CN107228208A - 一种旋转阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转阀，包括阀体、阀体上端连接的驱动装置，位于所述阀体下端的阀座上设有三个或四个流通通孔分别与流体通道相通，驱动装置内的芯轴向下插入所述阀体内，在阀体内连接偏心轴的上端，下端与外齿轮中心孔相配合；外齿轮与内齿轮通过偏心轴驱动做啮合传动；外齿轮下端面通过柱销与阀座上面同心设置的滑块连接，且带动滑块转动。本发明的有益效果是：传动结构采用差齿式行星轮结构，传动比大、体积小、结构紧凑，传动稳定，每接收一定数目脉冲，电机驱动滑块切换一个位置，进、出口可能够实现两通、三通、四通或按设计比例分流的旋转阀。

Description

一种旋转阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别是涉及空调机中控制流体流向的旋转阀。

背景技术

连通阀广泛用于流通控制领域，安装在管道中，通过旋转阀芯来控制流体的流通方向。市面上售有二通阀、三通阀和四通阀等，按流体作用方式分为合流阀和分流阀，普通三通阀一般是合流阀有两个入口，合流后从一个出口流出；分流阀有一个流体入口，经分流后由两个流体出口流出。但是，传统的三通或四通阀很难精确控制流体在各支路的流量比例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种驱动部分采用步进电机原理，每接收一定数目脉冲，电机驱动滑块切换一个位置，进、出口可实现两通、三通、四通或按设计比例分流的旋转阀。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种旋转阀，包括阀体、阀体上端连接的驱动装置，位于所述阀体下端的阀座上设有三个流通通孔分别与流体通道管A、管B、管C相通，所述驱动装置内的芯轴向下插入所述阀体内，所述阀体内偏心轴上端连接芯轴，下端与外齿轮中心孔相配合；所述外齿轮与内齿轮通过所述偏心轴驱动做啮合传动；所述外齿轮下端面通过柱销与阀座上 面同心设置的滑块连接，且带动滑块转动。

所述偏心轴的上端重心与芯轴重合，偏心轴的下端重心与外齿轮重合。

所述偏心轴上端通过D型孔与芯轴轴向连接，偏心轴下端圆柱结构轴向连接外齿轮上的外齿轮中心孔，偏心轴与外齿轮之间可相对转动。

所述滑块水平圆周面为三个凸角a、凸角b、凸角c形状，且三个凸角两两之间形成有凹部。

所述滑块底部在中心部分切出凹面。

所述滑块中心孔与接管A轴向间隙配合。

所述柱销外部设有销套，销套外部套有支撑弹性部件。

所述阀座上表面设有凸点a凸点b控制所述滑块转动角度。

一种旋转阀，包括阀体、阀体上端连接的驱动装置，位于所述阀体下端的阀座上设有四个流通通孔分别与流体通道S管、D管、E管和F管相通，所述驱动装置内的芯轴向下插入所述阀体内，所述阀体内偏心轴上端连接芯轴，下端与外齿轮中心孔相配合；所述外齿轮与内齿轮通过所述偏心轴驱动做啮合传动；所述外齿轮下端面通过柱销与连接板连接，连接板中心孔通过D型销连接，同心设置在阀座中心孔的阀座凸台上。

所述滑块包括带有D型孔的柱形连接体和环形底座，所述环形底座截面大于柱形连接体横截面，所述环形底座内径一侧端部为圆形孔，位于柱形连接体下端，中心与阀座凸台相适配，所述环形底座内径另一侧端部上部设有隆起与环形底座底部形成内腔与所述圆形孔相通。

本发明的有益效果是：传动结构采用差齿式行星轮结构，传动比大、体积小、结构紧凑，传动稳定；滑块结构设计能够实现出口 流量按设计比例分流。

附图说明

图1为本发明一种旋转式三通阀结构示意图；

图2为本发明齿轮传动原理图；

图3为本发明齿轮传动图；

图4为本发明三通阀滑块示意图；

图5为本发明齿轮啮合正视示意图；

图6为本发明齿轮与偏心轴配合示意图；

图7为本发明三通阀阀口开启状态示意图；

图8为本发明旋转角度与流量B\C关系示意图；

图9为本发明一种旋转式三通阀结构爆炸视图；

图10为本发明一种旋转式四通阀阀体结构爆炸视图；

图11本发明四通阀滑块示意图；

图12本发明四通阀阀座示意图.

图中：

1.阀体 2.芯轴 3.轴套 4.定位杆

5.套管 6.转子 7.导向套 8.偏心轴

9.内齿轮 10.外齿轮 11.销套 12.柱销

13.阀座 14.滑块 15.弹簧 16.弹性部件

17.转子连接板 18.凸点a 19.凸点b

20.凸角a 21.凸角b 22.凸角c

23.连接板 12′.柱销 14′.滑块

24.D型销 13′.阀座 13′-1.阀座凸台

14′-1.柱形连接体 14′-2.环形底座 14′-3圆形孔

14′-4.环内腔

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

一种旋转阀，包括驱动装置、传动装置和执行装置。驱动装置包括线圈部件、套管、转子、导向套、芯轴、弹性元件、轴套、定位杆、转子连接板等。线圈部件安装在套管上；转子内壁塑封有转子连接板，转子连接板通过D型孔与芯轴固定连接；线圈驱动转子，通过芯轴输出转动力矩；传动装置包括：阀体、内/外齿轮、偏心轴、柱销、销套、弹性元件。阀体上端与套管下端焊接一体。偏心轴上端通过D型孔与芯轴轴向连接，偏心轴下端圆柱结构轴向连接外齿轮柱销孔，偏心轴与外齿轮之间可相对转动；内齿轮轴向设置在阀体内部台阶面上，并与外齿轮差齿啮合；柱销一端设置在外齿轮周边圆孔内，与圆孔内壁径向相切，一端固定连接滑块；执行装置包括：滑块、阀座、管接口，接管安装在阀座上，阀座上端面设有凸点，用于限制滑块旋转角度。滑块按分流需要设计，每转动一定角度，滑块会切换至一个位置，改变各管流量比例。

实施例1：

如图1、图5、图6和图9所示，一种旋转式三通阀，包括阀体1、阀体1上端连接的驱动装置，位于所述阀体1下端的阀座13上设有三个流通孔分别与流体通道A管、B管、C管相通，所述驱动装置内的芯轴2向下插入所述阀体1内，所述阀体1内偏心轴8的上端重心与芯轴2重合，偏心轴8的下端重心与外齿轮9重合。所述偏心轴8上端通过D型孔与芯轴轴向连接，偏心轴8下端圆柱结构轴向连接外齿轮9上的外齿轮中心孔，偏心轴8与外齿轮9之间可相对转动。

驱动装置包括：线圈部件(图中未视出)、套管5、转子6、导向套7、芯轴2、弹簧15、轴套3、定位杆4、转子连接板17，线圈部件安装在套管5上；转子6内壁塑封有转子连接板17，转子连接板17通过D型孔与芯轴2固定连接，或转子6直接与芯轴2塑封一体；芯轴2上端沿轴向开孔，孔内设置有弹簧15；弹簧15上端抵住定位杆4；定位杆4大端铆进芯轴2上端孔内，可沿轴向运动，小端部分安装在轴套3内，轴套3固定在套管5顶部孔内；导向套7固定在套管5下端，支撑芯轴，限制轴向移动，防止芯轴转动时偏心，造成失步或卡死。线圈驱动转子6，通过芯轴2输出转动力矩。该结构在一定程度上可防止转动卡死，并避免转子转动时轴向窜动，芯轴下端穿过导向套内孔，防止转动偏心。阀体1内设有内齿轮9、外齿轮10、偏心轴8、柱销12、销套11、弹性部件16。

阀体1上端与套管5下端焊接一体。偏心轴8上端通过D型孔与芯轴2轴向连接，偏心轴8下端圆柱结构轴向连接外齿轮10上的外齿轮中心孔，偏心轴8与外齿轮10之间可相对转动；外齿轮10上端面抵住偏心轴8的台阶面，外齿轮10下端面设置弹性部件16支撑。内齿轮9轴向设置在阀体1内部台阶面上，并于外齿轮10差齿啮合；柱销12一端设置在外齿轮10周边柱销孔内，与圆孔内壁径向相切，一端固定连接滑块14，柱销12轴向安装在滑块上端面，弹性元件16将滑块14下端面抵在阀座1上端面，柱销12外安装有销套11，销套11的外部套有弹性元件16。阀座与阀体轴向固定；接管A/B/C安装在阀座上。

如图4所示，所述滑块14水平圆周面为三个凸角a20、凸角 b21、凸角c22形状，且三个凸角两两之间形成有凹部，所述滑块14底部在中心部分切出凹面。所述滑块14中心孔与A管轴向间隙配合。

如图7所示，所述阀座13上表面设有凸点a和凸点b控制所述滑块14转动角度。滑块14中心孔与流体通道A管接口间隙配合，滑块14绕阀座中心转动。滑块按分流需要设置，图7a为滑块14初始位置状态，线圈每接收80脉冲信号，套管内转子旋转360°，经传动结构减速，驱动滑块绕阀座中心转动25°，这时滑块遮盖B/C口的面积改变，从而改变B/C的流量，即线圈每接收80脉冲，滑块遮盖阀座B/C口面积改变一次，即切换至一个流量状态。

图7b是B管接口闭合，C管接口全打开；图7c是B、C管接口各开50％；图7d是B管接口打开70％，C管接口打开30％；图7e是B管接口打开90％，C管接口打开10％；图7f是B管接口全闭，C管接口全开。因此，转子每转动一定角度，滑块14会切换至一个位置，改变流体通道B/C管流量比例，可用于调节多联机流量分配，可逆向导通。滑块底部在中心部分切出凹面，降低通气时压差造成的摩擦力。

如图2、图3和图8所示，少齿差传动的基本原理，中心轮1(即内齿轮9)、行星轮(即外齿轮10)转臂H、输出轴V；柱销直径为d1，偏心轴偏心距为a，柱销孔直径d2＝d1+2a。图2中A1为输入、输出轴的轴线，A2为行星轮的轴线，行星轮柱销孔中心的分布圆与柱销中心的分布圆具有相同的直径。当偏心轴-H回转时，柱销始终与柱销孔壁接触，由于柱销直径d2＝d1+2a，所以无论柱销与柱销孔壁在任何位置接触，柱销中心到柱销孔中心的距离B1B2始终等于偏心轴的偏心距a，因此行星轮传动过程中A1A2B2B1四 点始终构成平行四边形，所以构件A2B2(滑块)的角速度等于构件A1B1(行星轮2)的角速度。

减速比计算：

因n₁＝0；

故解得：

故

由此形成偏心轴8带动外齿轮9转动，外齿轮9通过与内齿轮10差齿啮合，带动柱销12沿芯轴2轴线做圆周运动。柱销12带动滑块14做圆周运动时，滑块14的三个凸角和三个凸角两两相间形成的凹部控制流体管道B管和C管的开闭或开闭大小。

实施例2：

如图10—12所示，一种旋转式四通阀，包括阀体1、阀体1上端连接的驱动装置，位于所述阀体1下端的阀座13上设有四个流通通孔分别与流体通道S管、D管、E管和F管相通，所述驱动装置内的芯轴2向下插入所述阀体1内，所述阀体1内偏心轴8上端连接芯轴2，下端与外齿轮10中心孔相配合；所述外齿轮10与内齿轮9通过所述偏心轴8驱动做啮合传动；所述外齿轮10下端面通过柱销12′与连接板23连接，连接板23中心孔通过D型销24连接同心设置在阀座13′中心孔上的滑块14′。所述阀座13′中心孔与所述滑块14′连接部位之间同心设有阀座凸台13′-1。所述滑块14′包括带有D型孔的柱形连接体14′-1和环形底座14′-2，所述环形底座14′-2截面大于柱形连接体14′-1横截面，所述环形底座14′-2内径一侧端部为圆形孔14′-3，位于柱形连 接体14′-1下端，中心与阀座凸台13′-1相适配，所述环形底座14′-2内径一侧端部上部设有隆起与环形底座14′-2底部形成内腔与所述圆形孔14′-3相通，圆形孔14′-3的开口连通环形底座14′-2的环内腔14′-4。滑块14′为注塑一体结构，里面为腔体，用于连通SE或SF管口。当滑块14′遮盖S/E管口时，压缩机排出制冷剂由D管口进入阀内，F管口出；压缩机吸气端连接S管口，循环制冷剂由E管口进入阀内，经S管口进入压缩机。滑块起隔离压缩机进、出气管口的作用，用于制冷、制热状态的切换。

外齿轮9通过柱销12′带动连接板23转动，连接板23通过D型销24带动滑块14′转动；滑块14′下端切出圆孔与阀座凸台13′-1相配合，保证滑块14′绕阀座13′中心转动。在阀座13′上设有与三通阀相同的凸点，限制滑块两个状态(连通S、E或S、F管口)的转动角度。D接压缩机出气端，为四通阀进气口；S接压缩机吸气端，为出气口

旋转式四通阀的驱动部分、减速结构均与上述三通阀结构相同。

Claims (10)

1.一种旋转阀，包括阀体(1)、阀体(1)上端连接的驱动装置，位于所述阀体(1)下端的阀座(13)上设有三个流通通孔分别与流体通道A管、B管、C管相通，所述驱动装置内的芯轴(2)向下插入所述阀体(1)内，其特征是：所述阀体(1)内偏心轴(8)上端连接芯轴(2)，下端与外齿轮(10)中心孔相配合；所述外齿轮(10)与内齿轮(9)通过所述偏心轴(8)驱动做啮合传动；所述外齿轮(10)下端面通过柱销(12)与阀座(13)上面同心设置的滑块(14)连接，且带动滑块(14)转动。

2.根据权利要求1所述的一种旋转阀，其特征是：所述偏心轴(8)的上端重心与芯轴(2)重合，偏心轴(8)的下端重心与外齿轮(10)重合。

3.根据权利要求2所述的一种旋转阀，其特征是：所述偏心轴(8)上端通过D型孔与芯轴轴向连接，偏心轴(8)下端圆柱结构轴向连接外齿轮(10)上的外齿轮中心孔，偏心轴(8)与外齿轮(10)之间可相对转动。

4.根据权利要求1所述的一种旋转阀，其特征是：所述滑块(14)水平圆周面为三个凸角a(20)、凸角b(21)、凸角c(22)形状，且三个凸角两两之间形成有凹部。

5.根据权利要求4所述的一种旋转阀，其特征是：所述滑块(14)底部在中心部分切出凹面。

6.根据权利要求4所述的一种旋转阀，其特征是：所述滑块(14)中心孔与接管A轴向间隙配合。

7.根据权利要求1所述的一种旋转阀，其特征是：所述柱销(12)外部设有销套(11)，销套(11)外部套有支撑弹性部件(16)。

8.根据权利要求1所述的一种旋转阀，其特征是：所述阀座(13)上表面设有凸点a(18)和凸点b(19)控制所述滑块(14)转动角度。

9.一种旋转阀，包括阀体(1)、阀体(1)上端连接的驱动装置，位于所述阀体(1)下端的阀座(13)上设有四个流通通孔分别与流体通道S管、D管、E管和F管相通，所述驱动装置内的芯轴(2)向下插入所述阀体(1)内，其特征是：所述阀体(1)内偏心轴(8)上端连接芯轴(2)，下端与外齿轮(10)中心孔相配合；所述外齿轮(10)与内齿轮(9)通过所述偏心轴(8)驱动做啮合传动；所述外齿轮(10)下端面通过柱销(12′)与连接板(23)连接，连接板(23)中心孔通过D型销(24)连接，同心设置在阀座(13′)中心孔的阀座凸台(13′-1)上。

10.根据权利要求9所述的一种旋转阀，其特征是：所述滑块(14′)包括带有D型孔的柱形连接体(14′-1)和环形底座(14′-2)，所述环形底座(14′-2)截面大于柱形连接体(14′-1)横截面，所述环形底座(14′-2)内径一侧端部为圆形孔(14′-3)，位于柱形连接体(14′-1)下端，中心与阀座凸台(13′-1)相适配，所述环形底座(14′-2)内径另一侧端部上部设有隆起与环形底座(14′-2)底部形成内腔与所述圆形孔(14′-3)相通。