CN110030405B - 阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀装置，用于制冷系统，包括阀座部件，其具有一个与阀腔连通的进阀口和三个出阀口，三个所述出阀口均位于所述阀座部件的顶面；还包括由所述阀座部件的顶面支撑的阀块，所述阀块能够相对所述阀座部件转动，所述阀块具有绕其转动中心沿周向布置的封堵部和导通部；三个所述出阀口分布于以所述阀块的转动中心为圆心的两个直径不同的圆周；并配置成：所述阀块相对所述阀座部件转动的过程中，所述封堵部能够关闭所述出阀口，所述导通部能够打开所述出阀口，以使三个所述出阀口能够处于全开状态，或全关状态，或只一个所述出阀口开启的状态，或只两个所述出阀口开启的状态。该阀装置能够满足冰箱制冷系统的多种工作模式的需求。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及流体控制部件技术领域，特别是涉及一种阀装置。

背景技术

在制冷系统，比如冰箱制冷系统中，制冷剂流向的控制部件多采用电动切换阀形式，以便更精确可靠地控制制冷剂流向及流量。

为适应日常需求，目前冰箱多设置有冷藏区、冷冻区及变温区等，随着对冰箱性能要求的提高，出现了对冰箱多种工作模式的需求，比如能够让前述三个温区在短时间内同时降温等。而现有的电动切换阀无法满足冰箱制冷系统多样工作模式的需求。

因此，如何提供一种阀装置，能够满足制冷系统的多种工作模式的需求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种阀装置，用于冰箱制冷系统，包括阀座部件，其具有一个与阀腔连通的进阀口和三个出阀口，三个所述出阀口均位于所述阀座部件的顶面；

还包括由所述阀座部件的顶面支撑的阀块，所述阀块能够相对所述阀座部件转动，所述阀块具有绕其转动中心沿周向布置的封堵部和导通部；

三个所述出阀口分布于以所述阀块的转动中心为圆心的两个直径不同的圆周；

并配置成：所述阀块相对所述阀座部件转动的过程中，所述封堵部能够关闭所述出阀口，所述导通部能够打开所述出阀口，以使三个所述出阀口能够处于全开状态，或全关状态，或只一个所述出阀口开启的状态，或只两个所述出阀口开启的状态。

本发明提供的用于冰箱制冷系统的阀装置，在阀座部件上开设有三个出阀口，且三个出阀口均位于阀座部件的顶面，在阀块上设有绕其转动中心沿周向布置的封堵部和导通部，其中，阀座部件的三个出阀口分布于以阀块的转动中心为圆心的两个直径不同的圆周，也就是说，一个圆周布置两个出阀口，另一个圆周布置一个出阀口，阀块由阀座部件的顶面支撑，并配置成：阀块相对阀座部件转动的过程中，其封堵部和导通部能够使三个出阀口处于全开状态，或全关状态，或只一个出阀口开启的状态，或只两个出阀口开启的状态；如上设置后，将该阀装置设于冰箱制冷系统后，其三个出阀口可分别通过三个出口管与制冷系统的三个不同的温区连接，因阀块转动过程中，可使三个出阀口的开启或关闭处于不同的工作状态，相应地，冰箱制冷系统也具有不同的工作模式，能够满足冰箱制冷系统多样工作模式的需求。

三个所述出阀口中，第一出阀口和第二出阀口位于直径相对较小的内圆周，且两者间隔布置，第三出阀口位于直径相对较大的外圆周。

所述第三出阀口、所述第一出阀口和所述第二出阀口均位于不同的径向位置。

所述封堵部包括内圈封堵部和外圈封堵部，所述内圈封堵部用于关闭位于直径较小的内圆周的所述出阀口，所述外圈封堵部用于关闭位于直径较大的外圆周的所述出阀口。

所述内圈封堵部为数量为一个以上的内圈扇环面，所述外圈封堵部为数量为一个以上的外圈扇环面。

所述阀块包括阀块本体和沿所述阀块本体的底面轴向延伸的突出部，所述突出部包括数量为一个以上的呈扇环状的半径较大的外圈突出部和数量为一个以上的呈扇环状的半径较小的内圈突出部，所述外圈突出部的表面和所述内圈突出部的表面位于同一平面且与所述阀座部件的顶面贴合；所述外圈突出部的表面为所述外圈扇环面，所述内圈突出部的表面为所述内圈扇环面。

所述阀块本体的底面未设置所述突出部的区域形成所述导通部。

所述阀块与所述阀座部件还配置成：三个所述出阀口由一个启闭状态切换至相邻的另一个启闭状态，所述阀块的转动角度一致。

所述阀装置还包括用于驱动所述阀块转动的驱动部件，所述阀块固套于所述驱动部件的转轴。

所述转轴还插装于所述阀座部件，且两者间隙配合，以便所述转轴能够相对所述阀座部件转动。

附图说明

图1为本发明所提供阀装置一种具体实施例的剖面示意图；

图2为图1中所示阀装置未安装线圈及防护套的剖面示意图；

图3为具体实施例中阀装置的阀座部件的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为具体实施例中阀装置的阀块的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为具体实施例中阀座部件与出口管、止动件装配后的结构示意图；

图8a至图8f分别示出了具体实施例中阀装置的六种工作状态；

图9为具体实施例中冰箱制冷系统的结构示意图。

其中，图1至图9中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

驱动部件10，磁转子11，转轴12，线圈13；

阀座部件20，支承座21，阀座体22，进阀口221，第一出阀口222a，第二出阀口222b，第三出阀口222c，轴孔223，销孔224，止动销225，止动件226；

阀块30，阀块本体31，突出部32，内圈突出部321，第一外圈突出部322a，第二外圈突出部322b，导通部33，内圈导通部331，第一外圈导通部332a，第二外圈导通部332b，预紧弹簧34；

外壳40，进口管50，出口管60，第一出口管60a，第二出口管60b，第三出口管60c，护套70，阀腔S；

阀装置100，压缩机101，冷凝器102，干燥过滤器103，冷藏蒸发器104，冷藏毛细管141，变温蒸发器105，变温毛细管151，冷冻蒸发器106，冷冻毛细管161。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本文以阀装置应用于冰箱制冷系统为例进行介绍说明，可以理解，该阀装置也可用于其他制冷系统，其结构及原理基本一致，不再赘述。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供阀装置一种具体实施例的剖面示意图；图2为图1中所示阀装置未安装线圈及安装防护套的剖面示意图。

该实施例中，阀装置包括驱动部件10和阀座部件20；其中，阀座部件20具有一个进阀口221和三个出阀口，进阀口221与阀腔S连通，三个出阀口均位于阀座部件20的顶面；进阀口221与进口管50连通，三个出阀口分别与三个出口管60连通。

具体地，进口管50和各出口管60与阀座部件20可通过焊接的方式固定，为保护各管件的焊接部位，可以设置防护套70。

该阀装置还包括由阀座部件20的顶面支撑的阀块30，在驱动部件10的驱动下，该阀块30能够相对阀座部件20转动。

请一并参考图3至图6，图3为具体实施例中阀装置的阀座部件的结构示意图；图4为图3的俯视图；图5为具体实施例中阀装置的阀块的结构示意图；图6为图5的俯视图。

该阀块30具有绕其转动中心周向布置的封堵部和导通部33。

阀座部件20的三个出阀口分布于以阀块30的转动中心为圆心的两个直径不同的圆周，也就是说，其中一个出阀口分布在一个圆周，其余两个出阀口分布在另一个圆周。

阀块30与阀座部件20配置成：阀块30相对阀座部件20转动的过程中，阀块30的封堵部能够关闭出阀口，导通部33能够打开出阀口，以使三个出阀口能够处于全开状态，或者全关状态，或只一个出阀口开启的状态，或只两个出阀口开启的状态。

该实施例提供的阀装置设于冰箱制冷系统后，其与三个出阀口连接的三个出口管60可分别与冰箱制冷系统的三个温区连接，因三个出阀口分布在直径不同的两个圆周，阀块30上设置的用于关闭或打开出阀口的结构容易布置和实现，在阀块30相对阀座部件20转动的过程中，可使三个出阀口处于全开，或者全关，或者只一个开启，或者只两个开启的不同启闭状态，对应地，冰箱制冷系统具有不同的工作模式，满足了冰箱制冷系统多样化工作模式的需求。

为便于描述，下文将直径相对较小的圆周称之为内圆周，直径相对较大的圆周称之为外圆周；将三个出阀口分别称之为第一出阀口222a、第二出阀口222b和第三出阀口222c。

具体的方案中，如图3和图4所示，将第一出阀口222a和第二出阀口222b布置在内圆周，且两者间隔布置，将第三出阀口222c布置在外圆周。

更具体地，第三出阀口222c与第一出阀口222a和第二出阀口222b均位于不同的径向位置，这样，从周向看，三个出阀口错开布置，可以降低阀块30的封堵部和导通部33的布置难度，有利于降低设计成本和生产成本。

该实施例中，阀座部件20具体包括支撑部21和固设于其的阀座体22，两者一体设置；其中，进阀口221具体设于阀座体22的周部，三个出阀口均形成于阀座体22的顶面。

当然，支承座21和阀座体22分体设置也是可以的。

冷媒从进口管50流入后，经阀座部件20的进阀口221流入阀腔S，再通过处于开启状态的出阀口流出对应的出口管60。

具体的方案中，阀块30的封堵部包括用于关闭第一出阀口222a和第二出阀口222b的内圈封堵部，和用于关闭第三出阀口222c的外圈封堵部。

更具体地，内圈封堵部为一段以上的内圈扇环面，外圈封堵部也为一段以上的外圈扇环面。

显然，阀块30与阀座部件20装配后，第一出阀口222a和第二出阀口222b距阀块30转动中心的径向距离处于内圈扇环面的内圆半径和外圆半径之间，第三出阀口222c距阀块30转动中心的径向距离处于外圈扇环面的内圆半径和外圆半径之间。

参考图5和图6，需要说明的是，图5中所示的阀块30为其底面朝上的倒置视角。

具体的，阀块30包括阀块本体31和沿阀块本体31的底面轴向延伸的突出部32，其中，突出部32包括数量为一个以上的呈扇环状的半径较大的外圈突出部，和数量为一个以上的呈扇环状的半径较小的内圈突出部321，外圈突出部和内圈突出部321的表面位于同一平面，且与阀座部件20的顶面贴合；如上设置后，外圈突出部的表面即形成前述外圈扇环面，内圈突出部321的表面即形成前述内圈扇环面。

图示方案中，外圈突出部具体为两个，下面为描述方便称之为第一外圈突出部322a和第二外圈突出部322b，内圈突出部321具体为一个。

可以理解，内圈突出部和外圈突出部的具体数目、形状和排布等与三个出阀口的分布相关，实际中可根据具体需求来确定。

图示方案中，内圈突出部321与第一外圈突出部322a的位置可以有重合的部分，故在加工时可将两者加工为一体，以降低加工难度，为清楚区别，图6中以虚线圆分隔两者。

如上，在阀块本体31的底面设置突出部32后，阀块本体31底面未设置突出部32的区域即形成导通部33，具体为用于打开第一出阀口222a、第二出阀口222b的内圈导通部331，和用于打开第三出阀口222c的外圈导通部；可以理解，因外圈突出部设有两个，且两个周向分布，所以两个外圈突出部之间形成有两个外圈导通部，本文称之为第一外圈导通部332a和第二外圈导通部332b。

需要指出的是，图示方案中，将两个出阀口的位置设置于内圆周，一个出阀口的位置设置于外圆周，可以理解，也可将两个出阀口的位置设置于外圆周，一个出阀口的位置设置于内圆周，相应地改变阀块30的封堵部和导通部33的布局和设置。

参考图1和图2，具体的方案中，驱动部件10为电机，具体包括磁转子11、固插于磁转子11的转轴12及线圈部件13；其中，阀座部件20固设有外壳40，磁转子11及转轴12位于外壳40内部，线圈部件13外套于外壳40；转轴12的下端插装于阀块30，两者相对固定；工作时，通过线圈部件13驱动磁转子11和转轴12转动，从而带动阀块30相对阀座部件20转动。

阀块30与转轴12相对固定的方式有多种，比如使阀块30与转轴12的配合为过盈配合；或者在阀块30与磁转子11设置卡固结构，以相对固定阀块30和磁转子11。

具体地，为了防止阀块30转动过程中，其相对阀座部件20转动的转动中心不发生变化，转轴12的下端还插装于阀座部件20，以确保转轴12、阀座部件20及阀块30三者的同轴度。

具体地，阀座部件20上设有与转轴12配合的轴孔223，显然转轴12与轴孔223间隙配合，以便转轴12能够相对于阀座部件转动。

请一并参考图7，图7为具体实施例中阀座部件与出口管、止动件装配后的结构示意图。

该阀装置还包括止动部件，用以限定阀块30与阀座部件20的初始相对位置，便于产品的调试和应用时基准的确定。

阀座部件20的支承座21还设有销孔224，该销孔224内插装有止动销225，止动销225固套有止动件226，驱动部件10的磁转子11设有与止动件226配合的止动结构。

磁转子11转动时，其止动件226随之转动，可与固设于支承座21的止动件226的两侧相抵，可以理解，比如，初始状态下，磁转子11的止动结构与止动件226的一侧相抵接，转动过程中，止动结构脱离止动件226，当转动至止动结构与止动件226的另一侧相抵时，可认为阀块30已相对阀座部件20转动了一圈，在该转动过程中，三个出阀口的启闭状态依次改变。

具体地，止动件226可以为弹性件，比如橡胶块，这样，止动结构与其抵靠时具有弹性缓冲，避免长期运行后造成磨损导致位置配置不精确。

下面以本发明所提供阀装置在冰箱制冷系统中的具体应用来说明该阀装置与冰箱制冷系统工作模式的对应关系；请参考图8a-8f和图9，图8a-8f分别示出了阀装置的六种工作状态；图9为具体实施例中冰箱制冷系统的结构示意图。

该实施例中，冰箱制冷系统包括上述结构的阀装置100、压缩机101，冷凝器102，干燥过滤器103，冷藏蒸发器104，冷藏毛细管141，变温蒸发器105，变温毛细管151，冷冻蒸发器106和冷冻毛细管161。

其中，冷凝器102的入口与压缩机101的出口相连，冷凝器102的出口与干燥过滤器103的入口相连，干燥过滤器103的出口与阀装置100的进口管50相连；阀装置100的第一出阀口222a、第二出阀口222b和第三出阀口222c分别通过对应的第一出口管60a、第二出口管60b、第三出口管60c与冷冻毛细管161、变温毛细管151和冷藏毛细管141相连；冷藏蒸发器104的出口与冷冻蒸发器106的进口相连，变温蒸发器105的出口与冷冻蒸发器106的进口相连。冰箱制冷系统的各部件的连接及配合关系可参考图9理解。

参考图8a，初始状态点，即0脉冲位置：第一出阀口222a与内圈导通部331的位置对应，第一出阀口222a处于开启状态，第二出阀口222b与内圈突出部321位置对应，第二出阀口221b处于关闭状态，第三出阀口222c与第一外圈突出部322a位置对应，第三出阀口222c也处于关闭状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为一路制冷：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第一出口管60a→冷冻蒸发器106→压缩机101；冷冻室处于制冷状态。

参考图8b，12脉冲位置，第二工作状态：第一出阀口222a与第二出阀口222b均与内圈突出部321位置对应，第一出阀口222a与第二出阀口222b处于关闭状态，第三出阀口222c与第一外圈突出部322a位置对应，第三出阀口222c也处于关闭状态，也就是说，三个出阀口均处于关闭状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→三个出阀口全关，压缩机101处于保压状态。

参考图8c，24脉冲位置，第三工作状态：第一出阀口222a与第二出阀口222b均与内圈突出部321位置对应，第一出阀口222a与第二出阀口222b处于关闭状态，第三出阀口222c与第二外圈导通部332b位置对应，第三出阀口222c处于开启状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为一路制冷：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第三出口管60c→冷藏蒸发器104→冷冻蒸发器106→压缩机101；冷藏室和冷冻室处于制冷状态。

参考图8d，36脉冲位置，第四工作状态：第一出阀口222a与内圈突出部321位置对应，第一出阀口222a处于关闭状态，第二出阀口222b与内圈导通部331位置对应，第二出阀口222b处于开启状态，第三出阀口222c与第二外圈突出部322b位置对应，第三出阀口222c处于关闭状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为一路制冷：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第二出口管60b→变温蒸发器105→冷冻蒸发器106→压缩机101；变温室和冷冻室处于制冷状态。

参考图8e，48脉冲位置，第五工作状态：第一出阀口222a和第二出阀口222b均与内圈导通部331位置对应，第一出阀口222a和第二出阀口222b处于开启状态，第三出阀口222c与第二外圈突出部322b位置对应，第三出阀口222c处于关闭状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为两路制冷：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第一出口管60a→冷冻蒸发器106→压缩机101；和

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第二出口管60b→变温蒸发器105→冷冻蒸发器106→压缩机101；

变温室和冷冻室同时制冷。

参考图8f，60脉冲位置，第六工作状态：第一出阀口222a和第二出阀口222b均与内圈导通部331位置对应，第一出阀口222a和第二出阀口222b处于开启状态，第三出阀口222c与第一外圈导通部332a位置对应，第三出阀口222c也处于开启状态，也就是说，三个出阀口均处于开启状态。

此状态下，冰箱制冷系统内冷媒的流通路径为三路制冷：

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第一出口管60a→冷冻蒸发器106→压缩机101；和

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第二出口管60b→变温蒸发器105→冷冻蒸发器106→压缩机101；和

压缩机101→冷凝器102→干燥过滤器103→阀装置100→第三出口管60c→冷藏蒸发器104→冷冻蒸发器106→压缩机101；

冷藏室、变温室和冷冻室同时制冷。

需要指出的是，因冷冻室的制冷需求大，故该冰箱制冷系统的结构设计使得除去保压状态，每个制冷路径中制冷剂最终都会流经冷冻蒸发器106，实际中也可根据需要进行调整。

以上仅是示例性地说明本发明提供的阀装置在冰箱制冷系统中的一种具体应用，实际中，阀装置的三个出口管与各温区的连接方式可变，各工作状态的顺序切换位置可调，并不局限于上述所述。

还需要指出的是，上述实施例中，三个出阀口的启闭状态中，通过配置仅使第一出阀口222a和第二出阀口222b两者能同时处于开启状态，通常来说，这样设置即可满足实际使用需求，但是若实际需求较多时，也可通过配置使三个出阀口中任意两者均能够同时处于开启状态，此时阀块30和阀座部件20的结构配置与前述原理一致，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的阀装置进行了详细介绍。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方法及其核心思想。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 (10)

1.阀装置，用于制冷系统，其特征在于，包括阀座部件(20)，其具有一个与阀腔(S)连通的进阀口(221)和三个出阀口，三个所述出阀口均位于所述阀座部件(20)的顶面；

还包括由所述阀座部件(20)的顶面支撑的阀块(30)，所述阀块(30)能够相对所述阀座部件(20)转动，所述阀块(30)具有绕其转动中心沿周向布置的封堵部和导通部(33)；

三个所述出阀口分布于以所述阀块(30)的转动中心为圆心的两个直径不同的圆周；

并配置成：所述阀块(30)相对所述阀座部件(20)转动的过程中，所述封堵部能够关闭所述出阀口，所述导通部(33)能够打开所述出阀口，以使三个所述出阀口能够处于全开状态，或全关状态，或只一个所述出阀口开启的状态，或只两个所述出阀口开启的状态；

其中，所述出阀口处于开启状态指所述出阀口与所述阀腔(S)连通。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，三个所述出阀口中，第一出阀口(222a)和第二出阀口(222b)位于直径相对较小的内圆周，且两者间隔布置，第三出阀口(222c)位于直径相对较大的外圆周。

3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述第三出阀口(222c)、所述第一出阀口(222a)和所述第二出阀口(222b)均位于不同的径向位置。

4.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述封堵部包括内圈封堵部和外圈封堵部，所述内圈封堵部用于关闭位于直径较小的内圆周的所述出阀口，所述外圈封堵部用于关闭位于直径较大的外圆周的所述出阀口。

5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，所述内圈封堵部为数量为一个以上的内圈扇环面，所述外圈封堵部为数量为一个以上的外圈扇环面。

6.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于，所述阀块(30)包括阀块本体(31)和沿所述阀块本体(31)的底面轴向延伸的突出部(32)，所述突出部(32)包括数量为一个以上的呈扇环状的半径较大的外圈突出部和数量为一个以上的呈扇环状的半径较小的内圈突出部(321)，所述外圈突出部的表面和所述内圈突出部(321)的表面位于同一平面且与所述阀座部件(20)的顶面贴合；所述外圈突出部的表面为所述外圈扇环面，所述内圈突出部(321)的表面为所述内圈扇环面。

7.根据权利要求6所述的阀装置，其特征在于，所述阀块本体(31)的底面未设置所述突出部(32)的区域形成所述导通部(33)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀块(30)与所述阀座部件(20)还配置成：三个所述出阀口由一个启闭状态切换至相邻的另一个启闭状态，所述阀块(30)的转动角度一致。

9.根据权利要求1-7任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀装置还包括用于驱动所述阀块(30)转动的驱动部件(10)，所述阀块(30)固套于所述驱动部件(10)的转轴(12)。

10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于，所述转轴(12)还插装于所述阀座部件(20)，且两者间隙配合，以便所述转轴(12)能够相对所述阀座部件(20)转动。

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