CN109027343B - 一种三通电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三通电磁阀，属于热交换系统用阀元件技术领域，包括阀体、电磁驱动机构，阀体上设有流入口、第一流出口、第二流出口、位第一阀座、第二阀座、第三阀座、第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯，第一阀芯上设有阀孔，电磁驱动机构包括第四阀芯，阀体上设有第三阀腔，所述阀体上设有用于连通第三阀腔后端和第一流出口的第一导通孔；电磁驱动机构通电时带动第四阀芯运动打开阀孔后端，第一阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下离开第一阀座，第三阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下抵于第三阀座上。本发明在扩大各阀座上阀口口径的同时不会影响各阀芯的移动，有利于增大制冷剂在单位时间内流经各阀口的流量。

Description

一种三通电磁阀

技术领域

本发明涉及热交换系统用阀元件技术领域，尤其涉及一种三通电磁阀。

背景技术

众所周知，汽车空调系统中通常设有两个热交换器，以便于在不同的工作模式下实现不同的热交换。为了使制冷剂在不同的工作模式下通过不同的流道流向不同的热交换器，现有汽车空调系统中一般通过两个电磁阀实现制冷剂流向的切换，如此，空调系统的管路结构较为复杂，成本较高。

为了解决现有汽车空调系统中因采用两个电磁阀实现制冷剂流向切换导致的管路结构复杂的问题，一些厂商开发、制造了可根据不同的工作模式切换制冷剂流向的三通电磁阀。现有的三通电磁阀一般采用螺旋弹簧和动作棒配合的结构实现各个阀芯的开启和关闭，从而实现切换制冷剂流向的目的。但是现有三通电磁阀在采用螺旋弹簧和动作棒配合用于开启或关闭阀芯时，动作棒一般推压落在阀座上的阀芯而使其移动，在压差大的使用环境下，动作棒可能无法将阀芯推离阀座，因而不能顺利实现制冷剂流向的切换。因此，现有的三通电磁阀能很好的满足压差较小的使用环境，而不能很好的满足压差较大的使用环境。为了降低压差对动作棒造成的影响，现有三通电磁阀上各阀口的口径一般设计的较小，以此减小阀芯两侧的压差。但是，小口径的阀口会使制冷剂在单位时间内的流量明显降低，如此会使汽车空调系统的制冷效果或制热效果明显下降，不能很好的满足使用要求。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种阀芯运动基本不受阀口口径影响的三通电磁阀。

为了实现上述技术目的，本发明提供的三通电磁阀，包括阀体和设于阀体上的电磁驱动机构，阀体上设有流入口、第一流出口、第二流出口、位于流入口和第一流出口之间的第一阀座、位于流入口和第二流出口之间的第二阀座、位于第一流出口和第二流出口之间的第三阀座，阀体上设有与第一阀座匹配的第一阀芯、与第二阀座匹配的第二阀芯和与第三阀座匹配的第三阀芯，第一阀芯上设有阀孔，电磁驱动机构包括用于开闭阀孔后端的第四阀芯，阀体上设有用于装设第三阀芯的第三阀腔，所述阀体上设有用于连通第三阀腔后端和第一流出口的第一导通孔；所述电磁驱动机构通电时带动第四阀芯运动打开阀孔后端，第一阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下离开第一阀座，第三阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下抵于第三阀座上，第二阀芯的前后两端压差平衡并抵于第二阀座上，流体自流入口流向第一流出口。

优选的，所述第三阀腔的后端部固定有第三密封盖，第三密封盖与第三阀芯之间设有第三弹簧，第三密封盖上设有用于连通第三阀腔后端和第一导通孔的通孔。

优选的，所述第三阀芯的后端固定连接有端盖，第三弹簧设于第三密封盖与端盖之间。

优选的，所述第三阀腔内设有用于分隔第三阀腔的隔离件，隔离件包括设为一体的固定环和膜片，膜片具有弹性且位于固定环的一侧，固定环固定于第三阀腔内且膜片设于第三阀芯和端盖之间。

优选的，所述三通电磁阀还包括用于固定隔离件的螺母，第三阀腔内设有台阶面，螺母设于第三阀腔内且将固定环抵于台阶面上，端盖位于螺母的前方。

优选的，所述阀体上设有用于装设第一阀芯的第一阀腔，第一阀腔的后端部固定有第一密封盖；所述第一阀芯的后端设有第一后凹腔，第一阀芯上设有用于连通第一阀腔和第一后凹腔的第一节流孔，第一阀座上设有第一阀口；所述电磁驱动机构通电时，第四阀芯运动打开阀孔后端，第一阀腔内的压力大于第一后凹腔内的压力，第一阀芯移动打开第一阀口。

优选的，所述第一阀腔内设有位于第一阀芯和第一阀座之间的第一弹簧，第一弹簧的两端分别接触于第一阀芯和第一阀座。

优选的，所述阀体上设有用于装设第二阀芯的第二阀腔、用于连通第二阀腔与第一阀腔的连通通道，第二阀腔的后端部固定有第二密封盖；所述第二阀芯的后端设有第二后凹腔，第二后凹腔内设有第二弹簧，第二弹簧的两端分别接触于第二阀芯和第二密封盖。

优选的，所述第二阀芯上设有用于连通第二阀腔前端与第二后凹腔的第二节流孔，第二阀芯的后端设有用于连通第二后凹腔与第二阀腔后端的通槽，阀体上设有用于连通第二阀腔后端与第三阀腔前端的第二导通孔。

优选的，所述电磁驱动机构包括固定于阀体上的套管、环绕套管设置的电磁线圈、设于套管内的柱塞和固定于套管后端的吸引子，第四阀芯固定于柱塞的前端，第四阀芯与柱塞之间设有前弹簧，柱塞后端与吸引子之间设有后弹簧。

采用上述技术方案后，本发明提供的三通电磁阀具有如下优点：

1、本发明提供的三通电磁阀，在阀体上设置了用于连通第三阀腔后端和第一流出口的第一导通孔。如此，在电磁驱动机构通电后，第四阀芯打开阀孔后端，第一阀芯前端的压力大于第一阀芯后端的压力，第一阀芯离开第一阀座，制冷剂从流入口进入后经第一阀座流向第一流出口，同时，部分流向第一流出口的制冷剂经第一导通孔后流向第三阀腔的后端，导致第三阀芯后端的压力大于第三阀芯前端的压力，第三阀芯在前后端压力差的作用下前移抵于第三阀座上，如此导致第二阀芯前端的压力与第二阀芯后端的压力达到平衡，第二阀芯在平衡的压力作用下前移抵于第二阀座上，制冷剂不会自第二流出口流出，实现制冷剂的单向导通。

本发明提供的三通电磁阀，各阀芯在前后端压力差的作用下实现移动，无需借助动作棒实现开闭的传导，有利于简化各阀芯的安装结构，有利于缩短各阀芯的组装耗时和降低生产成本。另外，由于各阀芯在前后端压力差的作用下实现移动，压力差越大越有利于驱动各阀芯移动，因此本发明在扩大各阀座上阀口口径的同时不会影响各阀芯的移动，有利于增大制冷剂在单位时间内流经各阀口的流量，进而有利于提高汽车空调系统的制冷效果和制热效果。

2、第三密封盖上设置通孔，用于连通第三阀腔后端和第一导通孔，使制冷剂能顺利的自第一导通孔流向第三阀腔后端或自第三阀腔后端流向第一导通孔，从而使第三阀芯顺利的实现前移关闭第三阀口或后移打开第三阀口的目的。

3、第三阀芯的后端固定连接端盖，第三弹簧设于第三密封盖和端盖之间，有利于提高第三弹簧的安装稳定性。

4、第三阀腔内设置由固定环和膜片构成的隔离件，膜片具有弹性且设于第三阀芯和端盖之间，膜片可以使第三阀腔的前端和后端彻底隔开，起到密封隔离的作用，且膜片在第三阀芯移动时可以适当的发生变形，能很好的满足使用要求。

5、隔离件通过螺母实现固定，隔离件的固定结构简单、有效，且螺母的固定效果好，能很好的满足隔离件的固定要求。

6、第一阀芯的后端设置第一后凹腔，第一阀芯上设置用于连通第一阀腔和第一后凹腔的第一节流孔，第一阀腔、第一节流孔和第一后凹腔形成一个连通的结构，通过第一节流孔便于使第一阀腔和第一后凹腔之间形成压差，从而实现第一阀芯根据压差自行实现打开或关闭第一阀口的目的。

7、第一阀腔内设置位于第一阀芯和第一阀座之间的第一弹簧，当自流入口流入的制冷剂压力较低时，第一弹簧具有辅助制冷剂使第一阀芯发生移动的作用，通过第一弹簧使第一阀芯及时开启，实现制冷剂的顺利流通。

8、第二阀芯的第二后凹腔内设置第二弹簧，第二弹簧和第二阀芯前后端的压力差共同作用于第二阀芯，从而实现第二阀口的开闭。

9、第二阀腔和第二后凹腔之间通过第二节流孔实现连通，通过第二节流孔使第二阀腔与第二后凹腔之间形成压差，从而实现第二阀芯根据压差自行实现打开或关闭第二阀口的目的。

10、第四阀芯设于柱塞的前端，第四阀芯与柱塞之间设置前弹簧，柱塞后端与吸引子之间设置后弹簧。电磁驱动机构通电后带动柱塞运动时，前弹簧和后弹簧均变形。断电后，前弹簧和后弹簧共同作用于柱塞，带动柱塞复位。

附图说明

图1为本发明实施例一三通电磁阀的剖视图；

图2为图1中沿A-A向的剖视图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为图1中C处的放大图；

图5为图1中D处的放大图。

图中，1-阀体，11-第一流出口，12-第二流出口，13-流入口，14-第一通道，15-第二通道，16-第三通道，17-连通通道，18-第一导通孔，19-第二导通孔，21-第一阀座，21a-第一阀口，22-第二阀座，22a-第二阀口，23-第三阀座，23a-第三阀口，24-第一阀腔，25-第二阀腔，25a-第二阀腔前端，25b-第二阀腔后端，26-第三阀腔，26a-台阶面，26b-第三阀腔前端，26c-第三阀腔后端，3-第一阀芯，31-阀孔，32-第一后凹腔，33-第四阀座，34-第一节流孔，35-第一密封盖，36-第一弹簧，37-第一密封件，4-第二阀芯，41-第二后凹腔，42-第二密封盖，43-第二弹簧，44-第二节流孔，45-通槽，46-第二密封件，5-第三阀芯，51-第三密封盖，52-第三弹簧，53-端盖，54-隔离件，541-固定环，542-膜片，55-螺母，56-第三密封件，57-通孔，61-套管，62-电磁线圈，63-柱塞，64-固定架，65-第四密封件，66-吸引子，67-前弹簧，68-后弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1、图2所示，本发明实施例一提供的三通电磁阀，包括阀体1和设于阀体上的电磁驱动机构。阀体1上设有流入口13、第一流出口11和第二流出口12，阀体在流入口13和第一流出口11之间设有第一阀座21，在流入口和第二流出口12之间设有第二阀座22，在第一流出口11和第二流出口12之间设有第三阀座23。第一阀座21上设有第一阀口21a，第二阀座22上设有第二阀口22a，第三阀座23上设有第三阀口23a。阀体1上还设有用于连通第一阀口21a和第一流出口11的第一通道14，用于连通第二阀口22a和第二流出口12的第二通道15，及用于连通第三阀口23a和第二流出口的第三通道16。

阀体1上设有用于开闭第一阀口21a的第一阀芯3、用于开闭第二阀口22a的第二阀芯4及用于开闭第三阀口23a的第三阀芯5，阀体1上设有用于装设第一阀芯3的第一阀腔24、用于装设第二阀芯2的第二阀腔25和用于装设第三阀芯的第三阀腔26，阀体上还设有用于连通第一阀腔24和第二阀腔25的连通通道17。

如图3所示，第一阀芯3轴向可活动安装于第一阀腔24内，第一阀芯的轴向设有贯穿第一阀芯的阀孔31。第一阀芯的后端开设有环形的第一后凹腔32，后端的中心处形成第四阀座33，阀孔的后端即为第四阀座上的阀口。第一阀芯3上设有用于连通第一阀腔24和第一后凹腔32的第一节流孔34，第一节流孔的轴向与阀孔的轴向一致。第一阀腔24的后端部固定有用于密封第一阀腔的第一密封盖35，第一阀芯3和第一阀座21之间设有用于辅助第一阀芯开启的第一弹簧36，第一弹簧的两端分别接触于第一阀芯3和第一阀座21，第一阀芯的前端部固定有与第一阀座配合且具有弹性的第一密封件37。

电磁驱动机构包括固定于阀体1外部的套管61、环绕套管设置的电磁线圈62、轴向可活动设于套管内的柱塞63，电磁线圈通过固定架64固定于阀体1上。柱塞的前端固定有用于开闭阀孔31的第四阀芯，第四阀芯的前端固定有与第四阀座33配合且具有弹性的第四密封件65。柱塞63前端与第四密封件65之间设有前弹簧67，套管61的后端固定有吸引子66，柱塞后端与吸引子之间设有后弹簧68。

本实施例中，第一密封盖35上设有供套管61和柱塞63装入的安装孔。第四阀芯与柱塞63设为一体，即柱塞的前端形成第四阀芯。

如图4所示，第二阀芯4轴向可活动装设于第二阀腔25内，第二阀芯的后端开设有内凹的第二后凹腔41。第二阀腔25的后端部固定有用于密封第二阀腔的第二密封盖42，第二后凹腔内设有第二弹簧43，第二弹簧的两端分别接触于第二密封盖42和第二后凹腔41的底壁。

第二阀芯4上设有用于连通第二阀腔前端25a和第二后凹腔41的第二节流孔44，第二节流孔的轴向与第二阀芯的轴向一致。第二阀芯4的后端部上开设有用于连通第二后凹腔41与第二阀腔后端25b的通槽45，第一阀芯的前端部固定有与第二阀座22配合且具有弹性的第二密封件46。第二阀腔前端25a指第二阀腔25介于第二阀座22和第二阀芯4之间的部分，第二阀腔后端25b指第二阀腔介于第二阀芯和第二密封盖42之间的部分。

如图5所示，第三阀芯5轴向可活动装设于第三阀腔26内，第三阀腔的后端部固定有用于密封第三阀腔的第三密封盖51。第三阀腔内设有第三弹簧52、固定于第三阀芯后端的端盖53、用于分隔第三阀腔的隔离件54及用于固定隔离件的螺母55，端盖通过紧固件固定连接于第三阀芯5的后端。第三弹簧52设于端盖53和第三密封盖51之间，第三弹簧的两端分别接触于端盖和第三密封盖。

隔离件54包括一体成型的固定环541和膜片542，膜片位于固定环轴向的一侧且具有弹性。第三阀腔26内设有一台阶面26a，螺母55固定于第三阀腔26内且将固定环541紧抵于台阶面26a上，第三阀芯5和端盖53位于螺母的前方，膜片542介于第三阀芯和端盖之间。膜片具有密封隔离作用，使第三阀腔前端26b和第三阀腔后端26c之间完全隔开。

本实施例中，第三阀芯5的前端部固定有与第三阀座23配合的第三密封件56。

阀体1上设有用于连通第三阀腔后端26c和第一流出口11的第一导通孔18，第三密封盖51上设有用于连通第一导通孔和第三阀腔后端的通孔57，阀体1上还设有用于连通第二阀腔后端25b和第三阀腔前端26b的第二导通孔19。本实施例中，第一导通孔18的口径小于第一流出口11的口径，第一流出口的直径约为第一导通孔直径的4～5倍。

电磁驱动机构未通电时，柱塞63将第四阀芯紧抵于第四阀座33上，进而使第一阀芯3紧抵于第一阀座21上，阀孔31后端和第一阀口21a均关闭，制冷剂从流入口13流向第二流出口12，具体动作过程如下：

制冷剂自流入口13流入，经第一阀腔24、连通通道17后至第二阀腔25；部分制冷剂自第二阀芯4上的第二节流孔44流向第二后凹腔41，然后该部分制冷剂经通槽45和第二导通孔19流向第三阀腔前端26b，如此第三阀腔前端26b的压力大于第三阀腔后端26c的压力，第三阀芯5在前、后端之间的压力差作用下克服第三弹簧52的弹力后移打开第三阀口23a，该部分制冷剂自第三阀口23a流出并经第三通道16后流向第二流出口12；第三阀芯5作为差压阀打开后，第二阀腔前端25a内的压力大于第二后凹腔41内的压力，第二阀芯4在前、后端之间的压力差作用下克服第二弹簧43的弹力后移打开第二阀口22a，制冷剂经第二阀口流出并经第二通道15流向第二流出口12。

电磁驱动机构通电后，制冷剂从流入口13流向第一流出口11，具体动作过程如下：

电磁驱动机构通电后，电磁线圈62工作并通过柱塞63带动第四密封件65后移，打开阀孔31的后端；自第一节流孔34流向第一后凹腔32的部分制冷剂经阀孔31流出，该部分制冷剂经第一通道14后流向第一流出口11，如此第一阀腔24内的压力大于第一后凹腔32内的压力，第一阀芯3在前、后端的压力差作用和第一弹簧36的共同作用下后移打开第一阀口21a，制冷剂经第一阀口21a流出并经第一通道14流向第一流出口11；流出第一通道14的部分制冷剂经第一导通孔18流向第三阀腔后端26c，第三阀腔后端26c的压力大于第三阀腔前端26b的压力或第三阀腔后端26c的压力与第三阀腔前端26b的压力达到平衡，第三阀芯5在前、后端的压力差作用和第三弹簧52的共同作用下前移关闭第三阀口23a；第三阀芯5关闭第三阀口23a后，部分经第二节流孔44流向第二阀腔后端25b，第二阀腔后端25b的压力与第二阀腔前端25a的压力保持平衡，第二阀芯4在第二弹簧43的作用下抵于第二阀座22上，关闭第二阀口22a，避免制冷剂流向第二流出口12。

本实施例提供的三通电磁阀，各阀芯在前后端压力差的作用下实现移动，无需借助动作棒实现开闭的传导，有利于简化各阀芯的安装结构，有利于缩短各阀芯的组装耗时和降低生产成本。

上述各部件的“前端”、“前端部”指各部件朝向相应阀座的一端或端部，上述各部件的“后端”、“后端部”指各部件远离相应阀座的一端或端部，上述各阀芯“前移”指各阀芯朝靠近相应阀座的方向移动，上述各阀芯“后移”指各阀芯朝远离相应阀座的方向移动。

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 (10)

1.一种三通电磁阀，包括阀体和设于阀体上的电磁驱动机构，阀体上设有流入口、第一流出口、第二流出口、位于流入口和第一流出口之间的第一阀座、位于流入口和第二流出口之间的第二阀座、位于第一流出口和第二流出口之间的第三阀座，阀体上设有与第一阀座匹配的第一阀芯、与第二阀座匹配的第二阀芯和与第三阀座匹配的第三阀芯，第一阀芯上设有阀孔，电磁驱动机构包括用于开闭阀孔后端的第四阀芯，阀体上设有用于装设第三阀芯的第三阀腔，其特征在于，所述阀体上设有用于连通第三阀腔后端和第一流出口的第一导通孔；所述电磁驱动机构通电时带动第四阀芯运动打开阀孔后端，第一阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下离开第一阀座，第三阀芯的前后两端存在压差并在压差作用下抵于第三阀座上，第二阀芯的前后两端压差平衡并抵于第二阀座上，流体自流入口流向第一流出口。

2.根据权利要求1所述的三通电磁阀，其特征在于，所述第三阀腔的后端部固定有第三密封盖，第三密封盖与第三阀芯之间设有第三弹簧，第三密封盖上设有用于连通第三阀腔后端和第一导通孔的通孔。

3.根据权利要求2所述的三通电磁阀，其特征在于，所述第三阀芯的后端固定连接有端盖，第三弹簧设于第三密封盖与端盖之间。

4.根据权利要求3所述的三通电磁阀，其特征在于，所述第三阀腔内设有用于分隔第三阀腔的隔离件，隔离件包括固定环和膜片，固定环为一体成型，膜片具有弹性且位于固定环的一侧，固定环固定于第三阀腔内且膜片设于第三阀芯和端盖之间。

5.根据权利要求4所述的三通电磁阀，其特征在于，所述三通电磁阀还包括用于固定隔离件的螺母，第三阀腔内设有台阶面，螺母设于第三阀腔内且将固定环经由膜片抵于台阶面上，端盖位于螺母的前方。

6.根据权利要求1-5任一项所述的三通电磁阀，其特征在于，所述阀体上设有用于装设第一阀芯的第一阀腔，第一阀腔的后端部固定有第一密封盖；所述第一阀芯的后端设有第一后凹腔，第一阀芯上设有用于连通第一阀腔和第一后凹腔的第一节流孔，第一阀座上设有第一阀口；所述电磁驱动机构通电时，第四阀芯运动打开阀孔后端，第一阀腔内的压力大于第一后凹腔内的压力，第一阀芯移动打开第一阀口。

7.根据权利要求6所述的三通电磁阀，其特征在于，所述第一阀腔内设有位于第一阀芯和第一阀座之间的第一弹簧，第一弹簧的两端分别接触于第一阀芯和第一阀座。

8.根据权利要求6所述的三通电磁阀，其特征在于，所述阀体上设有用于装设第二阀芯的第二阀腔、用于连通第二阀腔与第一阀腔的连通通道，第二阀腔的后端部固定有第二密封盖；所述第二阀芯的后端设有第二后凹腔，第二后凹腔内设有第二弹簧，第二弹簧的两端分别接触于第二阀芯和第二密封盖。

9.根据权利要求8所述的三通电磁阀，其特征在于，所述第二阀芯上设有用于连通第二阀腔前端与第二后凹腔的第二节流孔，第二阀芯的后端设有用于连通第二后凹腔与第二阀腔后端的通槽，阀体上设有用于连通第二阀腔后端与第三阀腔前端的第二导通孔。

10.根据权利要求1-5任一项所述的三通电磁阀，其特征在于，所述电磁驱动机构包括固定于阀体上的套管、环绕套管设置的电磁线圈、设于套管内的柱塞和固定于套管后端的吸引子，第四阀芯固定于柱塞的前端，第四阀芯与柱塞之间设有前弹簧，柱塞后端与吸引子之间设有后弹簧。

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