CN107781498B - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制阀，包括：阀座，阀座上设置有常开阀口和多个切换阀口；套管组件，套设在阀座上；滑块，可转动地设置在阀座上，滑块用于控制多个切换阀口的开闭切换；中心轴，中心轴设置在阀座和套管组件之间，中心轴的底端固定在阀座上，滑块可转动地套设在中心轴上；转子部件，套设在中心轴上，转子部件包括驱动齿轮；执行齿轮，套设在中心轴上，并驱动滑块转动；传动齿轮，设置在驱动齿轮与执行齿轮之间，并与驱动齿轮及执行齿轮均啮合。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中驱动齿轮和执行齿轮同轴度难保证的问题。

Description

控制阀
技术领域
本发明涉及阀领域，具体而言，涉及一种控制阀。
背景技术
电动三通阀主要应用于空调系统，由阀体及线圈两部分组成，其中阀体有三个阀口。其工作原理为：在电流脉冲的作用下，线圈给阀体中的磁转子部件圆周方向的电磁驱动力，使得磁转子部件可以沿着顺时针或者逆时针方向转动。阀体内通过齿轮传动，将驱动力传送到滑块上，可以实现阀座上两个阀口的开闭切换，实现空调系统冷媒流道的切换。
公开号为CN103375606A的中国发明专利申请公开了一种电动三通阀。如图1和图2所示，上述的电动三通阀也是通过线圈励磁后驱动转子部件旋转。在上述电动三通阀中，驱动齿轮41’压入转子部件的转子轴2’的下端部成为一体结构，转子轴2’与驱动齿轮41’同步转动并带动减速齿轮。驱动齿轮41’和减速齿轮90’组成了第一级齿轮副，减速齿轮90’为阶梯齿轮，包括同轴设置的一个大直径齿轮和一个小直径齿轮。其中大直径齿轮与驱动齿轮41’啮合，小直径齿轮与执行齿轮50’啮合，带动执行齿轮50’转动，执行齿轮50’通过传动销带动滑块20’旋转，进而使滑块20’封堵两个切换阀口中的一个，从而切换冷媒的流向。
齿轮传动对两齿轮间的中心距、平行度都有较高的要求。上述电动三通阀采用了磁转子部件与执行齿轮50’不同轴的结构方式。磁转子部件自带一个转子轴，转子轴的下端焊接驱动齿轮41’，驱动齿轮41’的中心位置是通过两个套管、上端盖4’及下端盖5’来保证的。而执行齿轮50’的中心位置是通过阀座10’来保证的。驱动齿轮和执行齿轮的同轴度是通过阀座、大套管、小套管、上端盖、下端盖、转子轴来保证的，同轴度受到小套管、端盖以及大套管的装配精度影响较大，因此同轴度很难保证，容易发生因同轴度不良而造成的阀体开阀不良，且装配工序较多、较难，对零部件的加工精度要求也很高。
发明内容
本发明旨在提供一种控制阀，以解决现有技术中驱动齿轮和执行齿轮同轴度难保证的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种控制阀，包括：阀座，阀座上设置有常开阀口和多个切换阀口；套管组件，套设在阀座上；滑块，可转动地设置在阀座上，滑块用于控制多个切换阀口的开闭切换；中心轴，中心轴设置在阀座和套管组件之间，中心轴的底端固定在阀座上，滑块可转动地套设在中心轴上；转子部件，套设在中心轴上，转子部件包括驱动齿轮；执行齿轮，套设在中心轴上，并驱动滑块转动；传动齿轮，设置在驱动齿轮与执行齿轮之间，并与驱动齿轮及执行齿轮均啮合。
进一步地，套管组件包括相互连接的第一套管和第二套管，第一套管套设在阀座上，转子部件的磁体部容纳在第二套管内。
进一步地，第二套管的顶部具有定位孔，中心轴的顶端容纳在定位孔内。
进一步地，滑块上设置有第一安装孔，滑块通过第一安装孔套设在中心轴上，驱动齿轮上设置有第二安装孔，驱动齿轮通过第二安装孔套设在中心轴上，执行齿轮上设置有第三安装孔，执行齿轮通过第三安装孔套设在中心轴上。
进一步地，转子部件还包括杆体部及套设在杆体部外的磁体部，驱动齿轮设置在杆体部的底部，杆体部上设置有第四安装孔，杆体部通过第四安装孔套设在中心轴上。
进一步地，杆体部及驱动齿轮为通过注塑连接在磁体部上的注塑件，或者，驱动齿轮为金属件，杆体部为注塑连接磁体部和驱动齿轮的注塑件。
进一步地，转子部件的上部还设置有弹性件，弹性件向转子部件施加向下的弹性力。
进一步地，转子部件的上部设置有容纳弹性件的容纳孔，容纳孔的孔壁与中心轴之间设置有第一轴套，弹性件的两端分别抵接在第一轴套的端部和容纳孔的端壁上。
进一步地，驱动齿轮和执行齿轮之间设置有第二轴套。
进一步地，传动齿轮通过齿轮轴安装在阀座上。
进一步地，控制阀还包括设置在套管组件内的衬板，衬板具有避让驱动齿轮的避让孔，齿轮轴的顶端与衬板连接。
应用本发明的技术方案，控制阀包括阀座、套管组件、滑块、中心轴、转子部件、执行齿轮及传动齿轮。其中，阀座上设置有常开阀口和多个切换阀口，套管组件套设在阀座上。滑块可转动地设置在阀座上，用于控制多个切换阀口的开闭切换。中心轴设置在阀座和套管组件之间，其底端固定在阀座上。中心轴从下往上依次穿设有滑块、执行齿轮和带有驱动齿轮的转子部件。其中，转子部件上的驱动齿轮通过传动齿轮将转子部件的旋转动力传输到执行齿轮，执行齿轮驱动滑块转动，实现滑块在阀座端平面上切换阀口的开闭切换。这样，驱动齿轮在转子部件的带动下进行旋转运动，带动与其啮合的传动齿轮转动，传动齿轮再带动与其啮合的执行齿轮转动，就可以实现滑块对阀座端平面上切换阀口的开闭切换了。中心轴的下端固定在阀座中心，将驱动齿轮与执行齿轮穿设在一起，所以保证了驱动齿轮与执行齿轮的同轴度。同时简化了工序，降低控制阀的生产成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中电动三通阀的剖视示意图；
图2示出了图1中的电动三通阀的转子部件的结构示意图；
图3示出了根据本发明的控制阀的实施例的剖视示意图；
图4示出了图3的控制阀的局部结构剖视示意图；以及
图5示出了图3的控制阀的转子部件的剖视示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
2’、转子轴；4’、上端盖；5’、下端盖；10’、阀座；20’、滑块；41’、驱动齿轮；50’、执行齿轮；90’、减速齿轮；10、阀座；20、滑块；30、中心轴；40、转子部件；41、驱动齿轮；42、杆体部；43、磁体部；50、执行齿轮；61、第一套管；62、第二套管；71、第一轴套；72、第二轴套；80、衬板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图3示出了根据本发明的控制阀的实施例的剖视示意图。如图3所示，本实施例的控制阀包括：阀座10、套管组件、滑块20、中心轴30、转子部件40、执行齿轮50及传动齿轮。其中，阀座10上设置有常开阀口和多个切换阀口，套管组件套设在阀座10上。滑块20可转动地设置在阀座10上，用于控制多个切换阀口的开闭切换。中心轴30设置在阀座10和套管组件之间，其底端固定在阀座10上。中心轴30从下往上依次串有滑块20、执行齿轮50和带有驱动齿轮41的转子部件40。其中，转子部件40上的驱动齿轮41通过传动齿轮将转子部件40的旋转动力传输到执行齿轮50，执行齿轮50驱动滑块20转动，实现滑块20在阀座端平面上切换阀口的开闭切换。在本实施例中，切换阀口的数量为两个。
应用本实施例的技术方案，驱动齿轮41在转子部件40的带动下进行旋转运动，带动与其啮合的传动齿轮转动，传动齿轮再带动与其啮合的执行齿轮50转动，就可以实现滑块20对阀座端平面上切换阀口的开闭切换了。中心轴30的下端固定在阀座10中心，将驱动齿轮41与执行齿轮50穿设在一起，即驱动齿轮41与执行齿轮50的齿轮轴为中心轴30，保证了驱动齿轮41与执行齿轮50的同轴度。同时简化了工序，降低控制阀的生产成本。
现有技术中，转子与转子轴通过上下端盖定位，一同旋转，转动过程中转子轴与端盖之间的摩擦音较大，且端盖与轴的定位长度较短，长期运转轴与孔之间磨损较大。而在本实施例中，中心轴30不旋转，转子中心孔与中心轴30的配合长度较长，长期运转轴与孔磨损较小，因此产品寿命更长。优选地，中心轴30选用金属材料。优选地，转子部件40采用了自润滑抗磨尼龙或PPS等高分子材料注塑成型。转子部件40的塑料中心孔与中心轴30配合转动时摩擦较小，因此控制阀可靠性更高，动作噪音更低。
在本实施例中，在本实施例中，执行齿轮50的齿轮轴与转子部件采用同一根轴，取消了现有技术中的下端盖，零件更少，工序简化，因此本实施例的控制阀成本更低。
图4示出了图3的控制阀的局部结构剖视示意图。如图3和图4所示，在本实施例中，套管组件包括相互连接的第一套管61和第二套管62，第一套管61套设在阀座10上，转子部件40的磁体部容纳在第二套管62内。上述结构容易加工成型，并且使得控制阀容易装配。
如图3所示，在本实施例中，第二套管62的顶部具有定位孔，中心轴30的顶端容纳在定位孔内。上述定位孔使得中心轴30的上端定位更可靠，进而中心轴30的两端定位更可靠。优选地，上述定位孔为凹状盲孔。
在本实施例中，滑块20上设置有第一安装孔，滑块20通过第一安装孔套设在中心轴30上，驱动齿轮41上设置有第二安装孔，驱动齿轮41通过第二安装孔套设在中心轴30上，执行齿轮50上设置有第三安装孔，执行齿轮50通过第三安装孔套设在中心轴30上。滑块20、执行齿轮50及驱动齿轮41分别通过第一至第三安装孔套设在中心轴30上。上述配合方式简单，容易实现。同时，上述结构保证了执行齿轮50和驱动齿轮41的同轴度。
图5示出了图3的控制阀的转子部件的剖视示意图。如图5所示，在本实施例中，转子部件40还包括杆体部42及套设在杆体部42外的磁体部43，驱动齿轮41设置在杆体部42的底部，杆体部42上设置有第四安装孔，杆体部42通过第四安装孔套设在中心轴30上。上述结构使得转子部件40容易加工成型，结构紧凑并且能够保证强度。控制阀的线圈在电流脉冲的作用下，施加给磁体部43圆周方向的电磁驱动力。磁体部43带动驱动齿轮41一起转动，从而将动力通过驱动齿轮41传输。
在本实施例中，杆体部42及驱动齿轮41为通过注塑连接在磁体部43上的注塑件。优选地，驱动齿轮41可采用尼龙或PPS等高分子材料。或者，在图中未示出的实施方式中，驱动齿轮为金属件，杆体部为注塑连接磁体部和驱动齿轮的注塑件。
如图3和图4所示，在本实施例中，转子部件40的上部还设置有弹性件，弹性件向转子部件40施加向下的弹性力。转子部件40在弹性件的弹性力的作用下向下抵靠。上述弹性件能够保证转子部件40不会向上窜动。优选地，上述弹性件为弹簧。
如图3所示，在本实施例中，转子部件40的上部设置有容纳弹性件的容纳孔，容纳孔的孔壁与中心轴30之间设置有第一轴套71，弹性件的两端分别抵接在第一轴套71的端部和容纳孔的端壁上。容纳孔可以用来放置第一轴套71及弹性件，第一轴套71的上端面抵接在第二套管62的内端壁上，下端面抵接在弹性件的上端。
具体地，第一轴套71可以对弹性件进行压缩至固定的尺寸，使得转子部件40的下端面在弹性力的作用下保持与第二轴套72接触在一起。同理，也可以使得滑块20在弹性力的作用下与阀座10的密封面接触在一起。
如图3所示，在本实施例中，驱动齿轮41和执行齿轮50之间设置有第二轴套72。上述的第二轴套72用来分隔驱动齿轮41和执行齿轮50，防止两者之间相互干涉。同时，第二轴套72可以把驱动齿轮41固定在一定高度上，使驱动齿轮41刚好与传动齿轮配合的同时不与其他齿轮发生干涉。
如图3和图4所示，在本实施例中，传动齿轮通过齿轮轴安装在阀座10上。传动齿轮包括一个或多个减速齿轮，以实现减速的功能。在本实施例中，传动齿轮包括两个减速齿轮，两个减速齿轮均为阶梯齿轮，该阶梯齿轮包括同轴设置的一个大直径齿轮和一个小直径齿轮。其中，第一个减速齿轮的大直径齿轮与驱动齿轮41啮合，小直径齿轮与第二个减速齿轮的大直径齿轮啮合，第二个减速齿轮的小直径齿轮与执行齿轮50啮合，带动执行齿轮50转动，执行齿轮50通过传动销带动滑块20旋转，进而使滑块20封堵两个切换阀口中的一个，从而切换冷媒的流向。上述两个减速齿轮与执行齿轮50、驱动齿轮41不同轴，分别通过齿轮轴安装在阀座10上。
在本实施例中，中心轴30及所有齿轮轴之间的轴距，均通过阀座10上的定位孔进行定位。定位孔在同一平面上加工，其位置精度高，进而轴距及轴平行度均能够得到保证，使得产品工艺性好。
如图4所示，在本实施例中，控制阀还包括设置在套管组件内的衬板80，衬板80具有避让驱动齿轮41的避让孔，齿轮轴的顶端与衬板80连接。上述衬板80用于定位齿轮轴的顶端，防止齿轮轴在传动过程中出现偏斜。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的控制阀的驱动齿轮在转子部件的带动下进行旋转运动，带动与其啮合的传动齿轮转动，传动齿轮再带动与其啮合的执行齿轮转动，就可以实现滑块对阀座端平面上切换阀口的开闭切换了。中心轴的下端固定在阀座中心，将驱动齿轮与执行齿轮穿设在一起，所以保证了驱动齿轮与执行齿轮的同轴度。同时简化了工序，降低控制阀的生产成本。本申请的控制阀具有产品工艺性好、成本更低、可靠性更高，阀体动作噪音更低等优点。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
以上所述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 (8)

1.一种控制阀，其特征在于，包括：
阀座(10)，所述阀座(10)上设置有常开阀口和多个切换阀口；
套管组件，套设在所述阀座(10)上；
滑块(20)，可转动地设置在所述阀座(10)上，所述滑块(20)用于控制所述多个切换阀口的开闭切换；
中心轴(30)，所述中心轴(30)设置在所述阀座(10)和所述套管组件之间，所述中心轴(30)的底端固定在所述阀座(10)上，所述滑块(20)可转动地套设在所述中心轴(30)上；
转子部件(40)，套设在所述中心轴(30)上，所述转子部件(40)包括驱动齿轮(41)；
执行齿轮(50)，套设在所述中心轴(30)上，并驱动所述滑块(20)转动；
传动齿轮，设置在所述驱动齿轮(41)与所述执行齿轮(50)之间，并与所述驱动齿轮(41)及所述执行齿轮(50)均啮合；
所述转子部件(40)的上部还设置有弹性件，所述弹性件向所述转子部件(40)施加向下的弹性力；
所述转子部件(40)的上部设置有容纳所述弹性件的容纳孔，所述容纳孔的孔壁与所述中心轴(30)之间设置有第一轴套(71)，所述弹性件的两端分别抵接在所述第一轴套(71)的端部和所述容纳孔的端壁上；
所述驱动齿轮(41)和所述执行齿轮(50)之间设置有第二轴套(72)，所述第二轴套(72)分隔所述驱动齿轮(41)和所述执行齿轮(50)，所述转子部件(40)的下端面与所述第二轴套(72)接触在一起。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述套管组件包括相互连接的第一套管(61)和第二套管(62)，所述第一套管(61)套设在所述阀座(10)上，所述转子部件(40)的磁体部容纳在所述第二套管(62)内。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述第二套管(62)的顶部具有定位孔，所述中心轴(30)的顶端容纳在所述定位孔内。
4.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述滑块(20)上设置有第一安装孔，所述滑块(20)通过所述第一安装孔套设在所述中心轴(30)上，所述驱动齿轮(41)上设置有第二安装孔，所述驱动齿轮(41)通过第二安装孔套设在所述中心轴(30)上，所述执行齿轮(50)上设置有第三安装孔，所述执行齿轮(50)通过第三安装孔套设在所述中心轴(30)上。
5.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述转子部件(40)还包括杆体部(42)及套设在所述杆体部(42)外的磁体部(43)，所述驱动齿轮(41)设置在所述杆体部(42)的底部，所述杆体部(42)上设置有第四安装孔，所述杆体部(42)通过第四安装孔套设在所述中心轴(30)上。
6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述杆体部(42)及所述驱动齿轮(41)为通过注塑连接在所述磁体部(43)上的注塑件，或者，所述驱动齿轮(41)为金属件，所述杆体部(42)为注塑连接所述磁体部(43)和所述驱动齿轮(41)的注塑件。
7.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述传动齿轮通过齿轮轴安装在所述阀座(10)上。
8.根据权利要求7所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀还包括设置在所述套管组件内的衬板(80)，所述衬板(80)具有避让所述驱动齿轮(41)的避让孔，所述齿轮轴的顶端与所述衬板(80)连接。
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