一种安全阀阀体及安全阀的制作方法

1.本实用新型涉及给水管道安全技术领域，具体而言，涉及一种安全阀阀体及安全阀。


背景技术：

2.在家用给水管路水输送过程中，由于给水管道元件(如阀门、热水器、净水器或智能马桶等)突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，将导致压强产生大幅度波动的现象，由于压力水流的惯性，产生的水流冲击波就像锤子敲打一样，行业内称其为叫水锤效应现象，此现象容易降低管道及管路元件使用寿命，严重时将造成管道爆管，对末端用水元件、用水电器(如热水器、净水智能马桶器)等造成损坏。
3.鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于提供一种安全阀阀体，有利于解决上述技术问题。
5.本实用新型的目的之二在于提供一种包括上述安全阀阀体的安全阀。
6.本实用新型可这样实现：
7.第一方面，本实用新型提供一种安全阀阀体，包括阀壳、活塞筒、活塞体、第二磁性件以及第三磁性件；
8.活塞筒的至少部分位于阀壳内，活塞筒与阀壳连接，活塞筒设有水流口；活塞筒的至少部分外壁与阀壳的至少部分内壁之间形成第一型腔；活塞筒上设有型腔通道；
9.活塞体包括相对固定的活塞以及第一磁性件，活塞可滑动地设置于活塞筒内，且活塞的一侧对应于水流口；
10.第二磁性件可滑动地设置于活塞筒内，第三磁性件固定设置于活塞筒；
11.活塞体、第二磁性件以及第三磁性件沿活塞筒的轴线依次分布；第一磁性件与第二磁性件相斥，第二磁性件与第三磁性件相斥；活塞体与第二磁性件之间形成第二型腔；第二磁性件和第三磁性件之间形成第三型腔；型腔通道用于连通第一型腔和第三型腔。
12.在可选的实施方式中，活塞筒的全部位于阀壳内，水流口由活塞筒的开口端形成，活塞筒的开口端与阀壳连接；阀壳和活塞筒均为圆筒状结构，且阀壳和活塞筒同轴设置。
13.在可选的实施方式中，阀壳包括外壳和密封扣盖；活塞筒位于外壳内，活塞筒的开口端与外壳的一端连接；密封扣盖可拆卸地设置于外壳的另一端，且，活塞筒与密封扣盖间隔设置；第一型腔由外壳的内壁、密封扣盖的内壁以及活塞筒的外壁共同围合形成。
14.在可选的实施方式中，阀壳还包括用于对第一型腔充气的充气装置，充气装置设置于密封扣盖上。
15.在可选的实施方式中，外壳靠近水流口的一端设置有连接端口。
16.在可选的实施方式中，活塞筒远离开口端的一端形成有安装台阶，第三磁性件安装于安装台阶内。
17.在可选的实施方式中，活塞体还包括至少一个第一密封圈，活塞的外壁设置有至少一个第一环形凹槽，至少一个第一密封圈对应装配至至少一个第一环形凹槽内，第一密封圈用于与活塞筒密封配合。
18.在可选的实施方式中，活塞背向水流口的一侧设置有嵌设槽，第一磁性件固定设置于嵌设槽内。
19.在可选的实施方式中，型腔通道的数量为多个，所有的型腔通道以多个孔组的形式绕活塞筒的周向均匀分布。
20.第二方面，本实用新型提供一种安全阀，包括阀门装置以及前述实施方式任一项的安全阀阀体，安全阀阀体的阀壳安装于阀门装置上，安全阀阀体的水流口与阀门装置连通。
21.本实用新型的有益效果包括：
22.本实用新型提供的安全阀阀体结构设计合理，安装简单方便，各磁性件配合结构严谨又相互制约，维修简单易操作，既能在家用管路中保护用水元件免受水锤危害，又能在低温环境中保护管路元件不受破坏；延长产品零部件的使用寿命。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本实施例提供的安全阀安装状态的示意图；
25.图2为本实施例提供的安全阀的整体图；
26.图3为本实施例提供的安全阀的分解图；
27.图4为本实施例提供的安全阀的剖视图；
28.图5为图4示出的安全阀阀体第一视角下的示意图；
29.图6为图4示出的安全阀阀体第二视角下的示意图。
30.图标：1000-安全阀；100-安全阀阀体；101-第一型腔；102-第二型腔； 103-第三型腔；10-阀壳；11-外壳；12-密封扣盖；13-充气装置；14-连接端口；20-活塞筒；21-型腔通道；22-安装台阶；23-水流口；30-活塞体；31
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活塞；311-第一环形凹槽；312-嵌设槽；32-第一磁性件；33-第一密封圈； 40-第二磁性件；50-第三磁性件；60-惰性气体；200-阀门装置；210-把手； 220-阀芯；230-出水端配件；240-旋转本体；250-角阀本体；251-第二环形凹槽；252-第三环形凹槽；253-第四环形凹槽；254-第二密封圈；255-第三密封圈；256-第四密封圈；260-墙体盖板；270-连接件；2000-墙壁；f0-水压；f1-第一强磁异性相斥力；f2-第二强磁异性相斥力；f3-惰性气体压力。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
37.实施例
38.请参考图1，本实施例提供一种安全阀1000，该安全阀1000可安装在墙壁2000上，也可根据需要安装在其它位置。
39.请参考图2和图3，该安全阀1000包括阀门装置200以及安全阀阀体 100，安全阀阀体100安装在阀门装置200上。具体地，该阀门装置200包括把手210、阀芯220、出水端配件230、旋转本体240、角阀本体250、墙体盖板260以及连接件270。
40.本实施例中，阀芯220安装在出水端配件230上，并且，把手210装配在阀芯220外。角阀本体250的一端穿过旋转本体240后螺纹装配至出水端配件230上。角阀本体250的另一端穿过墙体盖板260螺纹装配至墙壁2000内(具体地，角阀本体250与墙壁2000内的家用给水管道连接)。墙体盖板260起到一定的固定和密封作用。安全阀阀体100螺纹配合至连接件270的一端上，连接件270的另一端螺纹配合至旋转本体240上。
41.为了提高密封效果，角阀本体250上依次设置有第二环形凹槽251、第三环形凹槽252以及第四环形凹槽253，同时，对应地，第二环形凹槽251、第三环形凹槽252以及第四环形凹槽253上套装有第二密封圈254、第三密封圈255以及第四密封圈256。
42.安装到位后，第二密封圈254密封接触出水端配件230的内壁，第三密封圈255和第四密封圈256分别密封接触旋转本体240的内壁前后不同位置。
43.可参考地，上述第二密封圈254、第三密封圈255以及第四密封圈256 均可以为o型圈。
44.此外，上述安全阀阀体100还可以应用于其它用水组件。
45.在一些优选的实施方式中，上述旋转本体240可360
°
旋转，从而有利于满足不同角度安装，提高安装的适应性。
46.请一并参考图4至图6，本实施例中，安全阀阀体100包括阀壳10、活塞筒20、活塞体30、第二磁性件40以及第三磁性件50。
47.活塞筒20的至少部分位于阀壳10内，活塞筒20与阀壳10连接，活塞筒20设置有水
流口23；活塞筒20的至少部分外壁与阀壳10的至少部分内壁之间形成第一型腔101；活塞筒20上设置有型腔通道21。
48.活塞体30包括相对固定的活塞31以及第一磁性件32，活塞31可滑动地设置于活塞筒20内，且活塞31的一侧对应于水流口23。第二磁性件40 可滑动地设置于活塞筒20内，第三磁性件50固定设置于活塞筒20。
49.其中，活塞体30、第二磁性件40以及第三磁性件50沿活塞筒20的轴线依次分布；第一磁性件32与第二磁性件40相斥，第二磁性件40与第三磁性件50相斥；活塞体30与第二磁性件40之间形成第二型腔102；第二磁性件40和第三磁性件50之间形成第三型腔103；型腔通道21用于连通第一型腔101和第三型腔103。
50.承上，安全阀阀体100的阀壳10安装于阀门装置200上，具体地，阀壳10安装在阀门装置200的连接件270上。同时，安全阀阀体100的水流口23与阀门装置200连通(具体的，水流口23与连接件270连通)。安装状态下，外部水源从角阀本体250进入，经过阀芯220后从出水端配件230 出水。水源进水后，在经过旋转本体240的位置后，同时也会通过连接件 270进入安全阀1000内，即通过水流口23作用在活塞31上。换而言之，当出现水锤效应时，水压力会直接冲击在活塞31上。
51.本实施例中，型腔内填充的气体为惰性气体60(如图4至图6中用虚线圆圈所示)，以提高稳定性。
52.图4中，水压f0表示管道内的水的水压，即，冲击在活塞31上的压力。
53.第一强磁异性相斥力f1表示第一磁性件32和第二磁性件40相斥的力。
54.第二强磁异性相斥力f2表示第二磁性件40和第三磁性件50相斥的力。
55.惰性气体压力f3表示型腔中惰性气体60的压力。
56.第一种场景下，水压f0较小，此时，该活塞体30保持在活塞筒20的顶端位置，第一磁性件32和第二磁性件40维持目前的位置，也即，该活塞31受力平衡。此时活塞31所受的力包括管道内的水压f0、第一强磁异性相斥力f1、第二强磁异性相斥力f2、惰性气体压力f3、活塞31处于顶端位置受活塞筒20反向抵持的力以及自身重力等。
57.第二种场景下，水压f0较大，此时安全阀1000工作，活塞体30朝向第二磁性件40移动，第二磁性件40依然保持位置不变，即，第二型腔102 被压缩。由于活塞体30与活塞筒20之间始终形成密封，可保证管道的水无法进入各型腔内，避免管道水泄漏。在水压f0变小后，活塞体30复位。
58.第三种场景下，水压f0特别大，此时冲击波进入安全阀1000后先作用在活塞31上，使得活塞31朝第二磁性件40移动，此时，第二型腔102 被压缩。同时，由于压力特别大，第二磁性件40被压力带动朝向第三磁性件50移动，此时，第三型腔103被压缩。第三环形型腔内的惰性气体60 迅速通过型腔通道21压缩到第一型腔101内，为第二型腔102内的强磁互斥力提供缓冲，防止磁力实效，并且，瞬间的冲击压力在三个型腔内得到释放。在水压f0变小后，活塞体30和第二磁性件40均复位。
59.通过上述设置，可有效解决家用给水管路中水锤效应对管路元件损害问题，保证管路元件正常运行，延长元件使用寿命。
60.本实施例中，活塞筒20的全部位于阀壳10内，水流口23由活塞筒20 的开口端形成，活塞筒20的开口端与阀壳10连接；阀壳10和活塞筒20 均为圆筒状结构，且阀壳10和活
塞筒20同轴设置。
61.通过这种结构设计，整体结构类似于环形双腔体缓冲结构，即，阀壳 10和活塞筒20之间的腔室以及活塞筒20内部的腔室。缓冲可以包括第一磁性件32、第二磁性件40和第三磁性件50之间的磁性相斥缓冲，还包括惰性气体60在第一型腔101和第三型腔103内的缓冲。
62.此外，其它实施例中，还可增设弹簧实现缓冲。通过合理的设计，使得几种缓冲承压不同，比如通过磁性大小设计、惰性气体60气压设计等，可以满足不同水压冲击波的安全防损坏要求，也最大限度适用不同家用给水管路不同环境情况下的需求。
63.例如，通过设计第一磁性件32、第二磁性件40以及第三磁性件50的磁性大小，以及设计第一型腔101、第二型腔102以及第三型腔103内的气压大小，可以实现在受水锤效应后表现出不同动作。并且，该第二磁性件 40可以实现是始终保持内部调节恒定。可以理解地，在整体磁力恒定下，第二磁性件40为恒定状态。该第二磁性件40提供第一磁性件32和第三磁性件50的双向斥力，同时也可以和惰性气体60进行缓冲作用。
64.结合图5和图6，本实施例中，阀壳10包括外壳11和密封扣盖12；活塞筒20位于外壳11内，活塞筒20的开口端与外壳11的一端连接；密封扣盖12可拆卸地设置于外壳11的另一端，且，活塞筒20与密封扣盖12 间隔设置；第一型腔101由外壳11的内壁、密封扣盖12的内壁以及活塞筒20的外壁共同围合形成。
65.进一步地，阀壳10还包括用于对第一型腔101充气的充气装置13，充气装置13设置于密封扣盖12上。该产品采用可充气式设计，可实现漏气检测、气体填充，弥补市场该类产品的空白，更好的服务消费者。
66.可参考地，充气时，充气设备插接在充气装置13上，由充气设备的顶针顶开从而填充惰性气体60，充入量由充气设备上的气压表计量，充气完成后充气设备退出，充气装置13自动密封，防止气体流出，当需要维修补气时，重复相同的充气步骤。同时，该充气装置13还可以实现维修补气、压力测试、气体调节等作用。并且还可以避免安全阀1000在调节测试、维修时需要更换造成安全阀1000引起的不必要麻烦。
67.需说明的是，在一定周期内一般需对充气装置13增补惰性气体60，可有效解决该类产品的使用痛点，更好的解决生活中的水锤效应，减少因水锤带来的用水损失，为家用给水管道安全提供保障。通过充入惰性气体60 的量的控制，可以有效实现活塞31的滑动灵活性及压力的调节功能。
68.结合图5和图6，本实施例中，外壳11靠近水流口23的一端设置有连接端口14，以方便将安全阀阀体100安装至连接件270上。
69.该连接端口14可以为内螺纹结构件，此外，其它实施例中，当连接件270为内螺纹结构件时，该连接端口14也可以是外螺纹结构件。
70.结合图5和图6，本实施例中，活塞筒20远离开口端的一端形成有安装台阶22以便于安装第三磁性件50。第三磁性件50安装于安装台阶22内。也即，第三磁性件50固定在活塞筒20的末端。
71.结合图5和图6，本实施例中，活塞体30还包括至少一个第一密封圈 33以提高密封效果。活塞31的外壁设置有至少一个第一环形凹槽311，至少一个第一密封圈33对应装配至至少一个第一环形凹槽311内，第一密封圈33用于与活塞筒20密封配合。
72.具体地，第一密封圈33的数量为两个，第一环形凹槽311的数量也为两个。优选地，该第一密封圈33为o型圈。
73.通过设置第一密封圈33，不仅可以避免水进入活塞筒20内，避免型腔内产生积水，影响缓冲作用，还可以避免活塞筒20内的惰性气体60进入管道中。同时，第一密封圈33还可以起到活塞31移动时的摩擦缓冲作用。
74.可参考地，第一密封圈33可采用软质材质，起到更好地压缩和缓冲作用，在活塞31移动的过程中还可以起到保护作用，使得不受冲击破坏，同时降低工作噪音。
75.结合图5和图6，本实施例中，活塞31背向水流口23的一侧设置有嵌设槽312，以方便安装第一磁性件32。第一磁性件32固定设置于嵌设槽312 内。
76.本实施例中，型腔通道21的数量为多个，从而能够更好地通气，所有的型腔通道21以多个孔组的形式绕活塞筒20的周向均匀分布。
77.作为参考地，孔组的数量可以为四个，每个孔组均可包含有七个型腔通道21。
78.承上，本实施例提供的安全阀1000的工作原理包括：
79.一般地，活塞体30的预制压力根据家用水管道能提供的最高压力设置而定义，比如国内城市自来水二次供水一般最高压力在0.8mpa以下，因此可设置预制压力f≥0.8mpa。
80.当管道内的水压f0小于预制压力f，例如，f0为0.7mpa时，此时安全阀1000不工作，即，处于图4至图6所示的状态，该活塞体30保持在活塞筒20的顶端位置，第一磁性件32和第二磁性件40维持目前的位置。也即，该活塞31受力平衡，该受力包括管道内的水压f0、第一强磁异性相斥力f1、第二强磁异性相斥力f2、惰性气体压力f3、活塞31处于顶端位置受活塞筒20反向抵持的力以及自身重力等。
81.当管道水压f0大于预制压力f，例如水压f0为0.9mpa时，此时安全阀1000工作，活塞体30朝向第二磁性件40移动，第二磁性件40依然保持位置不变，即，第二型腔102被压缩。由于活塞体30与活塞筒20之间始终形成密封，可以保证管道的水无法进入各型腔内，避免管道水泄漏。在水压f0变小后，例如，小于预制压力f，活塞体30复位。
82.当管道内的水压瞬间升高(水锤效应)，比如快速关闭龙头阀门产生的水锤效应，例如水压f0为1.6mpa时，冲击波进入安全阀1000后先作用在活塞31上，使得活塞31朝第二磁性件40移动，此时，第二型腔102被压缩。同时，由于压力特别大，第二磁性件40被压力带动朝向第三磁性件50 移动，此时，第三型腔103被压缩。第三环形型腔内的惰性气体60迅速通过型腔通道21压缩到第一型腔101内，为第二型腔102内的强磁互斥力提供缓冲，防止磁力实效，并且，瞬间的冲击压力在三个型腔内得到释放。在水压f0变小后，例如，小于预制压力f，活塞体30、第二磁性件40均复位。
83.活塞体30一旦复位，便抵持在活塞筒20的顶端位置，由于该顶端位置向内延伸从而与该活塞体30密封接触，这样可以有效形成密封。一般地，将活塞体30的顶面设计为软质材质，具有压缩和缓冲作用，活塞体30复位后，可以受到较好的保护作用，降低冲击破坏和噪音。
84.上述第二型腔102的设置，可以起到支撑活塞体30并且在被压缩以及在水压f0降低后，在第一强磁异性相斥力f1和第二型腔102内气压的作用下，辅助活塞体30迅速复位的作用。上述第三型腔103的存在，在被压缩且在水压f0降低后，在惰性气体压力f3和第二强磁异性相斥力f2的作用下，同样利于第二磁性件40的迅速复位作用。
85.同时，由于第三型腔103和第一型腔101通过型腔通道21连通，故，第三型腔103还可受第一型腔101内惰性气体60的压缩调节。并且，在充气装置13充气过程中，充入第一型腔101内的惰性气体60可通过型腔通道21进入第三型腔103内。
86.通常，水锤效应越强的情况下，该第二型腔102和第三型腔103压缩越严重。某种情况下，可以设计活塞31的预制力的最大值小于第二磁性件 40的预制力的最小值，这样可以保证水压f0较大时，第二磁性件40不移动，或仅移动很小的距离。在水压f0特别大时，先活塞31移动，移动一段距离后，第二磁性件40再移动，从而压缩第三型腔103的空间，从而起到高压情况下呈曲线线性缓冲释放作用，保证高压情况下安全阀1000不受破坏，起到双重安全保护作用。在这个冲击过程中，活塞31移动受磁性力和惰性气体60压力，第二磁性件40受第一磁性件32的磁性力，同时也受第三型腔103内惰性气体60的压力，第三型腔103内的惰性气体60通过型腔通道21进入第一型腔101内，进一步缓冲。因此，通过多次的缓冲，可以有效缓解高压对管道、安全阀1000冲击破坏，起到多重保护作用；在安全阀1000工作时，这种缓冲可以消除或减少内部驱动件由于工作产生的声音。
87.也即，本实施例提供的安全阀1000至少具有以下优点：
88.磁性缓冲和气体缓冲两者形成双重安全保护，更具信赖，既能在家用管路中保护用水元件免受水锤危害，又能在低温环境中保护管路元件不受破坏。因此，可更好的保护产品零部件，可以有效提升其使用寿命，能很好的起到节能环保的作用。
89.阀体运作时，水压f0冲击活塞31，活塞31轴向运动冲击第二磁性件 40，第二磁性件40冲击第三磁性件50，并冲击第三型腔103内的惰性气体60，惰性气体60由型腔通道21进入第三型腔103，复位时又依次反冲击复位。在管道压力恢复到冲击波前压力时，活塞31在各磁性件以及惰性气体 60的作用下恢复到初始状态，整体冲击有序，能起到较佳的缓冲作用。
90.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。