專利名稱：磁懸浮三環(huán)閥的制作方法
磁懸浮三環(huán)閥(一) ，技術(shù)領域 本發(fā)明屬于闬閥類產(chǎn)品(二) ，背景技術(shù)閘閥類產(chǎn)品種類繁多，有生活用和工業(yè)用兩大類。其基本外型結(jié)構(gòu)， 一般都呈倒置的 "T"型，橫線代表了閥體及內(nèi)部截流密封系統(tǒng)，豎線則代表手柄驅(qū)動軸和軸上的密封系統(tǒng)；這兩個都是動態(tài)密封，一個是將進水和出水分隔開的密封一一如瓷芯閥的瓷片、球 芯閥中的球體、閘閥的活門等，可以統(tǒng)稱為截流器和截流密封；另一個則是為了伸進閥 體內(nèi)去驅(qū)動截流器的傳力桿件，它也必須與閥體既保持密封,又要可轉(zhuǎn)動；可稱為驅(qū)動 軸動態(tài)密封，簡稱驅(qū)動密封；為了防止壓力流體外泄，這兩個動密封都施有很大的貼緊 壓力，這就導致啟閉閥門的摩擦力很大，摩擦力越大，對密封件的磨損也越大，不僅增 加了外力，而且減少了使用壽命；許多直徑不大的球芯閥，竟要在閥柄套上長長的加力 桿才能啟閉，閥體金屬的強度、厚度、重量都要大大增加，用不了多少次就壞了，不但 使液體外泄，造成浪費，而且，增加了更換成本和停工損失。這兩套密封系統(tǒng)中用于截流的動密封是必不可少的；而另一套、用于驅(qū)動截流器的傳 力桿件動密封，零件多，故障率高，易泄漏，則可以設法取消。例如兩只相同定片中夾有一動片的三瓷片閥芯，則可以取消這套動密封系統(tǒng)；但不足 之處是，其動片不能采用目前二片式瓷芯常用的斜面擴流結(jié)構(gòu)，因而流量較??；有一種改 進型的三瓷片閥芯用瓷環(huán)帶替一片靜密封片來增大流量，但其實質(zhì)上只有單面密封，因 而密封性能不如前者，這兩種闊芯還有一個問題是，安裝瓷片的套環(huán)與閥體內(nèi)壁摩擦力 較大，閥柄驅(qū)動結(jié)構(gòu)較脆弱；均難適用于工業(yè)閥門。對于工業(yè)閥門，不但要求內(nèi)部動態(tài)密封堅實可靠，還要求外部能承受碰撞，誤搡作， 風雨，陽光，振動等等惡劣環(huán)境。大中型工業(yè)閥門的閩芯直徑大，重量大，普通瓷芯閥 結(jié)構(gòu)也難以勝任；工業(yè)蝶閥直徑可達數(shù)千毫米，液體對它的切面推力可超過上百。屯；許 多工業(yè)閥門內(nèi)部截流密封釆用的是金屬與金屬、金屬與塑料或塑料與塑料，它們耐磨擦 性能不理想；例如蝶閥的最終動密封面通常就是聚四氟乙烯與聚四氟乙烯的磨擦。摩擦 力越大、驅(qū)動力也大，使成本、能耗增大；與巨大摩擦力相伴的必定是很短的壽命。用 于化工、石油、氣體或用于水中的閥門，泄漏不僅意味著浪費，還可能出現(xiàn)嚴重環(huán)境問 題，為了防止長期浸在液體中產(chǎn)生銹蝕，閩門-一特別是生活用龍頭、需要大量的有色金 屬，有的含鎘、鉛、鎳等制癌物；各種閥每年消耗數(shù)以百萬噸計的金屬材料，不但價格 昂貴，而且冶煉這些金屬又增加了二氧化碳排放,污染了環(huán)境。因此、成倍提高閥門使用 壽命、提高可靠性，減少重量，也就可減少金屬消耗，提高使用價值。人們希望能有一種結(jié)構(gòu)堅固、密封可靠、使用壽命長、驅(qū)動輕便，少用或不用有色金 屬、耐酸堿銹蝕、無健康和環(huán)保憂慮，價格平平，既可廣泛通用于工業(yè)方面，也可廣泛 通用于生活方面，在晚上不用照明也能看見，通徑從數(shù)毫米、數(shù)十毫米，乃至數(shù)千毫米 的新型閥門。本發(fā)明的目的，就是要以"磁懸浮三環(huán)閥"來解決以上種種問題。目前巿場上未見有 這種產(chǎn)品，查閱了近年的中國專利，也未見有與本發(fā)明相同的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容一種磁懸浮三環(huán)閥，包括把進水口、出水口連成一體的管狀閥體，內(nèi)有彈性墊及密封 片，其特征如圖6所舉例的一種磁懸浮三環(huán)閥，它由軸心重合、環(huán)環(huán)相套的外環(huán)(l), 中環(huán)(2)、內(nèi)環(huán)(3)、雙重截流密封(7~13)及磁懸浮裝置(19a. 19b)組成；內(nèi)部 結(jié)構(gòu)見圖2,進水口、彈性墊(7)、靜密封片(8)、動密封片(9)、動彈性墊(10)、 動密封片Ul)、靜密封片U2)、彈性墊(13)與出水口順序呈水路連接，其中動密封 片(9)、動彈性墊(IO)、動密封片(11 )固定在內(nèi)環(huán)上并可以隨內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，其余固定 在中環(huán)上；帶手驅(qū)動或機械驅(qū)動裝置的外環(huán)套在中環(huán)上，通過剛性構(gòu)件伸進內(nèi)環(huán)、與 內(nèi)環(huán)呈機械聯(lián)接，也可以通過設置在外環(huán)上電磁驅(qū)動器中一組或多組電磁鐵或永久磁 鐵、透過全封閉的中環(huán)、與內(nèi)環(huán)上的電磁從動裝置呈磁場或電磁場連接；內(nèi)環(huán)外壁的圓 周面支承在中環(huán)內(nèi)壁的圓周面上，與中環(huán)呈滑動接觸，也可以通過在內(nèi)環(huán)和中環(huán)之間設 置的滾柱或滾珠呈滾動接觸，還可以通過固定在內(nèi)環(huán)上的一只或多只永久磁鐵、與固定 在中環(huán)上的一只或多只永久磁鐵、使內(nèi)環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)，或是用同樣的方法、使 外環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)；手柄、按鈕或閥體上有夜光物質(zhì)。外環(huán)上的機械驅(qū)動裝置是手柄，也可以是齒輪、蝸輪蝸桿、省力杠桿、電動機、液 壓或氣壓驅(qū)動裝置；還包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置或自動關閉裝置。外環(huán)上電磁鐵與普通電源聯(lián)接，也可與一種能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場或脈沖磁場的控制電路 聯(lián)接。內(nèi)環(huán)上的電磁從動裝置是是一組或多組永久磁鐵、或軟磁鋼或繞有短路導線的電磁鐵。外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)及靜密封片、動密封片可以是金厲材料、塑料、陶瓷.玻璃、硅 酸鹽材料或復合材料。固定在內(nèi)環(huán)或中環(huán)上構(gòu)成磁懸浮狀態(tài)的永久磁鐵是由單只或多只組合而成。 內(nèi)環(huán)上的動密封片是兩只，也可以是一只。內(nèi)環(huán)上的動彈性墊由一只構(gòu)成，也可以由兩只構(gòu)成、襯在兩只彈墊中間的剛性管壁 是封閉的，也可以開孔并加上堵頭。轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置或自動關閉裝置由固定在外環(huán)上的齒圏和與它相嚙合的齒條及復位 彈簧構(gòu)成。外環(huán)和中環(huán)上有旋轉(zhuǎn)定位且互相配合的的卡槽和卡齒，內(nèi)環(huán)和中環(huán)上也有類似的旋 轉(zhuǎn)定位且互相配合的卡糟和卡齒。采用本發(fā)明的好處是a、取消了目前世界上大多數(shù)類別閥門的驅(qū)動軸和它的動態(tài)密 封,減少了零件、減少了故障率和泄漏、具有更好的力學性能和節(jié)水效果；b、能以比同 類閥門更輕的力量來啟閉,磨擦力更小,使大中型閥門用于驅(qū)動的機械、電機等大為減小, 重量輕、能耗少、壽命長、成本低；C、雙重截流密封進一步提髙了密封性能并延長了 使用壽命；D、有優(yōu)良的耐化學性能、減少或防止了有害金屬元素污染；E、有很高的通 用性，可制成用于民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和尖端領域的數(shù)十種完全創(chuàng)新的磁懸浮三環(huán)閥門。本發(fā)明目的是通過以下方法來實現(xiàn)的如圖6,圖1,宏觀上，它由軸心重合，環(huán)環(huán)相 套的外環(huán)(l)，中環(huán)(2)、內(nèi)環(huán)(3)、雙重截流密封(7 13)及磁懸浮裝置(19a)(19b) 組成，密封片(4)則固定在內(nèi)環(huán)(3)上；與現(xiàn)有閥門的"T"型結(jié)構(gòu)不同，它基本上 是同心園結(jié)構(gòu)，手柄伸進閥芯的動密封取消了。這種結(jié)構(gòu)力學性能更好，零件更少、更 耐用。進水經(jīng)由進水口、彈性墊(7)、靜密封片(8)、動密封片(9)、動彈性墊(10)、動 密封片(11)、靜密封片(12)、彈性墊(13),最后從出水口流出，如圖2;其中動密 封片(9)、動彈性墊(10)、動密封片(11)固定在內(nèi)環(huán)(3)上并可以隨內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，從 而啟閉閥門；其余兩組靜密封片(8) (12)和彈性墊(7) (13)則固定在中環(huán)上，它們 不轉(zhuǎn)動；與其它閥門不同的是，它是雙重密封、即靜密封片(8)、動密封片(9)組成了第一道密封，動密封片(11)、靜密封片U2)則組成第二道密封，它們都是截流密封，總稱雙重截流密封。密封片既可采用目前二片式瓷芯常用的斜面擴流結(jié)構(gòu)，因而流量較大，又實現(xiàn)了雙重密封；雙重密封好處是如果一組密封片中部易損區(qū)因某種原因而漏水，失去關閉能力 時，并不影響另一組密封片的正常關閉，閥門也就能正常工作，密封可靠性也就提高了； 還為磁懸浮或磁驅(qū)動提供了必要的安置空間；不管閥門開啟或關閉，流體始終被嚴格限 制在密封片內(nèi)部，流體不與閥體其它部位接觸，就可少用或不用有色金屬，這就很容易 做到耐酸堿、防止有害金屬如鉛、鎘、鎳等制癌物溶入水中，并能防止銹蝕。而普通閥 門由于手柄驅(qū)動軸等金屬構(gòu)件不可避免的要與流體長年接觸，就難以防止有害金屬溶 入。中環(huán)上的進出水口用螺紋或法蘭與外設管道相連,也可焊接或扣接在管路中；勿論是 金屬管或非金屬管、例如不銹鋼管或鋁塑管、pp-r管等均可連接。內(nèi)環(huán)上的動態(tài)彈性墊通常是一只，在它兩面各有一只動態(tài)密封片，它們沿軸向推入內(nèi) 環(huán)的卡槽中并隨內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，以此啟閉閥門，這只彈性密封墊既起到封閉作用，又起到補 償密封片磨損的作用，使密封片有更長的工作壽命；對于普通民用三環(huán)閥，動密封片采 用一只也是可以的，也就沒有了動密封彈性墊,只不過效果較差，另有諸多不便。對于用途不同的閥門，外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)及靜密封片、動密封片既可以是金屬材料、 塑料、陶瓷、玻璃、硅酸鹽材料，也可以是金屬與非金屬的復合材料；大中型閥芯密封 片采用一面是金屬，另一面是非金屬的結(jié)構(gòu)。在設置磁懸浮裝置或磁驅(qū)動裝置時,往往需要將內(nèi)環(huán)做得較長，如圖3所示內(nèi)環(huán)(3) 兩端兩只動態(tài)密封片(9,11)之間的距離較大，這時，就要由兩只動態(tài)彈性墊(10a，10b) 來完成密封和補償?shù)墓ぷ?，當?nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)到關閉狀態(tài)時， 一只密封片承受著進水方向的壓 力，另一只承受著出水方向液體回流的壓力，兩片之間的空間則沒有壓力；利用這一特 點，可以在其間的剛性管壁(3)上開孔(20),平時用堵頭(21)將其封閉一一所謂剛 性管壁，實際就是內(nèi)環(huán)(3),利用這開孔，可令閥門在管線中不拆卸狀態(tài)下，對處于常 壓狀態(tài)下的輸送流體進行撿測、過濾、提取、注入、調(diào)溫、電解、等等理化干預，或?qū)?閥門內(nèi)部進行維修，這對大中型閩門是有好處的。圖1示出了一種不帶磁懸浮的三環(huán)閎，帶手驅(qū)動或機械驅(qū)動裝置的外環(huán)(1)、套在中 環(huán)(2)上，通過剛性構(gòu)件(5)伸進內(nèi)環(huán)、與內(nèi)環(huán)(3)呈機械聯(lián)接，轉(zhuǎn)動固定在外環(huán) 上的手柄(6),就可通過剛性構(gòu)件使內(nèi)環(huán)跟隨轉(zhuǎn)動，內(nèi)環(huán)上的密封瓷片(4)也隨之轉(zhuǎn) 動，從而完成了閥門的啟閉工作；手柄可以伸出外環(huán)，也可將外環(huán)設置成波輪狀或旋鈕 狀。外環(huán)不但提高了手柄抗彎折能力，還起到保護閥芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用。對于中型或大型 閩門，為了省力或為了精確調(diào)節(jié)閥門的開度，可以采用在外環(huán)安設齒輪，蝸輪蝸桿，省 力的杠桿，步進電機，普通電機或用液壓，氣壓裝置來啟閉閥門；步進電機可與數(shù)字控 制裝置構(gòu)成精確的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)。為了改變啟閉閥門的施力方向，還可 以在外環(huán)外面設置轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置；轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置的主要作用是使啟閉閥門的施力方向不 是沿外環(huán)的圓周面旋轉(zhuǎn)，而是垂直于閥芯軸線或平行于閥芯軸線；例如，將外環(huán)的外圓 周設置成齒圈，外加一根齒條與之嚙合，則推拉齒條即可啟閉閩門，啟閉閥門的施力方 向> 則是與鬮芯軸線垂直，達到了轉(zhuǎn)向驅(qū)動目的；如果在該齒條上再加一根復位彈簧， 使閥門平時處于被彈簧關閉狀態(tài)，推動齒條才開啟，則閥門又具有了自動關閉功能，復 位彈簧是在閥體外面，故命名為"外置復位彈簧"，這就是一種帶轉(zhuǎn)向驅(qū)動的自動關閉閥。以上這類外環(huán)通過剛性構(gòu)件伸進內(nèi)環(huán)來啟閉閥門的不足之處是，中環(huán)不是密封的，但 它足以取代普通閥門和水龍頭，包括管道閥、球芯閥、蝶閥等。要求高度密封的場合，可將中環(huán)完全封閉起來，通過固定在外環(huán)上的永久磁鐵或電磁 鐵、透過全封閉的中環(huán)、與內(nèi)環(huán)上的電磁從動裝置呈電磁場連接；具體方法有三種 l，分別在外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(3)上設置一對或多對永久磁鐵(14a,14b),如圖4,并使磁鐵保持互相吸引的狀態(tài)，.這樣，只要轉(zhuǎn)動面定在外環(huán)上的磁鐵(T4al，就會透過中 環(huán)吸住內(nèi)環(huán)上的磁鐵U4b),使之跟隨轉(zhuǎn)動，閥門也隨之啟閉；外環(huán)上有卡槽U5)， 中環(huán)上有卡齒U6),以此來限定內(nèi)環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度，從而限定內(nèi)環(huán)上密封片全開全閉的 位置；另一種方案，如果反過來將卡齒設在中環(huán)上，卡槽設在外環(huán)上也是可以的；也就是 說，只要在外環(huán)和中環(huán)上設置旋轉(zhuǎn)定位且互相配合的卡槽和卡齒即可；內(nèi)環(huán)和中環(huán)上也 設置相類似的旋轉(zhuǎn)定位且互相配合的卡槽和卡齒。2, 外環(huán)可以用電磁鐵(18a)來取代永久磁鐵，如圖5;靜態(tài)時，閥門靠內(nèi)環(huán)(3) 與中環(huán)(2)之間卡槽(15)、卡齒(16)上設置的彈簧(17)來保持關閉狀態(tài)，通電產(chǎn) 生磁力，吸引固定在內(nèi)環(huán)上的磁性材料U8b),克服彈黃張力使閥開啟；可以是拉力彈 簧、壓力彈簧或扭力彈簧一一統(tǒng)一將U7)名命為"內(nèi)置復位彈簧"；這就是一種新型 旋轉(zhuǎn)電磁閥一一它區(qū)別于世界上所有往復運動的電磁閥。3, 采用鼠籠式電動機的結(jié)構(gòu)外環(huán)上固定多組電磁鐵，內(nèi)環(huán)則固定上帶短路導線的 軟磁性材料作為從動裝置，這樣，當外環(huán)電磁鐵加上旋轉(zhuǎn)電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場時，內(nèi)環(huán) 短路導線的感生電流使軟磁材料磁化而轉(zhuǎn)動，從而帶動內(nèi)環(huán)、啟閉閥門；用歩進脈沖電 流產(chǎn)生的脈沖磁場同樣可以實現(xiàn)閥門的啟閉。這三種磁或電驅(qū)動的閥門可稱之為磁電驅(qū)動三環(huán)閥。其中第2、 3種方法，閥f]啟閉 時，外環(huán)上(實際是中環(huán)外面)沒有任何可移動的部件，更加堅固耐用；特別適合需要 自動控制、遠動或無線電遙控啟閉閥門的場合，例如海洋中，無人控制站和其它有易燃、 易爆、腐蝕或中毒危險的地面管道、煤礦管道、生活中的感應龍頭等；與現(xiàn)有的感應龍 頭的電磁閥相比，它流道中沒有易堵塞的小孔，故障率大為降低。另外，將圖5這種有內(nèi)置復位彈簧(17)的三環(huán)閥，去掉其電磁驅(qū)動裝置(18a)和 U8b);再與困l所示的手柄驅(qū)動裝置相結(jié)合，即用彈簧(17)的彈力使閥門在靜態(tài) 時呈關閉狀態(tài)，再用手柄(6 )的外環(huán)(1 )通過剛性構(gòu)件(5 )去驅(qū)動內(nèi)環(huán)克服彈簧(17 ) 的彈力，就可開啟閥門，手一松、則靠彈簧自動關閉，達到節(jié)水目的；復位彈簧還可以設 在外環(huán)與中環(huán)或剛性構(gòu)件與.中環(huán)之間；這就構(gòu)成了一種新型的自動關閉三環(huán)閥。關于閥門內(nèi)部的摩擦力問題內(nèi)環(huán)外壁的圓周面支承在中環(huán)內(nèi)壁的圓周面上，與中環(huán) 呈滑動接觸；也可以通過在內(nèi)環(huán)和中環(huán)之間設置的滾柱或滾珠,使之呈滾動接觸；還可 以通過固定在內(nèi)環(huán)和中環(huán)上的永久磁鐵使內(nèi)環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)，如圖6。我們知道，永久磁鐵具有同性相斥，異性相吸的性能，若企圖將兩只同極性的永久 磁鐵放在一起，就產(chǎn)生反向的推力；只要使固定在內(nèi)環(huán)上的一只或多只永久磁鐵與固定 在中環(huán)上的一只或多只永久磁鐵的相鄰面極性相同、就可使內(nèi)環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)； 如圖6 (9a)或(9b)所示永久磁鐵、是由單只或多只組合而成。同理，將磁懸浮裝置 設在外環(huán)與中環(huán)之間，再用外環(huán)上的剛性傳力構(gòu)件伸進中環(huán)去驅(qū)動內(nèi)環(huán)也是可以的。磁懸浮的主要作用是消除了內(nèi)環(huán)與中環(huán)之間的全部管壁摩擦力，在閥芯密封片數(shù)十 萬次使用壽命中，內(nèi)環(huán)與中環(huán)的摩擦及損耗絕對不可小視；而磁懸浮無摩擦、無磨損； 整個閥門的啟閉就只剩下閥芯內(nèi)部動片和靜片之間的摩擦，而為了密封，動靜片之間的 光潔度通常是達到或超過了鏡面,摩擦力自然很小,這就使驅(qū)動閥門啟閉的功率很小，啟 閉閥門的傳動機構(gòu)更輕、能耗更少、價格更低；還可以做到高速啟閉；閥門的使用壽命 僅僅取決于動靜片之間的磨損，而這種磨損是可以通過彈性墊補償?shù)模簿褪谴蟠筇岣?了總體使用壽命！與普通球芯閥或閘閥相比，粗略估計、可提高壽命十倍左右；這不僅 可用于閥芯內(nèi)環(huán)自重量很大的閥門，對中小型閥門也很適用。 滾動接觸與磁懸浮可以單獨使用，也可以也可結(jié)合使用。由于磁懸浮三環(huán)閥啟閉速度很快，壽命很長，密封很好，就為它的使用領域朝著電 子數(shù)字化打開了一遒嶄新的大門，例如可用它制成一種脈沖數(shù)字控制閥，用于農(nóng)業(yè)的智 能節(jié)水噴灌、滅蟲和施肥等。本發(fā)明包含有方法的發(fā)明，所有結(jié)構(gòu)，包括三環(huán)結(jié)構(gòu)，雙重密封結(jié)構(gòu)或磁驅(qū)動、磁 懸浮、電磁驅(qū)動裝置的材料、零件的形狀或尺寸均應根據(jù)閥門的實際情況而定，不受圖
1 ~圖17舉例的圖形所限制，但基本方法和原理是完全相同的。為了在夜間或漆黑的礦道中也能方便地啟閉閥門，在三環(huán)閥的手柄、按鈕或閩體上， 裝設有夜光物質(zhì)，它既可以指示出閥門的位置，還能通過夜光符號、文字或不同的發(fā)光顏色指出啟或閉，熱或冷的轉(zhuǎn)動方向；這在火災引發(fā)停電找水源時很有用。實際上，夜 光結(jié)構(gòu)不但可用于三環(huán)閥，還可用于其它所有閥門?？偠灾?，本發(fā)明屬系列發(fā)明，采用本發(fā)明后，不管是手驅(qū)動的普通三環(huán)結(jié)構(gòu)、帶機 械、電、磁驅(qū)動的三環(huán)結(jié)構(gòu)和磁懸浮三環(huán)結(jié)構(gòu)，以及各特點相結(jié)合或分別組合的多種多 樣的新型閥門，例如將磁驅(qū)動和磁懸浮結(jié)合、組成磁驅(qū)動磁懸浮三環(huán)閥、磁驅(qū)動磁懸浮 電磁閥，各種磁懸浮水嘴、磁懸浮龍頭、磁懸浮沖洗閥、磁懸浮淋浴閥、磁懸浮菜盆龍 頭、磁懸浮洗衣機龍頭，磁懸浮電磁閥，取代全徑球芯閥或蝶閥的磁懸浮全徑直通閥， 磁懸浮遙控閥以及不要磁懸浮的各種三環(huán)闔、三環(huán)龍頭、三環(huán)全徑閥、三環(huán)電磁閥、機 械三環(huán)閥、電動三環(huán)閥、氣動三環(huán)閥、自動關閉三環(huán)閥、包括腳踏式三環(huán)閥、手拉式三 .環(huán)閥等數(shù)十個種類，每類又可制成不同直徑、不同外形、不同材料、不同用途的數(shù)千個規(guī)格。與現(xiàn)有閥門相比，主要有五個特點1徹底取消了目前世界上普通閥門最容易漏水的驅(qū)動軸和它的動態(tài)密封，泄漏的故 障率大為減少、具有更好的力學性能和節(jié)水效果，并減少了零件和成本；2由于取消了驅(qū)動軸橡膠緊貼的動態(tài)密封、加上本發(fā)明磁懸浮等結(jié)構(gòu)，磨擦力大為 下降,就能以比同類閥門更輕的力量來啟閉，使大中型閥門用于驅(qū)動的機械、'電機等成倍 減小，重量、能粍、壽命、成本均有較大改進；3雙重截流密封進一步提高了密封性并延長了使用壽命；4有優(yōu)良的耐化學性能、減少或取消了有色金屬的消粍，減少或防止了有害金屬元 素污染；5 4很高的通用性，可制成并取代用于民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和尖端領域的數(shù)十種類型 的鬧門；如常見的閘閥、瓷芯閥、球芯閥、某些蝶閥等；在食品、飲料、醫(yī)藥、水廠， 化工、紡織、農(nóng)業(yè)、水利、環(huán)保、純水制備，石油及氣體輸送等具有廣闊的發(fā)展空間。

圖l是本發(fā)明橫切面剖視2是本發(fā)明雙重截流密封彈性墊和密封片組合剖視3本發(fā)明一種剛性管壁上帶開孔的內(nèi)環(huán)縱切面剖視4是本發(fā)明永磁驅(qū)動橫切面剖視5本發(fā)明電磁驅(qū)動橫切面剖視6是本發(fā)明一種磁懸浮結(jié)構(gòu)橫切面剖視7是本發(fā)明一種可取代球芯閥、閘閥、沖洗閥的全徑磁懸浮三環(huán)閥外觀8、圖9、圖10、圖ll是本發(fā)明結(jié)構(gòu)不同的四種磁懸浮三環(huán)閥水龍頭圖12是本發(fā)明一種可取代蝶閥的手動磁懸浮三環(huán)閩圖13是本發(fā)明一種可取代蝶閥的電磁驅(qū)動磁懸浮三環(huán)閥圖14是本發(fā)明一種可與鋁塑管聯(lián)接的三環(huán)閥圖15是本發(fā)明一種帶夜光的腳踏式自動關閉三環(huán)閥圖16是本發(fā)明一種由圖15所示腳踏式三環(huán)閥制成的衛(wèi)生間沖洗裝置圖17是本發(fā)明一種由圖15所示腳踏式三環(huán)閥制成的洗手或淋洛龍頭外觀示意圖附圖l中，在三環(huán)閥的外環(huán)(l)內(nèi)，套有中環(huán)(2),和內(nèi)環(huán)(3)，內(nèi)環(huán)上固定有 密封片(4),外環(huán)通過剛性件(5)伸進內(nèi)環(huán)并與內(nèi)環(huán)呈機械聯(lián)接，外環(huán)上還帶有驅(qū)動 裝置(6)，以及夜光物質(zhì)(20)。附圖2,彈性墊(7)、靜密封片U)、動密封片(9)、動彈性墊(10)、動密封片靜密封片U2)、彈性墊(13)順序呈水路聯(lián)接。 附圖3中，按從左到右的順序，(9)是動態(tài)密封片，UOa)動態(tài)彈性墊，(3)內(nèi) 環(huán)，(21)堵頭，(20)剛性管壁上的開孔，(10b)動態(tài)彈性墊，(ll)動態(tài)密封片。 附圖4, (l)外環(huán)，(2)中環(huán)，(3)內(nèi)環(huán)，(14a)永久磁鐵，(14b)永久磁鐵， (15)卡槽，(U)卡齒。附圖5， (l)外環(huán)，(2)中環(huán)，(3)內(nèi)環(huán)，(15)卡槽，(16)卡齒，(17)內(nèi)置 復位彈簧，(18a)電磁鐵，(18b)磁性材料。附圖6, (1 )外環(huán)，(2 )中環(huán)，(3 )內(nèi)環(huán)，(19a )永久磁鐵，(19b )永久磁鐵。 附困7， .(l)外環(huán)，(2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(21 )聯(lián)接螺紋。 附圖8， (l)外環(huán)，(2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)。附圖9, (1)外環(huán)，(2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(")帶外接軟管接頭 的出水嘴。附圖IO， (23)內(nèi)置式磁懸浮三環(huán)閥水龍頭的外管，(20)帶夜光物質(zhì)的手柄。 附圖ll, U)外環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(24)盆裝式三環(huán)閥水龍頭的彎管。 附圖12， (l)外環(huán)，(2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(25)驅(qū)動手柄，(26)聯(lián)接外管的法蘭。附圖13, (l)外環(huán)， 聯(lián)接外管的法蘭。附圖14, (1 )外環(huán)， 外接的鋁塑管。附圖15， (l)外環(huán)， 環(huán)閥相聯(lián)的腳踏板。附圖16, (32)腳踏式自動關閉三環(huán)閥，(33)衛(wèi)生間蹲坑。附圖17, (32)腳踏式自動關閉三環(huán)閥，(34)腳踏式節(jié)水洗手龍頭或腳踏式節(jié)水 淋洛器的出水管。(2)中環(huán)，(27)電源接線盒，(28)電磁驅(qū)動裝置，(29) (2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(30)內(nèi)螺母，(31) (2)中環(huán)，(20)手柄上的夜光物質(zhì)，(31)與自動關閉三(五)具體實施方法本發(fā)明目的是通過以下方法來實現(xiàn)的參看圖1 圖17;宏觀上，它由軸心重合、環(huán) 環(huán)相套的外環(huán)(1 )，中環(huán)(2 )、內(nèi)環(huán)(3 )、雙重截流密封(7 ~ 13 )及磁懸浮裝置(19a ) U9b)組成，密封片(4)則固定在內(nèi)環(huán)(3)上；與現(xiàn)有閥門的"T"字外型結(jié)構(gòu)不同， 它基本上是同心圃結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)力學性能更好，驅(qū)動部份更耐用，材料可以更少。進水經(jīng)由進水口、彈性墊(7)、靜密封片(8)、動密封片(9)、動彈性墊(10)、動 密封片(11)、靜密封片(12)、彈性墊(13),最后從出水口流出，如圖2;其中動密 封片(9)、動彈性墊(10)、動密封片(11)固定在內(nèi)環(huán)(3)上并可以隨內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，從 而啟閉閥門；其余兩組靜密封片(8) (12)和彈性墊(7) (13)則固定在中環(huán)上，它們 不轉(zhuǎn)動；中環(huán)上的進出水口用螺紋或法蘭與外設管道相連,也可焊接或粘接在管路中； 對于水龍頭，出水口可以直接出水；這種動密封系統(tǒng)既可釆用目前二片式瓷芯常用的斜 面擴流結(jié)構(gòu)，因而流量較大，又實現(xiàn)了雙重密封；密封可靠性大為提高；還為磁懸浮或 磁驅(qū)動提供了必要的安置空間；不管閥門開啟或關閉，流體始終被嚴格限制在密封片內(nèi) 部，流體不與閥體其它部位接觸，就可少用或不用有色金屬，這就很容易做到耐酸堿、 防止有害金厲如鎘、鎳等溶入水中，并能防止銹蝕。 在三環(huán)閥的手柄、按鈕或閥體上，裝設有夜光物質(zhì)。內(nèi)環(huán)外壁的圃周面支承在中環(huán)內(nèi)壁的圓周面上，與中環(huán)呈滑動接觸；也可以通過設置在內(nèi)環(huán)和中環(huán)之間的滾柱或滾珠呈滾動接觸；還可以通過固定在內(nèi)環(huán)和中環(huán)上設置的一組或多組永久磁鐵使內(nèi)環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)，如閣6;磁懸浮的主要作用是消除了內(nèi) 環(huán)與中環(huán)之間的全部管壁廖擦力，整個閥門的啟閉就只剩下閥芯內(nèi)部動片和靜片之間的摩擦，而為了密封，動靜片之間的光潔度通常是達到或超過了鏡面，摩擦力自然很小，這 就使驅(qū)動閥門啟閉的力很小，啟閉閥門的傳動機構(gòu)更輕、驅(qū)動功率更小、能耗更少、價格更低；還可以做到高速啟閉；閥門的使用壽命僅僅取決于動靜片之間的磨損，而這種 磨損是可以邇過彈性墊補償?shù)?，也就是大大提高了總體使用壽命，與現(xiàn)有球芯閥或閘閥 等相比，粗略估計、可提髙壽命十倍左右，啟閉閥門的驅(qū)動力則可大為下降；這不僅可 用于閥芯內(nèi)環(huán)自重量很大的閥門，對中小型閥門也有好處。圖7~圖17是本發(fā)明部份產(chǎn)品實施例示意圖，與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，更為簡潔耐 用，參照

可以了解各種產(chǎn)品的不同用途與結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包含方法的發(fā)明，所有結(jié)構(gòu)，包括三環(huán)結(jié)構(gòu)，雙重密封結(jié)構(gòu)或磁驅(qū)動、磁懸 浮、電磁驅(qū)動裝置的材料、零件的形狀或尺寸均應根據(jù)閥門的實際情況而定，不受圖1~ 圖17舉例的圖形所限制，但基本方法和原理是完全相同的。本發(fā)明可組合成數(shù)十種完全創(chuàng)新、不同結(jié)構(gòu)、造型和用途的三環(huán)閥、磁懸浮三環(huán)閥、 電磁閥、磁驅(qū)動磁懸浮三環(huán)閥、自動關閉三環(huán)閥，帶夜光的和不帶夜光的等等。
權(quán)利要求
1，一種磁懸浮三環(huán)閥，包括把進水口、出水口連成一體的管狀閥體，內(nèi)有彈性墊及密封片，其特征在于它主要由軸心重合、環(huán)環(huán)相套的外環(huán)(1)，中環(huán)(2)、內(nèi)環(huán)(3)、雙重截流密封及磁懸浮裝置組成；進水口、彈性墊(7)、靜密封片(8)、動密封片(9)、動彈性墊(10)、動密封片(11)、靜密封片(12)、彈性墊(13)，出水口順序呈水路連接，其中動密封片(9)、動彈性墊(10)、動密封片(11)固定在內(nèi)環(huán)上並可以隨內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動，其余固定在中環(huán)上；帶手驅(qū)動或機械驅(qū)動裝置的外環(huán)套在中環(huán)上，通過剛性構(gòu)件伸進內(nèi)環(huán)、與內(nèi)環(huán)呈機械聯(lián)接，也可以通過設置在外環(huán)上電磁驅(qū)動器中一組或多組電磁鐵或永久磁鐵、透過全封閉的中環(huán)、與內(nèi)環(huán)上的電磁從動裝置呈磁場或電磁場連接、并由卡槽和卡齒定位、內(nèi)置復位彈簧復位；內(nèi)環(huán)外壁的園周面支承在中環(huán)內(nèi)壁的園周面上，與中環(huán)呈滑動接觸，也可以通過在內(nèi)環(huán)和中環(huán)之間設置的滾柱或滾珠使之呈滾動接觸，還可以通過固定在內(nèi)環(huán)上的一只或多只永久磁鐵、與固定在中環(huán)上的一只或多只永久磁鐵、使內(nèi)環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)，或是用同樣的方法、使外環(huán)與中環(huán)呈磁懸浮狀態(tài)；手柄、按鈕或閥體上有夜光物質(zhì)。
2, 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，外環(huán)上的機械驅(qū)動裝置是手柄， 也可以是齒輪、蝸輪蝸桿、省力杠桿、電動機、液壓或氣壓驅(qū)動裝置；還可以是帶內(nèi)置 復位彈簧的自動關閉裝置；也可以是轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置或帶外置復位彈簧的自動關閉裝置。
3, 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，外環(huán)上電磁驅(qū)動器中的電磁鐵與 普通電源聯(lián)接，也可與一種能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場或脈沖磁場的控制電路聯(lián)接。
4, 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，內(nèi)環(huán)上的電磁從動裝置是是一組 或多組永久磁鐵、或軟磁鋼或繞有短路導線的電磁鐵。
5, 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)及靜密封片、 動密封片可以是金屬材料、塑料、陶瓷、坡璃、硅酸鹽材料或復合材料。
6, 根據(jù)權(quán)利要求l所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，固定在中環(huán)、內(nèi)環(huán)或外環(huán)上構(gòu)成磁 懸浮狀態(tài)或電磁驅(qū)動器的永久磁鐵、其每一個磁極由多只組合而成、也可由單只構(gòu)成。
7, 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，內(nèi)環(huán)上的動密封片是兩只，也可 以是一只。
8,根據(jù)權(quán)利要求l所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，內(nèi)環(huán)上的動彈性墊由一只構(gòu)成，也 可以由兩只構(gòu)成、襯在兩只彈墊中間的剛性管壁是封閉的，也可以開孔并加上堵頭。
9, 根據(jù)權(quán)利要求1，2所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置或自動關閉裝置 由固定在外環(huán)上的齒圈和與它相咕合的齒條及復位彈簧構(gòu)成
10, 根據(jù)權(quán)利要求1,3,4所述磁懸浮三環(huán)閥，其特征是，外環(huán)和中環(huán)上有旋轉(zhuǎn)定位且 互相配合的卡槽和卡齒，內(nèi)環(huán)和中環(huán)上也有旋轉(zhuǎn)定位且互相配合的卡槽和卡齒。
全文摘要
本發(fā)明是一種磁懸浮三環(huán)閥，特征是，它由軸心重合、環(huán)環(huán)相套的外環(huán)、中環(huán)、內(nèi)環(huán)、雙重截流密封及磁懸浮等裝置組成，手柄或閥體上有夜光物質(zhì)；本發(fā)明取消了世界上大多數(shù)類別閥門的手柄驅(qū)動軸和它的動態(tài)密封、減少了故障率和泄漏、有更好的力學性能和節(jié)水效果；能以比同類閥門更輕的力量來啟閉，摩擦力小，壽命長，使驅(qū)動閥門的機械、電機等成倍減小、重量輕、能耗少、成本低；雙重截流密封提高了密封性能并延長了使用壽命；它有優(yōu)良的耐化學性能、減少或防止了有害金屬元素污染；有很高的通用性，可取代水龍頭、閘閥、球芯閥、蝶閥等，可制成用于民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和尖端領域的數(shù)十種完全創(chuàng)新的磁懸浮三環(huán)閥門。
文檔編號F16K13/00GK101225894SQ200710165070
公開日2008年7月23日 申請日期2007年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月11日
發(fā)明者鄧中霖 申請人:鄧中霖