯仅通过自身的浮力，无需浮球的上浮浮力也能快速实现对流道的密封，可保持良好的密封性能和控制性能，其密封性能比弹簧式单向阀更好，且控制的灵敏度高，同时，能够满足产品安全认证的需求。

(2)、本实用新型的浮力式单向阀，制造工艺更简单，且阀芯的结构可更简单，因此成本降低了约15％。

附图说明

图1为本实用新型的浮力式单向阀关闭状态结构示意图。

图2为本实用新型的浮力式单向阀的阀芯结构示意图主视图。

图3为本实用新型的阀芯支架的结构示意图主视图。

图4为本实用新型的阀芯支架的结构示意图俯视图。

图5为本实用新型的浮力式单向阀开启状态结构示意图。

图6为本实用新型的浮力式单向阀与水池连接的示意图。

图中：10-阀外壳、20-阀芯、30-阀芯支架、40-密封圈、50-上连接管、60-下连接管、70-水池连接管、80-水池；

11-凸缘、21-阀芯上端、22-阀芯下端、31-导向孔、32-阀芯连接圈、33-导向柱、34-密封环槽、35-连接腿、41-环形凸条、51-进气口、61-上部的连接段、62-下部的直管段、611-连接直管、612-连接异径管、63-出气口。

具体实施方式

以下结合附图，以具体实施例对本实用新型的浮力式单向阀做进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图5所示，本实用新型的浮力式单向阀，包括阀外壳10、阀芯20、阀芯支架30、密封圈40、上连接管50和下连接管60，其中：

所述上连接管50的下端的内壁与所述阀外壳10的上端的外壁通过螺纹或胶粘连接，所述下连接管60的上端的内壁与所述阀外壳10的下端的外壁通过螺纹或胶粘连接；所述阀外壳10的上端的内壁上设置有环形的凸缘11；所述阀芯支架30通过胶水粘接固定在所述阀外壳10的内壁上，且所述密封圈40被夹紧固定于所述凸缘11的底面与所述阀芯支架30的上端之间。

所述阀芯支架30的中心开设有导向孔31，所述阀芯20包括阀芯上端21和阀芯下端22，所述阀芯上端21和所述阀芯下端22的内部中空，所述阀芯下端22的底部密封，所述阀芯上端21的最大外径D3大于所述导向孔31的内径；所述阀芯下端22穿过所述导向孔31，所述阀芯下端22在浮力作用或气压作用下可在所述导向孔31内向上或向下运动，并被所述导向孔31导向。

所述阀芯下端22的外径D2为所述阀外壳10的最大内径D1的1/4～4/5。

所述上连接管50是通过气管与气泵连接；所述下连接管60包括上部的连接段61和下部的直管段62；所述连接段61包括连接直管611和连接异径管612，所述连接直管611的公称直径大于所述下部的直管段62的公称直径。通气后，所述阀芯下端22的最底端位于所述上部的连接段61内，且高于所述连接异径管612的最低端。

所述连接直管611与所述阀外壳10的下端螺纹或胶粘连接，所述连接直管611、连接异径管612与所述下部的直管段62注塑一体成形；所述下部的直管段62通过弯头与水池连接管70连接。

由于所述阀芯下端的外径D2较大，因此，要求所述阀芯下端22的底端不允许进入所述连接直管62内，不然流道变小，影响出气量。当所述浮力式单向阀安装在按摩水池上时，由于其出气量减小，导致按摩效果降低。具体而言，当通气时，气压作用与所述阀芯上端21，所述阀芯20在气压的作用下向下移动，带动所述阀芯下端22沿所述导向孔31向下运动，最终所述阀芯下端22的底端位于所述连接直管611或连接异径管612内。当不通气时，水池中的水倒流进入所述上部的连接段61，所述阀芯下端22在浮力的作用下快速上升，以使所述阀芯上端21的外侧面与所述密封圈40紧密密封，从而实现防止水倒流进入控制箱。

如此设置，所述阀芯下端22的外径较大，因而所述阀芯下端22的体积较大，所述阀芯下端22能够产生较大的浮力。且所述阀芯下端22位于内径较大的上部的连接段61内，使得流道面积不会太小而影响流体的流通，可确保良好的密封性能和单向阀的反应灵敏度。

本实用新型的浮力式单向阀，少了浮球以及容纳浮球的下阀体结构部分，通过扩大所述阀芯下端22的外径，使所述阀芯下端22的外径D2为所述阀外壳10的最大内径D1的1/4～4/5，因而所述阀芯下端22的体积较大，所述阀芯下端22能够产生较大的浮力，因此仍然可以保持良好的密封性能和控制性能，其密封性能比弹簧式单向阀更好，且能够满足产品安全认证的需求。

同时，经过实际应用，本实用新型的浮力式单向阀与浮球式单向阀相比，制造工艺更简单，且阀芯的结构可更简单，因此成本降低了约15％。另外，所述阀芯20无需浮球的上浮浮力也能实现流道的密封，进一步提高了反应的灵敏度，进一步提高了密封性能和控制性能。

需要说明的是，为有效实现对所述阀芯下端22的导向，且提高单向阀的稳定性，所述导向孔31的内径稍大于所述阀芯下端22的外径D2即可。

根据本发明的部分优选实例，所述阀芯下端22的外径D2为所述阀外壳10的最大内径D1的1/2～4/5。

根据本实用新型的一个具体实例，所述阀芯下端22的外径D2为35mm，所述阀外壳10的最大内径D1为65mm。

本领域技术人员很容易理解，所述阀外壳10的最大内径D1可根据实际应用场合和与水池连接的管径大小灵活调整。

优选地，所述密封圈40的内表面为斜面或曲面，所述阀芯上端21的外侧面为与所述密封圈的内表面相匹配的斜面或曲面，所述阀芯20在浮力的作用下上升，且所述阀芯上端21与所述密封圈40紧密接触时，两个斜面或曲面紧密配合，实现密封。

进一步优选地，所述阀芯上端21的顶部具有向外的翻边211，所述翻边211的外侧面为与所述密封圈40的内表面相匹配的斜面或曲面。

进一步优选地，所述密封圈40的内表面为内凹的弧形斜面，所述阀芯上端21的外侧面为外凸的弧形斜面。内凹的弧形斜面与外凸的弧形斜面紧密配合，进一步提高了单向阀的密封性能。

优选地，所述阀芯支架30包括环形的阀芯连接圈32，及与所述阀芯连接圈32连接，且位于所述阀芯连接圈32的中部下方的导向柱33，所述导向柱33的中心开设所述导向孔31。

所述阀芯连接圈32的顶面开设有密封环槽34，所述密封圈40的底面设置有对应的环形凸条41，所述环形凸条41嵌入所述密封环槽34内。所述密封圈40被夹紧固定于所述阀芯连接圈32的顶面与所述凸缘11的底面之间。

如此设置，进一步提高了浮力式单向阀的密封性能。

优选地，所述导向柱32的外侧壁与所述阀芯连接圈32之间通过3条连接腿35连接。如此设置，可减轻所述阀芯支架30的重量，减少单向阀成本。

优选地，所述阀外壳10的内壁与所述阀芯支架30的外壁通过防水胶粘接固定；或，所述阀外壳10的内壁与所述阀芯支架30的外壁螺纹连接固定。

根据本实用新型，所述阀芯上端21的内径与所述阀芯下端22的内径相同。

如此设置，无需对所述阀芯20加工两个内径不同的阀芯上端21和阀芯下端22，因此可简化所述阀芯20的加工工艺，降低加工成本。

根据本实用新型，所述下连接管60的下端通过弯头和水平设置的水池连接管70通过卡箍锁紧连接。

本实用新型的浮力式单向阀运行时：

如图5和图6所示，开启状态：当从所述上连接管50的顶部进气口51有气流向下通过时，所述阀芯20在气压的作用下快速向下移动，阀芯上端21与所述密封圈40分离，形成流道。气流从所述上连接管50向下流经所述阀外壳，继续向下流经所述下连接管60，并从所述下连接管60的下端的出气口63流出，沿着所述水池连接管70进入水池80，此时浮力式单向阀处于开启状态。

如图1所示，关闭状态：当停止通气时，水池内的水沿着所述水池连接管70从出气口63进入下连接管60，并进入所述上部的连接段61内，所述阀芯下端22受到向上的浮力作用而快速向上移动，直到所述阀芯上端21的顶面与所述密封圈40紧密接触，实现密封。此时浮力式单向阀处于完全关闭状态示。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种浮力式单向阀，其特征在于，包括阀外壳、阀芯、阀芯支架、密封圈、上连接管和下连接管，其中：

所述上连接管的下端与所述阀外壳的上端连接，所述下连接管的上端与所述阀外壳的下端连接；所述阀外壳的上端的内壁上设置有环形的凸缘；所述阀芯支架固定在所述阀外壳的内壁上，所述密封圈被夹紧固定于所述凸缘的底面与所述阀芯支架的上端之间；

所述阀芯支架的中心开设有导向孔；所述阀芯包括阀芯上端和阀芯下端，所述阀芯上端的最大外径D3大于所述导向孔的内径；所述阀芯下端穿过所述导向孔，所述阀芯下端在浮力作用或气压作用下可在所述导向孔内向上或向下运动，并被所述导向孔导向；所述阀芯下端的外径D2为所述阀外壳的最大内径D1的1/4～4/5；

所述下连接管包括上部的连接段和下部的直管段；所述连接段包括连接直管和连接异径管，所述连接直管的公称直径大于所述下部的直管段的公称直径；所述连接直管与所述阀外壳的下端连接，所述连接异径管与所述下部的直管段连接；所述下部的直管段通过弯头与水池连接管连接；

通气后，所述阀芯下端的最底端位于所述上部的连接段内，且高于所述连接异径管的最低端。

2.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述阀芯上端的内径与所述阀芯下端的内径相同。

3.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述阀芯下端的外径D2为所述阀外壳的最大内径D1的1/2～4/5。

4.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述阀芯上端的顶部具有向外的翻边，所述翻边的外侧面为与所述密封圈的内表面相匹配的斜面或曲面。

5.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，所述阀芯支架包括环形的阀芯连接圈，及与所述阀芯连接圈连接，且位于所述阀芯连接圈的中部下方的导向柱，所述导向柱的中心开设所述导向孔；

所述阀芯连接圈的顶面开设有密封环槽，所述密封圈的底面设置有对应的环形凸条，所述环形凸条嵌入所述密封环槽内；所述密封圈被夹紧固定于所述阀芯连接圈的顶面与所述凸缘的底面之间。

6.根据权利要求5所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述导向柱的外侧壁与所述阀芯连接圈之间通过若干个连接腿连接。

7.根据权利要求5所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述阀芯上端上具有限位结构，所述限位结构与所述导向柱的顶面配合，以实现对所述阀芯上端的限位。

8.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述密封圈的内表面为斜面或曲面，所述阀芯上端的外侧面为与所述密封圈的内表面相匹配的斜面或曲面，所述阀芯在浮力的作用下上升，且所述阀芯上端与所述密封圈紧密接触时，两个斜面或曲面紧密配合，实现密封。

9.根据权利要求1所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述密封圈的内表面为内凹的弧形斜面，所述阀芯上端的外侧面为外凸的弧形斜面。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的浮力式单向阀，其特征在于，所述阀外壳的内壁与所述阀芯支架的外壁通过防水胶粘接固定；或，所述阀外壳的内壁与所述阀芯支架的外壁螺纹连接固定。

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