防倒流单向阀门的制作方法

本发明涉及流体流动阀门技术领域，具体涉及一种防倒流单向阀门。

背景技术：

在开发一种纸滤芯空气滤清器时，发动机存在倒爆(发动机燃烧室内部过热气流倒流进入空气滤清器，造成空气滤清器内部滤芯烧毁)现象，为了有效防止发动机的热气流倒爆烧毁滤芯，需要开发一种阀门。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，如何设计一种防倒流单向阀门，以有效防止发动机的热气流倒爆烧毁滤芯。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防倒流单向阀门，包括阀门壳体6，所述阀门壳体6两端分别开有阀门进气口1和阀门出气口7；使得气流由阀门进气口1流出阀门出气口7过程中，气流可顺利通过，而当瞬间气流发生逆转，即气流由阀门出气口7向阀门进气口1流动时，气流则不能通过。

优选地，所述阀门壳体6内部安装有可开合关闭的上活门叶片3和下活门叶片4，气流顺向由阀门进气口1向阀门出气口7流动时，上活门叶片3和下活门叶片4成压缩闭合状态，使得阀门打开，气流逆向由阀门出气口7向阀门进气口1流动时，上活门叶片3和下活门叶片4在逆向气流的作用下打开，开合到上活门叶片3的上端和下活门叶片4的下端分别与阀门壳体6上下壁面贴合，使得阀门封闭。

优选地，所述阀门壳体6采用进气口端窄出气口端宽的结构形式，过渡角度为60°～70°。

优选地，所述上活门叶片3和下活门叶片4在压缩闭合状态时的角度为30°～40°之间，所述上活门叶片3和下活门叶片4边缘采用向内弯曲的导流结构，弯曲角度为10°±5°，弯曲半径为10.5±2mm。

优选地，所述阀门还包括滚动轴承2、支撑杆5和活门叶片连接轴9；所述上活门叶片3通过所述活门叶片连接轴9分别与位于阀体两侧的滚动轴承2连接，下活门叶片4通过活门叶片连接轴9分别与所述位于阀体两侧的滚动轴承2连接；开合支撑片8包括两个可转动的支撑片和可前后移动的支撑片，依次为第一支撑片、第二支撑片和第三支撑片，第一支撑片一端与第二支撑片一端固定在一起形成两个支撑片的转动支点，第一支撑片另一端连接上活门叶片3可活动的一端，第二支撑片另一端连接下活门叶片4可活动的一端，第三支撑片一端也固定于所述转动支点，另一端与一支撑杆5的中部连接，支撑杆5的两端分别固定于阀门壳体6的两侧面。

(三)有益效果

本发明基于流体力学设计，第一，上、下活门叶片自动展开与闭合，无需外力作用。第二，上、下活门叶片无弹簧拉紧或支撑，无需初始能量打开，降低了系统耗能。第三，经过流体计算优化，系统阻力最低，尽量少的额外增加空气滤清器总阻力，进一步降低了系统能耗。

附图说明

图1为本发明实施例的阀门结构示意图；

图2为气流顺向流动时本发明实施例的阀门工作状态；

图3为气流逆向流动时本发明实施例的阀门工作状态。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的防倒流单向阀门，包括阀门壳体6，所述阀门壳体6两端分别开有阀门进气口1和阀门出气口7；使得气流由阀门进气口1流出阀门出气口7过程中，气流可顺利通过，而当瞬间气流发生逆转，即气流由阀门出气口7向阀门进气口1流动时，气流则不能通过。

为实现上述功能，本实施例中，所述阀门壳体6内部安装有可开合关闭的上活门叶片3和下活门叶片4，气流顺向由阀门进气口1向阀门出气口7流动时，上活门叶片3和下活门叶片4成压缩闭合状态，使得阀门打开，气流逆向由阀门出气口7向阀门进气口1流动时，上活门叶片3和下活门叶片4在逆向气流的作用下打开，开合到上活门叶片3的上端和下活门叶片4的下端分别与阀门壳体6上下壁面贴合，使得阀门封闭，解决了限制气流反向流动，且不增加或少增加系统管路阻力的技术问题。

阀门经过Fluent流体力学软件优化，所述阀门壳体6采用进气口端窄出气口端宽的结构形式，过渡角度为60°～70°。上活门叶片3和下活门叶片4配合位置、开启角度和叶片边缘经过优选，达到最优状态：上活门叶片3和下活门叶片4在压缩闭合状态时的角度为30°～40°之间，所述上活门叶片3和下活门叶片4边缘采用向内弯曲的导流结构，弯曲角度为10°±5°，弯曲半径为10.5±2mm，使得当气流顺向(由阀门进气口1流入阀门出气口7)时，系统阻力低于1.2千帕。

所述阀门还包括滚动轴承2、支撑杆5和活门叶片连接轴9；所述上活门叶片3通过所述活门叶片连接轴9分别与位于阀体两侧的滚动轴承2连接，下活门叶片4通过活门叶片连接轴9分别与所述位于阀体两侧的滚动轴承2连接；开合支撑片8包括两个可转动的支撑片和可前后移动的支撑片，依次为第一支撑片、第二支撑片和第三支撑片，第一支撑片一端与第二支撑片一端固定在一起形成两个支撑片的转动支点，第一支撑片另一端连接上活门叶片3可活动的一端，第二支撑片另一端连接下活门叶片4可活动的一端，第三支撑片一端也固定于所述转动支点，另一端与一支撑杆5的中部连接，支撑杆5的两端分别固定于阀门壳体6的两侧面。从而可以使整个运动系统平衡、稳定，上活门叶片3和下活门叶片4开启关闭动作灵活、静音。

本发明在具体实现时，首先依据安装位置和安装空间确定单向阀的尺寸，其次应用三维建模软件建立简要三维模型，包括流场控件和活门状态，在流场仿真软件Fluent中进行流场仿真计算，确定了最佳的阀门壳体6、上活门叶片3和下活门叶片4形状、开启角度方案后，还要应用动力学分析软件进行动力学分析，确定上活门叶片3和下活门叶片4的厚度可以关闭与弹开，最终开展工程设计，特别是轴承的选型、阀体的结构等工程问题需要解决，最终形成产品，在空气滤清器实验室进行正反流通过实验，验证流体力学优化过程的正确性，同时验证阀门功能能够正常实现。

本发明实施例提供的防倒流单向阀门，可安装在空气滤清器进气口与发动机增压器进气口之间，当气流由空气滤清器流入发动机的过程中，气流可以顺利通过，当发动机倒爆发生时，即瞬间气流发生逆转，由阀门出气口7向阀门进气口1流动，单向阀发生动作，上活门叶片3和下活门叶片4打开，挡住倒爆气流，使之不能通过进入空气滤清器内部，从而保护了空气滤清器滤芯。在安装使用本发明的阀门时，将防倒流单向阀门安装在管路中防倒流的关键位置，开启气流，上活门叶片3和下活门叶片4受力面为顺流面，顺向气流可以顺利通过，无需其他额外操作，当气流瞬间反向流动时，上活门叶片3和下活门叶片4受力面发生变化，逆流面受力，活门迅速张开，张开的活门与阀门壳体6上下端面配合，完全遮挡住反向气流。当反向气流消失，顺向气流再次开启时，上活门叶片3和下活门叶片4再次压缩回收，气流可顺利通行。

可以看出，本发明实施例的阀门主要功能在于当气流顺向(由进气口流入出气口流出)流动时，气流可以顺利通过，当瞬间气流发生逆转，即气流逆向(由出气口流入进气口流出)时，气流则不能通过。解决了实际应用中在大直径管路中(直径大于50mm)仅限制气流单向流动，反向流动禁止，特别应用于防止发动机气流倒爆，且不增加或少增加系统管路阻力的技术问题。该阀门经过Fluent流体力学软件优化，阀体和合页状活门配合位置、合页状活门开启角度和叶片边缘经过优选，达到最优状态，当气流顺向(由进口流入出口流出)时，系统阻力低于1.2千帕。该型阀门活门无需安装弹簧，不需要初始动能迫使阀门合页状活门打开，降低了系统阻力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。