CN107178621A - 一种制冷系统用截止阀及其阀杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制冷系统用截止阀及其阀杆，能够在保证阀流量的前提下缩短阀杆的开关行程，进而缩短阀的总长，降低成本，节约安装空间，更好地适用于多种类型的制冷系统。所述阀杆包括沿阀杆的轴向依次连接的第一密封部、连接部和第二密封部，所述第一密封部用于阀口全闭时与阀体接触密封，所述第二密封部用于阀口全开时与阀体接触密封，所述连接部具有径向尺寸小于所述第一密封部和所述第二密封部的凹部，所述阀口全开时，所述凹部形成制冷剂的流道。本发明中的连接部具有凹部，使得凹部的凹进空间可以作为制冷剂的流道，进而增加了流量；在连接部的体积一定的情况下，可以尽可能地增大连接部的轴向尺寸，进而减小了阀杆的开关行程。

Description

一种制冷系统用截止阀及其阀杆

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，特别是涉及一种制冷系统用截止阀及其阀杆。

背景技术

制冷系统中通常采用各种阀实现对制冷剂的控制，还可以便于实现制冷系统中各部件的维修。以压缩机为例，压缩机的前后安装有截止阀，用于控制进入或流出压缩机的流体，便于实现压缩机的维修，故这种截止阀也称为维修阀。

请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型的截止阀的剖视图；图2为图1所示截止阀中阀杆头部的局部放大示意图。

如图1所示，现有技术中，截止阀一般由阀帽10、阀杆20、锁紧螺丝30、密封圈40和阀体50等组成；阀杆20与阀体50通过螺纹配合，当阀杆20旋转时，会相对阀体50作上下移动，从而使阀体50内部处于通或断两个状态。如图2所示，为实现阀体50的上下密封，在阀杆头部设置有上下两个锥形的密封面，分别为上密封面60和下密封面70；上密封面60和下密封面70之间设置有连接用的柱状连接件100。上述截止阀的主要作用是在维修制冷系统时作为维修阀，以便抽真空、添加制冷剂等。

请进一步参考图3和图4，图3为图1所示截止阀处于上密封状态的示意图；图4为图1所示截止阀处于下密封状态的示意图。

详细地，制冷剂从阀体50进口孔流入，经阀体50内腔后再从出口孔流出。当系统出现问题时，需将阀体50内部断开，以截断系统内制冷剂流动，便于系统进行维修；此时通过将阀杆20旋转使其下移至其阀杆头的下密封面70与阀体50的下密封线90重合，如图4所示。当维修完成或系统正常工作时，需保持系统内的制冷剂处于流动状态，保证系统的正常运行；此时需将阀杆20旋转使其上移至阀杆头的上密封面60与阀体50的上密封线80重合，如图3所示。

采用上述结构的截止阀，如需阀杆20的开关行程(即从全开到全闭阀杆20移动的距离)短，就需要使得阀杆20的上密封面60和下密封面70之间的距离尽可能的长，即增加柱状连接件100的长度，但这样就会使阀体50的阀开度值变小，最终导致截止阀处于上密封状态时的流量变小。

如需增大阀的流量，就需要使得上密封面60和下密封面70之间的距离尽可能的端，即减小柱状连接件100的长度；但是，当柱状连接件100的长度减小时，就会增加阀杆20的开关行程，同时增加阀的总体长度，进而增加产品的成本。

可见，采用上述截止阀，不能兼顾阀的流量与开关行程。实践中，本领域技术人员通常会将阀杆20的上密封面60与下密封面70之间的距离设计得较短，即缩短柱状连接件100的长度，以保证阀开度值，进而保证阀的流量达到规定值。但是，这种做法会使阀的总长较长，成本高，占用空间大。

因此，如何设计一种制冷系统用截止阀及其阀杆，在保证阀流量的前提下，实现缩短阀杆开关行程，以此来缩短阀体的总体长度，降低成本，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制冷系统用截止阀及其阀杆，能够在保证阀流量的前提下缩短阀杆的开关行程，进而缩短阀的总长，降低成本，节约安装空间，更好地适用于多种类型的制冷系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种制冷系统用截止阀的阀杆，包括沿阀杆的轴向依次连接的第一密封部、连接部和第二密封部，所述第一密封部用于阀口全闭时与阀体接触密封，所述第二密封部用于阀口全开时与阀体接触密封，所述连接部具有径向尺寸小于所述第一密封部和所述第二密封部的凹部，所述阀口全开时，所述凹部形成制冷剂的流道。

在阀口全开时，第二密封部与阀体接触密封，连接部和第一密封部均处于阀腔内，占用了阀腔内供制冷剂流动的部分空间；本发明中的连接部具有凹部，从而减小了连接部所占用的空间，使得凹部的凹进空间可以作为制冷剂的流道，进而增加了流量。而且，由于可以通过凹部减小连接部所占用的空间，在连接部的体积一定的情况下，可以尽可能地增大连接部的轴向尺寸，进而增大第一密封部和第二密封部的轴向距离，也就缩小了阀杆从全开到全闭的运行距离，减小了阀杆的开关行程。

可见，本发明的阀杆通过凹部的设置，在保证阀流量的同时缩短了阀杆的开关行程，进而缩短了阀体的总体长度，降低了成本，节约了安装空间，尤其适用于安装空间受限的制冷系统。

可选地，所述连接部的外壁开设有凹槽，以形成所述凹部。

可选地，所述凹部由所述第一密封部延伸至所述第二密封部。

可选地，所述凹部与所述第一密封部通过弧形过渡面连接；和/或，所述凹部与所述第二密封部通过弧形过渡面连接。

可选地，所述凹槽为环形，以形成圆柱状的所述凹部，所述凹部与所述阀杆同轴设置。

可选地，所述凹部的径向尺寸小于所述阀杆的直径，且与所述阀杆的直径的差值处于预定范围。

可选地，所述凹部的轴向尺寸为所述阀腔的轴向尺寸的1/5～4/5。

本发明还提供一种制冷系统用截止阀，包括具有阀口的阀体和用于启闭所述阀口的阀杆，所述阀杆为上述的阀杆。

由于本发明制冷系统用截止阀包括上述阀杆，故上述阀杆所产生的技术效果均适用于本发明的截止阀，此处不再赘述。

可选地，所述阀体具有第一流通孔和第二流通孔，所述阀口全开时，所述第一流通孔和所述第二流通孔通过所述阀口连通，且所述第二密封部朝向所述阀口的端面处于所述第一流通孔远离所述阀口的一侧。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的截止阀的剖视图；

图2为图1所示截止阀中阀杆头部的局部放大示意图；

图3为图1所示截止阀处于上密封状态的示意图；

图4为图1所示截止阀处于下密封状态的示意图；

图5为本发明所提供阀杆的头部在一种具体实施方式中的结构示意图；

图6为本发明所提供制冷系统用截止阀处于阀口全开状态的结构示意图；

图7为本发明所提供制冷系统用截止阀处于阀口全闭状态的结构示意图。

图1-4中：

阀帽10、阀杆20、锁紧螺丝30、密封圈40、阀体50、上密封面60、下密封面70、上密封线80、下密封线90、柱状连接件100；

图5-7：

第一密封部1、连接部2、凹部21、弧形过渡面22、第二密封部3、阀口4、阀体5、阀腔6、阀杆7、第一流通孔8、第二流通孔9。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种制冷系统用截止阀及其阀杆，能够在保证阀流量的前提下缩短阀杆的开关行程，进而缩短阀的总长，降低成本，节约安装空间，更好地适用于多种类型的制冷系统。

以下结合附图，对本发明所提供制冷系统用截止阀及其阀杆进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。

本文所述的轴向以阀杆7为参照，所述轴向即阀杆7的延伸方向；以环绕轴向的方向为周向，以阀杆7的直径d1所在的方向为径向。

为便于描述，本文的轴向也可以定义为上下方向，阀杆7关闭阀口4时的运动方向为下，阀杆7开启阀口4时的运动方向为上。但是，应该可以理解，所述上下仅为了便于描述，不表示对截止阀设置方向的任何限制；本文中所述的上下方向可以参照图5-7中的方位描述。

本文所述的第一、第二等词，仅为了区分结构相同或类似的不同部件或者不同结构，不表示对顺序的某种特殊限定。

如图5所示，本发明提供了一种制冷系统用截止阀的阀杆7，阀杆7包括在轴向上依次连接的第一密封部1、连接部2和第二密封部3，第一密封部1用于在阀口4全闭时与阀体5接触密封，第二密封部3用于在阀口4全开时与阀体5接触密封，连接部2用于实现第一密封部1和第二密封部3的连接。具体而言，阀体5设有阀腔6以及与阀腔6连通的阀口4，当需要关闭阀口4时，阀杆7朝向闭阀方向运动，使得第一密封部1与阀体5接触密封，进而封闭阀口4；当需要开启阀口4时，阀杆7朝向开阀方向运动，使得第一密封部1与阀体5脱离接触，以开启阀口4，阀杆7继续朝向开阀方向运动，直至第二密封部3与阀体5接触密封，将阀腔6与阀杆7的驱动部件相隔离。

当阀口4全开时，第二密封部3与阀体5接触密封，此时，连接部2和第一密封部1均置于阀腔6内，占用了阀腔6的空间，也就缩小了制冷剂的流动空间，减小了流量。针对上述技术问题，本申请的连接部2设有凹部21，以减小连接部2所占用的空间，使得凹部21形成制冷剂的流道，以降低因连接部2的设置而对流量的影响。

为缩短阀杆7的开关行程，本领域技术人员可以增加连接部2的轴向尺寸，进而减小开阀与闭阀时阀杆7的轴向位移；但是，当连接部2的轴向尺寸增加时，会占用制冷剂的流动通道，降低流量。因此，本申请的连接部2设有凹部21，以缩小连接部2的体积，利用凹部21作为制冷剂的流道，起到增加流量的作用。

可见，本申请的阀杆7，在保证流量的同时可以缩短阀杆7的开关行程，进而缩短阀杆7以及阀体5的总体长度，不仅降低了成本，还节省了安装空间，尤其适用于安装空间受限的制冷系统。

请结合图6和图7，以阀杆7靠近阀口4的部分作为阀杆7的头部，第一密封部1、第二密封部3和连接部2均可以设于阀杆7的头部，阀杆7下移时可以通过第一密封部1封堵阀口4，阀杆7上移时，可以使得第一密封部1释放阀口4。

在图6和图7所示的状态下，第一密封部1、连接部2和第二密封部3由下至上依次连接；阀体5具有作为阀腔6的中空腔体，以及与阀腔6连通的第一流通孔8和第二流通孔9，本领域技术人员可以选择第一流通孔8和第二流通孔9中的任意一者为进孔，另一者为出孔，此处仅以第一流通孔8为进孔、第二流通孔9为出孔为例进行说明；在阀腔6与第二流通孔9的连通路径上开设有阀口4，阀杆7与阀口4相对应，阀杆7的运动可以实现阀口4的启闭，以实现阀腔6与第二流通孔9的通断。阀杆7贯穿阀体5设置，阀杆7的上部置于阀体5的上部腔体内，并设有驱动部件，以驱动阀杆7实现开阀与闭阀运动。当需要进行检修时，切断阀的第一流通孔8与上游制冷设备的连通，就不会有制冷剂流入阀体5内；同时，驱动阀杆7下移，第一密封部1能够与阀口4密封，以实现阀口4的关闭，切断阀腔6与第二流通孔9的连通，以便进行检修。当检修完毕、系统正常运行时，需要制冷剂在阀体5内部实现流体，则驱动阀杆7上移，使得第一密封部1与阀口4脱离密封，将阀腔6与第二流通孔9连通；同时，经由第一流通孔8接入制冷剂，制冷剂流入阀腔6，阀杆7通过第二密封部3能够与阀腔6的上壁密封，以便将阀腔6与阀体5的上部腔体密封，避免制冷剂进入阀体5的上部腔体，使得制冷剂经由阀腔6流入第二流通孔9，实现制冷剂在阀体5内部的流通。

可以理解，本领域技术人员可以通过各种方式形成所述凹部21，例如，可以在连接部2开设缺口、凹槽等，还可以使得连接部2的局部凹陷形成所述凹部21。

在其中一种具体设置方式中，可以在连接部2的外壁开设凹槽，以形成所述凹部21。所述连接部2的外壁是相对于阀杆7的轴向中心线而言的，远离轴向中心线的方向即为外。

只要在连接部2的外壁开设凹槽，以形成径向尺寸小于第一密封部1和第二密封部3的部位即可作为所述凹部21，凹槽的形状以及开设位置可以不受限制。

在优选的实施方式中，凹槽可以开设在与第一流通孔8相对的位置，以便于制冷剂的流入。本领域技术人员还可以根据需要设置凹槽的个数以及形状，以便对凹槽所形成流道进行控制。

在实施例1中，可以对凹槽的形状进行控制，以形成较大的流道。例如，凹槽可以为环形槽或者螺旋形槽，以周向环绕连接部2，进而扩大流道的周向尺寸，增大制冷剂的流量。

在种实施例2中，可以对凹槽的个数进行控制，以便对制冷剂进行分流，提高制冷剂的流速，进而增加制冷剂的流量。例如，本领域技术人员还可以根据需要设置若干小的分槽，以便在连接部2的周向形成若干凹部21，作为制冷剂的分流道。

在实施例3中，可以对凹槽的轴向尺寸进行控制，以增大制冷剂的流量。在图5-7所示的实施方式中，凹部21可以由第一密封部1延伸至第二密封部3，或者说凹部21可以在连接部2的整个轴向上延伸，以便在第一密封部1和第二密封部3之间形成具有一定轴向尺寸的流动空间，作为制冷剂的流道。在凹槽的径向尺寸一定的情况下，凹槽轴向延伸时可以有效利用第一密封部1和第二密封部3之间的轴向空间，用于制冷剂的流动，有效增大的制冷剂的轴向流动空间。

在实施例4中，还可以对凹槽的尺寸进行控制，以便通过增大凹槽径向深度的方式扩展流道。凹槽可以尽可能地沿径向向内凹进连接部2的外壁设置，以形成径向尺寸较小的凹部21，其中，凹部21的径向尺寸d可以小于阀杆7的直径d1；但是，为保证阀杆7具有足够的强度，避免出现连接弱环，凹部21的径向尺寸d也不能过小，通常情况下，凹部21的径向尺寸d与阀杆7直径d1的差值应该处于预定范围。实践中，以用于压缩机的截止阀为例，凹部21的径向尺寸d以不小于6mm为宜。

当通过设置凹槽形成凹部21时，凹槽可以在轴向和径向上延伸，其中，凹槽在轴向上的延伸长度即为凹槽的宽度H，在径向上的延伸长度即为凹槽的深度；本领域技术人员可以通过实施例3和实施例4调整凹槽的宽度和深度。也可以根据需要按照实施例1和实施例2对凹槽的形状和个数进行设置。换言之，为实现对凹部21所形成流道的调整，本领域技术人员可以综合利用实施例1-4中所述的方式对凹部21的各个参数进行调整，以形成满足要求的流道。

当凹部21由第一密封部1延伸至第二密封部3时，凹部21与第一密封部1可以采用弧形过渡面22进行连接，凹部21与第二密封部3也可以采用弧形过渡面22进行连接，以避免连接处产生应力集中，提高连接可靠性。

或者，可以采用弧形槽形成所述凹部21，弧形槽的轴向两端作为连接端与第一密封部1和第二密封部3连接；在轴向上，弧形槽的中间部分形成径向尺寸最小处，并由中间向两端按照一定弧度增大，形成腰圆形的凹部21。此时，凹部21的轴向两端即为弧形面，无需单独设置弧形过渡面22即可实现与第一密封部1和第二密封部3的连接。

当凹槽为环形槽时，可以形成圆柱状的凹部21，此时，凹部21可以与阀杆7同轴设置，不仅可以简化凹部21的加工，还可以提高阀杆7的强度。

在上述基础上，由于凹部21的设置，在保证阀的流量一定的情况下，可以提高连接部2的轴向尺寸。具体而言，凹部21的轴向尺寸可以为阀腔6的轴向尺寸的1/5～4/5，处于该范围时，不仅可以保证阀的流量，还可以减小阀杆7的开关行程。

如图7所示，以阀腔6的轴向尺寸为25mm为例，阀口4全开时，第一密封部1的下端面至阀口4的轴向空间H1应保持在5mm以上，此时，连接部2的轴向尺寸H一般会小于20mm，凹部21的轴向尺寸也不会大于20mm。同时，为了减小阀杆7的开关行程，连接部2应具有一定的轴向尺寸H，通常可以大于5mm。

与此同时，本领域技术人员可以根据需要调整凹部21的轴向尺寸，通常可以在阀腔6轴向尺寸的1/5～4/5以内进行调整。

本发明还提供了一种制冷系统用截止阀，用于制冷系统的检修，截止阀可以包括具有阀口4的阀体5和用于启闭阀口4的阀杆7，阀杆7可以参照上文进行设置，此处不再赘述。

阀体5可以具有第一流通孔8和第二流通孔9，用于引入和引出制冷剂，阀口4全开时，第一流通孔8和第二流通孔9通过阀口4连通，如图6所示；此时，第二密封部3与阀体5密封，第二密封部3朝向阀口4的端面处于第一流通孔8远离阀口4的一侧，即图6中所示第二密封部3的下端面A不低于第一流通孔8的上孔壁B，使得第二密封部3的下端面A处于第一流通孔8的上孔壁B之上；这样，可以避免第二密封部3的下端面A阻挡在第一流通孔8所正对的流通路径，保证制冷剂的流道不受阻碍，进而保证阀体5的流量。

鉴于制冷系统用截止阀包括的部件较多，各部件的结构也较为复杂，本文仅对其阀杆及相关部件进行了说明，其他未尽之处请参考现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供制冷系统用截止阀及其阀杆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种制冷系统用截止阀的阀杆，包括沿阀杆(7)的轴向依次连接的第一密封部(1)、连接部(2)和第二密封部(3)，所述第一密封部(1)用于阀口(4)全闭时与阀体(5)接触密封，所述第二密封部(3)用于阀口(4)全开时与阀体(5)接触密封，其特征在于，所述连接部(2)具有径向尺寸小于所述第一密封部(1)和所述第二密封部(3)的凹部(21)，所述阀口(4)全开时，所述凹部(21)形成制冷剂的流道。

2.如权利要求1所述的阀杆，其特征在于，所述连接部(2)的外壁开设有凹槽，以形成所述凹部(21)。

3.如权利要求2所述的阀杆，其特征在于，所述凹部(21)由所述第一密封部(1)延伸至所述第二密封部(3)。

4.如权利要求3所述的阀杆，其特征在于，所述凹部(21)与所述第一密封部(1)通过弧形过渡面(22)连接；和/或，所述凹部(21)与所述第二密封部(3)通过弧形过渡面(22)连接。

5.如权利要求2所述的阀杆，其特征在于，所述凹槽为环形，以形成圆柱状的所述凹部(21)，所述凹部(21)与所述阀杆(7)同轴设置。

6.如权利要求1-5任一项所述的阀杆，其特征在于，所述凹部(21)的径向尺寸小于所述阀杆(7)的直径，且与所述阀杆(7)的直径的差值处于预定范围。

7.如权利要求6所述的阀杆，其特征在于，所述凹部(21)的轴向尺寸为所述阀体(5)内阀腔(6)的轴向尺寸的1/5～4/5。

8.一种制冷系统用截止阀，包括具有阀口(4)的阀体(5)和用于启闭所述阀口(4)的阀杆(7)，其特征在于，所述阀杆(7)为上述权利要求1-7任一项所述的阀杆(7)。

9.如权利要求8所述的制冷系统用截止阀，其特征在于，所述阀体(5)具有第一流通孔(8)和第二流通孔(9)，所述阀口(4)全开时，所述第一流通孔(8)和所述第二流通孔(9)通过所述阀口(4)连通，且所述第二密封部(3)朝向所述阀口(4)的端面处于所述进孔(8)远离所述阀口(4)的一侧。