一种单向阀及其工作方法与流程

本发明涉及单向阀领域，具体的说是一种单向阀及其工作方法。

背景技术：

常见的单向阀都是由阀体、阀芯和弹簧等零件组成。正常使用时，液体由下而上流经单向阀，依靠一定的向上冲力顶起由弹簧控制的阀瓣，达到液体流通的目的；当向上的冲力消失后，弹簧将阀瓣压下，单向阀封闭以防止液体倒流。这种单向阀只允许一个方向流动，借助两端的压力差实现单向截止功能的。

现有的单向阀虽然可以实现单向截止功能，而无法在指定倾斜角度或预设倾斜角度下实现液体的单向截止。有些情况下，需要在指定倾斜角度或预设倾斜角度下，实现液体的单向截止；当倾斜角度恢复后，实现液体的流通。比如指定倾斜角度或预设倾斜角度为6.5度，则当单向阀倾斜角度等于或大于6.5度时，液体不再流通，实现单向截止；而当单向阀角度恢复到小于6.5度时，液体继续流通。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供一种单向阀及其工作方法，当倾斜角度达到预设倾斜角度时，实现液体的单向截止；当倾斜角度恢复后，实现液体的流通。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种单向阀，包括入口部、阀门本体、出口部、止回球和限位件；所述入口部连接阀门本体，所述阀门本体连接出口部，所述入口部、阀门本体和出口部均设有依次连通的中空部；所述止回球置于所述阀门本体的中空部，所述出口部的中空部为圆柱结构，所述出口部的内径小于所述止回球的直径，所述限位件设置在所述阀门本体内部。

优选地，所述入口部、阀门本体和出口部的中空部同轴。

优选地，所述阀门本体包括第一本体和第二本体；所述第一本体的一端与所述出口部连接，另一端与所述第二本体的一端螺纹连接，所述第二本体的另一端与所述入口部连接。

优选地，所述第二本体内部的中空部为圆柱结构，所述第二本体的内径大于所述入口部的开口大小。

优选地，所述第一本体包括过渡部，所述过渡部内部的中空部为漏斗型；其小口的直径等于所述出口部的内径，且所述小口与所述出口部内部的中空部连通；其大口的直径等于所述第二本体的内径，且所述大口与所述第二本体内部的中空部连通；所述过渡部在大口一端的外壁设有外螺纹，所述第二本体在所述外螺纹的对应位置设有内螺纹，所述过渡部与所述第二本体螺纹连接。

优选地，所述第一本体包括过渡部和连接部；所述过渡部的一端与所述出口部连接，另一端与所述连接部的一端连接，所述连接部的外表面设有外螺纹，所述第二本体在所述连接部的对应位置设有内螺纹，所述连接部与所述第二本体螺纹连接；所述过渡部内部的中空部为漏斗型；其小口的直径等于所述出口部的内径，且所述小口与所述出口部内部的中空部连通；其大口的直径等于所述第二本体的内径，且所述大口与所述第二本体内部的中空部连通。

优选地，所述入口部的中空部为圆柱结构。

优选地，所述限位件为网状结构，设置在所述第二本体内部，且所述限位件能够盖住所述入口部的中空部。

一种单向阀的工作方法，当所述单向阀处于水平状态时，止回球处于过渡部的大口与第二本体连通处或过渡部的大口与连接部的连通处，此时液体可以实现流通；

当所述单向阀向出口部倾斜，且倾斜角度小于预设倾斜角度时，止回球由第二本体内部或过渡部的大口内部向过渡部的小口滚动，此时液体仍可以实现流通；当所述单向阀向出口部倾斜，且倾斜角度等于或大于预设倾斜角度时，止回球滚动至过渡部的小口和出口部的连通处，阻止液体向出口部流出，实现单向截止；

当所述单向阀向入口部倾斜，止回球由第二本体内部或过渡部的大口内部向第二本体和入口部的连通处滚动，液体开始由出口部经阀门本体向入口部流动，此时液体实现流通。

优选地，所述预设倾斜角度为：

；

其中，为指定倾斜角度，为大口直径，为小口直径，为漏斗型的斜面长度。

本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明是在指定倾斜角度或预设倾斜角度下实现单向截止功能，倾斜角度恢复后液体继续流通。

2、本发明无需外力作用，无需压差，即可实现液体单向截止和流通。

3、本发明无需初始能量打开，无需依靠压力，无需安装弹簧，降低了阻力，能够降低系统耗能。

4、本发明可以对预设倾斜角度设置精确的度数，从而更精准的实现液体的截止和流通。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构剖面图；

图2为本发明另一个实施例的整体结构剖面图；

图3为本发明实施例的限位件的平面结构图；

图4为本发明的单向阀处于水平时的状态图；

图5为本发明的单向阀向出口部倾斜的状态图；

图6为本发明的单向阀向入口部倾斜的状态图；

图7为本发明的预设倾斜角度下的计算模型图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1和2所示，所述单向阀包括入口部1、阀门本体2、出口部3和止回球4；所述入口部1连接阀门本体2，所述阀门本体2连接出口部3，所述入口部1、阀门本体2和出口部3均设有依次连通的中空部；所述止回球4置于所述阀门本体2的中空部，本实施例所述止回球4表面光滑，所述出口部3的中空部为圆柱结构，所述出口部3的内径小于所述止回球4的直径；所述入口部1的中空部为圆柱结构。入口部1、阀门本体2和出口部3的中空部同轴设置。阀门本体2包括第一本体21和第二本体22；第一本体21的一端与出口部3连接，另一端与第二本体22的一端螺纹连接，第二本体22的另一端与入口部1连接。在具体实施过程中，出口部3与第一本体21一体成型，第二本体22与入口部1一体成型。

如图1所示，第一本体21包括过渡部，过渡部内部的中空部为漏斗型；其小口的直径等于所述出口部3的内径，且小口与出口部3内部的中空部连通；其大口的直径等于第二本体22的内径，且所述大口与第二本体22内部的中空部连通；所述过渡部在大口一端的外壁设有外螺纹，第二本体22在外螺纹的对应位置设有内螺纹，过渡部与第二本体22螺纹连接。

如图2所示，第一本体21包括过渡部211和连接部212；过渡部211的一端与出口部3连接，另一端与连接部212的一端连接，连接部212的外表面设有外螺纹，第二本体22在连接部212的对应位置设有内螺纹，连接部212与第二本体22螺纹连接；过渡部211内部的中空部为漏斗型；其小口的直径等于出口部3的内径，且小口与出口部3内部的中空部连通；其大口的直径等于第二本体22的内径，且大口与第二本体22内部的中空部连通。所述第一本体和所述第二本体采用可拆卸方式连接，本实施例采用螺纹连接方式能够提高接合面的密封性，操作简单，安装方便，能够多次拆装而不损坏，便于对单向阀进行检查及维修。也可以在连接部212和第二本体22的连接处设置密封胶圈，进一步提升密封效果。密封胶圈优选硅胶或者橡胶材质，密闭性更好。所述过渡部内部的中空为漏斗型，漏斗型斜面为光滑斜面，斜面长度根据预设倾斜角度进行计算而设定，斜面长度决定止回球在预设倾斜角度下的滚动路径，进而实现液体的流通和截止，同时斜面还可以起到缓冲的作用。

如图3所示，限位件5为网状结构，所述限位件5设置在所述第二本体22内部，限位件5的具体形状不限，其目的为能够盖住入口部2中空部，阻止止回球4流到入口部1的内腔中，进而堵塞端口，影响液体流通，网状结构保障了液体的顺畅流通，也可以过滤杂质。限位件也可以设置为可拆卸形式，便于安装、维护和清洗。

一种单向阀的工作方法，预设倾斜角度设置为θ，即当倾斜角度大于等于θ时，则实现液体的单向截止，当单向阀倾斜角度恢复后，可实现流通。即需要在满足指定倾斜角度或预设倾斜角度条件时，实现液体的流通或者截止，预设倾斜角度需要根据产品结构需求而预先设定。

如图4所示，当单向阀处于水平状态时，止回球处于阀门本体内部位置，位于过渡部的大口与第二本体22连通处或过渡部的大口与连接部的连通处q位置，此时可以实现液体的双向流通。

如图5所示，当单向阀向出口部倾斜，且倾斜角度小于θ时，止回球由第二本体内部或过渡部的大口内部向过渡部的小口滚动，此时液体仍可以实现流通，液体流动方向由b流向a；当单向阀向出口部倾斜，且倾斜角度等于θ时，此时漏斗型的斜面为水平状态，止回球滚动至过渡部的小口和出口部的连通处，阻断液体向出口部流出，实现单向截止；当单向阀向出口部倾斜，且倾斜角度大于θ时，止回球在过渡部的小口和出口部的连通处且无法滚动，阻止液体向出口部流出，实现单向截止。

如图6所示，当单向阀向入口部倾斜，止回球由第二本体内部或过渡部的大口内部向第二本体和入口部的连通处滚动，液体开始由出口部经阀门本体向入口部流动。限位件会阻止止回球流到入口端进而防止堵塞端口，由于限位件为网状结构，液体流动不会受阻，此时液体流动方向由a流向b。

根据产品结构需求，结合各参数情况，可以得出：

；

或，；

或，；

其中，为指定倾斜角度，为大口直径，为小口直径，为漏斗型的斜面长度。

在实际应用中，根据产品结构需求，通常先确定预设倾斜角度，然后再确定其他参数。本方法可以对预设倾斜角度设置精确的度数，更精准的实现液体的截止和流通，而无需估算或者大概估值从而影响效果或产生偏差。

本发明整体零件少、结构简单、易装配维护，解决了单向阀在指定倾斜角度或预设倾斜角度下实现液体的单向截止，角度恢复后实现液体的流通。同时无需外力作用，无需压差，即可实现单向截止，无需初始能量打开，无需依靠压力，无需安装弹簧，降低了阻力，能够降低系统耗能。