CN102506196A - 自力式三通阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自力式三通阀，包括阀芯部件，设置在阀体的内腔中；还包括弹簧部，弹簧部的第一端与阀芯部件的一端相连接，其第二端与阀体的内腔的第二端相连接；阀芯挡体，设置在阀体的内壁上，并位于第二进气管与第一出气管之间的位置；其中，阀芯部件具有使得第一进气管和第一出气管相连通的第一位置和使得第二进气管和第一出气管相连通的第二位置。自力式三通阀的阀芯部件通过弹簧部与阀体相连接，并通过第一进气管或者第二进气管的进气以及由此带来的阀芯部件两端的压力差来实现阀芯部件的位置的变换从而实现三通阀的不同进气管与出气管之间的切换，从而同过简单的结构实现了阀体内的通道流向的改变，且运行可靠。

Description

自力式三通阀

技术领域

本发明涉及流体控制领域，更具体地，涉及一种自力式三通阀。

背景技术

热管/蒸汽压缩复合型制冷系统分为压缩机制冷和自然循环两种状态，现有的各类自动换向阀，大多都带有一个电磁或气动导阀，依靠导阀提供动力来改变主阀的通道流向，其结构相对复杂，生产成本比较高，且可靠性不理想。

另外，现有技术中，自力式三通阀的阀芯采用聚四氟乙烯材料，该材料在系统运用过程中，往往会由于材料本身的热胀冷缩，产生阀芯卡死的现象，导致阀不能够换向，可靠性不高，最终影响系统的正常运行。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单、可靠性高的自力式三通阀。

根据本发明的自力式三通阀，包括阀体，其内部设置有内腔；分别与阀体的内腔相连通的第一进气管、第二进气管和第一出气管，第二进气管沿阀体的轴向方向设置并位于阀体的第一端，第一进气管和第一出气管沿阀体的径向方向设置；阀芯部件，设置在阀体的内腔中；还包括：弹簧部，弹簧部的第一端与阀芯部件的一端相连接，其第二端与阀体的第二端相连接；阀芯挡体，设置在阀体的内壁上并位于第二进气管与第一出气管之间的位置；其中，阀芯部件具有使得第一进气管和第一出气管相连通的第一位置和使得第二进气管和第一出气管相连通的第二位置。

进一步地，阀芯部件包括与阀体的内壁相接触的滑动部和与弹簧部相连接的连接部，滑动部的高度为h，第一出气管的第一出气通道的直径为d，其中，h≥d。

进一步地，滑动部与连接部螺纹连接或者相铆接或者相焊接。

进一步地，滑动部与连接部一体成型，连接部为向滑动部内部凹入的凹槽。

进一步地，滑动部与连接部一体成型，连接部为向滑动部外部凸出的第一凸块。

进一步地，阀芯部件的朝向阀芯挡体的一侧设置有第一密封件，阀芯挡体的上端设置有第一凸出部，阀芯部件在其第二位置时，第一凸出部抵压在第一密封件上。

进一步地，阀芯挡体与阀体相焊接或者通过滚压方式相连接。

进一步地，阀体包括上端盖，上端盖的朝向内腔的一侧设置有第二凸出部，阀芯部件的朝向上端盖的一侧设置有第二密封件，阀芯部件在其第一位置时，第二凸出部抵压在第二密封件上。

进一步地，阀体包括下端盖，弹簧部的第二端与下端盖相连接。

进一步地，滑动部与连接部之间设置有导向杆。

进一步地，连接部具有第一直径部和第二直径部，第一直径部朝向导向杆，且该第一直径部的直径大于第二直径部的直径。

进一步地，第一直径部与阀体的内壁相接触，连接部设置有贯通的一个或者多个平衡孔。

进一步地，阀体还包括导向套，导向套设置在阀体的第二端，连接部与导向套的内表面滑动配合。

进一步地，滑动部和连接部之中的至少一个与导向杆一体成型。

进一步地，滑动部和连接部之中的至少一个与导向杆相焊接或者螺纹连接或者相铆接。

采用本发明的自力式三通阀，阀芯部件通过弹簧部与阀体相连接，并通过第一进气管或者第二进气管的进气以及由此带来的阀芯部件两端的压力差来实现阀芯部件的位置的变换从而实现三通阀的不同进气管与出气管之间的切换，从而同过简单的结构实现了阀体内的通道流向的改变，且运行可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图2是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图3是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图4是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图5是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图6是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图7是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图8是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图9是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图10是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图11是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图12是根据本发明的自力式三通阀的一个实施例的结构示意图；

图13是根据本发明的自力式三通阀在空调系统处于自然循环系统时的一个实施例的结构示意图；

图14是根据本发明的自力式三通阀在空调系统处于制冷循环系统时的一个实施例的结构示意图；

图15是根据本发明的自力式三通阀在空调系统处于自然循环系统时的一个实施例的结构示意图；以及

图16是根据本发明的自力式三通阀在空调系统处于制冷循环系统时的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示的根据本发明的自力式三通阀，包括阀体10，其内部设置有内腔；分别与阀体10的内腔相连通的第一进气管23、第二进气管21和第一出气管22，第二进气管21沿阀体10的轴向方向设置并位于阀体10的第一端，第一进气管23和第一出气管22沿阀体10的径向方向设置；阀芯部件60，设置在阀体10的内腔中；还包括：弹簧部50，弹簧部50的第一端与阀芯部件60的一端相连接，其第二端与阀体10的第二端相连接；阀芯挡体30，设置在阀体10的内壁上并位于第二进气管23与第一出气管22之间的位置；其中，阀芯部件60具有使得第一进气管23和第一出气管22相连通的第一位置和使得第二进气管21和第一出气管22相连通的第二位置。图13和图14分别示出了自力式三通阀在自然状态和制冷循环状态下的结构示意图。

图13所示为自力式三通阀自然循环系统图，该系统中包括压缩机7、冷凝器9、节流阀5、电磁阀6、蒸发器8，此时压缩机7未启动，阀芯部件60在弹簧部50的作用下密封于上端盖12上，起到密封作用。此时自力式三通阀的第一进气管23与蒸发器8相连通，冷媒气体从第一进气管23中进入并将阀芯部件60推到阀体10的上端，从而使得第一进气管23与第一出气管22相连通，冷媒气体从第一进气管23进入并从第一出气管22中流出。

图14所示为自力式三通阀制冷循环系统图，该系统中包括压缩机7、冷凝器9、节流阀5、电磁阀6、蒸发器8，压缩机7启动后压缩的气体推动自力式三通阀的阀芯部件60向下运动，并最终使得阀芯部件60的下端抵压在阀芯挡体30上。如图14所示，第二进气管21与压缩机7相连通，冷媒气体从第二进气管21中流入，并从另一边对阀芯部件60施加压力，从而推动阀芯部件60向下运动，最终使得阀芯部件60与阀芯挡体30相接触，并使得第二进气管21与第一出气管22相连通，冷媒气体从第二进气管21进入并从第一出气管22中流出。

采用本发明的自力式三通阀，阀芯部件60通过弹簧部50与阀体10相连接，并通过第一进气管23或者第二进气管21的进气以及由此带来的阀芯部件60两端的压力差来实现阀芯部件60的位置的变换从而实现三通阀的不同进气管与出气管之间的切换，从而同过简单的结构实现了阀体10内的通道流向的改变，且运行可靠。具体地，弹簧部50与阀体10的下端盖13相连接。

优选地，如图1所示，阀芯部件60包括与阀体10的内壁相接触的滑动部62和与弹簧部50相连接的连接部63，滑动部的高度为h，第一出气管22的第一出气通道的直径为d，其中，h≥d。

如图1所示，阀芯部件60与阀体10的内壁相接触的部分为滑动部62，滑动部62起到隔离阀芯部件60的上下两端空间的作用，滑动部62下端的连接部63与弹簧部50相连接。滑动部62的高度h大于或者等于第一出气管22的第一出气通道的直径d，使得当阀芯部件60在气体压力下向下运动时，始终保持第一出气管22仅与第一进气管道23和第二进气管道21中的一个相连通，从而保证阀芯部件60能够在其某一端的气体压力作用下向上或者向下运动。

为了避免阀芯部件60在阀体10中卡死的现象发生，以阀体10的内直径为D，使得滑动部62的高度h大于或者等于阀体10的内直径D，从而能够有效地防止阀芯部件60的卡死，增强自力式三通阀的可靠性。

如图1至图4所示的自力式三通阀的结构示意图公开了四个自力式三通阀的实施例，从图中可知，各个阀芯部件60有多种结构，例如，图1所示的阀芯部件60为整体结构，即滑动部62与连接部63一体成型，连接部63为向滑动部62外部凸出的第一凸块；图2所示的阀芯部件60为分体式结构，其中的滑动部62与连接部63螺纹连接；图3所示的阀芯部件60也为分体式结构，其中滑动部62与连接部63相铆接；图4所示的阀芯部件60为整体结构，其中连接部63为凹入滑动部内部的凹槽。另外，滑动部62与连接部63也可相焊接。多种不同的阀芯部件60的结构，便于适应各种不同的三通阀的运行工况需求并且可以根据具体的生产加工条件加以选择。

另外，阀体10包括筒体11、上端盖12和下端盖13，筒体11可以为如图1所示的整体结构，也可以为如图3所示的分体结构。在图3中，筒体11分为上阀体111和下阀体112，上阀体111和下阀体112通过螺纹或焊接方式固定连接。将原先的一段式设计改变为多段式的结构，降低了阀体10的加工难度，有利于阀体10的装配，加工工艺简单，容易实施。

优选地，阀芯挡体30与阀体10相焊接或者通过滚压方式相连接。

如图1所示，阀芯挡体30的外圆周面上设置有凹槽，通过对阀体10的外圆周面进行滚压，使得阀体10的内圆周面上出现凸台并与阀芯挡体30外圆周面上的凹槽相配合连接。这种滚压连接的方式，加工方便，并且成本很低。另外，阀芯挡体30也可以与阀体10通过焊接的方式相连接。由于本发明的阀芯挡体30的结构简单且与阀体10连接方便，从而本发明中的阀体10可以直接采用铜管进行加工制作，从而降低了整个自力式三通阀的加工难度及成本。

如图3所示，阀芯挡体30也可与阀体10一体成型。

优选地，如图6所示，阀芯部件60的朝向阀芯挡体30的一侧设置有第一密封件64，阀芯挡体的上端设置有第一凸出部，阀芯部件60在其第二位置时，第一凸出部抵压在第一密封件64上，从而起到密封作用。阀体10包括上端盖12，上端盖12的朝向内腔的一侧设置有第二凸出部，阀芯部件60的朝向上端盖12的一侧设置有第二密封件61，阀芯部件60在其第一位置时，第二凸出部抵压在第二密封件61上，从而起到密封作用。

其中，第一密封垫64和第二密封垫61即可以是非金属材料，也可以是金属材料，其分别与第一凸出部和第二凸出部贴合，减少了内泄漏，提高了热管/蒸汽压缩复合制冷空调机组蒸汽压缩制冷循环时的制冷效率，使机组更加高效节能，且可靠性更高。

如图5至图12所示的自力式三通阀的结构示意图公开了另外7个自力式三通阀的实施例。

与图1至4中的自力式三通阀相比，图5至12中的实施例中增加了导向杆65，从而使得阀芯部件60整体呈“工”字型。根据本发明的一个实施例，如图5所示，滑动部62与连接部63之间设置有导向杆65，导向杆65穿过阀芯挡体30，滑动部62和连接部63分别设置在阀芯挡体30的两侧。导向杆65的设置，能够防止在长阀体10的情形下弹簧部50由于刚性不足产生的不稳定，能够防止阀芯部件60产生振荡，增强了三通阀运行的稳定性。另外，与前述无杆的自力式三通阀的实施例相比，设置了导向杆65的自力式三通阀的弹簧部50设置在阀体10的流体通道的下端，在阀体的流体通道的导向杆65与前述无杆的自力式三通阀的弹簧部50相比，对流体流动产生的阻力小。

如图5所示，连接部63具有第一直径部和第二直径部，第一直径部朝向导向杆65，且该第一直径部的直径大于第二直径部的直径。具体地，连接部63朝向导向杆65的一端设置的沿连接部的径向方向延伸的部分即为第一直径部，其另一端设置的与弹簧部50相连接的凸块即为第二直径部。

弹簧部50设置在连接部63与阀体10的下端盖13之间，并在如图15和图16所示的系统中的自然状态或制冷状态时被压缩或者拉伸，从而有利于阀芯部件60在气体压力作用下向上运动至与上端盖12处或者向下运动至阀芯挡体30处。

如图5至图12所示的自力式三通阀公开了多种自力式三通阀的结构和连接方式。

如图5所示，连接部63的水平的第一直径部与阀体10的内壁相接触，连接部63设置有贯通连接部63的一个或者多个平衡孔，导向杆65分别与滑动部62和连接部63螺纹连接或者相焊接。阀芯部件60上设置的平衡孔，有效避免了阀芯部件60在自然循环向制冷循环转换过程中出现的震动现象，在本实施例中，导向杆65两端的连接部63的一部分以及滑动部62均与阀体10的内壁相接触，从而能够保证两端导向，能够有效防止阀芯部件60的卡死现象的发生。如图6所示，导向杆65与滑动部62和连接部63呈一体式结构，阀体10的下端盖13还包括导向套131，导向套131设置在第一直径部与阀体10的内壁之间，连接部63与导向套131的内表面滑动配合，弹簧部50的第二端与导向套131相连接。图7所示为另一自力式三通阀结构，导向杆65为分体式结构，导向杆65与滑动部62和连接部63通过铆接方式连接。图8所示为的自力式三通阀结构，导向杆65的连接方式与图7中相同，第一直径部与阀体10的内壁之间具有间隙，为另一种平衡孔结构，其目的也在于避免了阀芯部件60在自然循环向制冷循环转换过程中出现的震动现象，在本实施例中，此间隙为环形通道，。图9所示的自力式三通阀结构，阀体10为分体式结构，包括上阀体111和下阀体112，两者通过焊接或螺纹连接方式固定，阀芯挡体30与上阀体111为一体式结构。图10所示为另一自力式三通阀结构，阀芯部件60为分体式结构，滑动部62的下端以及连接部63的上端分别设置有凹槽，导向杆65的两端为半球形结构，并分别与滑动部62的下端以及连接部63的上端的凹槽连接配合，球形结构使得导向杆65能够在容纳其的凹槽中改变角度。图11所示为另一自力式三通阀结构，阀芯部件60为分体式结构，其滑动部62与导向杆65为一体式结构，连接部63的上端设置有凹槽并与导向杆65的下端相连接。图12所示为另一自力式三通阀结构，阀芯部件60为分体式结构，其连接部63与导向杆65为一体式结构，其滑动部62的下端设置有凹槽并与导向杆65的下端相连接。

图15所示为自力式三通阀自然循环系统图，该系统中包括压缩机7、冷凝器9、节流阀5、电磁阀6、蒸发器8，此时压缩机7未启动，阀芯部件60在弹簧部50的作用下阀芯部件60密封于上端盖12上，起到密封作用，同时阀芯部件60上设置的平衡孔起到防止系统运行振荡的作用。图16所示为自力式三通阀制冷循环系统图，该系统中包括压缩机7、冷凝器9、节流阀5、电磁阀6、蒸发器8，压缩机7启动后压缩气体推动自力式三通阀的阀芯部件60向下运动。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的自力式三通阀，阀芯部件通过弹簧部与阀体相连接，并通过第一进气管或者第二进气管的进气以及由此带来的阀芯部件两端的压力差来实现阀芯部件的位置的变换从而实现三通阀的不同进气管与出气管之间的切换，从而同过简单的结构实现了阀体内的通道流向的改变，且运行可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种自力式三通阀，包括：

阀体(10)，其内部设置有内腔；

分别与所述阀体(10)的内腔相连通的第一进气管(23)、第二进气管(21)和第一出气管(22)，所述第二进气管(21)沿所述阀体(10)的轴向方向设置并位于所述阀体(10)的第一端，所述第一进气管(23)和所述第一出气管(22)沿所述阀体(10)的径向方向设置；

阀芯部件(60)，设置在所述阀体(10)的内腔中；

其特征在于，还包括：

弹簧部(50)，所述弹簧部(50)的第一端与所述阀芯部件(60)的一端相连接，其第二端与所述阀体(10)的第二端相连接；

阀芯挡体(30)，设置在所述阀体(10)的内壁上并位于所述第二进气管(23)与所述第一出气管(22)之间的位置；

其中，所述阀芯部件(60)具有使得所述第一进气管(23)和所述第一出气管(22)相连通的第一位置和使得所述第二进气管(21)和所述第一出气管(22)相连通的第二位置。

2.根据权利要求1所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀芯部件(60)包括与所述阀体(10)的内壁相接触的滑动部(62)和与所述弹簧部(50)相连接的连接部(63)，所述滑动部的高度为h，所述第一出气管(22)的第一出气通道的直径为d，其中，h≥d。

3.根据权利要求2所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)与所述连接部(63)螺纹连接或者相铆接或者相焊接。

4.根据权利要求2所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)与所述连接部(63)一体成型，所述连接部(63)为向所述滑动部(62)内部凹入的凹槽。

5.根据权利要求2所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)与所述连接部(63)一体成型，所述连接部(63)为向所述滑动部(62)外部凸出的第一凸块。

6.根据权利要求1所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀芯部件(60)的朝向所述阀芯挡体(30)的一侧设置有第一密封件(64)，所述阀芯挡体的上端设置有第一凸出部，所述阀芯部件(60)在其第二位置时，所述第一凸出部抵压在所述第一密封件(64)上。

7.根据权利要求1所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀芯挡体(30)与所述阀体(10)相焊接或者通过滚压方式相连接。

8.根据权利要求1所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀体(10)包括上端盖(12)，所述上端盖(12)的朝向所述内腔的一侧设置有第二凸出部，所述阀芯部件(60)的朝向所述上端盖(12)的一侧设置有第二密封件(61)，所述阀芯部件(60)在其第一位置时，所述第二凸出部抵压在所述第二密封件(61)上。

9.根据权利要求1所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀体(10)包括下端盖(13)，所述弹簧部(50)的第二端与所述下端盖(13)相连接。

10.根据权利要求2所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)与所述连接部(63)之间设置有导向杆(65)。

11.根据权利要求10所述的自力式三通阀，其特征在于，所述连接部(63)具有第一直径部和第二直径部，所述第一直径部朝向所述导向杆(65)，且该第一直径部的直径大于所述第二直径部的直径。

12.根据权利要求11所述的自力式三通阀，其特征在于，所述第一直径部与所述阀体(10)的内壁相接触，所述连接部(63)设置有贯通的一个或者多个平衡孔。

13.根据权利要求12所述的自力式三通阀，其特征在于，所述阀体(10)还包括导向套(131)，所述导向套(131)设置在所述阀体(10)的第二端，所述连接部(63)与所述导向套(131)的内表面滑动配合。

14.根据权利要求10所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)和所述连接部(63)之中的至少一个与所述导向杆(65)一体成型。

15.根据权利要求10所述的自力式三通阀，其特征在于，所述滑动部(62)和所述连接部(63)之中的至少一个与所述导向杆(65)相焊接或者螺纹连接或者相铆接。

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