CN105090561A - 无源自动切换阀和自动清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明创造给出无源自动切换阀，用于对水、气等流体的出流通道进行切换的场合，其包括阀座和阀芯，阀座设有进流口和出流口，阀芯装在阀座内并位于进流口与出流口之间，阀芯的进流连通口对接进流口，阀座的出流口有多个，阀芯被驱动则其出流连通口在所述多个出流口之间进行切换，其特征是，所述无源切换阀具有压力转换结构，使得阀芯在进流压力驱动下随进流压力起伏而运动，从而实现所述切换，无需另设电控等较为复杂的结构，占用空间较少，降低了成本，且维护方便。本发明创造还给出自动清洗设备，其包括上述无源自动切换阀。

Description

无源自动切换阀和自动清洗设备

技术领域

本发明创造涉及自动切换阀，用于对水、气等流体的出流通道进行切换的场合，例如用在自动清洗设备的供水管路中。

背景技术

参照专利文献CN202510737U，其公开了一种按钮式分流阀，通过多组斜面的导向作用和弹簧的复位作用，每次按压时其阀杆由于一组斜面的导向作用转动一定角度，松手后由于另一组斜面的导向再转动一定角度，两次转动角度相加即每次操作产生的角位移，每次操作实现一次出流口的切换；其进流口在侧面，两个出流口设置在下方。

弹簧笔是一种应用很广的笔，通过多种斜面和沟槽的互相导向，在内置弹簧与外力的作用下每按压一次实现一次位置的切换，笔芯分别停留在高位和低位，套在笔芯上的笔芯套每按压后都会转动一定角度，一般是每按压两次转动60度。

根据流体力学的伯努利方程，管道中的流体通常是带有能量的，其能量包括三部分：一是流体因其流动而产生的动能，二是因其内部有压力而产生的能量，三是因其所处不同高处位置而具有的势能。切换阀是用来通过切换改变流体路径的阀门，通过切换改变流体流经的路径，在各种管路系统中得到广泛的应用。最原始的切换阀，其切换方式类似上述按钮式分流阀和弹簧笔，由使用者手动切换，并不具备自动切换功能。

要实现自动化操作，通常的方式是外接动力源，如采用电动机构的电动阀，电磁线圈驱动的电磁阀，气动机构或液压机构的控制的操作阀。这样的控制机构比较复杂，要接各种管或线，成本高还要占用较大空间，给维护也带来很多麻烦。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种无源的自动切换阀，无需借助外力即可对不同的出流口进行自动切换。本发明进一步的目的是给出自动清洗设备，其包括该无源自动切换阀。

本发明创造提供无源自动切换阀，包括阀座和阀芯，阀座设有进流口和出流口，阀芯装在阀座内并位于进流口与出流口之间，阀芯的进流连通口对接进流口；阀座的出流口有多个，阀芯被驱动则其出流连通口在所述多个出流口之间进行切换，其特征是，所述无源切换阀具有压力转换结构，使得阀芯在进流压力驱动下随进流压力起伏而运动，从而实现所述切换的。

压力转换结构具体如下：阀芯在阀座内的切换动作通过移动块和轨迹限定结构的配合来实现，轨迹限定结构限定移动块循环移动的轨迹，在该轨迹中设置有相互间隔的冲击节点和复位节点，阀芯受进流压力冲击使得移动块因受力而沿所述轨迹到达冲击节点，阀芯受力复位带动移动块沿所述轨迹到达复位节点，移动块到达某个节点对应状态为出流连通口对接某个出流口则该节点记为与该出流口对应的出流节点。

在至少一个节点处设有防止移动块反向移动的止回结构。

各个出流口沿进流压力起伏方向排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动带动出流连通口沿进流压力起伏方向运动从而分时对接各个出流口。

出流连通口有多个，各个出流连通口沿进流压力起伏方向排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动，带动出流连通口沿进流压力起伏方向运动从而分时对接各个出流口。

以进流压力起伏方向为轴向，各个出流口朝侧向并沿环周排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动，带动出流连通口在作轴向运动的同时沿环周旋转，冲击节点为出流节点，移动块到达冲击节点对应状态为出流连通口对接出流口。

阀芯外侧壁倾斜，阀座内侧壁也倾斜，在阀芯与阀座之间设有密封件，移动块到达冲击节点对应状态为阀芯把密封件顶紧于阀座，使出流连通口内的流体只经所对接的出流口流出。

密封件安装在阀芯外壁。

轨迹限定结构在冲击节点处形成直行段，移动块在此直行段内移动对应阀芯作无环周方向分量的轴向运动。

轨迹限定结构固定安装于阀座，移动块安装于阀芯并随阀芯运动。

轨迹限定结构包括两个导槽壳，这两个导槽壳围成闭环导槽从而限定出移动块循环移动的轨迹。

包括用于对阀芯朝进流压力反方向施力的复位件。

本发明创造给出一种自动清洗设备，包括水泵、供液管、切换阀、多条分液管和多个喷嘴，水泵的出口接供液管，供液管经切换阀接多条分液管，各条分液管分别接不同的喷嘴，其特征是，该切换阀是本发明所给出的无源自动切换阀，其阀座的进流口连接供液管，其阀座的各个出流口分别连接各条分液管。

阀芯在进流压力驱动下，随进流压力起伏进行运动从而进行所述切换，无需另设电控或其他气动液压操作等较为复杂的结构，占用空间较少，降低了成本，且维护方便。

附图说明

图1是无源自动切换阀实施方式1的轴测图。

图2是无源自动切换阀实施方式1的主剖视图。

图3是无源自动切换阀实施方式1的局部侧剖视图。

图4是无源自动切换阀实施方式1的轨迹限定结构限定移动块循环移动轨迹从环周面展开成平面的示意图。

图5是无源自动切换阀实施方式2的一种复位状态下的剖视图。

图6是无源自动切换阀实施方式2的轨迹限定结构的放大图。

图7是无源自动切换阀实施方式2的剖视图，图示为其接通第一个出流口的状态。

图8是无源自动切换阀实施方式2的剖视图，图示为其接通第二个出流口的状态。

图9是自动清洗设备带自动切换阀的过滤装置的剖视图。

图10是上述过滤装置带仰视的轴测图。

具体实施方式

无源自动切换阀实施方式1

如图1，阀座11开设进流口11J和三个出流口11KA、11KB、11KC，以进流压力起伏方向即图中的上下方向为轴向，三个出流口11KA、11KB、11KC朝侧向并沿环周排列。如图2，阀芯12装在阀座11的阀支架11A内并位于进流口11J与出流口之间，其进流连通口12J对接进流口11J，其迎流部(用于接受进流冲击的部位)对准进流连通口12J，其上半部分装有移动块128。作为轨迹限定结构的上导槽壳1171和下导槽壳1172安装于阀座11（具体参见图3），围成波折形的闭环导槽(展开成平面后如图4所示)；移动块128插入到导槽中从而被限定了循环移动的轨迹80。上述结构即构成无源切换阀的压力转换结构，使阀芯12随进流压力起伏而运动，能够受进流压力驱动切换出流连通口12K所对应的出流口，具体工作过程详细描述如下。

在阀内流体压力较低或无压时，阀芯12处于较低的位置，其出流连通口12K在环周方向上位于两个出流口之间且在轴向上低于出流口11KA、11KB、11KC，故尚未与出流口11KA、11KB、11KC对接；移动块128停留在导槽中的任意一个下节点8D、8E、8F处(见图4)，假设先停在下节点8D处。

当阀内流体压力升高时，流体从下往上进入阀座11后冲击阀芯12，对阀芯12施予向上的压力，使得装在阀芯12上的移动块128向上运动至下节点8D上侧的引导斜面1171P，从而往上移动的同时也被引导沿环周移动，从而导致阀芯12在轴向移动的同时绕轴自转，故其出流连通口12K也在向上运动的同时沿环周旋转，直至移动块128到达导槽中的上节点8A上导槽壳1171和下导槽壳1172在冲击节点8A处形成直行段1171L，1171L连接在导槽上侧，移动块128到达冲击节点8A后还能够进一步向上移动进入直行段1171L直到阀芯12的斜面通过密封件124压紧到阀座11的斜面上，阀芯12此时只是轴向运动而在环周方向上不产生运动分量。此时如图2，阀芯12的出流连通口12K对接出流口11KA，水就从出流口11KA排出，故本实施例中，冲击节点是出流节点。——本实施例中，上节点是冲击节点，水压下降甚至失压后，阀芯12在自身重力和弹簧113施予的复位力作用下向下运动，在移动块128从1171L处落下时，由于引导斜面1171Q的顶点偏过其下落的轨迹，从而引导移动块128落到下节点8E，而不会落到回到下节点8D，这样就防止了移动块128反向移动。被引导斜面1171Q引导往下移动的同时沿环周转动，阀芯12也随之在向下运动的同时转动，故其出流连通口12K也跟随运动，直至移动块128到达下节点8E——本实施例中，下节点是复位节点，此时，阀芯12回到较低的位置，其出流连通口12K在环周方向上位于两个出流口11KA与11KB之间且在轴向上低于出流口11KA、11KB，故并不与出流口11KA、11KB对接，至此完成一次切换。

待到下一次进流冲击，则移动块128移动至下一个冲击节点8B，水就从下一个出流口11KB排出，水压下降或失压后，移动块128移动至下一个复位节点8F，至此完成第二次切换。如此，进行三次切换则完成一个切换周期。

如图2，密封件124安装在阀芯12外壁，进流冲击阀芯12至移动块128到达冲击节点8A、8B、8C(见图4)则阀芯12向上顶密封件124使得密封件124被夹紧在阀芯12与阀支架11A之间，起到密封作用，防止水流入其他出流口。阀芯12下半部分大体上呈圆台形，其中阀芯12外侧壁倾斜，阀支架11A作为阀座11的内侧壁也倾斜，当阀芯12在轴向上的运动可以实现阀芯12与阀座11侧向的密封；阀芯12内侧壁倾斜，还使得进流连通口12J呈喇叭状开口，方便进流；阀芯12上与出流连通口12K相对的内侧壁(图中未示出)倾斜，把到达此处的进流反射至出流连通口12K。由于阀芯12的外侧壁倾斜，其即将顶紧于阀座11时与其它部件之间的距离比较小，此时如果阀芯12仍绕轴自转，就容易在环周方向上产生摩擦力，造成较大阻力，故本实施例设置了直行段1171L(见图4)，移动块128在直行段1171L内移动时，阀芯12只作轴向运动，其在环周方向上无运动分量故不产生摩擦力。

无源自动切换阀实施方式2

如图5，阀座21开设进流口21J和两个出流口21KB、21KF，两个出流口21KB、21KF沿进流压力起伏方向即图中的上下方向排列。阀芯22装在阀座21内并位于进流口21J与出流口之间，其进流连通口22J对接进流口21J，其迎流部对准进流连通口22J，其上半部分设有轨迹限定结构227。导杆218安装于阀座21并可绕其安装支点218A转动，其移动端218B被轨迹限定结构227限定了循环移动的轨迹。上述结构即构成无源切换阀的压力转换结构，使阀芯22随进流压力起伏而运动，能够受进流压力驱动切换出流连通口22K所对应的出流口，具体工作过程详细描述如下。

如图6，是位于阀芯22上的轨迹限定结构227，其整体沉入阀芯22的表面，A，B，C，E是导杆移动端停留的4个位置，D区在沉坑中凸出与阀芯22的表面平齐，导杆218具有一定的向下压紧轨迹限定区表面的预紧力，由于有两个台阶227U和227W的存在，由此而限定导杆218的移动端218B只能从E到A，从B到C，从而实现止回的功能。

当阀内压力较低或无压时如图5所示，阀芯22处于较低位置，其出流连通口22K在轴向上低于出流口21KB、21KF，故尚未与出流口21KB、21KF对接；移动块218B停留在轨迹限定结构227的上节点A处(见图6)。

当阀内压力升高时，流体从下往上进入阀座21后冲击阀芯22的迎流部，对阀芯22施予向上的压力，使得阀芯22及其轨迹限定结构227向上运动，导杆218的一个末端218A固定，而移动端218B循轨迹限定结构227的斜面227U而滑动，此时阀芯22上移直到其移动端点218B止于轨迹定位结构227的节点B（如图7所示），本实施例中，下节点是冲击节点，此时阀芯22的出流连通口22K在进流压力起伏方向上对接出流口21KB，水就从出流口21KB排出，故本实施例中，冲击节点是出流节点。水压下降或失压后，阀芯22在自身重力和弹簧213施予的复位力作用下向下运动。移动端218B被引导斜面227V推动从而被引导往左上方移动，直至落下台阶227W到达上节点C，本实施例中，上节点是复位节点，此时，阀芯22回到较低的位置，其出流连通口22K在进流压力起伏方向上低于出流口21KB、21KF，故并不与出流口21KB、21KF对接，至此完成一次切换。

再一次进流冲击时阀芯22及其轨迹限定结构227向上运动，导杆218的移动端218B被台阶227W阻挡而不能往下节点B移动，只能往下方移动，直至移动端218B到达冲击节点E，此时如图8所示，阀芯22的出流连通口22K在进流压力起伏方向上对接下一个出流口21KF，水就从该出流口21KF排出。当阀内压力下降或失压后，阀芯22在自身重力和弹簧213施予的复位力作用下向下运动。移动端218B循轨迹限定结构227此处限定的轨迹从节点E出发往上，因斜面227X的导向作用移动端218B不会往节点C移动，而会往复位节点A移动，直至落下台阶227U到达复位节点A，此时，阀芯22回到如图5中所示的位置，其出流连通口22K在进流压力起伏方向上低于出流口21KB、21KF，故并不与出流口21KB、21KF对接，至此完成第二次切换。如上进行两次切换则完成一个切换周期。

本实施例中，阀芯22可改为沿上下方向排列多个出流连通口，而各个出流口可能放在同一侧沿上下方向排列，阀芯随进流压力起伏上下运动，多个出流连通口就分时对接各个出流口，本行业的普通技术人员还可以依据上述原理对出流口和出流连通口作多种等同变换。

无源自动切换阀其它实施方式

阀座在原进流口之外另设一个口进流，迎流部不对准进流连通口而对准这个另设的口，也能让阀芯受进流压力驱动进行切换。另设的口只用于驱动阀芯，不连通出流口，会对水力造成一定的浪费。

自动清洗设备实施方式

自动清洗设备包括水泵、供液管、上述具体实施方式1所给出的无源自动切换阀、多条分液管和多个喷嘴。水泵的出口接供液管，供液管经无源自动切换阀接多条分液管。自动清洗设备的过滤装置如图9、10所示，无源自动切换阀放入到图10中的分液管38A、38B、38C的汇集处3J，其阀座11的进流口11J连接供液管(图中未示出)，其阀座11的各个出流口11KA、11KB、11KC分别连接各条分液管38A、38B、38C。分液管38A经喷管32A接其中一排喷嘴33A，分液管38B经喷管32B接另一排嘴33B，分液管38C接往其它喷嘴(例如设在上方的喷嘴，图中未示出)。通过水泵的启动停止产生压力波动，并由此实现不同分液管38A、38B、38C的切换，进而分时给不同的喷嘴供水。清洗液从喷嘴喷出，清洗待清洗物如餐具后落到过滤装置的主滤网31，经主滤网31过滤后回收循环使用。主滤网31为漏斗状，过滤留下的杂质逐步移向漏斗状结构的底部，从通孔31A掉落到图中未示出的过滤桶中。

Claims (13)

1.无源自动切换阀，包括阀座和阀芯，阀座设有进流口和出流口，阀芯装在阀座内并位于进流口与出流口之间，阀芯的进流连通口对接进流口，阀座的出流口有多个，阀芯被驱动则其出流连通口在所述多个出流口之间进行切换，其特征是，所述无源切换阀具有压力转换结构，使得阀芯在进流压力驱动下随进流压力起伏而运动，从而实现所述切换。

2.根据权利要求1所述的无源自动切换阀，其特征是：压力转换结构具体如下：阀芯在阀座内的切换动作通过移动块和轨迹限定结构的配合来实现，轨迹限定结构限定移动块循环移动的轨迹，在该轨迹中设置有相互间隔的冲击节点和复位节点，阀芯受进流压力冲击使得移动块因受力而沿所述轨迹到达冲击节点，阀芯受力复位带动移动块沿所述轨迹到达复位节点，移动块到达某个节点对应状态为出流连通口对接某个出流口则该节点记为与该出流口对应的出流节点。

3.根据权利要求2所述的无源自动切换阀，其特征是，在至少一个节点处设有防止移动块反向移动的止回结构。

4.根据权利要求2所述的无源自动切换阀，其特征是：各个出流口沿进流压力起伏方向排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动带动出流连通口沿进流压力起伏方向运动从而分时对接各个出流口。

5.根据权利要求2所述的无源自动切换阀，其特征是：出流连通口有多个，各个出流连通口沿进流压力起伏方向排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动，带动出流连通口沿进流压力起伏方向运动从而分时对接各个出流口。

6.根据权利要求2所述的无源自动切换阀，其特征是：以进流压力起伏方向为轴向，各个出流口朝侧向并沿环周排列，所述阀芯随进流压力起伏进行运动，带动出流连通口在作轴向运动的同时沿环周旋转，冲击节点为出流节点，移动块到达冲击节点对应状态为出流连通口对接出流口。

7.根据权利要求6所述的无源自动切换阀，其特征是：阀芯外侧壁倾斜，阀座内侧壁也倾斜，在阀芯与阀座之间设有密封件，移动块到达冲击节点对应状态为阀芯把密封件顶紧于阀座，使出流连通口内的流体只经所对接的出流口流出。

8.根据权利要求7所述的无源自动切换阀，其特征是：密封件安装在阀芯外壁。

9.根据权利要求7所述的无源自动切换阀，其特征是：轨迹限定结构在冲击节点处形成直行段，移动块在此直行段内移动对应阀芯作无环周方向分量的轴向运动。

10.根据权利要求6所述的无源自动切换阀，其特征是：轨迹限定结构固定安装于阀座，移动块安装于阀芯并随阀芯运动。

11.根据权利要求10所述的无源自动切换阀，其特征是：轨迹限定结构包括两个导槽壳，这两个导槽壳围成闭环导槽从而限定出移动块循环移动的轨迹。

12.根据权利要求1所述的无源自动切换阀，其特征是：包括用于对阀芯朝进流压力反方向施力的复位件。

13.自动清洗设备，包括水泵、供液管、切换阀、多条分液管和多个喷嘴，水泵的出口接供液管，供液管经切换阀接多条分液管，各条分液管分别接不同的喷嘴，其特征是，该切换阀是权利要求1～12任一项所述的无源自动切换阀，其阀座的进流口连接供液管，其阀座的各个出流口分别连接各条分液管。