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CN113154166B - 一种液体泄漏可自动断流的三通阀 - Google Patents

一种液体泄漏可自动断流的三通阀 Download PDF

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CN113154166B CN202110427497.5A CN202110427497A CN113154166B CN 113154166 B CN113154166 B CN 113154166B CN 202110427497 A CN202110427497 A CN 202110427497A CN 113154166 B CN113154166 B CN 113154166B
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Abstract

本发明公开了一种应用于化工或排污领域的液体泄漏可自动断流的三通阀，其包括接头本体、阀芯、弹性组件以及气动组件；接头本体包括一个主接管和两个支接管，两个支接管的管壁内部均形成有气体槽，气体槽的开口位于支接管的端面；弹性组件对阀芯赋予作用力驱使其保持常闭状态；气动组件包括缸体、充气嘴和施力端头，缸体固定在接头本体内腔中，并且气体槽与缸体连通，充气嘴用于向气体槽和缸体内充入气体，施力端头会随由充气嘴充入缸体内的气体气压的增加而逐步向阀芯一侧移动。运用本发明的三通阀时，通过充气嘴给缸体充满足量的气体后，当遇到分流管道与三通阀出现缝隙的情况时，缸体会漏气，阀芯便会闭合，从而可以阻断液体的泄漏。

Description

一种液体泄漏可自动断流的三通阀
技术领域
本发明涉三通阀领域，尤其涉及一种液体泄漏可自动断流的三通阀。
背景技术
管道系统中经常会用到三通接头，其起到分流的作用，能将主管道中的液体分配至后续的各个分流管道内。
在一些化工领域或者排污领域中，受到工况环境的影响，管道可能会长期处于振动的环境中，尤其是分流管道，其管径较小，所以振动尤为明显。而分流管道通常都是通过螺栓与三通接头连接的，因此在长期振动的情况下，螺栓可能会出现松动，进而可能会出现分流管道与三通接头连接处松动的情况，即两者接口处出现缝隙，此时液体便会由缝隙处泄漏出来，如果工作人员没有及时制止的话，液体就会一直泄漏，甚至由于分流管道还在持续抖动中，所以还可能造成分流管道与三通接头脱落的情况，进一步加剧液体的泄漏。
为了避免上述情况的发生，有必要对传统的三通接头进行改进，使其增加阀门的功能，在分流管道与三通接头出现缝隙时，阀门能自动启动，阻断液体的泄漏。
发明内容
为避免分流管道与三通接头连接处松动而导致的液体泄露情况发生，本发明对现有的三通接头进行了改进，使其在发生上述泄露情况时能自动断流，阻断液体的继续泄漏。
为实现上述目的，本发明提供了一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其包括接头本体、阀芯、弹性组件以及气动组件；
所述的接头本体包括一个主接管和两个支接管，其中，主接管用于与主管道连接，两个支接管分别用于与相应的分流管道连接，并且，两个所述支接管的管壁内部均形成有用于容纳气体充入其中的气体槽，气体槽的开口位于支接管的端面上；
所述的阀芯设置在所述主接管的内腔中，阀芯可沿主接管的轴线移动而实现主接管的打开或关闭；
所述的弹性组件也设置在所述的主接管内，弹性组件对阀芯赋予作用力驱使其保持常闭状态；
所述的气动组件包括缸体、充气嘴以及施力端头；所述缸体固定在所述接头本体的内腔中，并且所述的气体槽与该缸体连通；所述的充气嘴设置在所述接头本体的外壁上并与所述的气体槽连通，充气嘴用于向气体槽以及缸体内充入气体；所述施力端头设置在所述主接管内腔中阀芯的内侧，且施力端头位于缸体之外，其会随由所述充气嘴充入缸体内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯的一侧移动，并且当缸体内充入气体的气压超过预定值时，施力端头会推动阀芯移动，使其由关闭状态转变为打开状态。
上述三通阀使用时按如下方式操作：
首先，将主接管与主管道连接，将两个支接管分别与相应的分流管道连接；连接时，主接管与主管道之间以及支接管与分流管道之间都需要放置一个垫圈，以保证连接的密封性，防止连接处出现液体泄漏的情况；
之后，通过充气嘴向气体槽和缸体内充入气体，由于气体充入缸体内后，施力端头会逐步向靠近阀芯的一侧移动，且气压超过预定值时，阀芯会被推开，因此充入气体时，需要控制好充入的量，使阀芯得以打开；
气体充入完成后，三通阀便可正常工作，液体从主管道流入三通阀后可以分流至两个分流管道中。
当支接管与分流管道连接出现松动时，该三通阀实现自动动断流的原理如下：
由于支接管与分流管道连接时，支接管与分流管道之间是由垫圈密封的，因此垫圈会将位于支接管端面的气体槽的开口封闭住，所以充入气体槽和缸体内的气体是不会泄漏的；但是一旦支接管与分流管道的连接出现松动时，两者的连接处便会出现缝隙，垫圈将无法继续封闭住气体槽的开口，因此气体槽内的气体便会从开口处泄漏，而由于气体槽与缸体的内腔是连通的，因此缸体内的气体也会泄漏，所以缸体内的气压会逐渐减小，此时，在弹性组件的作用下，阀芯便会推动施力端头使其向内移动，而一旦缸体内的气压泄漏至低于所述的预定值时，阀芯便会移动至关闭的位置，从而实现自动断流。
进一步的，所述的气动组件还包括活塞和活塞杆；所述的活塞布置于所述的缸体内；所述活塞杆的一端与所述活塞相连，另一端穿过缸体后与所述施力端头相连；并且，所述活塞会随由所述充气嘴充入缸体内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯的一侧移动。
为实现前述的“施力端头会随由所述充气嘴充入缸体内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯的一侧移动”的功能，发明人采用了类似气缸的结构，即利用活塞和活塞杆来实现“气压增大、施力端头移动”的功能，这样的结构比较成熟，在制造、加工时比较方便，直接委托气缸生产商制造即可。
进一步的，所述的缸体包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂，另外两个为支筒臂，主筒臂布置在所述主接管的内腔中，两个支筒臂分别布置在两个所述支接管的内腔中；
所述的活塞布置于所述主筒臂之中，主筒臂的端面由端盖密封，所述的活塞杆横穿该端盖，两端分别与活塞和施力端头连接；
所述的气体槽通过连接管与所述的支筒臂连通。
或者，进一步的，所述的气体槽包括第一气体槽、第二气体槽以及连接槽，其中，第一气体槽布置在其中一个支接管的管壁内部，第二气体槽布置在另一个支接管的管壁内部，连接槽布置在第一气体槽与第二气体槽之间，将两者连通，并且第一气体槽和第二气体槽均在所述支接管的端面上形成有所述的开口；
所述的缸体呈一字形或呈L形布置在所述接头本体的内腔中，缸体靠近阀芯的一侧由端盖密封，所述的活塞杆横穿该端盖，两端分别与活塞和施力端头连接；
所述第一气体槽、第二气体槽和/或连接槽通过连接管与缸体连通。
进一步的，所述气体槽的开口在支接管的端面以环形的形式呈现。
即，气体槽的开口为环形，环绕整个支接管的端面；这样的好处在于；当支接管与分流管道在连接处的任意位置出现液体泄漏时，气体槽的开口都会被打开，气体槽和缸体内的气体都会漏气，从而可以确保连接处任意局部位置出现液体泄漏时，阀芯都会关闭，进而阻断液体的泄漏。
进一步的，所述接头本体的外壁还设置有气压表，该气压表与所述的气体槽相连，以显示气体槽和缸体内的气压值。
由于设置了气压表，因此可以实时显示气体槽和缸体内的气压值。生产厂家在出厂前，可预先在气压表上标出所述的预定值，这样用户使用时，在充气的过程中，便可直观的了解到缸体内的气压值，使气压值超过预定值一定数值即可。
进一步的，所述的活塞配置有密封圈，密封圈将活塞与缸体内壁之间的缝隙封闭,所述端盖配置有密封环，密封环将端盖与活塞杆之间的缝隙封闭。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1中左侧虚线框的放大图；
图3是图1中右侧虚线框的放大图；
图4是图1中A-A向视图；
图5是图1中三通阀与主管道及分流管道连接后的使用状态图；
图6是本发明实施例2的结构示意图；
图7是本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。
在一些化工领域或者排污领域中，管道受到工况环境或者与管道相连的机械装置的影响，可能会长期振动，尤其是与三通接头出口相连的分流管道，其管径较小，同时可能还直接与振动的机械装置相连，因此其振动尤为明显。在长期振动的情况下，连接分流管道与三通接头的螺栓可能会出现松动，如果工作人员未及时发现的话，随着螺栓的逐步松动，分流管道与三通接头的连接处便会出现缝隙，液体便会由缝隙处泄漏出来。
为了避免上述情况的发生，发明人对现有的传统三通接头进行改进，使其增加阀门的功能，在分流管道与三通接头的连接处出现缝隙时，阀门能自动关闭，阻断液体的泄漏。
实施例1：
如图1-图4所示，为本实施例提供的一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其包括接头本体1、阀芯2、弹性组件3以及气动组件4。
所述的接头本体1包括一个主接管11和两个支接管12，其中，主接管11用于与主管道连接，两个支接管12分别用于与相应的分流管道连接，主接管11与支接管12呈T字形分布；并且，两个所述支接管12的管壁内部均形成有用于容纳气体充入其中的气体槽13，气体槽13的开口13a位于支接管12的端面上。
所述的阀芯2设置在所述主接管11的内腔中，阀芯2可沿主接管11的轴线移动而实现主接管11的打开或关闭。
所述的弹性组件3也设置在所述的主接管11内，弹性组件3对阀芯2赋予作用力驱使其保持常闭状态。
所述的气动组件4包括缸体41、充气嘴42以及施力端头43；所述缸体41固定在所述接头本体1的内腔中，并且所述的气体槽13与该缸体41连通；所述的充气嘴42设置在所述接头本体1的外壁上并与所述的气体槽13连通，充气嘴42用于向气体槽13以及缸体41内充入气体；所述施力端头43设置在所述主接管11内腔中阀芯2的内侧，且施力端头43位于缸体41之外，其会随由所述充气嘴42充入缸体41内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯2的一侧移动，并且当缸体41内充入气体的气压超过预定值时，施力端头43会推动阀芯2移动，使其由关闭状态转变为打开状态。
优选的，如图5所示，主接管11和支接管12均设置有法兰，主接管11通过法兰与主管道5的法兰实现连接，支接管12也是通过法兰与分流管道6的法兰实现连接。
其中，法兰与法兰的连接由螺栓实现固定。另外，由于坚硬材质的法兰直接连接会造成液体的渗漏，因此现有的常规手段是在法兰连接处用相对有弹性的垫圈7作为缓冲，以保证法兰连接的严密性。
所述的充气嘴42属于现有技术，其结构和原理与自行车或汽车轮胎的充气嘴类似。
进一步的，为实现上述“施力端头会随由所述充气嘴42充入缸体41内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯2的一侧移动”的功能，所述的气动组件4还包括活塞44和活塞杆45，所述的活塞44布置于所述的缸体41内，所述活塞杆45的一端与所述活塞44相连，另一端穿过缸体41后与所述施力端头43相连，并且，所述活塞44会随由所述充气嘴42充入缸体41内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯2的一侧移动。
进一步的，所述的缸体41包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂411，另外两个为支筒臂412，主筒臂411布置在所述主接管11的内腔中，两个支筒臂412分别布置在两个所述支接管12的内腔中；
所述的活塞44布置于所述主筒臂411之中，主筒臂411的端面由端盖413密封，所述的活塞杆45横穿该端盖413，两端分别与活塞44和施力端头43连接；
所述的气体槽13通过连接管46与所述的支筒臂412连通。
进一步的，所述的活塞44配置有密封圈441，密封圈441将活塞44与缸体41内壁之间的缝隙封闭,所述端盖413配置有密封环414，密封环414将端盖413与活塞杆45之间的缝隙封闭。
进一步的，如图1所示，所述阀芯2的前端为平面结构，尾部设置有一轴向孔21，轴向孔21的深度较深，从阀芯2的尾部一直延伸至其中部，大致为阀芯2总高度的2/3左右，阀芯2的四周向周围延伸形成翼部22，翼部22朝向施力端头43的一侧为平面结构，且该侧设置有一圈或两圈第三密封圈23；在主接管11内腔中，阀芯2朝向施力端头43的一侧还设置有一圈挡圈111，挡圈111固定在主接管11的内壁上；在主接管11内腔中，阀芯2背向施力端头43的一侧还设置有一固定环112，固定环112为镂空结构，其四周与主接管11的内腔固定，中间通过螺母固定有一横向轴31，该横向轴31水平伸入至所述阀芯2尾部的轴向孔21内，横向轴31上套接有一弹簧32，弹簧32与横向轴31一起构成所述的弹性组件3，弹簧32的一端与固定环112相抵，另一端与阀芯2的尾部相抵，且在弹簧32的作用下，阀芯2的翼部22顶紧在挡圈111上，第三密封圈23将翼部22与挡圈111之间的间隙封闭，同时，此时横向轴31未完全伸入阀芯2的轴向孔21内，横向轴31的前端与轴向孔21的最深点还有足够长的间距，这样，当施力端头43顶推阀芯2时，阀芯2便会沿着横向轴31压缩弹簧32并向后缩回，从而使阀芯2的翼部22不再与挡圈111顶紧，让液体可以从翼部22与挡圈111之间的区域流过。
进一步的，所述的缸体41可通过相应的支撑结构悬空固定在接头本体1的内部，支撑结构的具体结构在图中未示出，本领域技术人员可根据实际情况自行设计。
本实施例使用时，按如下方式操作：
首先，将主接管11与主管道5连接，将两个支接管12分别与相应的分流管道6连接；连接时，主接管11与主管道5之间以及支接管12与分流管道6之间都需要放置一个垫圈7，以保证连接的密封性；分流管道6连接好后，垫圈7会将气体槽13的开口13a封闭住；
之后，通过充气嘴42向气体槽13和缸体41内充入气体，由于气体充入缸体41内后，施力端头43会逐步向靠近阀芯2的一侧移动，且气压超过预定值时，阀芯2会被推开，因此充入气体时，需要控制好充入的量，使阀芯2得以打开；
气体充入完成后，其结构形式如图5所示。此时，三通阀便可正常工作，液体从主管道5流入三通阀后可以分流至两个分流管道6中。
当支接管12与分流管道6的连接出现松动时，该三通阀实现自动动断流的原理如下：
由于支接管12与分流管道6连接时，支接管12与分流管道6之间是由垫圈7密封的，因此垫圈7会将位于支接管12端面的气体槽13的开口13a封闭住，所以充入气体槽13和缸体41内的气体是不会泄漏的；但是一旦支接管12与分流管道6的连接出现松动时，两者的连接处便会出现缝隙，垫圈7将无法继续封闭住气体槽13的开口13a，因此气体槽13内的气体便会从开口13a处泄漏，而由于气体槽13与缸体41的内腔是连通的，因此缸体41内的气体也会泄漏，所以缸体41内的气压会逐渐减小，此时，在弹性组件3的作用下，阀芯2便会推动施力端头43使其向内移动，而一旦缸体41内的气压泄漏至低于所述的预定值时，阀芯2便会移动至关闭的位置，从而实现自动断流。
优选的，为了便于了解气体槽13和缸体41内的气压值，所述接头本体1的外壁还设置有气压表47，该气压表47与所述的气体槽13相连，以显示气体槽13和缸体41内的气压值。生产厂家在出厂前，可预先在气压表47上标出所述的预定值以及充气时的合理区间值，这样用户使用时，在充气的过程中，便可实时知晓缸体41内的气压，使气压超过预定值并达到所述的合理区间值即可。
所述的合理区间值是指：缸体41内活塞44无杆侧的气压值位于该区间内时，阀芯2处于打开状态，且弹性组件3所承受的压力处于合理范围，不会致使其发生无法恢复的形变。
优选的，由于支接管13与分流管道6之间的连接螺栓松动时，可能只是其中一个螺栓松动，而其他螺栓并未松动，因此支接管13与分流管道6之间的缝隙可能只出现在某一位置，例如，只有左侧的螺栓松动时，左侧会出现缝隙，而其他位置可能并不会出现缝隙，因此液体会从左侧的缝隙流出。
对此，为了保证任何一个位置出现缝隙时，气体槽13内的气体都会泄漏，发明人特意将气体槽13设计成环形的，并与夹层的形式存在于支接管12的管壁中，这样，气体槽13的开口13a在支接管12的端面便会以环形的形式呈现，如图4所示。在该结构下，一旦支接管13与分流管道6连接处的任一位置出现缝隙时，垫圈7都无法完全封闭住气体槽13的开口13a，开口13a会被打开，气体槽13和缸体41内的气体便会由所述的缝隙泄漏，阀芯2便会关闭，阻断液体的泄漏。
可见，本实施例的三通阀的巧妙之处在于：巧妙的利用了原本就要添加在三通阀与分流管道6之间的垫圈7来封住或打开气体槽13的开口13a。当三通阀与分流管道6的连接紧密时，垫圈7能将开口13a封住，充入气体槽13的气体能处于密闭的空间内，进而可以利用气压的升高来推动施力端头43移动，促使阀芯2打开；当三通阀与分流管道6的连接出现松动时，垫圈7也会出现松动，无法再将开口13a封住，气体便会泄漏，施力端头43对阀芯2的作用力将会减小，进而阀芯2会逐渐关闭。
实施例2：
如图6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于气体槽13与缸体41的结构形式不同，但作用一致，具体的：
所述的气体槽13包括第一气体槽131、第二气体槽132以及连接槽133，其中，第一气体槽131布置在其中一个支接管12的管壁内部，第二气体槽132布置在另一个支接管12的管壁内部，连接槽133布置在第一气体槽131与第二气体槽132之间，将两者连通，并且第一气体槽131和第二气体槽132均在所述支接管12的端面上形成有所述的开口13a，且开口13a在支接管12的端面以环形的形式呈现；所述的缸体41呈一字形布置在所述接头本体1的内腔中，缸体41靠近阀芯2的一侧由端盖密封413，所述的活塞杆45横穿该端盖413，两端分别与活塞44和施力端头43连接；所述的连接槽133通过连接管46与缸体41连通。
实施例3：
如图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于气体槽13与缸体41的结构形式不同，但作用一致，具体的：
所述的气体槽13包括第一气体槽131、第二气体槽132以及连接槽133，其中，第一气体槽131布置在其中一个支接管12的管壁内部，第二气体槽132布置在另一个支接管12的管壁内部，连接槽133布置在第一气体槽131与第二气体槽132之间，将两者连通，并且第一气体槽131和第二气体槽132均在所述支接管12的端面上形成有所述的开口13a，且开口13a在支接管12的端面以环形的形式呈现；所述的缸体41呈L形布置在所述接头本体1的内腔中，缸体41靠近阀芯2的一侧由端盖密封413，所述的活塞杆45横穿该端盖413，两端分别与活塞44和施力端头43连接；所述的连接槽133通过连接管46与缸体41连通。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其特征在于，包括接头本体(1)、阀芯(2)、弹性组件(3)以及气动组件(4)；
所述的接头本体(1)包括一个主接管(11)和两个支接管(12)，其中，两个支接管(12)的管壁内部均形成有用于容纳气体充入其中的气体槽(13)，气体槽(13)的开口(13a)位于支接管(12)的端面上，且该开口(13a)在支接管(12)的端面以环形的形式呈现；所述主接管(11)用于与主管道连接，两个所述支接管(12)分别用于与相应的分流管道连接，并且，连接时，支接管(12)与分流管道两者的端面需通过垫圈(7)密封，且垫圈(7)受支接管(12)与分流管道两者端面的相互挤压将所述气体槽(13)的开口(13a)封住；
所述的阀芯(2)设置在所述主接管(11)的内腔中，阀芯(2)可沿主接管(11)的轴线移动而实现主接管(11)的打开或关闭；
所述的弹性组件(3)也设置在所述的主接管(11)内且位于所述阀芯(2)的背面，弹性组件(3)的一端被固定，另一端与所述阀芯(2)的背面相抵，弹性组件(3)对阀芯(2)赋予作用力驱使其保持常闭状态；
所述的气动组件(4)包括缸体(41)、充气嘴(42)、施力端头(43)、活塞(44)和活塞杆(45)；所述缸体(41)固定在所述接头本体(1)的内腔中，并且所述的气体槽(13)与该缸体(41)连通；所述的充气嘴(42)设置在所述接头本体(1)的外壁上并与所述的气体槽(13)连通，充气嘴(42)用于向气体槽(13)以及缸体(41)内充入气体；所述施力端头(43)设置在所述主接管(11)内腔中阀芯(2)的内侧，且施力端头(43)位于缸体(41)之外；所述的活塞(44)布置于所述的缸体(41)内；所述活塞杆(45)的一端与所述活塞(44)相连，另一端穿过缸体(41)后与所述施力端头(43)相连；其中，所述活塞(44)会随由所述充气嘴(42)充入缸体(41)内的气体气压的增加而逐步向靠近阀芯(2)的一侧移动，并且当缸体(41)内充入气体的气压超过预定值时，活塞(44)的移动会迫使施力端头(43)推动阀芯(2)移动，使阀芯(2)由关闭状态转变为打开状态。
2.根据权利要求1所述的一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其特征在于，所述的缸体(41)包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂(411)，另外两个为支筒臂(412)，主筒臂(411)布置在所述主接管(11)的内腔中，两个支筒臂(412)分别布置在两个所述支接管(12)的内腔中；
所述的活塞(44)布置于所述主筒臂(411)之中，主筒臂(411)的端面由端盖(413)密封，所述的活塞杆(45)横穿该端盖(413)，两端分别与活塞(44)和施力端头(43)连接；
所述的气体槽(13)通过连接管(46)与所述的支筒臂(412)连通。
3.根据权利要求1所述的一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其特征在于，所述的气体槽(13)包括第一气体槽(131)、第二气体槽(132)以及连接槽(133)，其中，第一气体槽(131)布置在其中一个支接管(12)的管壁内部，第二气体槽(132)布置在另一个支接管(12)的管壁内部，连接槽(133)布置在第一气体槽(131)与第二气体槽(132)之间，将两者连通，并且第一气体槽(131)和第二气体槽(132)均在所述支接管(12)的端面上形成有所述的开口(13a)；
所述的缸体(41)呈一字形或呈L形布置在所述接头本体(1)的内腔中，缸体(41)靠近阀芯(2)的一侧由端盖(413)密封，所述的活塞杆(45)横穿该端盖(413)，两端分别与活塞(44)和施力端头(43)连接；
所述第一气体槽(131)、第二气体槽(132)和/或连接槽(133)通过连接管(46)与缸体(41)连通。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其特征在于，所述接头本体(1)的外壁还设置有气压表(47)，该气压表(47)与所述的气体槽(13)相连，以显示气体槽(13)和缸体(41)内的气压值。
5.根据权利要求2或3所述的一种液体泄漏可自动断流的三通阀，其特征在于，所述的活塞(44)配置有密封圈(441)，密封圈(441)将活塞(44)与缸体(41)内壁之间的缝隙封闭,所述端盖(413)配置有密封环(414)，密封环(414)将端盖(413)与活塞杆(45)之间的缝隙封闭。
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