CN109404573A - 一种新能源车用塑料单向水阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源车用塑料单向水阀，包括塑料阀体、以及阀芯。阀芯固定于塑料阀体的内部。阀芯包括金属阀座、金属衬套、钢球、弹簧。金属阀座包括前阀筒、后阀筒，后阀筒的筒径小于前阀筒的筒径，后阀筒的左端焊接于前阀筒的右端，且后阀筒与前阀筒连通，后阀筒内壁的右端固定有抵环。弹簧水平设置于后阀筒的内部。金属衬套螺纹固定于前阀筒的内壁。金属衬套的右侧壁上开设有阀座孔。钢球位于后阀筒内。本单向水阀结构简单、重量小、体积小、成本低，通过阀芯内的钢球、金属衬套以弹簧的配合，可以实现对冷冻液的单向输送，钢球以及金属衬套相互配合可以有效地阻止液体回流。同时本装置与其他组件连接的紧密性好，增强管路系统的安全。

Description

一种新能源车用塑料单向水阀

技术领域

本发明涉及排水装置领域，更具体的，涉及一种新能源车用塑料单向水阀。

背景技术

在新能源整车热管理系统或其空调系统的冷冻液回路中，常常带采用车用带伺服电机的两通塑料水阀来替代单向水阀(如图3所示)，也有的会采用工业用的不锈钢单向水阀或者是工业用的铜质单向水阀来进行替代。但是当使用带伺服电机的连通塑料水阀时，由于需要驱动伺服电机才能实现控制功能，因此需要增加外部的控制装置。这样一来不仅使得系统整体设计变得复杂，提高成本，不利于汽车轻量化生产设计的要求，同时伺服电机不耐反向流动的冷冻液的压力脉冲，很容会出现止回流失效。而使用工业用的不锈钢单向水阀以及工业用的铜质单向水阀时，会增加系统重量，增加成本，同时管路之间的连接密封性不强，容易出现泄漏。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的问题在于提出一种新能源车用塑料单向水阀，其体积小，重量轻，且结构简单，装配容易，成本低，同时其可以自我调节单向流通，无需进行外部控制，避免管路堵塞，大大增加了冷冻液回路的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种新能源车用塑料单向水阀，包括塑料阀体、以及阀芯。所述阀芯固定于所述塑料阀体的内部。所述阀芯包括金属阀座、金属衬套、钢球、弹簧。所述金属阀座包括前阀筒、后阀筒，所述后阀筒的筒径小于所述前阀筒的筒径，所述后阀筒的左端焊接于所述前阀筒的右端，且所述后阀筒与所述前阀筒连通，所述后阀的右端端部固定有抵环。所述弹簧水平设置于所述后阀筒的内部，且所述弹簧的右端抵于所述抵环上。所述金属衬套螺纹固定于所述前阀筒的内壁。所述金属衬套的右侧壁上开设有阀座孔。所述钢球部分位于所述后阀筒内，所述钢球部分位于所述前阀筒内，所述钢球的左侧与抵于所述阀座孔上，所述钢球的右侧抵于所述弹簧的左端。

在本发明较佳地技术方案中，所述新能源车用塑料单向水阀还包括流向标识。所述流向标识固定于所述塑料阀体的外壁。所述流向标识的方向与所述前阀筒到所述后阀筒的方向一致。

在本发明较佳地技术方案中，所述阀座孔的孔口具有球面弧度，且弧度的曲率与所述钢球左端的曲率一致。

在本发明较佳地技术方案中，所述后阀筒的内壁设有用于限制弹簧移位的凸块。

在本发明较佳地技术方案中，所述塑料阀体两端端部上均固定有具有一定锥度的墩头。

在本发明较佳地技术方案中，所述前阀筒采用预埋的方式与所述塑料阀体注塑连为一体。

在本发明较佳地技术方案中，所述前阀筒的外壁与所述塑料阀体的内壁螺纹配合。

在本发明较佳地技术方案中，且所述弹簧的外径配置为2.5mm～12mm，所述钢球的外径配置为3mm～10mm。

在本发明较佳地技术方案中，所述塑料阀体由聚酰胺、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯中的任意一种制成。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种新能源车用塑料单向水阀，结构简单、重量小、体积小、成本低，通过阀芯内的钢球、金属衬套以弹簧的配合，可以实现对冷冻液的单向输送，钢球以及金属衬套相互配合可以有效地阻止液体回流。同时本装置与其他组件连接的紧密性好，增强管路系统的安全。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的新能源车用塑料单向水阀的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的新能源车用塑料单向水阀的内部结构剖视图；

图3是本发明具体实施方式提供带车用带伺服电机的两通塑料水阀。

图中：

1、塑料阀体，2、前阀筒，21、后阀筒，22、抵环，23、凸块，3、金属衬套，31、阀座孔，4、钢球，5、弹簧，6、墩头，7、流向标识。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，实施例中提供了一种新能源车用塑料单向水阀，包括塑料阀体1、以及阀芯。塑料阀体1配置为一个圆筒，阀芯焊接于塑料阀体1的内中部。阀芯包括金属阀座、金属衬套3、钢球4、弹簧5。金属阀座包括前阀筒2、后阀筒21，后阀筒21的筒径小于前阀筒2的筒径，后阀筒21的左端焊接于前阀筒2的右端，且后阀筒21与前阀筒2连通，后阀筒21内壁的右端端部固定有抵环22。弹簧5水平设置于后阀筒21的内部，且弹簧5的右端抵于抵环22上。金属衬套3螺纹固定于前阀筒2的内壁。金属衬套3的右侧壁上开设有阀座孔31。钢球4部分位于后阀筒21内，钢球4部分位于前阀筒2内，钢球4的左侧与抵于阀座孔31上，钢球4的右侧抵于弹簧5的左端。金属阀座可以采用冲压成型，或者采用焊接的方式将前阀筒2与后阀筒21连接起来。在前阀筒2的内部加工有内螺纹，同时后阀筒21内壁的最右端焊接上抵环22。在组装阀芯时，先将弹簧5水平从前阀筒2左端的开口放入，直到弹簧5的最右端抵压在抵环22上。接着将钢球4也从前阀筒2的左端口放入，直到钢球4抵压到弹簧5的左端上。金属衬套3的外壁加工有外螺纹。外螺纹与前阀筒2的内螺纹螺纹配合，因此可以将金属衬套3旋入到前阀筒2内部，由于金属衬套3的右侧开设有阀座孔31。因此在金属衬套3旋入前阀筒2内时，会由于其位置不断地往右移，最终阀座孔31最终也会抵压到钢球4上。这时钢球4由于左右受压，就会被固定住。还可以通过旋动金属衬套3左右移动，调整钢球4与弹簧5之间的松紧。可以通过实际应用中流过水阀的水流强度来调整弹簧5的抵压钢球4的松紧，在水流比较强的情况下，可以将弹簧5压得紧一点，水流较弱的情况下反之。这样就把阀芯组装好了，然后将阀芯固定到塑料阀体1的内部，就组装完成了单向水阀。塑料阀体1靠近前阀筒2的一端为输入端，靠近后阀筒21的一端为输出端，接到热管理系统或其空调系统的冷冻液回路中。冷冻液从塑料阀体1的输入端进入，流入到金属衬套3内，此时源源不断的冷冻液就会从金属衬套3的阀座孔31处冲向钢球4。钢球4受到冷冻液的推力，压迫弹簧5往右压缩。此时钢球4与阀座孔31之间就从初始的接触装置变为分离状态，冷冻液就可以从两者之间的空间流入到后阀筒21内，进而从后阀筒21流出，再从塑料阀体1的输出端流出。如果冷冻液发生逆流时，钢球4由于不受或受到较少从阀座孔31提供的冷却液推力时，就会收到弹簧5的推力往左压紧阀座孔31。同时钢球4还受到逆流的冷冻液的压力，与阀座孔31贴合的更加紧密，密封性更强，实现限制冷冻液逆流的功能。如图3所示，为现有技术中常用的车用带伺服电机的连通塑料水阀，这种两通水阀，通过外部控制伺服电机是否动作来决定水阀的通断。当其需要连通时就控制伺服电机打开，当其需要关闭阻止冷冻液逆流时，就控制伺服电机关闭通道，从而实现单向流动，逆流阻断的功能。相对于这种车用带伺服电机的连通塑料水阀来说，本实施例提供的水阀的结构简单，组装方便，体积小，不需要通过为外部电机即可以实现单向流动，逆流阻断的功能，同时实施例提供的水阀不管是维修还是建生产成本都比较低。

为了方便辨别单向水阀的流向，进一步的，新能源车用塑料单向水阀还包括流向标识7。流向标识7固定于塑料阀体1的外壁。流向标识7的方向与前阀筒2到后阀筒21的方向一致。冷却液在水阀内部从前阀筒2流到后阀筒21最后输出，因此流向标识7的方向设置与该方向一直，工作人员可以方便地根据流向标识7来安装水阀。

为了使得钢球4与阀座孔31紧密贴合，进一步的，阀座孔31的孔口具有球面弧度，且弧度的曲率与钢球4左端的曲率一致。阀座孔31上球面弧度可以使得钢球4被压到阀座孔31上时，钢球4与阀座孔31紧密连接，密封效果更好，止逆流效果更佳。

为了防止弹簧5移位，进一步的，后阀筒21的内壁设有用于限制弹簧5移位的凸块23。这个凸块23设置在后阀筒21的中部附近，这样可以比较平衡地压铸弹簧5，防止弹簧5发生位置偏移，既设置的凸块23将弹簧5压住，由于后阀筒21的内筒径设置得比弹簧5的筒径大，如果不设置凸块23的话，弹簧5在工作的过程中有可能会带着钢球4发生移位。如果钢球4发生移位的话，在止逆流时很有可能就会与阀座孔31对位发生误差，影响其之间的紧密性。

为了方便水阀与热管理系统或其空调系统的冷冻液回路的其他管道连接，进一步的，塑料阀体1两端端部上均固定有具有一定锥度的墩头6，其中这个锥度不作具体的要求，只要其能够方便旋入其他管道即可。具有锥度的墩头6可以使得水阀比较容易插入到其他管道中，并且由于墩头6的锥度设置的是斜向插入的方向，水阀一旦插入到管道内不易掉出，紧密性好。

在本发明的其中一个实施例中，为了使得水阀的整体性强，进一步的，前阀筒2采用预埋的方式与塑料阀体1注塑连为一体。阀芯组装好了之后，可以将阀芯进行预埋设置，阀芯中的前阀筒2部分与注塑磨具接触并且定好位，作为预埋件。然后往注塑模组注塑，制作塑料阀体1，塑料阀体1成型后，阀芯就会嵌入到其内壁中。这样做使得水阀的整体性较强，阀芯与塑料阀体1的密封性强，但是拆分阀芯进行维修维护时没有那么方便。

在本发明的另一个实施例中，为了使得水阀拆修方便，进一步的，前阀筒2的外壁与塑料阀体1的内壁螺纹配合。在前阀筒2的外壁预先加工上外螺旋，同时在塑料阀体1内壁合适的位置上加工内螺旋，在阀芯组装完成后，就可以把阀芯的前阀筒2部分用工具夹持着伸入到塑料阀体1的内部，旋转两者，使其螺纹配合旋紧。这种方法由于芯体与塑料阀体1之间是通过螺纹旋紧的，因此两者之间没有一体注塑成型那么紧密，但是阀芯却可以很方便地拆卸与安装。这种安装方式与上述的注塑一体成型方式均可根据实际使用的需要来选择，两种制作安装方式对于本水阀的止逆流效果并无太大的影响。

为了稳固地固定住钢球4，进一步的，钢球4的外径大于弹簧5的外径。且弹簧5的外径配置为2.5～12mm，钢球4的外径配置为3～10mm。钢球4的外径需要设置得比弹簧5大才可以被抵压住，否则钢球4就会缩到弹簧5内部，达不到止回流的效果。

为了使得水阀坚实耐用，进一步的，塑料阀体1由聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)中的一种制成。聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，耐油，耐弱酸；聚甲醛(POM)具高机械强度和刚性、最高的疲劳强度、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳；苯乙烯共聚物(ABS)具有高强度，低重量的特点；聚丙烯(PP)相对密度小、良好的力学性能、具有较高的耐热性、化学性能好。因此采用这些材料制作塑料阀体1可以满足坚实耐用的需要。同时金属阀座、金属衬套3、钢球4可以采用不锈钢、铁质、铝材、铜材等材料制作，弹簧5可采用铁或不锈钢制作。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：包括塑料阀体(1)、以及阀芯；

所述阀芯固定于所述塑料阀体(1)的内部；

所述阀芯包括金属阀座、金属衬套(3)、钢球(4)、以及弹簧(5)；

所述金属阀座包括前阀筒(2)、后阀筒(21)，所述后阀筒(21)的筒径小于所述前阀筒(2)的筒径，所述后阀筒(21)的左端焊接于所述前阀筒(2)的右端，且所述后阀筒(21)与所述前阀筒(2)连通，所述后阀筒(21)的右端端部固定有抵环(22)；

所述弹簧(5)水平设置于所述后阀筒(21)的内部，且所述弹簧(5)的右端抵于所述抵环(22)上；

所述金属衬套(3)螺纹固定于所述前阀筒(2)的内壁；

所述金属衬套(3)的右侧壁上开设有阀座孔(31)；

所述钢球(4)部分位于所述后阀筒(21)内，所述钢球(4)部分位于所述前阀筒(2)内，所述钢球(4)的左侧抵于所述阀座孔(31)上，所述钢球(4)的右侧抵于所述弹簧(5)的左端。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

还包括流向标识(7)；

所述流向标识(7)固定于所述塑料阀体(1)的外壁；

所述流向标识(7)的方向与所述前阀筒(2)到所述后阀筒(21)的方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述阀座孔(31)的孔口具有球面弧度，且弧度的曲率与所述钢球(4)左端的曲率一致。

4.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述后阀筒(21)的内壁设有用于限制弹簧(5)移位的凸块(23)。

5.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述塑料阀体(1)两端端部上均固定有具有锥度的墩头(6)。

6.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述前阀筒(2)采用预埋的方式与所述塑料阀体(1)注塑连为一体。

7.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述前阀筒(2)的外壁与所述塑料阀体(1)的内壁螺纹配合。

8.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述弹簧(5)的外径配置为2.5mm～12mm，所述钢球(4)的外径配置为3mm～10mm。

9.根据权利要求1所述的一种新能源车用塑料单向水阀，其特征在于：

所述塑料阀体(1)由聚酰胺、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯中的任意一种制成。