专利名称:磁阀及其装置的制作方法
本发明涉及一类新的阀门、装置，特别是一种不耗能的全自动永磁式瞬间单向阀;以及在此基础上发展的其它永磁式阀门及其装置。永磁式瞬间单向阀可用于(1)自动计量灌装;(2)代替厕所、抽水马桶的自动冲洗阀;(3)作为泵类的节能底阀;(4)作为单向阀、安全阀、溢流阀;(5)风速、风向测量;等等。
现有的自动冲洗装置、自动计量灌装装置有杠杆浮球式和电磁式。前者体积膨大、容易损坏;后者结构更复杂，并且要有电能控制。现有的安全阀、定期溢流阀、单向阀的复位装置主要是采用弹簧结构，不能使阀门瞬间充分开启。
本发明的任务是要提供一种结构简单的、不耗能的，当作用力超过一定值时自动瞬间开启、作用力减小到零时又自动瞬间关闭的永磁式瞬间单向阀;以及在此基础上的其它永磁式瞬间阀和装置。
永磁式瞬间单向阀是以如下方式完成的单向阀，即将一定形状的固定件和一定形状的薄门以磁性连接方式组合起来的阀芯置于阀体内组成的单向阀。一定形状的薄门由底片和引导片构成，阀门充分打开后靠引导片引导关闭;一定形状的固定件一般是一个永磁环;底片和引导片一般为导磁材料，阀体为非导磁材料。引导片的形状有些特殊，由以下方式给出(1)薄门在开关过程中，引导片不能与固定件相碰;(2)固定件的侧平面与引导片的交线长度从上至下逐渐增加。
永磁式瞬间单向阀的工作原理是当作用于薄门上的压力大于薄门与固定件间的磁吸力(即开启力)时，阀门被打开，由于磁吸力与作用距离是n次方反比关系，又阀即将打开间，物体对薄门的作用面积瞬间增大，所以阀门是瞬间充分打开的;当作用压力减小到近于零时，靠引导片引导以超加速度关闭阀门。
永磁式瞬间单向阀中的永磁件质量差的，使用日久会退磁。此时可以在其适当位置加装一定形状、尺寸的导线装置，制成便于定期充磁的永磁式瞬间单向阀。
永磁式瞬间单向阀的开启力、流量的改变可通过改变薄门和固定件的尺寸、结构形状及有关参数来达到。如改变永磁件的形状结构、尺寸剩磁强度，底片、引导片的面积、厚度等。在由容器和永磁式瞬间单向阀等组成的自动灌装装置中，改变容器的横截面尺寸、进物流量可改变其周期灌装量和灌装周期。在液体的场合下还可以应用虹吸原理组装成虹吸装置，改变永磁式瞬间单向阀的安装位置可以大幅度地调节虹吸量。虹吸装置可采用虹吸管式虹吸装置或虹吸罩式虹吸装置，在虹吸管或虹吸罩的适当位置可开一个小的排气孔，便于虹吸发生前排除空气，有利于虹吸的发生。
永磁式瞬间单向阀内部的密封结构可以采用平面密封、锥形密封圈密封或碟形垫圈密封，后者有三个显著特点即高密封性、缓冲减震、方便调节，还有若将门销联接在碟形垫圈上对安装和维修带来极大的方便。
有些场合下(如家用抽水马桶等)要求永磁式瞬间单向阀能手动开启，此时只需将一定形状的固定件改制成二部分的组合，其中一部分可以活动，改变活动件的相对位置时，可实现阀门手动开启。
将若干只永磁式瞬间单向阀布置于筒体四周组成的装置，可用于风速、风向测量。这种永磁式风速、风向测量装置具有结构简单，可以在无电能供应的情况下工作。
永磁式瞬间单向阀用作泵类底阀是十分理想的，具有节能效果显著，密封性能好的特点。此时可以去掉薄门上的引导片以进一步减少对流体的阻力。
永磁式瞬间单向阀的打开与关闭动作是瞬间完成的，有一定的冲击能，利用它在其适当位置安置触点，就可制成一种永磁式压力继电器。它比现有压力继电器结构简单、动作灵敏、接触性能好。
将上述的二只永磁式压力继电器与二只普通单向阀分别反向并联(或将单向阀做在薄门上)然后再反向串联起来就组成一种永磁式液位控制继电器。它比现有的“晶体管式”结构简单、无需电能控制，比现有的“压力式”灵敏可靠，制造容易。
在若干管道的连接口处安置若干个永磁式瞬间单向阀或其阀芯(部分薄门可以共用)就组成一种永磁式转阀。它比现有转阀结构简单、动作灵敏。
在永磁式瞬间单向阀引导片的构思启发下，可以制成一种新型的换向阀，即将一定形状的滑芯和一定形状的固定件以磁性连接的方式组合起来置于阀体内就组成一种永磁式换向阀。一般情况下一定形状的滑芯做成园锥体和园柱体的组合，一定形状的固定件做成永磁环;滑芯为导磁材料，阀体为非导磁材料。工作原理是当作用于滑芯园锥端的压力超过一定值时(此压力值即换向力随滑芯与固定件的结合情况而变)，滑芯迅速离开固定件靠向另一端而换向;作用压力减小到一定值时滑芯在其园锥端的引导下以加速度靠向固定件而回复。永磁式换向阀比现有换向阀结构简单、换向性能好。它实际上是用一个滑芯和固定件的磁性连接装置代替现有换向阀的弹簧复位装置的换向阀。
在上述构思启发下还可以制成永磁式开关及永磁式电器开关。
永磁式开关是以如下方式完成的装置在能摆动的杠杆两端及能与之接触的接触处，分别装有能使它们磁吸合的永磁和导磁材料的装置。工作原理是当手按一下杠杆一端时，被接触处顺势吸合这一端，开关打开;当手按一下另一端时，此端的被接触处顺势吸合此端，开关关闭。它比现有罐类凡尔、盖、煤气开关等结构简单、操作方便。
永磁式电器开关是以如下方式完成的，在上述永磁式开关的适当位置上安置触点就组成一种永磁式电器开关。工作原理是当手按一下杠杆一端时触点闭合，按一下另一端时触点断开。将触点和永磁件布置成适当的相对位置，借助开关通电时的强电流对其永磁件进行充磁，可制成不退磁的永磁式电器开关。永磁式电器开关与现有电器开关比较结构简单、接触性能好、动作灵敏。
以下将结合附图对发明作进一步详细的描述。
图1是永磁式瞬间单向阀典型结构图。
图2是自动灌装装置。
图3是虹吸管式虹吸装置。
图4是虹吸罩式虹吸装置。
图5是锥形密封结构。
图6是碟形垫圈密封结构。
图7是可手动开启的结构。
图8是风速、风向测量装置。
图9是节能底阀结构图。
图10是永磁式压力继电器结构图。
图11是永磁式液位控制继电器结构图。
图12是薄门和单向阀一体化的结构。
图13是液位控制实施例。
图14是液位控制实施例的控制线路图。
图15是永磁式转阀结构图。
图16是永磁式换向阀结构图。
图17是永磁式开关结构图。
图18是永磁式电器开关结构图。
参照图1，永磁式瞬间单向阀的典型结构由门销〔1〕、薄门〔2〕、永磁环〔3〕、阀体〔4〕等构成。薄门〔2〕由引导片和底片焊接而成，材料为导磁材料;阀体〔4〕用非导磁材料制成。在没有外力时薄门〔2〕被永磁环〔3〕吸住，当上方的液体作用于薄门〔2〕的压力大于薄门〔2〕与永磁环〔3〕的磁吸力(即开启力)时，薄门〔2〕以门销〔1〕为转轴迅速充分打开;当作用压力降到近于零时，薄门〔2〕在其引导片的引导下又迅速关闭。增大底片面积能提高开启力，缩小永磁环〔3〕的内孔能提高阀门的开启物位，增加永磁环〔3〕的剩磁强度能提高开启力。
参照图2，一个由控制阀〔5〕、进物管〔6〕、容器〔7〕、永磁式瞬间单向阀〔8〕等构成的灌装装置中，通过改变容器〔7〕的横截面尺寸，可以改变其周期灌装量，调节进物流量可改变其灌装周期，此对自动灌装酒等很有用。
参照图3，一个由进液管〔9〕、永磁式瞬间单向阀〔10〕、虹吸管〔11〕、下降管〔12〕、容器〔13〕等构成的虹吸装置中，改变单向阀〔10〕的安装位置h，能改变开启液位高度L，为有利于虹吸的发生，在虹吸管的适当位置可以开个小排气孔，当选择m比n大一定值时，对虹吸量不会有影响。
参照图4，一个由进液管〔14〕、容器〔15〕、虹吸罩〔16〕、上接管〔17〕、永磁式瞬间单向阀〔18〕、下降管〔19〕等构成的虹吸装置中，通过改变单向阀〔18〕的安装位置h，可改变开启阀门的液位高度L。为有利于虹吸作用的发生，在虹吸罩的顶端可以开个小排气孔，当选择m比n大一定值时，对虹吸量不会有影响。
参照图5，永磁式瞬间单向阀可以用置于引导片〔20〕与底片〔22〕间的锥形密封圈〔21〕与永磁环的锥形接触密封。
参照图6，永磁式瞬间单向阀可以用碟形垫圈〔24〕与薄门〔23〕的线接触密封。它有密封性好，减震缓冲，方便调节、装拆等优点。
参照图7，一种由导磁件〔25〕和永磁件〔26〕组成的二段式固定件，移开永磁件〔26〕，导磁件〔25〕就没有磁性，薄门与固定件脱开，实现了阀门手动开启。
参照图8，将若干永磁式瞬间单向阀〔27〕置于筒体〔28〕四周壁面上，可用于风速、风向测量。发现该装置上某个阀门打开就说明该方向上有几级风。当然各个阀门的预调开启压力要与风级相适应。
参照图9，一个由转轴〔29〕、薄门〔30〕、壳体〔31〕、永磁环〔32〕等组成的永磁式节能底阀是去掉引导片的永磁式瞬间单向阀。当泵起动时，薄门〔30〕被吸开;当泵停止工作时薄门〔30〕靠重力引导关闭。它对流体的阻力小，泵停止工作时，薄门〔30〕被永磁环〔32〕吸合，紧密密封。
参照图10，一个由永磁式瞬间单向阀〔33〕、触点〔34〕、膜片〔35〕等构成的永磁式压力继电器，当阀门瞬间打开时，薄门冲击膜片〔35〕、然后使触点〔34〕动作。
参照图11，一个由上触点〔36〕、上阀芯〔37〕、上单向阀〔38〕、下阀芯〔39〕、下单向阀〔40〕、下触点〔41〕、壳体〔42〕等构成的永磁式液位控制继电器，从下方流入的液体通过下单向阀〔40〕作用于上阀芯〔37〕，当作用压力超过一定值时，上阀门瞬间打开，冲击上触点〔36〕使其动作;上方流入的液体通过上单向阀〔38〕作用于下阀芯〔39〕，当作用压力超过一定值时，下阀门打开，冲击下触点〔41〕使其动作。
参照图12，一个由引导片〔43〕、弹簧〔44〕、滚珠〔45〕、底片〔46〕等构成的单向阀与薄门一体化的结构。底片〔46〕上的小孔、滚珠〔45〕、弹簧〔44〕构成的装置相当于上例中的单向阀。
参照图13，一个由水塔〔47〕、永磁式液位控制继电器〔48〕、连接管〔49〕、出水管〔50〕、水泵〔51〕等构成的水泵给水控制系统，当水泵抽水使水塔水位达到一定高度时，永磁式液位控制继电器〔48〕中的上触点TA发出信号通过控制线路使抽水停止;当水位降到一定位置时，下触点QA发出信号通过控制线路使抽水泵工作。通过改变永磁式液位控制继电器内部的阀芯尺寸、结构形状及有关参数，可改变此系统控制的液位幅度。
参照图14，它是上例的控制线路，其中的按扭TA、QA就是上例中的上、下触点。在控制线路中加装中间延时继电器，可增大液位控制幅度。
参照图15，一个由上接口〔52〕、薄门〔53〕、永磁环〔54〕、左接口〔55〕、永磁环〔56〕、右接口〔57〕构成的永磁式转阀。当流入上接口〔52〕的液体的压力超过一定值时，薄门〔53〕脱离永磁环〔54〕而与永磁环〔56〕吸合，流体流向自上接口〔52〕至右接口〔57〕;在如图场合下，流体可以左接口〔55〕通往右接口〔57〕。
参照图16，一个由阀体〔58〕、滑芯〔59〕、永磁环〔60〕等构成的永磁式换向阀，当作用于滑芯〔59〕右端的压力超过一定值(即换向力)时，滑芯〔59〕迅速靠向左端，作用压力减小到一定值时，滑芯回复到如图位置。改变滑芯〔59〕与永磁环〔60〕的尺寸、结构形状及有关参数可改变其换向力。
参照图17，将由导磁片〔61〕、磁圈〔62〕、导磁片〔63〕、杠杆〔64〕、支点〔65〕、磁片〔66〕等构成的永磁式开关置于罐体〔67〕上，当手按一下杠杆〔64〕右端时，罐口被打开;当手按一下左端时罐口关闭。
参照图18，一个由开关座〔68〕、导磁片〔69〕、永磁片〔70〕、杠杆〔71〕、支点〔72〕、导体〔73〕、导磁片〔74〕、触点〔75〕、触点〔76〕、永磁片〔77〕等构成的永磁式电器开关，当手按一下杠杆〔71〕右端时触点〔75〕与〔76〕接通;当手再按一下左端时，两触点又断开。
权利要求
1.一种由阀体、阀芯构成的单向阀，其特征是将由一定形状的固定件[3]和一定形状的薄门[2]以磁性连接方式组合起来的阀芯置于阀体[4]内构成的单向阀。
2.一种可充磁的单向阀，其特征是权利要求
1规定的单向阀中加装一定形状，尺寸的导线装置的单向阀。
3.一种自动灌装装置，其特征是由权利要求
1或2规定的单向阀〔8〕、容器〔7〕、进物系统构成的灌装装置。
4.一种新型的虹吸装置，其特征是现有的虹吸管式虹吸装置中加装权利要求
1或2规定的单向阀〔10〕后的虹吸装置。
5.一种虹吸罩式虹吸装置，其特征是权利要求
4规定的新型的虹吸装置中用虹吸罩〔16〕取代虹吸管〔11〕后的虹吸装置。
6.一种锥形密封结构，其特征是权利要求
1或2规定的单向阀中的一定形状的固定件和一定形状的薄门间靠锥形密封圈〔21〕密封的结构。
7.一种碟形密封结构，其特征是权利要求
1或2规定的单向阀中的一定形状的固定件和一定形状的薄门间靠碟形垫圈〔24〕密封的结构。
8.一种可手动开启的结构，其特征是权利要求
1或2规定的单向阀中的一定形状的固定件做成二部分的组合，其中一部分可以活动的结构。
9.一种风速、风向测量装置，其特征是由若干权利要求
1或2规定的单向阀〔27〕布置于筒体〔28〕四周的装置。
10.一种节能底阀，其特征是权利要求
1或2规定的单向阀中去掉一定形状的薄门〔2〕上的引导片后的阀门。
11.一种压力继电器，其特征是权利要求
1或2规定的单向阀〔33〕的适当位置上安置触点〔34〕后的装置。
12.一种液位控制继电器，其特征是二只权利要求
11规定的压力继电器阀芯〔37〕、〔39〕分别与二只单向阀〔38〕、〔40〕反向并联然后再反向串联组成的装置。
13.一种一体化的液位控制继电器，其特征是权利要求
12规定的液位控制继电器中，将二只单向阀〔38〕、〔40〕分别做在阀芯〔37〕、〔39〕的薄门上的液位控制继电器。
14.一种液位控制系统，其特征是由权利要求
12或13规定的液位控制继电器〔48〕、连通管〔49〕及控制线路构成的控制系统。
15.一种转阀，其特征是由若干权利要求
1或2规定的单向阀组合起来，部分薄门〔53〕可以共用的几通阀。
16.一种换向阀，其特征是现有换向阀中的弹簧复位装置用一定形状的固定件〔60〕和一定形状的滑芯〔59〕的磁性连接装置代替后的换向阀。
17.一种可充磁的换向阀，其特征是权利要求
16规定的换向阀中加装一定形状、尺寸的导线装置的换向阀。
18.一种开关，其特征是能摆动的杠杆两端及能与之接触的两接触处分别装有能使它们磁吸合的导磁和永磁材料的装置。
19.一种电器开关，其特征是权利要求
18规定的开关中加装触点后的开关。
20.一种不退磁的电器开关，其特征是权利要求
19规定的开关中将其触点与永磁体适当组合，使通过触点的电流能对永磁体充磁的电器开关。
21.按权利要求
1或2规定的单向阀，其特征是一定形状的薄门〔2〕和一定形状的固定件〔3〕中至少有一个是永磁件，其余为导磁材料，阀体〔4〕用非导磁材料制成。
22.按权利要求
1或2规定的单向阀，其特征是一定形状的薄门〔2〕由底片和引导片组成，引导片的形状由以下方式给出在以门销〔1〕为转轴的开关过程中不能与一定形状的固定件〔3〕相碰，一定形状的固定件〔3〕的侧平面与引导片的交线长度应自上至下增加。
23.按权利要求
1或2规定的单向阀，其特征是通过改变一定形状的薄门和一定形状的固定件的尺寸、结构形状及有关磁性参数，可改变其开启力、流量。
24.按权利要求
3规定的自动灌装装置，其特征是改变容器〔7〕的横截面尺寸D、进物流量，可改变装置的周期灌装量及灌装周期。
25.按权利要求
4规定的虹吸装置，其特征是虹吸管〔11〕的适当位置上有一个小的排气孔，并且m大于n一定数值。
26.按权利要求
5规定的虹吸装置，其特征是虹吸罩〔16〕顶端处有一个小的排气孔，并且m大于n一定数值。
27.按权利要求
4或5规定的虹吸装置，其特征是改变权利要求
1或2规定的单向阀的安装位置，可改变阀门的开启液面高度L。
28.按权利要求
14规定的液位控制系统，其特征是改变其权利要求
12或13规定的液位控制继电器内部阀芯的尺寸、结构形状及有关参数，可改变液位控制幅度，也可在控制线路中加装中间延时继电器来增大液位控制幅度。
29.按权利要求
16或17规定的换向阀，其特征是一定形状的滑芯〔59〕和一定形状的固定件〔60〕中至少有一个是永磁件，其余为导磁材料，阀体〔58〕用非导磁材料制成。
30.按权利要求
16或17规定的换向阀，其特征是改变一定形状的滑芯〔59〕和一定形状的固定件〔60〕的尺寸、结构形状及有关参数可改变其换向力。
专利摘要
本发明公开了一种不耗能、全自动的永磁式瞬间单向阀；以及在此基础上发展的永磁式节能底阀、永磁式压力继电器、永磁式液位控制继电器、永磁式转阀、永磁式换向阀、永磁式开关、永磁式电器开关等。永磁式瞬间单向阀可用于自动计量灌装、作为厕所、抽水马桶的自动冲洗阀、作风速、风向测量装置，作安全阀、溢流阀、单向阀等等，它由阀体、永磁件、一定形状的薄门、门销构成。
文档编号F16K15/02GK86104151SQ86104151
公开日1988年7月20日 申请日期1986年12月29日
发明者冯志华, 肖志康 申请人:冯志华, 肖志康导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan