CN103174866B - 磁力式阀门及应用此磁力式阀门的流体供应管路 - Google Patents

Abstract

一种磁力式阀门及应用此磁力式阀门的流体供应管路。流体供应管路包括流道及磁力式阀门。磁力式阀门穿设流道的管壁，包括驱动件、第一磁铁、盖板、第一套筒、第二套筒及第二磁铁。盖板设置于驱动件及第一套筒之间。第一套筒的抵靠部设置于轴套部的一端，且轴套部具有第一出水孔。第二磁铁设置于抵靠部朝向盖板的一表面。第二套筒套设于第一套筒外，并具有第二出水孔。藉由磁力的控制，使第一套筒相对第二套筒转动以控制第一出水孔与第二出水孔的重合面积，以控制流体在流道中的流量。

Description

磁力式阀门及应用此磁力式阀门的流体供应管路

技术领域

本发明涉及一种阀门及流体供应管路，尤其涉及一种磁力式阀门及应用此磁力式阀门的流体供应管路。

背景技术

阀门是一种用以控制流量的元件。在一般常见的器具中，如果需要控制流道中流体的流量，都会在流道中装设一个阀门，以控制流体的流量。例如，点滴中也使用了简易的阀门来控制药剂的流速及流量，以因应患者个别的状况而施打药剂。或者，研究室中也会有一些关于流体的实验，通常也会使用到阀门去改变或控制流体的流量这个变因，以求得实验结果。又或者，在一个直立式的伺服器机架中，因为需要使用到流体作为散热的媒介，而因应流体在不同的高度会有不同的势能而影响流体的流量，所以在用以散热的流体回路中使用阀门来控制位在不同高度的流体具有相同的流量。

以应用在机械设备(例如流体实验设备或伺服器机架)中的阀门为例，一般都是将两个中空轴套互相套设在一起，其中一个轴套与马达相连接，而另一个轴套固定在流道上，而当马达的带动轴套转动时，与马达相连的轴套会相对固定在流道上的轴套转动，以藉由两个轴套的流通口的重合的面积改变，进而决定流体的流量。

需特别注意的是，为了防止流体会从两个轴套之间泄漏出去，通常会在两个轴套之间设置一个密封环(O-ring)。然而，密封环的设置，会让两个轴套的相对旋转增加困难度。如果要防止泄漏的密封效果好，便需要施以极大的力量才能使两个轴套相对旋转；或者，若是要两个轴套之间能够顺畅地相对旋转，则两个轴套与密封环之间的接触就不能太过紧密，如此便会影响到密封效果。

发明内容

本发明提供一种具有良好的密闭效果的磁力式阀门。

本发明提供一种具有良好的流量控制效果的流体供应管路。

本发明提出一种磁力式阀门，包括一驱动件、至少一第一磁铁、一盖板、一第一套筒、一第二套筒以及至少一第二磁铁。驱动件具有一第一表面，而第一磁铁设置于驱动件的第一表面。盖板具有相对的一第二表面以及一第三表面，而驱动件的第一表面朝向盖板的第二表面，其中第一磁铁朝向第二表面的磁极为N或S的其中一种。第一套筒具有一抵靠部以及一轴套部，其中抵靠部的一法线方向与轴套部的一轴向互相平行，而轴套部具有一第一出水孔。第二磁铁设置于抵靠部的朝向第三表面的一第四表面，且第二磁铁朝向第三表面的磁极与第一磁铁朝向第二表面的磁极相反。第二套筒套设于第一套筒，具有一第二出水孔，其中固定第二套筒，而驱动件转动时，第一磁铁与第二磁铁的磁力使第一套筒相对第二套筒转动以控制第一出水孔与第二出水孔的重合面积。

换言之，本发明提出一种磁力式阀门，包括：一驱动件、至少一第一磁铁、一第一套筒、一盖板、至少一第二磁铁、一第二套筒；第一磁铁设置于该驱动件；第一套筒具有一抵靠部以及一轴套部，其中该抵靠部设置于该轴套部的一端，而该轴套部具有一第一出水孔；盖板设置于该驱动件及该第一套筒之间；第二磁铁设置于该抵靠部的朝向该盖板的一表面；第二套筒套设于该第一套筒，具有一第二出水孔。

本发明另提出一种流体供应管路，其包括一流道以及一上述的磁力式阀门。流道具有一管壁，而磁力式阀门穿设流道的管壁，以控制流道中流体的流量。

换言之，本发明另提出一种流体供应管路，包括：一流道、一磁力式阀门；流道具有一管壁；磁力式阀门穿设该流道的该管壁，以控制该流道中的一流体的一流量，该磁力式阀门，包括：一驱动件、至少一第一磁铁、一第一套筒、一盖板、至少一第二磁铁、一第二套筒；驱动件位于该流道的该管壁之外；第一磁铁设置于该驱动件；第一套筒具有一抵靠部以及一轴套部，其中该抵靠部设置于该轴套部的一端，而该轴套部具有一第一出水孔；盖板设置于该驱动件及该第一套筒之间；第二磁铁设置于该抵靠部的朝向该盖板的一表面；第二套筒固定于该流道，并穿设该管壁，且套设于该第一套筒，具有一第二出水孔。

在本发明的一实施例中，还包括一马达以及一传动件，且马达与传动件相连以带动驱动件转动。

在本发明的一实施例中，上述的驱动件的第一表面具有第一卡合部，而盖板的第二表面具有第一容置槽，且第一卡合部对应容置于第一容置槽中。此外，第一卡合部具有至少一第一磁铁容置槽，而第一磁铁对应设置于第一磁铁容置槽中。

在本发明的一实施例中，上述的盖板还具有一第二卡合部，且第二卡合部凸出于第三表面。又，第二卡合部朝向抵靠部的一第五表面具有一凸柱，而抵靠部的一边缘具有一限位缺口，且凸柱位于限位缺口内，以限制第一套筒相对盖板的转动角度。

在本发明的一实施例中，磁力式阀门还包括至少一密封环，此密封环套设于第二卡合部。

在本发明的一实施例中，上述的抵靠部的第四表面具有至少一第二磁铁容置槽，而第二磁铁对应设置于第二磁铁容置槽。

在本发明的一实施例中，上述的第一磁铁的数量为2，而第二磁铁的数量也为2，且第一磁铁朝向盖板的磁极相同，第二磁铁朝向盖板的磁极也相同，但是第一磁铁及第二磁铁互相面对的磁极不同以相吸。

在本发明的一实施例中，上述的第一磁铁的数量为2，而第二磁铁的数量也为2，且第一磁铁朝向盖板的磁极不同，第二磁铁朝向盖板的磁极也不同，但是第一磁铁及第二磁铁互相面对的磁极不同以相吸。

在本发明的一实施例中，上述的第一出水孔与第二出水孔的重合面积越大，流道中的流体的流量越大。

在本发明的一实施例中，上述的第二套筒具有一开孔，而第一套筒具有一第三出水孔，第一套筒贯穿第二套筒的开孔，且当第一出水孔与第二出水孔至少部分重合时，流体藉由第三出水孔及第一出水孔与第二出水孔重合的部分以于流道内连通。

基于上述，本发明提供了一种结构与现有的阀门截然不同的磁力式阀门，且将此磁力式阀门应用于流体供应管路中，由于两个套筒之间并无密封环的设置，所以两个套筒的相对转动不会受到密封环的影响而难以转动而能够有效地控制流道中的流量。此外，密封环设置于盖板的卡合部以及管壁之间，不会受到两个套筒之间的相对转动而影响，所以可有效地防止液体自流体***的管壁泄漏。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的流体供应管路的示意图；

图2为应用在图1的流体供应管路的磁力式阀门的分解示意图；

图3为用以驱动驱动件的马达及传动件的示意图；

图4为图2的盖板的另一视角的示意图；

图5为第一磁铁及第二磁铁分别设置在驱动件与第一套筒之内的示意图；

图6为磁铁的另一种摆置方式；

图7为图2的磁力式阀门在流体供应管路中于第一状态的示意图；

图8为图7的磁力式阀门的立体示意图；

图9为图8的磁力式阀门于第二状态的示意图；

图10为图9的磁力式阀门于第二状态时，流体可在流体供应管路中流动的剖面示意图；

图11为图10的第一套筒的轴套部的第一出水孔与第二套筒的第二出水孔完全重合的立体示意图。

附图标记：

110：外壳体；

120：流体注入件；

200：流体供应管路；

210：流道；

220a、220b：管子；

220c：管壁；

300：磁力式阀门；

310、310a：驱动件；

312：第一表面；

312a：第一卡合部；

312b：第一磁铁容置槽；

316：马达；

318：传动件；

320：第一磁铁；

330：盖板；

332：第二表面；

332a：第一容置槽；

334：第三表面；

336：第二卡合部；

336a：第五表面；

336b：凸柱；

340：第一套筒；

342：抵靠部；

342a：第四表面；

342b：限位缺口；

342c：第二磁铁容置槽；

344：轴套部；

344a：第一出水孔；

346：第三出水孔；

350：第二套筒；

352：第二出水孔；

354：定位缺口；

356：开孔；

360：第二磁铁；

370：密封环；

N：法线方向；

A：轴向。

具体实施方式

本发明的磁力式阀门可应用于任何需要控制流体的流量的流体供应管路中，其中此处所述及的流体可以是液体或气体。以下将以具有应用此磁力式阀门的流体供应管路为例说明。

图1为本发明一实施例的流体供应管路的示意图，而图2为应用在图1的流体供应管路的磁力式阀门的分解示意图。请同时参考图1及图2，本实施例的流体供应管路200装设在伺服器的机架上，此流体供应管路200包括外壳体110、流体注入件120、热管(未图示)、流道210以及磁力式阀门300，流体注入件120装设在外壳体110上，并与流道210连通，以输送在流道210中流通的流体。流道210是由两个相互分隔的管子220a、220b而构成。

承上述，穿设在构成流道210的两个管子220a、220b之间管壁220c上的磁力式阀门300包括一驱动件310、至少一第一磁铁320、一盖板330、一第一套筒340、一第二套筒350以及至少一第二磁铁360。驱动件310具有一第一表面312，而第一磁铁320设置于驱动件310的第一表面312。盖板330具有相对的一第二表面332以及一第三表面334，而驱动件310的第一表面312朝向盖板330的第二表面332。第一套筒340具有一抵靠部342以及一轴套部344，其中抵靠部342设置于轴套部344的一端，且抵靠部342的一法线方向N与轴套部344的一轴向A互相平行，而轴套部344具有一第一出水孔344a。第二磁铁360设置于抵靠部342的朝向第三表面334的一第四表面342a。第二套筒350具有一第二出水孔352，且第二套筒350套设于第一套筒340，而第一套筒340受到第二套筒350的限位，所以第一套筒340并不能沿着轴向A移动。此外，第二套筒350另具有一开孔356，第一套筒340另具有一第三出水孔346，第一套筒340贯穿第二套筒350的开孔356，且本实施例的第三出水孔346连通管子220a，第二套筒350的第二出水孔352连通管子220b。

承上述，本实施例的驱动件310为一齿轮，且使用者可以是利用机械元件以达到用手动的方式来使齿轮转动。如图3示，磁力式阀门300可还包括一马达316以及一传动件318，其中传动件318也可以是齿轮，且传动件318与驱动件310啮合，而马达316带动传动件318转动并且进而驱动驱动件310转动。

图4为图2的盖板的另一视角的示意图。请同时参考图2及图4，驱动件310的第一表面312具有第一卡合部312a，而盖板330的第二表面332具有一第一容置槽332a，且第一卡合部312a对应容置于第一容置槽332a中。此外，第一卡合部312a具有至少一第一磁铁容置槽312b，而第一磁铁320对应设置于第一磁铁容置槽312b中。

另外，盖板330还具有一第二卡合部336，且第二卡合部336凸出于第三表面334。又，第二卡合部336朝向抵靠部342的一第五表面336a具有一凸柱336b，而抵靠部342的一边缘具有一限位缺口342b，当第一套筒340套设于盖板330的第二卡合部336时，凸柱336b位于限位缺口342b内，以限制第一套筒340相对盖板330的转动角度。磁力式阀门300还包括至少一密封环370，此密封环370套设于第二卡合部336，并且位于第二卡合部336与管壁220c之间，以密封第二卡合部336以及管壁220c之间的空隙。

又，第二套筒350还具有一定位缺口354，且当第一套筒340与第二套筒350套设在一起的时候，定位缺口354与抵靠部342的限位缺口342b相连通，其中定位缺口354与凸柱336b的形状互相配合且尺寸相符，所以第一套筒340与第二套筒350与盖板330组装在一起时，位于盖板330的抵靠部342的第五表面336a的凸柱336b会嵌入并紧配于定位缺口354，以使盖板330与第二套筒350的位置相对固定，第二套筒350并无法相对盖板330转动。

图5为第一磁铁及第二磁铁分别设置在驱动件与第一套筒之内的示意图。请同时参考图2及图5，上述的第一套筒340的抵靠部342的第四表面342a具有至少一第二磁铁容置槽342c，而第二磁铁360对应设置于第二磁铁容置槽342c。

请继续同时参考图2及图5，本实施例的第一磁铁320有两个，而第二磁铁360也有两个，其中两个第一磁铁320朝向盖板330的磁极相同，且两个第二磁铁360朝向盖板330的磁极也相同，但是第一磁铁320及第二磁铁360互相面对的磁极不同以相吸。详细而言，设置在第一磁铁容置槽312b内的两个第一磁铁320面对第二表面332的磁极同为N极，而设置在第二磁铁容置槽342c内的两个第二磁铁面对第三表面334的磁极同为S极。

图6为磁铁的另一种摆置方式。请参考图6，在另一种实施方式中，两个第一磁铁320朝向盖板330的磁极为不同，且两个第二磁铁360朝向盖板330的磁极也不同，但是第一磁铁320及第二磁铁360互相面对的磁极也不同以相吸。更进一步而言，同样设置在第一磁铁容置槽312b中的两个第一磁铁320，其中一个第一磁铁320朝向盖板330的第二表面332的磁性为N极，而另一个第一磁铁320朝向盖板330的第二表面332的磁性为S极；而设置在第一套筒340的抵靠部342的第四表面342a的第二磁铁容置槽342c的两个第二磁铁360，其中一个第二磁铁360朝向盖板330的第三表面334的磁极为S极，而另一个第二磁铁360朝向盖板330的第三表面334的磁极为N极，且第一磁铁320的S极与第二磁铁的N极对应设置，第一磁铁320的N极与第二磁铁的S极对应设置。

如此的配置方式，第一套筒340能够藉由磁力而在驱动件310转动时受到驱动件310的带动而旋转。当然，虽然上述是以不同的磁极以利用磁性吸引力达到控制第一套筒340相对第二套筒350转动，但本领域普通技术人员也可以是使用磁铁的互斥力来控制第一套筒340相对第二套筒350转动。

图7为图2的磁力式阀门在流体供应管路中于第一状态的剖面示意图，而图8为图7的磁力式阀门的立体示意图。请同时参考图1、图7及图8，于第一状态时，第一套筒340的轴套部344的第一出水孔344a与第二套筒350的第二出水孔352完全没有重合在一起的部分，磁力式阀门300使管子220a及管子220b之间隔绝而未有连通，所以流体并不能在管子220a及管子220b之间流动，因此流体注入件120无法供应流体。

图9为图8的磁力式阀门于第二状态的示意图，而图10为图9的磁力式阀门于第二状态时，流体可在流体供应管路中流动的剖面示意图。请同时参考图1、图9及图10，欲使流体注入件120能够提供流体的功能时，可先使驱动件310转动，其中驱动件310的转动可以是人工或是电动的方式，依照需求决定。而由于第一磁铁320(如图2示)与第二磁铁360(如图2示)彼此之间的磁力，所以当第一磁铁320(如图2示)随着驱动件310的转动而转动时，受到磁力牵引的第二磁铁360(如图2示)也会带动第一套筒340相对第二套筒350旋转，其中藉由凸柱336b(如图2示)及定位缺口354(如图2示)的互相卡制，第二套筒350并不会相对盖板330转动。随着第一套筒340相对第二套筒350的旋转，第一出水孔344a及第二出水孔352开始有部分的重合，而流体便可以经由第一出水孔344a及第二出水孔352重合的部分以及与第一出水孔344a相连通的第三出水孔346而在管子220b与管子220a之间流通。流体的流通方向不限，可以是由管子220a经由磁力式阀门300流至管子220b，或是从管子220b经由磁力式阀门300流至管子220a，依照流体供应管路200工作时，使用者所设定的流体的流向决定。

值得注意的是，于本实施例的磁力式阀门300中，密封环370并非是设置在会相对转动的第一套筒340及第二套筒350之间，所以第一套筒340及第二套筒350之间可以顺畅地相对转动。另外，密封环370设置于盖板330的第二卡合部336上，其中因为第二卡合部336内嵌于管子220b的管壁220c，所以当此磁力式阀门300应用于此流体供应管路200中时，密封环370是卡在第二卡合部336及管壁220c之间，而因为盖板330并不需要相对管子220b的管壁220c转动，所以可以依照需求提供所需的密封环370的密封效果，进而有效地防止流体泄漏。

由上述可知，将上述的磁力式阀门300应用在流体供应管路200中，可以同时达到使第一套筒340及第二套筒350顺畅地相对转动且流体密封于流道210中，不会泄漏至流道210外。

图11为图10的第一套筒的轴套部的第一出水孔与第二套筒的第二出水孔完全重合的立体示意图。请同时参考图1、图2及图11，驱动件310可继续转动，以使第一出水孔344a与第二出水孔352完全重合在一起。此时，因为第一出水孔344a与第二出水孔352的重合面积最大，所以能够流经过磁力式阀门300的流体的流量也最大。此外，第二卡合部336的抵靠部342的第五表面336a的凸柱336b及抵靠部342的限位缺口342b的设置，可以限制第一套筒340相对第二套筒350的转动角度，以让使用者在操作时对于第一出水孔344a及第二出水孔352的相关位置有大致的概念。其中，当凸柱336b抵靠于限位缺口342b的一侧边时，第一出水孔344a及第二出水孔352可以是完全不重合；而当凸柱336b抵靠于限位缺口342b的另一侧边时，第一出水孔344a及第二出水孔352是完全重合。换言之，凸柱336b抵靠于限位缺口342b的侧边时，流体供应管路200内的流体可以最大流量流通或是完全不能流通。

由上述可知，第一出水孔344a及第二出水孔352重合部分的面积大小，会影响流体经由磁力式阀门300流入管子220a的流量，而流体注入件120则与管子220a连通。所以，针对流体供应管路200位于伺服器机架上不同的位置，还可以因应需求而调整第一出水孔344a及第二出水孔352重合部分的面积大小，以调整流体的流量。

综上所述，本发明的磁力式阀门的结构与现有的阀门的结构截然不同，本发明的磁力式阀门的密封环设置在不会影响两个套筒互相转动的盖板上。此外，也因为密封环不是设置在两个套筒之间，所以两个套筒之间可以顺畅地相对转动。将此磁力式阀门应用在流体供应管路中，因为密封环设置在不会影响两个套筒互相转动的盖板的卡合部上，所以密封环可以将盖板与管壁之间密封，有效防止流体泄漏。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种磁力式阀门，穿设在构成流道的两个管子之间管壁上，该磁力式阀门包括：

一驱动件；

至少一第一磁铁，设置于该驱动件；

一第一套筒，具有一抵靠部以及一轴套部，其中该抵靠部设置于该轴套部的一端，该抵靠部的一法线方向与该轴套部的一轴向互相平行，而该轴套部具有一第一出水孔；

一盖板，设置于该驱动件及该第一套筒之间，该盖板具有一第二卡合部，该第二卡合部内嵌于该管壁且凸向该第一套筒；

至少一第二磁铁，设置于该抵靠部的朝向该盖板的一表面；

一第二套筒，套设于该第一套筒，其中该第一套筒受到该第二套筒的限位，该第二套筒，具有一第二出水孔；以及

至少一密封环，套设于该盖板的该第二卡合部。

2.根据权利要求1所述的磁力式阀门，其中还包括一马达以及一传动件，其中该马达与该传动件相连，而该传动件与该驱动件啮合，且该马达驱动该传动件以带动该驱动件转动。

3.根据权利要求1所述的磁力式阀门，其中该驱动件具有一第一卡合部，而该盖板具有一第一容置槽，且该第一卡合部对应容置于该第一容置槽中，而该第一卡合部具有至少一第一磁铁容置槽，且该至少一第一磁铁对应设置于该至少一第一磁铁容置槽中。

4.根据权利要求1所述的磁力式阀门，其中该抵靠部具有至少一第二磁铁容置槽，而该至少一第二磁铁对应设置于该至少一第二磁铁容置槽。

5.根据权利要求1所述的磁力式阀门，其中该第二卡合部朝向该抵靠部的一表面具有一凸柱，而该抵靠部的一边缘具有一限位缺口，且该凸柱位于该限位缺口内，以限制该第一套筒相对该盖板的转动角度。

6.根据权利要求1所述的磁力式阀门，其中该些第一磁铁及该些第二磁铁互相面对的磁极不同以相吸。

7.根据权利要求5所述的磁力式阀门，其中该第二套筒还具有一定位缺口，与该抵靠部的该限位缺口相连通，而该凸柱与该定位缺口的形状互相配合且尺寸相符，该凸柱与该定位缺口互相嵌合以固定该盖板与该第二套筒的相对位置。

8.一种流体供应管路，包括：

一流道，具有一管壁；

一磁力式阀门，穿设该流道的该管壁，以控制该流道中的一流体的一流量，该磁力式阀门，包括：

一驱动件，位于该流道的该管壁之外；

至少一第一磁铁，设置于该驱动件；

一第一套筒，具有一抵靠部以及一轴套部，其中该抵靠部设置于该轴套部的一端，该抵靠部的一法线方向与该轴套部的一轴向互相平行，而该轴套部具有一第一出水孔；

一盖板，设置于该驱动件及该第一套筒之间，该盖板具有一第二卡合部，该第二卡合部内嵌于该管壁且凸向该第一套筒；

至少一第二磁铁，设置于该抵靠部的朝向该盖板的一表面；

一第二套筒，固定于该流道，并穿设该管壁，且套设于该第一套筒，其中该第一套筒受到该第二套筒的限位，该第二套筒具有一第二出水孔；以及

至少一密封环，套设于该盖板的该第二卡合部。

9.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中还包括一马达以及一传动件，其中该马达与该传动件相连，而该传动件与该驱动件啮合，且该马达驱动该传动件以带动该驱动件转动。

10.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中该驱动件具有一第一卡合部，而该盖板具有一第一容置槽，且该第一卡合部对应容置于该第一容置槽中，该第一卡合部具有至少一第一磁铁容置槽，且该至少一第一磁铁对应设置于该至少一第一磁铁容置槽中。

11.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中该抵靠部具有至少一第二磁铁容置槽，而该至少一第二磁铁对应设置于该至少一第二磁铁容置槽。

12.根据权利要求11所述的流体供应管路，其中该第二卡合部具有一凸柱，而该抵靠部的一边缘具有一限位缺口，且该凸柱位于该限位缺口内，以限制该第一套筒相对该盖板的转动角度。

13.根据权利要求12所述的流体供应管路，其中该第二套筒还具有一定位缺口，与该抵靠部的该限位缺口相连通，而该凸柱与该定位缺口的形状互相配合且尺寸相符，且该凸柱与该定位缺口互相嵌合，以固定该盖板与该第二套筒的相对位置。

14.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中该些第一磁铁及该些第二磁铁互相面对的磁极不同以相吸。

15.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中还包括一外壳体以及一流体注入件，其中该流道设置于该外壳体内，而该流体注入件及该磁力式阀门分别穿设该外壳体及该流道。

16.根据权利要求8所述的流体供应管路，其中该第二套筒具有一开孔，而该第一套筒具有一第三出水孔，该第一套筒贯穿该第二套筒的该开孔，而当该第一出水孔与该第二出水孔至少部分重合时，流体藉由该第三出水孔及该第一出水孔与该第二出水孔重合的部分以于该流道内连通。