排气阀和泵的制作方法

1.本发明涉及排气阀技术领域，尤其是排气阀和泵。


背景技术：

2.通常而言，水中约溶解有2vol％(气体体积百分比)的空气，随着水的流动，这些空气会从水中释放出来。例如在由泵和管道组成的输水系统中，水在泵的作用下在管道内流动，从而水中的空气不断地释放出来，并向高处聚集，形成空气袋(airpocket)，使输水变得困难，输水系统的输水能力可因此下降约5-15％。
3.为了排出上述输水系统中的空气，通常会在泵和/或管道上安装排气阀，当内部空气的压力达到一定的数值时，排气阀会被开启，将内部的空气向外排出。例如中国实用新型专利(cn203098257u)公开的一种水泵用排气阀总成，包括储气缸和设置在储气缸上的阀盖，储气缸内设置浮子，浮子根据储气缸内水位的变化相应的调整高度，浮子上连接有阀杆，阀杆延伸到位于阀盖上的排气阀口的正下方，阀杆包括可分离的阀杆前端和阀杆后端，阀杆前端和阀杆后端之间通过弹簧连接，阀杆前端和浮子连接，阀杆后端固定在阀盖上，并且阀杆后端为中空结构，与排气阀口连通，当储气缸内气压达到一定值时，浮子向下移动，阀杆前端相应的移动，从而阀杆前端和阀杆后端之间形成空隙，储气缸内的空气通过阀杆后端进入排气阀口，从而向外排出，排气后，气压减小，浮子向上复位，进而阀杆前端和阀杆后端相互抵接，空隙被消除，储气缸实现密封。
4.上述排气阀存在以下问题：排气阀口只能在开启和关闭之间切换，无法根据排气阀内部气体的压力和液面高度调节排气量，当排气阀中刚开始进水时，容易出现水锤现象。


技术实现要素：

5.本发明实施例目的是提供排气阀和泵，能够根据排气阀内部的气压和液面高度，调节排气量，满足排气阀不同状态下的排气。
6.为实现上述目的，第一方面，提供排气阀，包括设置在内部的腔体，所述腔体具有液体开口和气体开口，所述气体开口靠近所述腔体的上部，所述腔体内设置有浮子，所述浮子的上方间隔设置有阀板，所述浮子和所述阀板之间通过能够被压缩的缓冲组件连接，所述阀板位于所述气体开口的内端的下方，所述阀板上设置有位置与所述气体开口对应的排气孔，所述排气孔的外形小于所述气体开口的外形，所述浮子能够根据所述腔体内的液位变化和/或气压变化，在所述腔体内浮动，动态的调节所述腔体内的气压。
7.在某些实施例中，所述阀板在腔体内能够与所述气体开口设有间距，以使腔体内的气体由气体开口排出，或所述阀板在腔体内能够与所述气体开口抵接，以使所述腔体内的气体由所述排气孔和所述气体开口排出。
8.在某些实施例中，所述缓冲组件被压缩后，能够使得所述浮子抵接在所述阀板的所述排气孔的下端，将所述排气孔封闭。
9.在某些实施例中，所述缓冲组件具有弹性；和/或所述缓冲组件为弹簧、片簧、橡胶
套、橡胶管、波纹管的一种或多种。
10.在某些实施例中，所述浮子和所述阀板之间设置有限位组件，所述限位组件用于限制所述浮子和所述阀板的最大间距。
11.在某些实施例中，所述限位组件包括限位杆，所述限位杆的下端固定设置在所述浮子上，所述限位杆的上端穿过所述阀板延伸到所述阀板的上方，所述限位杆的上端具有限位部，所述限位部的外形大于所述限位杆的外形。
12.在某些实施例中，所述浮子和所述阀板之间设置有密封塞，所述密封塞的位置与所述排气孔对应，所述密封塞能够对所述排气孔进行密封。
13.在某些实施例中，所述密封塞固定设置在所述浮子的上表面。
14.在某些实施例中，所述阀板的上表面和所述气体开口的下表面至少其中一个设置有密封垫，所述密封垫的位置与所述气体开口对应，所述密封垫设置有与所述排气孔对应的第一通孔。
15.在某些实施例中，所述阀板包括能够延伸到所述气体开口内部的环状凸缘，所述密封垫的第一通孔开设在所述环状凸缘的外周。
16.第二方面，提供泵，包括泵体和上述的排气阀，所述排气阀的液体开口与所述泵体连通。
17.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：由于浮子的上方通过可压缩的缓冲组件设置有阀板，并且阀板上设置有与气体开口连通的排气孔，使得浮子在上浮时，阀板能够首先与气体开口抵接，从而封闭气体开口的边缘，但并未完全封闭气体开口，腔体中的气体仍然可以通过阀板上的排气孔向外排出，随着浮子继续上浮，缓冲组件被压缩，浮子上表面与阀板排气孔的下端抵接，将排气孔封闭，此时气体无法从排气阀中排出，随着腔体内液体继续增加，腔体内气压逐渐增大，迫使浮子克服浮力向下移动，使得浮子与阀板分离，从而排气孔重新开启，腔体内的高压气体得以向外排出，随后浮子重新上浮再次封闭排气孔，实现了分阶段开启和分阶段密封排气孔。由此，本实施例的排气阀能够根据腔体内气体的压力，动态的调节排气孔的开启和关闭，满足对不同流量气体排出的管理。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的排气阀的示意图。
19.图2为本发明实施例提供的排气阀在一个视角下的爆炸图。
20.图3为本发明实施例提供的排气阀在另一个视角下的爆炸图。
21.图4为本发明实施例提供的浮子和阀板之间相互连接的示意图。
22.图5为本发明实施例提供的浮子和阀板的爆炸图。
23.图6为本发明实施例提供的阀板的剖面图。
24.图7为本发明实施例提供的排气阀初始状态下的示意图。
25.图8为本发明实施例提供的排气阀在刚开始排气时的剖面图。
26.图9为本发明实施例提供的排气阀内大部分气体排出后，但仍有小部分气体排出时的剖面图。
27.图10为本发明实施例提供的排气阀的排气口封闭时的剖面图。
28.图11为本发明实施例提供的排气阀内部聚集一小部分空气后，排气口重新开启的
剖面图。
29.图中：1、阀座；11、液体开口；12、安装口；2、阀盖；21、气体开口；3、密封圈；4、浮子；41、密封塞；42、导向槽；5、阀板；51、排气孔；52、密封垫；521、第一通孔；53、环状凸缘；54、连接孔；6、缓冲组件；7、限位组件；71、限位杆；72、限位部；8、导向部件。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
31.图1示出了本发明实施例提供的排气阀的示意图，图2示出了本发明实施例提供的排气阀在一个视角下的爆炸图，图3示出了本发明实施例提供的排气阀在另一个视角下的爆炸图。请参阅图1、图2和图3，排气阀包括设置在下部的阀座1和设置在上部的阀盖2。阀座1大致为中空的圆柱体，上部设置向上开启的敞口，下部设置开口，使得阀座1的内部上下贯通。具体的，阀座1的底部(也可以是中下部)设置有供液体(通常是水，但不排除其他溶液)进出的液体开口11，阀座1的顶部设置有安装口12，安装口12的外形与阀盖2的底部接近或一致，阀盖2能够安装在安装口12上，并且阀盖2和阀座1之间设置有提高连接处密封性能的密封圈3。阀盖2上设置有供气体进出的气体开口21(参阅图7)，一般的，气体开口21可以设置在阀盖2的顶部，使得聚集在排气阀内部高处的气体能够通过气体开口21向外排出。
32.阀座1和阀盖2相互连接后，阀座1的内表面和阀盖2的内表面共同限定出腔体，腔体与阀座1底部的液体开口11连通，使得外界的液体能够进入腔体内或者从腔体内排出，腔体还和阀盖2上部的气体开口21连通，使得腔体内的气体能够从气体开口21中排出或者外界的空气能够即通过气体开口21进入腔体内。
33.腔体内设置有浮子4，浮子4的外形小于腔体的外形，浮子4的密度小于液体的密度，从而当腔体中存在液体时，浮子4能够漂浮在液体上，并且随着液体的液位的升降，浮子4相应的在腔体中上下移动。
34.浮子4的上方间隔设置有阀板5，所谓的间隔是指浮子4和阀板5之间存在高度方向(例如图2中上下方向)的空隙。阀板5位于气体开口21内端(指靠近腔体的那端)的下方，阀板5和浮子4之间通过缓冲组件6连接，使得阀板5和浮子4形成一个整体，即当浮子4在腔体中上下移动时，浮子4同时能够带动阀板5相应的上下移动，当腔体内的液体足够多时，浮子4能够带动阀板5上浮，使得阀板5抵接在气体开口21的内端，以控制气体开口21的气体流量。
35.通过缓冲组件6将浮子4和阀板5连接成一个整体，使得阀盖2上不需要再额外设置结构用于对阀板5进行导向，有利于简化阀盖2的结构，便于阀盖2的制造。
36.图4示出了本发明实施例提供的浮子和阀板之间相互连接的示意图，图5示出了浮子和阀板的爆炸图，图6示出了阀板的剖面图。请参阅图6，阀板5具有上下贯穿的排气孔51，排气孔51的位置与气体开口21对应，排气孔51的直径小于气体开口21，从而当阀板5抵接在气体开口21的内端时，排气孔51将会与气体开口21连通，因此，本实施例中，仅仅通过阀板5和气体开口21的内端进行抵接不会封闭气体开口21，而是会由于排气孔51的直径小于气体开口21而限制气体开口21的排气量，从而减小了排气阀中排出的气体的量，腔体内部的气体仍然可以从阀板5和浮子4之间的空隙中进入排气孔51，并从气体开口21中排出。由此，可以应对因为腔体内液位突然上升导致的水锤现象。
37.继续参阅图6，为了提高阀板5和阀盖2连接时的密封性能，本实施例中，阀板5的上表面设置有密封垫52，密封垫52的中心设置有与排气孔51位置对应的第一通孔521，当阀板5抵接在阀盖2的下表面时，密封垫52能够抵接在气体开口21内端的下表面，从而对气体开口21的边缘进行密封，防止腔体内的空气从气体开口21和密封垫52的连接处进入气体开口21内。
38.继续参阅图6，为了进一步提高阀板5和阀盖连接时的密封性能，可以在阀板5上设置向上凸起的环状凸缘53，密封垫52的第一通孔521连接在环状凸缘53的的外周，环状凸缘53的位置与气体开口21对应，并且环状凸缘53的外径小于气体开口21的内径，当密封垫52抵接在气体开口21的下端时，环状凸缘53能够进入气体开口21的内部，进而确保密封垫52能够将气体开口21的边缘完全封闭。
39.需要说明的是，密封垫52也可以设置在阀盖2的下表面上，此时，阀板5上升后，仍然能够与密封垫52抵接，从而封闭气体开口21的边缘。即只需要在阀板5和阀盖2的至少其中一个上设置密封垫52，就能实现对气体开口21的边缘的密封。
40.请参阅图4和图5，为了在腔体内的空气排出后，能够使气体开口21封闭，以避免腔体内的液体从气体开口21中喷出，本实施例中，缓冲组件6可以被压缩，从而在上下方向减小长度，即当缓冲组件6被压缩后，浮子4和阀板5之间的空隙将会减小，直到浮子4的上表面将阀板5的排气孔51的下端封闭，此时气体开口21也相应的被封闭，从而实现了排气阀的封闭。
41.具体的，缓冲组件6可以是具有弹性的物体，例如弹簧、橡胶环、橡胶管、波纹管等。本实施例中缓冲组件6采用弹簧，尤其是螺旋弹簧。螺旋弹簧的下端抵接在浮子4的上部，螺旋弹簧的上端抵接在阀板5的下部，从而当浮子4和阀板5收到相互靠近的压力时，螺旋弹簧将会被压缩，从而缩短上下方向的长度，使得浮子4和阀板5相互靠近，进而浮子4能够封闭阀板5的排气孔51的下端。
42.具体的，本实施例中，在浮子4的上表面设置有向上凸出的密封塞41，密封塞41的位置与阀板5上的排气孔51的位置对应，并且密封塞41的外形能够封闭排气孔51，例如在本实施例中，如图5所示，密封塞41的上表面为圆形的平面，并且该圆形的平面的直径大于排气孔51的直径，从而当圆形的平面与阀板5的下表面接触时，能够将排气孔51的下端完全封闭，即实现了排气孔51的封闭。此外，密封塞41还可以是插入式的结构，例如密封塞41可以具有能够从下向上插入排气孔51内部的结构，从而将排气孔51的下端封闭。
43.由于密封塞41向上凸出，使得密封塞41的高度高于浮子4的上表面，从而更加靠近阀板5，进而浮子4只需要上浮更小的距离，即可封闭排气孔51。
44.需要说明的是，虽然本实施例中，将密封塞41设置为向上凸出，以减小密封塞41和排气孔51之间的间距，但可以理解的，在其他实施例中，将排气孔51的下端设置为向下凸出，以靠近密封塞41也是可行的。即只要需要密封塞41和排气孔51中的至少其中一个向相对方所在的位置凸出，就能减小两者之间的间距，从而有利于两者之间的密封。
45.另外，还需要说明的是，为了提高排气孔51的密封性能，以及减小密封塞41和排气孔51接触时的碰撞力，密封塞41通常是柔性的，例如密封塞41为弹性橡胶制成。
46.请参阅图4和图5，为了确保阀板5不会脱离浮子4，阀板5和浮子4之间还设置有限位组件7，以限制阀板5和浮子4之间的最大间距。本实施例中，限位组件7包括限位杆71，限
位杆71的下端固定在浮子4上，限位杆71的上端穿过阀板5后延伸到阀板5的上表面以上的位置，并且在限位杆71的上端设置有横向延伸的限位部72，进而阀板5无法向上穿过限位部72，被限制在限位部72的下方，实现了阀板5和浮子4之间的限位。
47.具体的，限位部72可以是围绕限位杆71周向延伸的环体，也可以是在限位杆71的外周上设置的一个或多个凸起，只需要确保限位部72的外形大于限位杆71的外形。
48.为了使限位杆71能够穿过阀板5，阀板5上可以设置上下贯穿的连接孔54，连接孔54可以位于阀板5的内部，也可以位于阀板5的边缘，本实施例中，连接孔54位于阀板5的边缘，在这种情况下，为了确保阀板5受力平稳，限位杆71至少需要两根，并且最好相隔较远的距离，例如两根限位杆71分别设置在阀板5的其中一条直径的两端。
49.限位杆71的下端可以通过螺纹连接、焊接、粘接等多种固定方式与浮子4连接，此处不做限定。
50.如图2和图3所示，为了确保浮子4在预设的轨迹上上下移动，防止浮子4发生偏移，腔体内设置有在上下方向上延伸的导向部件8，导向部件8给浮子4提供沿着上下方向的导向轨道，使得浮子4沿着导向轨道移动，确保浮子4的位置不偏离预设的轨迹。本实施例中，导向部件8为固定设置在阀盖2内且向下延伸的导向片，浮子4的侧面设置有与导向片对应的导向槽42，浮子4上下移动时，导向槽42在导向片上上下滑动，从而给浮子4提供导向。但可以理解的，导向片也可以固定设置在阀座1内部，同样能够实现浮子4的导向。此外，导向部件8的数量不做限制，可以是一个、两个以及三个以上。
51.以下详细描述本实施例提供的排气阀的工作过程。
52.图7为本发明实施例提供的排气阀初始状态下的剖面图。图8为本发明实施例提供的排气阀在刚开始排气时的剖面图。请参阅图7，在排气阀初始状态下(例如刚投入使用时)，腔体内没有或者仅有少量的液体，因此浮子4处于腔体的中下部，进而阀板5相应的位于气体开口21的下方，使得阀板5和气体开口21之间存在较大的间隙。这时若液体从液体开口11进入腔体，则腔体内的液位迅速上升，浮子4和阀板5相应的上升，从而腔体内空气被快速压缩，腔体内的气体可以从阀板5和气体开口21之间的间隙中排出，最终排气阀切换为图8所示，腔体内大部分气体被排出，但仍然有少部分气体集中在腔体的上部。
53.图9为本发明实施例提供的排气阀内大部分气体排出后，但仍有小部分气体排出时的剖面图。随着液体继续从液体开口11中进入腔体，浮子4进一步上浮，使得阀板5上表面的密封垫52抵接在气体开口21的边缘，从而将气体开口21的边缘封闭，此时腔体内的空气只能从阀板5的排气孔51中进入气体开口21内，向外排出，从而排气量受到限制。
54.图10为本发明实施例提供的排气阀的排气口封闭时的剖面图，随着液体继续从液体开口11中进入腔体，浮子4进一步上浮，缓冲组件6开始被压缩，使得浮子4和阀板5之间的间距开始减小，最终浮子4上部的密封塞41将阀板5上的排气孔51封闭，实现气体开口21的封闭，此时腔体内的气体无法向外排出，但由于腔体内液体的继续流动，液体中存储的溶解空气会继续释放，从而使得腔体的气压逐渐升高。
55.图11为本发明实施例提供的排气阀内部聚集一小部分空气后，排气口重新开启的剖面图，当腔体内的气体的压力达到一定的数值，使得浮子4上表面受到的向下的压力与浮子4的重力以及缓冲组件6的弹性力之和大于浮子4受到的来自液体的浮力之和时(f
压
+g
重
+t
弹
＞f
浮
)，浮子4将向下移动，从而将阀板5上的排气孔51被重新开启，腔体内的高压气体可
以向外排出，当这些气体向外排出后，浮子4迅速上浮，将排气孔51重新封闭。
56.当腔体中的液体通过液体开口11排出时，腔体内的液位下降，此时浮子4和阀板5下降，外界的空气可以通过气体开口21重新回到腔体内。
57.由上述排气阀的使用过程可知，排气阀可以分阶段进行密封和分阶段进行开启，有利于根据腔体内不同气压和液位，对腔体内的气体进行排放。
58.以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.排气阀，包括设置在内部的腔体，所述腔体具有液体开口和气体开口，所述气体开口靠近所述腔体的上部，其特征在于，所述腔体内设置有浮子，所述浮子的上方间隔设置有阀板，所述浮子和所述阀板之间通过能够被压缩的缓冲组件连接，所述阀板位于所述气体开口的内端的下方，所述阀板上设置有位置与所述气体开口对应的排气孔，所述排气孔的外形小于所述气体开口的外形，所述浮子能够根据所述腔体内的液位变化和/或气压变化，在所述腔体内浮动，动态的调节所述腔体内的气压。2.根据权利要求1所述的排气阀，其特征在于，所述阀板在腔体内能够与所述气体开口设有间距，以使腔体内的气体由气体开口排出，或所述阀板在腔体内能够与所述气体开口抵接，以使所述腔体内的气体由所述排气孔和所述气体开口排出。3.根据权利要求1所述的排气阀，其特征在于，所述缓冲组件被压缩后，能够使得所述浮子抵接在所述阀板的所述排气孔的下端，将所述排气孔封闭。4.根据权利要求3所述的排气阀，其特征在于，所述缓冲组件具有弹性；和/或所述缓冲组件为弹簧、片簧、橡胶套、橡胶管、波纹管的一种或多种。5.根据权利要求1所述的排气阀，其特征在于，所述浮子和所述阀板之间设置有限位组件，所述限位组件用于限制所述浮子和所述阀板的最大间距。6.根据权利要求5所述的排气阀，其特征在于，所述限位组件包括限位杆，所述限位杆的下端固定设置在所述浮子上，所述限位杆的上端穿过所述阀板延伸到所述阀板的上方，所述限位杆的上端具有限位部，所述限位部的外形大于所述限位杆的外形。7.根据权利要求1所述的排气阀，其特征在于，所述浮子和所述阀板之间设置有密封塞，所述密封塞的位置与所述排气孔对应，所述密封塞能够对所述排气孔进行密封。8.根据权利要求7所述的排气阀，其特征在于，所述密封塞固定设置在所述浮子的上表面。9.根据权利要求1所述的排气阀，其特征在于，所述阀板的上表面和所述气体开口的下表面至少其中一个设置有密封垫，所述密封垫的位置与所述气体开口对应，所述密封垫设置有与所述排气孔对应的第一通孔；优选地，所述阀板包括能够延伸到所述气体开口内部的环状凸缘，所述密封垫的第一通孔开设在所述环状凸缘的外周。10.泵，其特征在于，包括泵体和权利要求1～9任意一项所述的排气阀，所述排气阀的液体开口与所述泵体连通。

技术总结
本发明涉及排气阀技术领域，尤其是排气阀和泵，其中，排气阀包括设置在内部的腔体，所述腔体具有液体开口和气体开口，所述气体开口靠近所述腔体的上部，所述腔体内设置有浮子，所述浮子的上方间隔设置有阀板，所述浮子和所述阀板之间通过能够被压缩的缓冲组件连接，所述阀板位于所述气体开口的内端的下方，所述阀板上设置有位置与所述气体开口对应的排气孔，所述排气孔的外形小于所述气体开口的外形，所述浮子能够根据所述腔体内的液位变化和/或气压变化，在所述腔体内浮动，动态的调节所述腔体内的气压。本发明的排气阀能够根据排气阀内部的气压和液面高度，调节排气量，满足排气阀不同状态下的排气。同状态下的排气。同状态下的排气。


技术研发人员：韩元平 张宗保 杨骥
受保护的技术使用者：合肥新沪屏蔽泵有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/9/20