[发明专利]密度差自动流体排放阀

说明书

技术领域

本发明涉及液体输送系统的控制液体方向、压力、流量的阀门装置技术领域，尤其是指一种在不同密度液体混合条件下，利用液体的密度差能够从密闭容器中单一自动排放某种液体的阀门。

背景技术

阀门装置是在流体系统中用来控制流体的方向、压力、流量的装置，能使配管和设备内的液体流动或停止、并能控制其流量。在某些生产工艺过程中，有时需要在不同密度的多种混合液体中，单独分离排放某种液体，例如：进入容器内的液体为油水混合物，因两者密度不同，形成明显的上油下水分界面，如果需要单独排放上部的油，按传统方法则要根据分界面位置人工控制开关阀门或电气自动控制阀门。实际上，由于不能真正准确地控制分界面，从而造成需要排放的没有排尽，不需要排放的倒过多地排放出来的现象，尤其是在两种液体的密度比较接近的场合，更是很难实现分离。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种密度差自动液体排放阀，能够自动单一地排放两种混合液体中的某一种液体。

为了解决上述问题，本发明提供了一种密度差自动液体排放阀包括：比重介于两种混合液体之间浮球、具有混合液体输入口和单一液体排出口的外壳、杠杆机构和阀口，阀口安装在外壳内的排出口位置上，所述浮球通过所述杠杆机构控制所述阀口开启和闭合。

优选地，所述阀口包括阀座和阀杆，阀座上上下对称设置有截面面积相当的第一入口和第二入口，阀杆上设置有控制所述第一入口和第二入口同时开启或闭合的第一阀芯和第二阀芯。

优选地，所述第一、二阀芯与所述第一、二入口相配合的面为圆锥形或椭球形。

优选地，所述第一、二阀芯与所述第一、二入口相配合的面上还设置有沿周向分布的研磨贴合面。

本发明具有如下优点：

1、利用不同液体的密度差，采用阿基米德原理设计出的浮球杠杆机构控制排放液体的阀口，可以对分层相对稳定的混合液体中的某一种液体进行比较精确的排放及液位控制；

2、无需增加投入电气自控设备，无需人员现场操作值守；

3、利用互相对顶、面积相等的双阀口的压差力大小相等但方向相反、合力为零的原理，实现超微浮力条件下的液体排放阀的有效打开或关闭。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为在阀芯上设置研磨贴合面的结构示意图。

具体实施方式

下面配合图1对本发明的具体实施方式，以油水混合液体为例作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明包括：比重介于油和水两种混合液体之间浮球2、具有油水混合液体输入口5和油单一液体排出口6的外壳1、杠杆机构3和阀口4，阀口4安装在外壳1内的排出口6位置上，浮球2通过杠杆机构3控制阀口4开启和闭合。

由于进入外壳1内的液体为油水混合物，因两者密度不同，形成明显分界面，因此浮球2就在油水界面之间运动。浮球2的受力为浮力(f)和自身重力(mg)，其在液体中的悬停位置与上下运动趋势，取决于上述二力的合力大小。其中，所受浮力为油水共同作用在浮球上的合力贡献，即f＝fo+fw。但由于液体排放中油水界面上下变化，浮球2浸入油和水的体积也发生相应的改变，其所受总浮力的大小也发生对应的改变，通过杠杆机构3使得阀口4以开关变化。

如图1所示，当油水混合物从液体输入口5沿箭头A方向刚进入到外壳1内，油水分界面未达到浮球2高度，此时f＝0，在浮球2自重的作用下，通过杠杆机构3打开阀口4排空气，以利于油水混合液体的进入；随着混合液体流入，当油水的分界面在如图所示的位置7上时，f(＝fo+fw)＞mg，水会托着浮球2，从而控制阀口4关闭，油在外壳1内上部聚集；随着油在外壳1内上部不断地聚集，当油水分界面位于位置8上时，总浮力减小，f(＝fo+fw)＜mg，此时浮球2就会在重力作用下下落，通过杠杆机构3将阀口4打开，并从液体排出口6沿箭头B所示的方向排油。浮球2和杠杆机构3如此往复地重复上述动作，从而使得油类通过阀口4不断地被排放出去。

如图1所示，阀口4基体包括阀座41和阀杆46，阀座41上上下对称设置有横截面面积相当的第一入口42和第二入口43，阀杆46上设置有控制第一入口42和第二入口43同时开启或闭合的第一阀芯44和第二阀芯45。第一入口42和第二入口43上下相互对顶，且横截面面积大小相当，这样，在液体流入时第一阀芯44和第二阀芯45所受的压差力大小相当，但方向相反，其合力为零，使得阀口4在微小液体密度差条件下能够开关自如，且加大了液体的排量。