CN105626951B - 一种切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换阀，属于阀类产品，解决了现有技术中电磁线圈不通电时滑块意外转动的问题，解决该问题的技术方案主要是在芯轴的后端设有与芯轴同步转动的锁止座，所述锁止座与阀体后端之间具有相互配合并在芯轴的周向上对滑块进行锁止定位的自锁结构。本发明主要用于空调系统中管路切换。

Description

一种切换阀

技术领域

本发明涉及阀类产品，特别是一种切换阀。

背景技术

现有的一种切换阀是通过电动的方式来控制滑块的水平转动从而改变各个出口的连通状态，而电磁线圈得电控制磁转子转动，当电磁线圈不通电时，滑块静止在某个位置上，但是在震动环境下，磁转子的永久磁力不足以限制磁转子受震动影响而转动，导致滑块意外转动，造成滑块的导流孔与出口错位，使得各个出口无法正常切换，影响介质的正常流动，严重时会影响到空调系统的正常运行。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种能够在电磁线圈不通电时将滑块锁止在当前位置的切换阀。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种切换阀，包括阀体、电磁线圈和转子组件，电磁线圈设在阀体上，转子组件设于阀体内，所述转子组件包括芯轴和固定在芯轴上的磁转子，阀体的后端封闭、前端开口，阀体的前端设有将开口封闭的阀座，所述阀座上设有进口通道和出口通道，所述芯轴的前端设有与芯轴同步转动的滑块，所述滑块具有导流孔，滑块跟随芯轴转动使进口通道通过导流孔与不同的出口通道连通，所述芯轴的后端设有与芯轴同步转动的锁止座，所述锁止座与阀体后端之间具有相互配合并在芯轴的周向上对滑块进行锁止定位的自锁结构。

进一步的，所述自锁结构包括设于锁止座的锁止体和设于阀体后端内壁的锁止凹陷，锁止体落入锁止凹陷后对滑块进行锁止定位，所述自锁结构还包括使锁止体与锁止凹陷保持配合的锁止弹簧。

进一步的，所述锁止座的后端面设有容置槽，所述锁止体置于容置槽中，所述锁止体的后端伸出容置槽。

进一步的，所述锁止弹簧设于容置槽中，锁止弹簧处于受压缩状态，所述锁止座与芯轴固定连接。

进一步的，所述锁止弹簧套在芯轴上，锁止弹簧的后端定位在锁止座上，锁止弹簧的前端定位在转子组件上，锁止弹簧处于受压缩状态，所述锁止座与芯轴滑动连接。

进一步的，所述锁止体为柱体，柱体的后端为球头结构；或者，所述锁止体为球体。

进一步的，所述自锁结构包括设于锁止座上的锁止凹陷和设于阀体后端内壁的锁止体，锁止体落入锁止凹陷后对滑块进行锁止定位，所述自锁结构还包括使锁止体与锁止凹陷保持配合的锁止弹簧。

进一步的，所述锁止弹簧套在芯轴上，锁止弹簧的后端定位在锁止座上，锁止弹簧的前端定位在转子组件上，锁止弹簧处于受压缩状态，所述锁止座与芯轴滑动连接。

进一步的，所述锁止体设有至少一个，所述锁止凹陷设有多个，所述锁止凹陷环绕芯轴的轴向均布。

进一步的，所述阀体内设有与芯轴同步转动的止动臂，所述阀座上设有两个止动面，两个止动面均位于止动臂的转动轨迹上，止动臂在两个止动面之间运动从而限制滑块的转动角度小于360°。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：由于锁止座与芯轴、滑块是同步转动的，所以通过增加锁止座后并通过自锁结构对锁止座在芯轴的周向上进行锁止定位，同时就能够对滑块进行锁止定位，自锁结构的锁止力矩的大小能够控制，这样在电磁线圈失电时，自锁结构保持配合，滑块能够保持在当前所需要的工位，不会出现意外转动的情况，而电磁线圈通电后，磁转子能够轻松克服自锁结构的锁止力矩从而带动滑块正常转动，因此自锁结构又不会影响切换阀的正常工作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为实施例一的剖视分解图(无电磁线圈)；

图3为实施例一中阀体内的部分零件的爆炸图；

图4为实施例一中阀体的外部视图(无电磁线圈)；

图5a为实施例一中滑块处于第一工位时的示意图；

图5b为实施例一中滑块处于第二工位时的示意图；

图5c为实施例一中滑块处于第三工位时的示意图；

图5d为实施例一中滑块处于第四工位时的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种切换阀，如图1所示，包括阀体1、电磁线圈11和转子组件，电磁线圈11设在阀体1上，转子组件设于阀体1内，所述转子组件包括芯轴2和固定在芯轴2上的磁转子21，阀体1的后端封闭、前端开口，阀体1的前端设有将开口封闭的阀座，所述阀座上设有进口通道和出口通道，所述芯轴2的前端设有与芯轴2同步转动的滑块4，所述滑块4具有导流孔41，滑块4跟随芯轴2转动使进口通道通过导流孔41与不同的出口通道连通，所述芯轴2的后端设有与芯轴2同步转动的锁止座5，所述锁止座5与阀体1后端之间具有相互配合并在芯轴2的周向上对滑块4进行锁止定位的自锁结构。由于锁止座5与芯轴2、滑块4是同步转动的，所以通过增加锁止座5后并通过自锁结构对锁止座5在芯轴2的周向上进行锁止定位，同时就能够对滑块4进行锁止定位，自锁结构的锁止力矩的大小能够控制，这样在电磁线圈11失电时，自锁结构保持配合，滑块4能够保持在当前所需要的工位，不会出现意外转动的情况，而电磁线圈11通电后，磁转子21能够轻松克服自锁结构的锁止力矩从而带动滑块4正常转动，因此自锁结构又不会影响切换阀的正常工作。

在图1和图2中，阀体1的上端为封闭端，下端为开口端，本发明中提到“前”、“后”都以此方位为参照，也就是说在本发明中出现的上端即后端，下端即前端。

具体结构见以下实施例。

实施例一：

结合图1、图2、图3和图4所示为本发明的第一种实施例。

电磁线圈11套在阀体1的外侧壁上，磁转子21通过连接支架22与芯轴2固定连接，磁转子21中空，连接支架22连接在磁转子21内壁的中间部分，为其它零件安装留出空间，使切换阀的整体结构更加紧凑。阀体1的后端设有轴套12，芯轴2的后端插入轴套12定位。

在本实施例中，锁止座5套在芯轴2的后端并且是与芯轴2滑动连接的，而锁止座5与芯轴2同步转动是通过异形孔和异形轴配合实现，在这里具体是在锁止座5上设置横截面为D形的孔，在芯轴2上设置横截面为D形的轴段，两者配合即可实现同步转动，同时又可以让锁止座5沿芯轴2的轴向滑动。

自锁结构包括设于锁止座5的锁止体51和设于阀体1后端内壁的锁止凹陷13，锁止体51落入锁止凹陷13后对滑块4进行锁止定位，所述自锁结构还包括使锁止体51与锁止凹陷13保持配合的锁止弹簧6。在本实施例中，锁止体51为钢球，锁止座5的后端面设有容置槽50，所述锁止体51置于容置槽50中，所述锁止体51的后端伸出容置槽50。锁止体51定位在容置槽50中，保证自锁结构在锁止时稳定可靠，同时钢球在容置槽50中可以自转，在电磁线圈11得电时，钢球会抵在阀体1后端的内壁上并且相对阀体1后端的内壁滚动，对滑块4动作到下一工位的阻力非常小，锁止凹陷13是直接在阀体1上冲压形成的。除了容置槽50外，也可以在锁止座5的后端面上设置类似轴承保持架的定位架将钢球相对锁止座5定位，定位架与锁止座5同步转动，并且能够防止钢球相对锁止座5公转，但不妨碍钢球自转。另外，也可以在阀体1的后端内壁固定一板体，在板体的前端面设置锁止凹陷。

在本实施例中，锁止弹簧6套在芯轴2上，锁止弹簧6的后端定位在锁止座5上，锁止弹簧6的前端定位在连接支架22上，锁止弹簧6处于受压缩状态，在电磁线圈11失电时，锁止弹簧6的弹力能够使锁止体51与锁止凹陷13保持配合，滑块4能够保持在当前所需要的工位，不会出现意外转动的情况。此外，也可以将锁止弹簧6设于容置槽50中，锁止弹簧6处于受压缩状态，所述锁止座5与芯轴2固定连接。

在本实施例中，阀座包括阀座本体31和密封座32，阀座本体31与阀体1的开口端焊接固定，密封座32焊接固定在阀座本体31上，阀体1一般采用圆柱状结构，因此阀体1的前端为圆形，阀座本体31也相应采用圆形板，密封座32对应采用圆柱体。阀座本体31上设有进口安装孔311，进口接管91插入进口安装孔311与阀座本体31连接。所述密封座32设有进口连接孔321，进口连接孔321的下端与进口接管91连接，进口连接孔321上下贯穿密封座32并且由滑块4将进口连接孔321的上端封闭，密封座32的侧壁上设有将进口连接孔321与阀体1内腔连通的通槽320，所述进口通道由进口接管91、进口连接孔321和通槽320依次连接形成，所述阀座本体31上设有出口安装孔312，出口接管92插入出口安装孔312中与阀座本体31连接，所述密封座32设有出口连接孔322，所述出口通道由导流孔41、出口连接孔322和出口接管92依次连接形成。由于阀座本体31较薄，所以设置密封座32来保证进口接管91及出口接管92的连接稳定性。

密封座32的上表面为下接触面，滑块4的下表面为上接触面，上接触面和下接触面相互贴合，上接触面和下接触面都是垂直芯轴2轴向的面，一般采用平面即可，比较容易加工，也可以采用上凹圆锥面和上凸圆锥面结合起来，或者是下凸圆锥面和下凹圆锥面结合，这样密封性会相对好一点。此外，也可以直接将进口连接孔321的上端封闭。设置通槽320来改变介质流入阀体1的方向，可以避免介质冲击滑块4，影响滑块4的正常工作，避免将不需要导通的出口通道连通。由于滑块4是旋转动作实现切换，因此导流孔41优选采用弧形孔，并且弧形孔的圆心与滑块4的转动中心重合。

阀体1一般由钣金冲压成型，加工起来很方便，阀座本体31要与阀体1密封连接，因此优选为不锈钢件，容易车加工，而密封座32因为一直与滑块4处于面面接触滑动摩擦，而且密封座32中孔槽结构较多，因此优选为粉末冶金件，孔槽结构容易加工，成本低。滑块4也优选为粉末冶金件，适合与密封座32接触摩擦。

阀座本体31的上表面中心设置有定位柱313，密封座32的中心设置有中心孔323，中心孔323与定位柱313配合，便于密封座32在焊接过程中对中定位，而芯轴2的下端则从中心孔323的上端插入定位。滑块4套在芯轴2的下端并且轴向定位在芯轴2上，实现与芯轴2同步转动即可。在本实施例中，滑块4的轴向定位是通过连接支架22和密封座32实现的，连接支架22的前端面到密封座32上表面的距离与滑块4的轴向尺寸相等(在误差范围内)即可。

锁止凹陷13的数量根据实际工位和锁止体51数量具体来定，在本实施例中，出口连接孔322设置了三个，相隔90°，根据不同的连通情况形成一共四个工位，具体工位后面会具体描述。锁止体51为三个，以便提供足够的锁止力矩，锁止凹陷13一共设置了六个，两两相近的锁止凹陷13之间相隔60°，两两相近的锁止体51之间相隔120°(事实上，任意两个相近的锁止体51之间相隔的角度可以是60°、120°或180°，即并非一定要均布，只是要求所有锁止体51同时落入锁止凹陷13或同时移出锁止凹陷13)。为了有效进行锁止定位，锁止体51与锁止凹陷13之间的锁止力矩的大小，要满足在转子组件不通电时无法克服，例如在震动环境下能够锁住滑块4，这也与锁止弹簧6的弹力有关，而在电磁线圈11通电后能够克服这一锁止力矩，不会影响切换阀的正常工作。

阀体1内设有与芯轴2同步转动的止动臂7，所述阀座上设有两个止动面，两个止动面均位于止动臂7的转动轨迹上，止动臂7在两个止动面之间运动从而限制滑块4的转动角度小于360°。在本实施例中，由于连接支架22的前端与滑块4的后端相接，所以止动臂7是固定在连接支架22上的，而止动面324是设置在密封座32上，具体是密封座32的外周侧壁上沿周向设置有凹槽，凹槽的两个端面即止动面324，为了配合锁止凹陷13的分布情况以及工位数量，凹槽的跨度是300°，即所有与芯轴2同步转动的部件都只能转动300°，凹槽的上端贯穿密封座32，这样止动臂7可以直接竖直插入凹槽内，结构更加紧凑。

为了便于安装电磁线圈11，在阀体1的外侧壁设置一线圈固定架13，线圈固定架13为环形结构并套在阀体1的外侧壁上，线圈固定架13上设置径向向外凸出的凸柄131，凸柄131上设有固定孔132，套装电磁线圈11时，可以拿线圈固定架13为参照，直接将电磁线圈11推到线圈固定架13上，不用考虑电磁线圈11与阀体1的位置关系，只要电磁线圈11紧贴线圈固定架13就代表电磁线圈与磁转子之间的位置关系处于最好的状态。电磁线圈11的引线从固定孔132中穿过，在运输和存放时，引线不会缠绕，不会断裂。

在本实施例中，滑块4每转动60°就会切换一次工位，为了实现不同工位下导通不同的出口接管92，结合图5a至5d来作说明。为了便于说明，将三个出口连接孔322按逆时针顺序分别定义为A孔、B孔和C孔，而导流孔41跨越的弧度也为90°，因此可以保证无论导流孔41处于什么位置，都会至少有一个出口连接孔322被连通，不会造成堵塞。

先看图5a，滑块4处于第一工位，此时导流孔41仅与A孔导通，阀体1内的介质通过导流孔41进入A孔，止动臂7正好抵在一个止动面324上，此时钢球正好全部落入锁止凹陷13内，将滑块4锁止定位在第一工位上。当电磁线圈11通电，使转子组件旋转，滑块4逆时针旋转60°，达到图5b所示的位置，此时，滑块4处于第二工位，此时钢球又全部落入锁止凹陷13内进行锁止定位，导流孔41将A孔和B孔同时连通。当滑块4继续逆时针旋转60°，达到图5c所示的位置，此时钢球全部落入锁止凹陷13内进行锁止定位，滑块4处于第三工位，导流孔41已经离开A孔所在的位置，只将B孔连通。滑块4继续逆时针旋转60°，达到图5d所示的位置，此时钢球全部落入锁止凹陷13内进行锁止定位，滑块4处于第四工位，导流孔41离开B孔所在的位置，只和C孔连通，而且止动臂7抵到另一个止动面324上。可见无论滑块4处于什么工位，钢球都能全部落入锁止凹陷13内，将滑块4锁止定位好。以上采用步进电机的工作原理，通过控制转子组件逆时针或顺时针转动，即可将不同的出口连接孔322连通，实现切换目的。此外，也可以改变锁止凹陷13的分布情况，增加导流孔41与B孔、C孔同时连通的工位。

实施例二：

在本实施例中，自锁结构包括设于锁止座上的锁止凹陷和设于阀体后端内壁的锁止体，锁止体落入锁止凹陷后对滑块进行锁止定位，所述自锁结构还包括使锁止体与锁止凹陷保持配合的锁止弹簧。锁止体可以是直接在阀体后端冲压形成的，也可以后续加工出来的，例如焊接固定。

在本实施例中，锁止弹簧套在芯轴上，锁止弹簧的后端定位在锁止座上，锁止弹簧的前端定位在转子组件上，锁止弹簧处于受压缩状态，所述锁止座与芯轴滑动连接。除此之外，锁止弹簧的另一端也可以定位在阀体的后端，若将锁止弹簧的另一端定位在阀体的后端，则使锁止弹簧处于受拉伸状态。其它结构参考实施例一。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (7)

1.一种切换阀，包括阀体、电磁线圈和转子组件，电磁线圈设在阀体上，转子组件设于阀体内，所述转子组件包括芯轴和固定在芯轴上的磁转子，阀体的后端封闭、前端开口，阀体的前端设有将开口封闭的阀座，所述阀座上设有进口通道和出口通道，所述芯轴的前端设有与芯轴同步转动的滑块，所述滑块具有导流孔，滑块跟随芯轴转动使进口通道通过导流孔与不同的出口通道连通，其特征在于：所述芯轴的后端设有与芯轴同步转动的锁止座，所述锁止座与阀体后端之间具有相互配合并在芯轴的周向上对滑块进行锁止定位的自锁结构，自锁结构包括锁止体和锁止凹陷，锁止体落入锁止凹陷后对滑块进行锁止定位，所述自锁结构还包括使锁止体与锁止凹陷保持配合的锁止弹簧，锁止弹簧套在芯轴上，锁止弹簧的后端定位在锁止座上，锁止弹簧的前端定位在转子组件上，锁止弹簧处于受压缩状态，所述锁止座与芯轴滑动连接。

2.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于：所述锁止体设于锁止座，锁止凹陷设于阀体后端内壁。

3.根据权利要求2所述的切换阀，其特征在于：所述锁止座的后端面设有容置槽，所述锁止体置于容置槽中，所述锁止体的后端伸出容置槽。

4.根据权利要求2所述的切换阀，其特征在于：所述锁止体为柱体，柱体的后端为球头结构；或者，所述锁止体为球体。

5.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于：所述锁止凹陷设于锁止座上，锁止体设于阀体后端内壁。

6.根据权利要求2或5所述的切换阀，其特征在于：所述锁止体设有至少一个，所述锁止凹陷设有多个，所述锁止凹陷环绕芯轴的轴向均布。

7.根据权利要求1或2或5所述的切换阀，其特征在于：所述阀体内设有与芯轴同步转动的止动臂，所述阀座上设有两个止动面，两个止动面均位于止动臂的转动轨迹上，止动臂在两个止动面之间运动从而限制滑块的转动角度小于360°。