CN105987191A - 旋塞阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋塞阀。该旋塞阀包括：阀体，阀体具有锥形阀腔；阀芯，可转动地设置在锥形阀腔内，阀芯的底部设置有弹性机构；阀杆，设置在阀芯的远离弹性机构的一端；旋塞阀还包括：导向套筒，设置在阀体的第一端，阀杆穿设在导向套筒内并驱动阀芯沿导向套筒的轴向运动；导向套筒与阀杆之间通过第一销轴连接，导向套筒与阀杆其中之一上设置有导向槽，导向槽在导向套筒的纵向中平面上的投影为V字形或平底V字形，第一销轴设置在导向槽内。根据本发明的旋塞阀，能够解决现有技术中的旋塞阀结构复杂、成本较高的问题。

Description

旋塞阀

技术领域

本发明涉及切换阀技术领域，尤其是涉及一种旋塞阀。

背景技术

在现有技术中，旋塞阀是利用驱动装置来实现阀芯的抬升和阀芯的压紧，从而实现切换阀的切换和复位密封。驱动装置包括电机和驱动机构，切换阀的换向过程主要依靠电机的转动经过传动结构传递、转化来实现。

在申请号为201410457649.6的中国发明专利申请中，公开了一种旋转式流路切换阀，没有公开驱动结构，一般的旋塞阀的提升旋转下降机构比较复杂，成本较高，加工不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋塞阀，以解决现有技术中的旋塞阀结构复杂、成本较高的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种旋塞阀，包括：阀体，阀体具有锥形阀腔；阀芯，可转动地设置在锥形阀腔内，阀芯的底部设置有弹性机构；阀杆，设置在阀芯的远离弹性机构的一端；旋塞阀还包括：导向套筒，设置在阀体的第一端，阀杆穿设在导向套筒内并驱动阀芯沿导向套筒的轴向运动；导向套筒与阀杆之间通过第一销轴连接，导向套筒与阀杆其中之一上设置有导向槽，导向槽在导向套筒的纵向中平面上的投影为V字形或平底V字形，第一销轴设置在导向槽内。

进一步地，V字形或平底V字形的两个斜边之间的夹角为110度到160度之间，优选地为135度。

进一步地，V字形或平底V字形的两个斜边为直边或者弧形边。

进一步地，锥形阀腔为上小下大的倒锥阀腔，导向槽设置在导向套筒上，第一销轴固定设置在阀杆上，导向槽的V字形开口背离阀芯所在侧。

进一步地，锥形阀腔为上小下大的倒锥阀腔，导向槽设置在阀杆上，第一销轴固定设置在导向套筒上，导向槽的V字形开口朝向阀芯所在侧。

进一步地，阀杆的周侧设置有填料，旋塞阀还包括压紧在填料上的压紧套，阀体包括第一安装槽，压紧套设置在第一安装槽内，导向套筒固定设置在阀体的第一端端面上，压紧套与导向套筒之间沿导向套筒的轴向方向间隔设置。

进一步地，阀杆的周侧设置有填料，旋塞阀还包括压紧在填料上的压紧套，导向套筒与压紧套一体成型。

进一步地，导向套筒与阀体一体成型。

进一步地，阀杆与阀芯之间设置有中间转接机构，中间转接机构上设置有供阀杆相对于中间转接机构转动的自由转动空间，阀杆通过中间转接机构驱动阀芯转动。

进一步地，自由转动空间为设置在中间转接机构上的转动槽，阀杆通过第二销轴相对中间转接机构可转动地设置在转动槽内。

本发明的旋塞阀，通过导向套筒对阀杆进行导向，从而控制阀芯进行转动，在导向套筒和阀杆其中之一上，导向套筒与阀杆之间通过第一销轴连接，导向套筒与阀杆其中之一上设置有导向槽，导向槽在导向套筒的纵向中平面上的投影为V字形或平底V字形。在阀杆转动时，由于导向套筒固定在阀体上，不会发生转动，因此阀杆相对于导向套筒发生转动，在这个过程中，第一销轴会驱使阀杆沿着阀芯的轴向先下降后上升，当阀杆下降的过程中，阀芯与锥形阀腔之间逐渐具有间隙，此时阀芯与阀体之间的摩擦逐渐变小，与此同时，阀杆带动阀芯转动，完成阀芯的转动动作，然后阀杆上升，在弹性机构的作用下，阀芯上升，并压紧在阀体的侧壁上，使阀芯保持打开或者关闭的状态，从而完成旋塞阀状态的切换。本申请通过设置简单的V字形或平底V字形导向槽对第一销轴的运动进行导向，仅仅通过简单的物理运动结构就能够实现对阀杆运动的控制，实现对旋塞阀工作状态的切换，结构简单，成本较低，而且加工方便，可以有效降低整个旋塞阀的加工难度和生产成本。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明的旋塞阀的剖视结构图；

图2示意性示出了根据本发明的旋塞阀的Q处的第一实施例的放大结构图；

图3示意性示出了根据本发明的旋塞阀的Q处的第二实施例的放大结构图；

图4示意性示出了根据本发明的旋塞阀的Q处的第三实施例的放大结构图；

图5示意性示出了根据本发明的旋塞阀的Q处的第四实施例的放大结构图；

图6示意性示出了本发明的实施例的旋塞阀的导向套筒的立体结构图；

图7示意性示出了本发明的旋塞阀的导向套筒的第一实施例的主视图；

图8示意性示出了本发明的旋塞阀的导向套筒的第一实施例的平底V型槽的投影图；

图9示意性示出了本发明的旋塞阀的导向套筒的第二实施例的主视图；

图10示意性示出了本发明的旋塞阀的导向套筒的第二实施例的V型槽的投影图；

图11示意性示出了本发明的旋塞阀的中间转接机构的立体图；

图12示意性示出了本发明的旋塞阀的中间转接机构的主视图。

图中附图标记：10、阀体；20、阀芯；30、阀杆；40、导向套筒；50、压紧套；60、驱动电机；70、电机罩；80、中间转接机构；11、锥形阀腔；12、第一安装槽；21、弹性机构；31、填料；32、O型环；33、第二销轴；41、导向槽；42、第一销轴；61、电机引线；81、转动槽。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图中箭头方向表示阀杆的转动方向。

请参考图1至12，根据本发明的实施例，旋塞阀包括阀体10、阀芯20、阀杆30和导向套筒40。阀体10具有锥形阀腔11；阀芯20可转动地设置在锥形阀腔11内，阀芯20的底部设置有弹性机构21；阀杆30设置在阀芯20的远离弹性机构21的一端；导向套筒40设置在阀体10的第一端，阀杆30穿设在导向套筒40内并驱动阀芯20沿导向套筒40的轴向运动；导向套筒40与阀杆30之间通过第一销轴42连接，导向套筒40与阀杆30其中之一上设置有导向槽41，导向槽41在导向套筒40的纵向中平面上的投影为V字形或平底V字形，第一销轴42设置在导向槽41内。此处的弹性机构21例如为弹簧或者弹性碟片。阀芯可以是背景技术的四通、三通切换阀芯，也可以是开闭型两通阀芯。

在阀杆30转动时，由于导向套筒40固定在阀体10上，不会发生转动，因此阀杆30相对于导向套筒40发生转动，在这个过程中，第一销轴42会驱使阀杆30沿着阀芯20的轴向先下降后上升，当阀杆30下降的过程中，阀芯20与锥形阀腔11之间逐渐具有间隙，此时阀芯20与阀体10之间的摩擦逐渐变小，与此同时，阀杆30带动阀芯20转动，完成阀芯20的转动动作，然后阀杆30上升，在弹性机构的作用下，阀芯20上升，并压紧在阀体10的侧壁上，使阀芯20保持打开或者关闭的状态，从而完成旋塞阀状态的切换。本申请通过设置简单的V字形或平底V字形导向槽对第一销轴42的运动进行导向，仅仅通过简单的结构设计就能够实现对阀杆30运动的控制，实现对旋塞阀工作状态的切换，结构简单，成本较低，而且加工方便，可以有效降低整个旋塞阀的加工难度和生产成本。

结合参见图2所示，为本发明的旋塞阀的第一实施例，在本实施例中，锥形阀腔11为上小下大的倒锥阀腔，导向槽41设置在导向套筒40上，第一销轴42固定设置在阀杆30上，导向槽41的V字形开口背离阀芯20所在侧。

由于导向套筒40固定设置在阀体10上，因此不会相对于阀体10发生转动，此时当驱动机构驱动阀杆30转动时，阀杆30带动设置在其上的第一销轴42一同转动，由于第一销轴42的运动受导向槽41限制，因此会首先在导向槽41的一侧斜边作用下向阀芯20运动，从而带动阀杆30下压阀芯20，使阀芯20向下运动，并挤压弹性机构21。在阀杆30下压的过程中，阀芯20与锥形阀腔11的侧壁之间脱离接触，阀芯20与锥形阀腔11的侧壁之间的摩擦力大幅降低，只需要很小的力就可以使阀芯20随阀杆30一同发生转动。

当阀芯20转动到一定角度后，阀杆30在第一销轴42的带动作用下向远离阀芯20的方向上升，在弹性机构21的弹性回复力作用下，阀芯20逐渐向锥形阀腔11的侧壁靠近，当阀杆30运动到导向槽41的另一侧斜边的末端位置时，阀芯20的状态完全完成切换，此时阀芯20在弹性机构21的弹力作用下压紧在锥形阀腔11的侧壁上，并保持在当前的工作状态。

当需要将旋塞阀切换到原工作状态时，只需要将上述的操作步骤反向进行，使第一销轴42带动阀杆30反向转动即可。上述的旋塞阀结构简单，操作方便，能够快速实现旋塞阀的状态切换。

在一个未示出的实施例中，锥形阀腔11为上小下大的倒锥阀腔，导向槽41设置在阀杆30上，第一销轴42固定设置在导向套筒40上，导向槽41的V字形开口朝向阀芯20所在侧。该实施例与第一实施例的区别在于，导向槽41的设置位置不同，第一实施例中是设置在导向套筒40上，而本实施例中则是设置在阀杆30上，这也导致了第二实施例中的导向槽41的V型槽的开口朝向与第一实施例中的导向槽41的V型槽的开口朝向相反。该实施例中的旋塞阀的工作状态切换的原理与第一实施例相同，这里不再详述。

结合参见图6至图10所示，V字形或平底V字形的两个斜边之间的夹角为110度到160度之间，优选地为135度。一般情况下，V字形或平底V字形的两个斜边之间的夹角角度越大，第一销轴42的轴向移动就越缓慢，所需要的力越小。但是，有的工作场合需要急速下压，为了急速下压，这个角度又要越小越好。此外，如果采用非金属密封，那么为了减少密封件的磨损，就要求急速下压。因此，V字形导向槽与水平面之间的夹角角度可以是组合的，刚开始夹角角度小，急速下压；到V字形导向槽中间部位后角度大一些，可以缓慢下压。也即，V字形的槽的斜边并非是一条直边，而是倾斜角度发生变化的多条斜边的组合，或者是一条弧形边，该弧形边从V字形导向槽的顶部向底部的方向上与水平面之间的夹角逐渐减小，使得阀杆30的下压速度逐渐由急而趋于缓慢，从而满足使用要求。

结合参见图7和图8所示，为导向套筒40的第一实施例，该实施例中，V字形导向槽为平底V字形，包括位于两边的斜边和连接在两条斜边之间的平底段，当第一销轴42在导向槽41内运动时，首先在导向槽41的其中一侧的斜边的下压作用力下旋转并向下运动，当运动到平底段时，第一销轴42只旋转不下压，相应的，阀杆30在平底段也是只旋转不下压，此时由于阀芯20已经完全脱离与锥形阀腔11的内壁的接触，只需要很小的力就可以使阀芯20转动，从而进行阀芯20的状态切换。当第一销轴42转动过平底段之后，进入到另一侧斜边处，在该处斜边的作用下，第一销轴42带动阀杆30旋转上升，此时在弹性机构21的弹力作用下，阀芯20上升，在阀杆30的带动下，阀芯20同时转动，最终使阀芯20完成状态切换。此处的平底段可以使阀芯20进行状态切换时的作用力尽可能的小，因此可以降低驱动机构的功率消耗，节省能源，并可以降低成本。

结合参见图9和图10所示，为导向套筒40的第二实施例，该实施例中，导向槽41的V字形开口包括两个相互连接的斜边，相对于导向套筒40的第一实施例而言，区别在于本实施例中的导向槽41的V字形开口并未设置平底段。此种结构的好处在于，可以实现阀芯20的工作状态的快速切换，能够提高切换效率，并减少非金属密封件的磨损，但与此同时，本实施例中进行阀芯20的状态切换时，所需要的驱动作用力会大于导向槽41为平底V字形的旋塞阀的驱动作用力。对于选择哪种结构，可以由工作人员根据旋塞阀所适用的环境来进行确定。

阀杆30的周侧设置有填料31，旋塞阀还包括压紧在填料31上的压紧套50。填料31可以对阀杆30与阀体10之间的连接位置进行密封，从而提高旋塞阀的整体密封性能。

在本实施例中，导向套筒40和压紧套50为一体成型，在固定压紧套50的同时，也可以固定导向套筒40，结构简单，加工方便，成本较低。

旋塞阀还包括驱动电机60和罩设在驱动电机60外的电机罩70，电机罩70与阀体10焊接密封。由于电机罩70与阀体10焊接密封，因此阀杆30和阀体10之间的泄漏不会影响旋塞阀的工作。

优选地，阀杆30和阀体10之间通过O型环32密封，驱动电机60的电机引线61与电机罩70之间灌胶密封，可以进一步地提高旋塞阀的整体密封效果。

结合参见图3所示，根据本发明的第二实施例，阀体10包括第一安装槽12，压紧套50设置在第一安装槽12内，导向套筒40固定设置在阀体10的第一端端面上，压紧套50与导向套筒40之间沿导向套筒40的轴向方向间隔设置。

由于在导向套筒40和压紧套50一体成型时，有可能填料31的填装会导致压紧套50无法安装到底，使得导向套筒40的导向槽41的高度尺寸不确定，进而导致阀芯20的提升尺寸不确定，影响旋塞阀的控制精度，因此本实施例中将压紧套50和导向套筒40分开设置，使压紧套50单独设置在第一安装槽12内，不会对导向套筒40的安装结构造成影响，由此可以保证导向套筒40的导向槽41的高度尺寸确定，从而可以更方便地确定阀芯20的提升尺寸。

结合参见图4所示，根据本发明的第三实施例，其与第二实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，导向套筒40是与阀体10一体成型的，从而可以减少导向套筒40与阀体10之间的装配工序，降低装配难度，提高装配效率。

结合参见图5所示，根据本发明的第四实施例，其与第三实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，并未设置填料31，而是在阀体10和阀杆30之间设置O型环32进行密封，此种结构可以有效保证压紧套50的安装位置，并同时保证阀体10和阀杆30之间的密封性能。

结合参见图11和图12所示，在阀杆30与阀芯20之间还设置有中间转接机构80，中间转接机构80上设置有供阀杆30相对于中间转接机构80转动的自由转动空间，阀杆30通过中间转接机构80驱动阀芯20转动。该中间转接结构80可以避免阀杆30直接与阀芯20进行接触而造成阀芯20磨损，能够提高阀芯20的使用寿命，而且该中间转接机构80也更加便于更换和维修，能够降低维修成本。

阀杆30相对于中间转接机构80可以在自由转动空间内转动，使得阀杆30可以相对于中间转接机构80在某一角度范围内实现空转，直至阀杆30上的第二销轴33转动到自由转动空间的边缘位置，此时阀杆30的转动才能够带动中间转接机构80转动，进而带动阀芯20转动，进行阀芯20的状态切换。在阀杆30空转的过程中，阀芯20只下压不旋转，可以确保阀芯20与锥形阀腔11之间脱离接触，之后在控制阀芯20的旋转时，就可以使用更小的作用力进行驱动，能够进一步降低驱动阀芯20转动所需的作用力，降低功率耗费。

优选地，自由转动空间为设置在中间转接机构80上的转动槽81，阀杆30通过第二销轴33相对中间转接机构80可转动地设置在转动槽81内。转动槽81为弧形槽，可以限定阀杆30相对于中间转接机构80在某一角度范围内实现空转，直至阀杆30上的第二销轴33转动到转动槽81的侧壁位置，此时阀杆30的转动才能够带动中间转接机构80转动，进而带动阀芯20转动，进行阀芯20的状态切换。

第二销轴33与阀杆30之间的配合关系可以为第二销轴33沿阀杆30的径向穿设在阀杆30上，也可以为与阀杆30一体成型。此外，还可以不设置第二销轴33，直接对阀杆30的与中间转接机构80进行配合的端部进行加工处理，使其能够实现上述动作。还可以使中间转接机构80与阀芯20之间实现中间转接机构80空转一定角度，然后带动阀芯20一同转动的功能。

优选地，中间转接机构80为耐磨垫，可以提高中间转接机构80的耐磨性能。阀杆30与耐磨垫之间轴向抵接，周向固定，耐磨垫和阀芯20之间轴向抵接，周向有一定的空转角度，在阀杆30旋转某一角度范围内实现空转，从而使阀芯20只下降而不旋转。

以上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 (10)

1.一种旋塞阀，包括：

阀体(10)，所述阀体(10)具有锥形阀腔(11)；

阀芯(20)，可转动地设置在所述锥形阀腔(11)内，所述阀芯(20)的底部设置有弹性机构(21)；

阀杆(30)，设置在所述阀芯(20)的远离所述弹性机构(21)的一端；

其特征在于，所述旋塞阀还包括：

导向套筒(40)，设置在所述阀体(10)的第一端，所述阀杆(30)穿设在所述导向套筒(40)内并驱动所述阀芯(20)沿所述导向套筒(40)的轴向运动；所述导向套筒(40)与所述阀杆(30)之间通过第一销轴(42)连接，所述导向套筒(40)与所述阀杆(30)其中之一上设置有导向槽(41)，所述导向槽(41)在所述导向套筒(40)的纵向中平面上的投影为V字形或平底V字形，所述第一销轴(42)设置在所述导向槽(41)内。

2.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述V字形或平底V字形的两个斜边之间的夹角为110度到160度之间，优选地为135度。

3.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述V字形或平底V字形的两个斜边为直边或者弧形边。

4.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述锥形阀腔(11)为上小下大的倒锥阀腔，所述导向槽(41)设置在所述导向套筒(40)上，所述第一销轴(42)固定设置在所述阀杆(30)上，所述导向槽(41)的V字形开口背离所述阀芯(20)所在侧。

5.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述锥形阀腔(11)为上小下大的倒锥阀腔，所述导向槽(41)设置在所述阀杆(30)上，所述第一销轴(42)固定设置在所述导向套筒(40)上，所述导向槽(41)的V字形开口朝向所述阀芯(20)所在侧。

6.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述阀杆(30)的周侧设置有填料(31)，所述旋塞阀还包括压紧在所述填料(31)上的压紧套(50)，所述阀体(10)包括第一安装槽(12)，所述压紧套(50)设置在所述第一安装槽(12)内，所述导向套筒(40)固定设置在所述阀体(10)的第一端端面上，所述压紧套(50)与所述导向套筒(40)之间沿所述导向套筒(40)的轴向方向间隔设置。

7.根据权利要求6所述的旋塞阀，其特征在于，所述阀杆(30)的周侧设置有填料(31)，所述旋塞阀还包括压紧在所述填料(31)上的压紧套(50)，所述导向套筒(40)与所述压紧套(50)一体成型。

8.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述导向套筒(40)与所述阀体(10)一体成型。

9.根据权利要求1所述的旋塞阀，其特征在于，所述阀杆(30)与所述阀芯(20)之间设置有自由转动空间。

10.根据权利要求9所述的旋塞阀，其特征在于，所述阀杆(30)与所述阀芯(20)之间设置有中间转接机构(80)，所述中间转接机构(80)上设置有供所述阀杆(30)相对于所述中间转接机构(80)转动的自由转动空间，所述阀杆(30)通过所述中间转接机构(80)驱动所述阀芯(20)转动。