液体循环机构和液体循环装置

技术领域

本发明涉及液体循环设备技术领域，尤其涉及一种液体循环机构和液体循环装置。

背景技术

在日常生活或者生产过程中，很多场景需要用到液体的循环，如液体过滤、利用液体进行降温等。现有的两个容器之间的液体循环一般采用以下两种方式完成：第一种，采用两个水泵，在容器A和容器B内分别设置一个水泵，容器A内的水泵将容器A中的液体泵入到容器B中，容器B内的水泵再将容器B中的液体泵入到容器A中，以实现容器A和容器B中液体的循环，这种方式需要设置两个水泵，成本比较高，且耗电量比较大；第二种，采用一个水泵，将容器A放在高于容器B的位置，然后在容器A的侧面或者底部开孔，开孔处设置第一水管，第一水管的下端与容器B连通，利用高度差将容器A中的水自动送入到容器B中，而容器B中的水再通过水泵和第二水管泵回容器A，以实现容器A和容器B中液体的循环，这种方式虽然只设置一个水泵，降低了耗电量和成本，但是需要在容器A上开孔，破坏了容器A的整体性，增加了制造成本，而且，不是所有的容器都适合开孔，这种方式适用性较差。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种液体循环机构和液体循环装置，其成本低，耗电少，且不破坏容器结构，适用范围广。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种液体循环机构，包括控制阀和水管组，所述控制阀包括阀体，所述阀体内设置阀腔，所述阀腔内设置浮球，所述水管组包括第一进水管、第一出水管、第二进水管和第二出水管，所述第一进水管的一端用于连通位于第一容器内的水泵的出水端，另一端与所述阀体的底部的第一孔连通，所述第一出水管的一端与所述阀体上的第二孔连通，另一端用于连通所述第一容器，所述第二进水管的一端用于插入至第二容器的液面下方，另一端与所述第一出水管的非端部位置连通，所述第二出水管的一端与所述阀体上的第三孔连通，另一端与所述第二容器连通，所述第二容器的高度大于所述第一容器的高度，其中，所述第二孔、所述第三孔和所述第一孔沿竖直方向由上至下依次间隔排布，所述浮球的材料密度小于所述阀体内的液体的密度，以使所述浮球始终处于漂浮状态，所述浮球选择性封堵所述第二孔和所述第三孔。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述第一进水管远离所述阀体的一端邻近于所述第一容器的底部。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述第二进水管上开设有通气孔，所述通气孔邻近于所述第二进水管与所述第一出水管连接的一端，所述通气孔低于或等于所述第二容器的液面需要保持的位置。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述浮球的最顶面与所述阀体内的液体的液面等高，或，所述浮球的最顶面超出于所述阀体内的液体的液面。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述浮球为圆球状，所述第三孔的截面和所述第二孔的截面均为圆形，且所述第三孔的截面直径和所述第二孔的截面直径均小于所述浮球的直径。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述阀腔的横截面面积减去所述浮球的最大横截面面积大于或等于所述第一进水管的横截面面积。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述第二孔设置在所述阀体的顶部或侧壁。

作为液体循环机构的一种优选方案，所述第二出水管远离所述阀体的一端位于所述第二容器的液面上方，所述第二进水管远离所述第一出水管的一端邻近于所述第二容器的底部。

第二方面，提供一种液体循环装置，包括第一容器、第二容器、水泵和所述的液体循环机构，所述第二容器的高度大于所述第一容器的高度，所述水泵设置在所述第一容器内，所述水泵的出水端通过所述液体循环机构的水管组与所述第二容器连通，其中，所述水泵的出水端与所述水管组的第一进水管的一端连通，所述第一进水管的另一端与所述液体循环机构的控制阀的阀体的底部的第一孔连通，所述水管组的第一出水管的一端与所述阀体上的第二孔连通，另一端与所述第一容器连通，所述水管组的第二进水管的一端位于所述第二容器的液面下方，另一端与所述第一出水管的非端部位置连通，所述水管组的第二出水管的一端与所述阀体上的第三孔连通，另一端与所述第二容器连通。

本发明的有益效果为：通过设置带浮球的控制阀，水泵持续给第一进水管泵入液体时，阀腔内的液面逐渐增高，先到达第三孔的位置，液体由第三孔进入到第二出水管然后流入至第二容器内，液体流动时产生的推力逐渐将浮球推动到第三孔处封堵第三孔，此时第二出水管停止出液体，阀体内的液面继续升高至第二孔，由第二孔进入到第一出水管，第一出水管将液体输送至第一容器，第一出水管输送液体的过程中，第一出水管内的液体受重力作用向下运动，运动过程中形成虹吸，以在第一出水管与第二进水管连接的位置产生负压，使得第二进水管将第二容器内的液体吸入至第一出水管内以输送至第一容器，在此过程中，第一出水管内的虹吸作用会使第二孔处产生负压，将控制阀的液体迅速吸向第一出水管，浮球会被液体带动，从第三孔处迅速移动到第二孔处，并封堵第二孔，并且第一出水管内的虹吸作用，会将浮球紧紧地吸附在第二孔处封堵第二孔，虹吸作用一直保持，使得第二进水管不断地向第一出水管内输送液体，第一出水管则不断地将液体输送给第一容器内，水泵通过第一进水管持续给阀腔输送液体，而此时第三孔保持常开，由第二出水管持续地将第一容器内的液体再输送至第二容器内，实现第一容器和第二容器的液体循环，第一出水管内的虹吸作用不被破坏时，第一容器和第二容器的液体始终会保持循环，本发明的液体循环装置，只需要设置一个水泵，并不需要在容器上开设任何的孔结构，不破坏容器，就能实现两个容器的液体连续循环，耗电量低，成本低。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一实施例的液体循环装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例的液体循环机构的剖视示意图(浮球封堵第三孔时，示意出了液体循环装置的水泵)。

图3为本发明一实施例的液体循环机构的剖视示意图(浮球封堵第二孔时，示意出了液体循环装置的水泵)。

图中：

1、第一容器；2、第二容器；3、水泵；4、控制阀；41、阀体；411、第一孔；412、第二孔；413、第三孔；42、阀腔；43、浮球；5、第一进水管；6、第一出水管；7、第二进水管；71、通气孔；8、第二出水管。

具体实施方式

参考下面结合附图详细描述的实施例，本发明的优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。然而，本发明不限于以下公开的实施例，而是可以以各种不同的形式来实现，提供本实施例仅仅是为了完成本发明的公开并且使本领域技术人员充分地了解本发明的范围，并且本发明仅由权利要求的范围限定。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的构成要素。

以下，参照附图来详细描述本发明。

如图1至3所示，本发明的液体循环装置包括第一容器1、第二容器2、水泵3和液体循环机构，其中液体循环机构包括水管组和控制阀4，第二容器2的高度大于第一容器1的高度，或第二容器2的液面与地面的高度大于第一容器的液面与地面的高度，水泵3设置在第一容器1内，水泵3的出水端通过水管组与第二容器2连通，控制阀4包括阀体41，阀体41内设置阀腔42，阀腔42内设置浮球43，水管组包括第一进水管5、第一出水管6、第二进水管7和第二出水管8，第一进水管5的一端与水泵3的出水端连通，另一端与阀体41的底部的第一孔411连通，第一出水管6的一端与阀体41上的第二孔412连通，另一端与第一容器1连通(即第一出水管6的端部可以插入到第一容器1内，也可以位于第一容器1的上方)，第二进水管7的一端位于第二容器2的液面下方，另一端与第一出水管6的非端部位置连通，第二出水管8的一端与阀体41上的第三孔413连通，另一端与第二容器2连通(即第二出水管8的端部可以插入到第二容器2内，也可以位于第二容器2的上方)，其中，第二孔412、第三孔413和第一孔411沿竖直方向由上至下依次间隔排布，浮球43选择性封堵第二孔412和第三孔413。

具体操作时，水泵3启动，水泵3持续给第一进水管5泵入液体时，阀腔42内的液面逐渐增高，先到达第三孔413的位置，液体由第三孔413进入到第二出水管8然后流入至第二容器2内，液体流动时产生的推力逐渐将浮球43推动到第三孔413处封堵第三孔413，此时第二出水管8停止出液体，阀体41内的液面继续升高至第二孔412，由第二孔412进入到第一出水管6，第一出水管6将液体输送至第一容器1，第一出水管6输送液体的过程中，第一出水管6内的液体受重力作用向下运动，运动过程中形成虹吸，以在第一出水管6与第二进水管7连接的位置产生负压，使得第二进水管7将第二容器2内的液体吸入至第一出水管6内以输送至第一容器1，在此过程中，第一出水管6内的虹吸作用会使第二孔412处产生负压，将控制阀4的液体迅速吸向第一出水管6，浮球43会被液体带动，从第三孔413处迅速移动到第二孔412处，并封堵第二孔412，并且第一出水管6内的虹吸作用，会将浮球43紧紧地吸附在第二孔412处封堵第二孔412，虹吸作用一直保持，使得第二进水管7不断地向第一出水管6内输送液体，第一出水管6则不断地将液体输送给第一容器1内，水泵3通过第一进水管5持续给阀腔42输送液体，而此时第三孔413保持常开，由第二出水管8持续地将第一容器1内的液体再输送至第二容器2内，实现第一容器1和第二容器2的液体循环，第一出水管6内的虹吸作用不被破坏时，第一容器1和第二容器2的液体始终会保持循环。

本发明的液体循环装置，只需要设置一个水泵3，并不需要在容器上开设任何的孔结构，不破坏容器，就能实现两个容器的液体循环，耗电量低，成本低。

在本实施例中，浮球43的材料密度小于阀体41内的液体的密度，以使浮球43始终处于漂浮状态，即浮球43在阀体41内有液体时可以处于漂浮状态。

优选地，第二孔412开设在阀体41的顶部，这样可以便于浮球43在第二孔412液体流动的带动下迅速地移动至第二孔412的位置，便于浮球43移动准确，且竖直向上对浮球43的推力，并在阀腔42的腔顶的限定下，浮球43不容易发生位置偏移。

当然，第二孔412不限于开设在阀体41的顶部，还可以开设在阀体41的侧壁，只需要第二孔412的位置高于第三孔413的位置即可。

可选地，浮球43的最顶面超出于阀体41内的液体的液面，这样是为了浮球43能够快速随液体的流动而动作，封堵第三孔413时，如果浮球43沉在液面下，那么第一进水管5输入控制阀4的液体流动可能无法推动浮球43向第三孔413处移动；封堵第二孔412时，如果浮球43沉在液面下，可能造成虹吸在第二孔412形成的负压没有足够的吸力将浮球43吸向第二孔412处。

当然，浮球43的最顶面不限于超出阀体41内的液体的液面，也可以与阀体41内液体的液面平齐。

一实施例中，第一进水管5远离阀体41的一端邻近于第一容器1的底部。第一进水管5远离阀体41的一端要连接水泵3，水泵3具有一定的重力，且为了水泵3能将第一容器1底部的液体抽出进行循环，避免底部液体无循环，因此水泵3会设置在第一容器1的底部，进而使第一进水管5远离阀体41的一端邻近于第一容器1的底部，减少了支撑水泵3的结构。

在本实施例中，第二进水管7上开设有通气孔71，通气孔71邻近于第二进水管7与第一出水管6连接的一端，通气孔71低于或等于第二容器2的液面需要保持的位置。当第二进水管7远离第一出水管6的一端邻近于第二容器2的底部时，需要平衡第一容器1和第二容器2内的液面高度，避免长时间循环导致其中一个容器中的液面严重下降甚至无液体的现象，通气孔71设置在第二容器2的液面需要保持的位置或略低于这个位置，是当第二容器2的液面高度下降至使通气孔71略露出液面时，少量空气从通气孔71进入第一出水管6后，可降低第一出水管6的液体流量，以降低第一容器1向第二容器2输送液体的流量，平衡第一容器1和第二容器2内的液面高度；当出现第一出水管6在虹吸形成后液体流量远大于第二出水管8的液体流量，或其他特殊情况如停电等导致第二容器2的液面高度下降，大量空气通过通气孔71进入第一出水管6后，可破坏虹吸，中止液体循环，避免第二容器2出现液面严重下降甚至无液体的现象；当液体循环中止后需要重启时，由于通气孔71较小，且液体循环中止后第二容器2的液面高度会维持在通气孔71附近，重启后的虹吸作用生成的负压吸力足以在通气孔71进入空气的情况下将第二容器2的液体通过第二进水管7吸入第一出水管6中，快速恢复液体循环状态，当出现通气孔71进入过量空气，导致液体循环状态无法正常恢复时，可使第二容器2的液面恢复至淹没通气孔71，即可恢复液体循环状态。

在停电时，水泵3停止运行，第二出水管8停止向第二容器2输送液体，第二容器2液面高度下降，当大量空气通过通气孔71进入第一出水管6，虹吸作用被破坏，虹吸作用消失，液体循环中止，如果虹吸作用消失，只需要重新启动水泵3，同时使第二容器2的液面恢复至淹没通气孔71，即可重新建立起虹吸状态，实现第一容器1和第二容器2的液体循环。

在出现因第一出水管6在虹吸形成后液体流量远大于第二出水管8的液体流量，导致第二容器2的液面高度下降时，当大量空气通过通气孔71进入第一出水管6，虹吸作用被破坏，虹吸作用消失，液体循环中止，此时，需要对第一出水管6的流量进行限制，同时使第二容器2的液面恢复至淹没通气孔71，即可重新建立起虹吸状态，实现第一容器1和第二容器2的液体循环。

在出现因第一出水管6在虹吸形成后液体流量远小于第一进水管5的液体流量，导致第二容器2的液面高度上升时，此时，需要对第一进水管5的流量进行限制，即可实现第一容器1和第二容器2液体循环的流量平衡。

一实施例中，第二出水管8远离阀体41的一端位于第二容器2的液面上方，第二进水管7远离第一出水管6的一端邻近于第二容器2的底部。通过将第二出水管8远离阀体41的一端位于第二容器2的液面上方，是为了减少第二出水管8输出液体时，第二容器2内的液体对第二出水管8的反压力，保证第二出水管8无阻力输出液体，而将第二进水管7远离第一出水管6的一端邻近于第二容器2的底部，是为了保证第二容器2底部的液体输送至第一容器1内循环，保证第二容器2内的任意位置的液体都能参与循环。

在本实施例中，第一出水管6远离阀体41的一端位于第一容器1的上方，此设计也是为了减少第一出水管6输出液体时，第一容器1内的液体对第一出水管6的反压力，保证第一出水管6无阻力输出液体。

一实施例中，浮球43为圆球状，第三孔413的截面和第二孔412的截面均为圆形，且第三孔413的截面直径和第二孔412的截面直径均小于浮球43的直径。通过将浮球43设置为圆球状，并将浮球43需要封堵的第二孔412的截面和第三孔413的截面都设置为圆形，保证浮球43能够无缝隙地封堵对应的孔，且不论浮球43在液体内发生何种角度的转动都不会影响封堵的效果。

在本实施例中，阀腔42的横截面面积减去浮球43的最大横截面面积应大于或等于第一进水管5的横截面面积。阀腔42需要设置得大一些，因为浮球43需要位置变化以选择性封堵第二孔412和第三孔413，如果阀腔42的横截面面积太小，会出现浮球43封堵第三孔413时，第一进水管5被水泵3泵入的液体会将浮球43冲开，导致浮球43封堵失效，进而导致循环失败；同时，如果阀腔42的横截面面积太小，当浮球43封堵第三孔413时，液体从第一孔411流向第二孔412的过程中会受阻，造成液体流量损耗。

优选地，阀体41为圆筒状，第一孔411位于阀体41的底部中心，第二孔412位于阀体41的顶部中心，而第三孔413则位于阀体41的高度方向的中心。

尽管上面已经参考附图描述了本发明的实施例，但是本发明不限于以上实施例，而是可以以各种形式制造，并且本领域技术人员将理解，在不改变本发明的技术精神或基本特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本发明。因此，应该理解，上述实施例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。