CN110360343B - 四通阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀结构领域，旨在解决现有技术中的四通阀结构复杂不便控制的问题，提供一种四通阀，其包括阀体和导流罩。阀体具有阀腔以及通道口。导流罩包括芯柱和连接于芯柱侧面的导流部，导流部具有一外弧面，外弧面与阀腔的内周面密封贴合；导流罩内开设有导流通道，导流通道的两端开口均位于外弧面上，并且两个开口在外弧面的周向彼此间隔；外弧面设置为能够同时覆盖两个相邻的通道口而不覆盖另外两个通道口，未被覆盖的两个通道口通过导流罩未占据的阀腔的部分腔室连通，被覆盖的两个通道口分别对应导流通道的两端开口，并通过导流通道连通。本发明的有益效果是在保持良好密封和流道控制的基础上，结构简单，装配难度低。

Description

四通阀

技术领域

本发明涉及阀结构领域，具体而言，涉及四通阀。

背景技术

四通阀为具有四个通口的阀件，其可控制各通口的连通方式。现有技术中的四通阀，为实现密封，会在阀芯的密封面上设置辅助密封的如密封圈等结构来实现和阀体的配合密封，这将提高阀芯转动所需的驱动力，且存在不便装配的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种四通阀，以解决现有技术中的阀件装配不便的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种四通阀，其包括阀体和导流罩。其中，阀体具有阀腔以及连通阀腔的四个沿阀腔的周向分布的通道口。导流罩包括芯柱和连接于芯柱侧面的导流部，导流部具有一外弧面，外弧面与阀腔的内周面密封贴合；导流罩内开设有导流通道，导流通道的两端开口均位于外弧面上，并且两个开口在外弧面的周向彼此间隔；外弧面设置为能够同时覆盖两个相邻的通道口而不覆盖另外两个通道口，未被覆盖的两个通道口通过导流罩未占据的阀腔的部分腔室连通，被覆盖的两个通道口分别对应导流通道的两端开口，并通过导流通道连通。

使用时，使外力控制导流罩的转动和停止位置，是的导流罩封闭一些通道口，导通另一些通道口，从而实现流道的控制。

本方案中，通过导流罩的外弧面与阀腔内壁配合形成密封，以及在导流罩上开设导流通道的方式实现流道的控制，具有结构简单，装配难度低的有益效果。

在一种实施方案中，四通阀还包括定心轴和弹性件；定心轴其沿轴向设置于阀腔的中间；芯柱开设有沿轴向的定心孔，并通过定心孔可转动地套入在定心轴上；定心孔的截面大于定心轴，以使定心孔和定心轴之间存在径向间隙；弹性件设置于径向间隙内，并弹性地支撑于定心轴和导流罩之间，以向导流罩施加沿径向向外的弹性力。

基于本方案中的四通阀的结构设置，弹性件弹性地对导流罩施加沿径向向外的弹性力，能够进一步地提高导流罩和阀腔之间的接触密封性，而且即使在导流罩或阀腔出现磨损后，导流罩可以向阀腔内壁方向前进补偿，即仍然能保持紧密贴合，形成良好密封。此外，由于径向间隙的存在，在阀腔内部存在介质液压力时，介质压力也能进一步地将导流罩压紧在阀腔内壁上，进一步提高接触密封性。

在一种实施方案中，定心孔为具有半圆柱面的长孔，且定心孔的径向长度大于定心轴的直径，以使定心轴一侧紧贴定心孔的半圆柱面一侧时，定心轴的另一侧和定心孔的另一侧之间存在径向间隙。可选地，定心孔为扁方孔，即由半圆柱孔和矩形孔组合而成的孔。基于该形状的定心孔，可在预留容置弹性件的径向间隙的基础上，很好地保持定心孔和定心轴的转动配合。

在一种实施方案中，导流部的外轮廓为半圆柱形，其包括半圆柱面形的外弧面和通过半圆柱形的中轴的内表面；导流通道为沿垂直于半圆柱形的轴线的方向贯通导流部的孔道。

在一种实施方案中，阀体包括具备阀腔的阀壳以及可拆卸地连接于阀壳并盖合阀腔的阀盖。

在一种实施方案中，四通阀还包括驱动杆，驱动杆可转动地配合于阀盖；驱动杆的下端穿过阀盖进入阀腔内并传动连接导流罩。

在一种实施方案中，弹性件为弹性簧片，弹性簧片为弯曲的条形片状结构；弹性簧片的两端弯向同一侧，中间呈弧形地弯向另一侧，以在两侧之间存储弹性势能。

在一种实施方案中，四通阀还包括驱动杆，驱动杆沿阀腔的轴线可转动地配合于阀腔的顶壁和底壁，且驱动杆的下部作为穿过导流罩的定心孔的定心轴；驱动杆的上端位于阀体之外，用于连接外部结构。

在一种实施方案中，定心轴为一圆柱形杆件，定心轴通过其下端固定于阀腔的底壁上。

在一种实施方案中，四个通道口呈十字型彼此间隔90°的圆周分布，且任意一个通道口在圆柱形的阀腔上占据的最大中心角A取值范围在30-75°之间，在阀腔的全圆周上同时具备设置有通道口的弧段和未设置有通道口的弧段；导流部的外弧面对应阀腔的中心角B的取值大于A+90°且小于270°-A。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中的四通阀的结构示意图；

图2为本发明实施例中的四通阀的三维展开视图；

图3为本发明实施例中的阀壳的结构示意图；

图4为本发明实施例中的阀盖的结构示意图；

图5为本发明实施例中的导流罩的第一视角视图；

图6为本发明实施例中的导流罩的第二视角视图；

图7为导流罩处于其一种导流位置的示意图；

图8为导流罩处于其另一种导流位置的示意图。

图标：10-四通阀；11-阀体；12-导流罩；13-芯柱和；14-导流部；15-外弧面；16-导流通道；17-定心轴；18-弹性件；19-定心孔；20-径向间隙；21-内表面；22-螺钉；23-阀壳；24-阀盖；25-通道口；26-阀腔；27-密封圈；28-凸环；29-管卡；30-驱动杆；31-扁圆孔；32-下端；33-油封件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是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或元件必须具有特定的方位、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。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

配合参见图1和图2，本实施例提供一种四通阀10，其包括阀体11和导流罩12。

其中，阀体11具有阀腔26以及连通阀腔26的四个沿阀腔26的周向分布的通道口25。导流罩12包括芯柱13和连接于芯柱13侧面的导流部14，导流部14具有一外弧面15，外弧面15与阀腔26的内周面密封贴合；导流罩12内开设有导流通道16，导流通道16的两端开口均位于外弧面15上，并且两个开口在外弧面15的周向彼此间隔；外弧面15设置为能够同时覆盖两个相邻的通道口25而不覆盖另外两个通道口25，未被覆盖的两个通道口25通过导流罩12未占据的阀腔26的部分腔室连通，被覆盖的两个通道口25分别对应导流通道16的两端开口，并通过导流通道16连通。

使用时，使外力控制导流罩12的转动和停止位置，是的导流罩12封闭一些通道口25，导通另一些通道口25，从而实现流道的控制。

本方案中，通过导流罩12的外弧面15与阀腔26内壁配合形成密封，以及在导流罩12上开设导流通道16的方式实现流道的控制，具有结构简单，装配难度低的有益效果。

在一种实施方案中，在具备前述结构的基础上，四通阀10还包括定心轴17和弹性件18；定心轴17沿轴向设置于阀腔26的中间；具体地，可设置四通阀10的阀腔26为如圆柱面等环面，定心轴17设置于该环面的中轴线处。芯柱13开设有沿轴向的定心孔19，并通过定心孔19可转动地套入在定心轴17上；定心孔19的截面大于定心轴17，以使定心孔19和定心轴17之间存在径向间隙20；弹性件18设置于径向间隙20内，并弹性地支撑于定心轴17和导流罩12之间，以向导流罩12施加沿径向向外的弹性力。

本方案中的弹性件18可以插入导流罩12与定心轴17之间的径向间隙20，且呈被压缩状态，即同时提供扩张力，将导流罩12推向阀腔26内壁，使其持续保持紧密贴合。在导流罩12背部压力大于内腔压力时，由压差产生和弹性件18预紧共同形成的推力将导流罩12的外弧面15与阀腔26的内壁压紧。当导流罩12内腔压力大于背部压力时，由弹性件18预紧力减去压力差产生的反向推力后，综合剩余力将导流罩12的外弧面15与阀腔26内壁压紧。

基于本方案中的四通阀10的结构设置，弹性件18弹性地对导流罩12施加沿径向向外的弹性力，能够进一步地提高导流罩12和阀腔26之间的接触密封性，而且即使在导流罩12或阀腔26出现磨损后，导流罩12可以向阀腔26内壁方向前进补偿，即仍然能保持紧密贴合，形成良好密封。此外，由于径向间隙20的存在，在阀腔26内部存在介质液压力时，介质压力也能进一步地将导流罩12压紧在阀腔26内壁上，进一步提高接触密封性。

在本方案中，配合参见图3和7，定心孔19为具有半圆柱面的长孔，且定心孔19的径向长度大于定心轴17的直径，以使定心轴17一侧紧贴定心孔19的半圆柱面一侧时，定心轴17的另一侧和定心孔19的另一侧之间存在径向间隙20。定心孔19为扁方孔，即由半圆柱孔和矩形孔组合而成的孔。基于该形状的定心孔19，可在预留容置弹性件18的径向间隙20的基础上，很好地保持定心孔19和定心轴17的转动配合。在其他方案中，定心孔19还可设置为长圆孔，甚至设置为矩形孔，即只需定心孔19在配合定心轴17后仍具有容置弹性件18的径向间隙20即可。而定心轴17可设置为一圆柱形杆件，定心轴17可通过其下端32固定于阀腔26的底壁上。

本方案中，弹性件18为弹性簧片，弹性簧片为弯曲的条形片状结构；弹性簧片的两端弯向同一侧，中间呈弧形地弯向另一侧，以在两侧之间存储弹性势能。

在其他方案中，弹性件18也可以是弹性橡胶块等，即只需能够提供弹性力和形状适于置入径向间隙20内即可。

本方案中，配合参见图3和图4，导流罩12的导流部14的外轮廓为半圆柱形，其包括半圆柱面形的外弧面15和通过半圆柱形的中轴的内表面21；导流通道16为沿垂直于半圆柱形的轴线的方向贯通导流部14的孔道。可选地，导流通道16的截面可设置为尽量吻合各通道口25的截面，以使从通道口25经过导流通道16的流体能够平顺地流过。

本方案中，阀体11包括具备阀腔26的阀壳23以及可拆卸地连接于阀壳23并盖合阀腔26的阀盖24。阀壳23和阀盖24之间可以设置为通过螺钉22可拆卸地连接在一起。本实施例中将阀体11进一步设置为可拆卸连接的阀壳23和阀盖24，能够方便内部结构的拆装更换等。本方案中，配合参见图5和图6，通道口25设置在阀壳23上以连通阀腔26。为避免阀壳23和阀盖24连接处的泄露，可在两者之间设置密封圈27密封。具体可在将阀壳23的阀腔26开口处设置为台阶孔，在台阶面上设置一密封圈27，使阀盖24的下表面设置下凸的凸环28，使阀盖24连接在阀壳23上的情况下，阀盖24的凸环28下压密封圈27，实现密封圈27安装和密封。密封圈27的设置方式。或者说实现密封的方式可以根据需要选择。阀盖24和/或阀壳23上还可设置诸多其他结构，如在阀盖24上设置管卡29，以方便连接在该四通阀10上的管件的定位。

本方案中的四通阀10还包括驱动杆30，驱动杆30可转动地配合于阀盖24；驱动杆30的下端32穿过阀盖24进入阀腔26内并传动连接导流罩12。驱动杆30和导流罩12的连接方式可以是，在导流罩12的芯柱13的顶部开设扁圆孔31，驱动杆30的下端32设置为匹配该扁圆孔31的扁圆型截面，从而通过型面配合将驱动杆30的转动传递给导流罩12，以带动导流罩12转动。扁圆孔31可以设置为和前述的定心孔19相连通。

对于设置驱动杆30的方案，还可使驱动杆30沿阀腔26的轴线可转动地配合于阀腔26的顶壁和底壁，且驱动杆30的下部作为穿过导流罩12的定心孔19的定心轴17，如此设置可以省去前文额外设置的定心轴17。这相当于将驱动杆30和定心轴17一体设置。

对于设置驱动杆30的方案，为避免驱动杆30和阀盖24转动配合处的缝隙泄露，还可在驱动杆30和阀盖24之间设置油封件33，具体设置方式可采用现有的设置方式。

配合参见图7和图8，本实施例中的四通阀10的四个通道口25的分布方式可以根据实际情况设置，如图示的四个通道口25呈十字型彼此间隔90°的圆周分布，各个通道口25在圆柱形的阀腔26上占据的最大中心角A＝47°。为确保导流部14的外弧面15能够覆盖到两个相邻通道口25而不会覆盖另外两个，这需要外弧面15具备一定的中心角。对于前述间隔90°且A＝47°的方案，导流部14的外弧面15对应阀腔26的中心角B的取值大于A+90°＝137°且小于270°-A＝223°。

在其他实施方式中，各个通道口25在圆柱形的阀腔26上占据的最大中心角A的取值范围可以在30-75°之间。

本方案中的四通阀10使用时，通过带动导流罩12至图7所示的位置时，图示左侧和下侧的通道口25通过导流罩12的导流通道16连通形成一个流道、右侧和上侧的通道口25通过导流罩12的导流通道16连通形成另一个流道；

通过带动导流罩12至图8所示的位置时，图示左侧和上侧的通道口25通过导流罩12的导流通道16连通形成一个流道、右侧和下侧的通道口25通过导流罩12的导流通道16连通形成另一个流道。

由此，可方便地通过导流罩12的位置调节来实现不同的通流方式。

综合以上必须或可选的结构，本实施例中的四通阀10至少具有以下有益效果之一：

1、导流罩12的外弧面15与阀腔26的内壁配合形成密封，摒除各类辅助件，使结构简单，零件数量少、体积小，装配难度低，成本低。

2、因导流罩12和定心轴17之间设有如簧片等弹性件18，弹性件18在安装后被预压缩，可持续向导流罩12扩张以施加推力，从而使导流罩12的外弧面15始终与外壳内腔孔侧壁保持紧密贴合，即使在导流罩12或内腔体出现微量磨损后，导流罩12可以向外壳内腔孔壁方向前进补尝，仍然保持紧密贴合，形成良好密封。

3、导流罩12旋转时无需克服各类辅助密封件(如O型圈)，或多组辅助密封件产生的额外摩擦阻力，使驱动力矩需求降低。

4、导流罩12更可使用低摩擦系数、高成型精度的耐磨、耐介质材料，在与阀体11摩擦运动时产生较小摩擦力，使驱动力矩需求降低。

5、导流罩12旋转过程中，外弧面15与外壳内孔侧壁的贴合面不断改变，表面会持续存在介质润滑，并非干摩擦，可有效减小摩擦阻力，减小磨损。

6、该结构抗杂质能力强。由于导流罩12外弧面15与阀腔26内壁持续保持贴合，杂质难以进行贴合面内，即便偶然进入，则弹性件18被压缩，导流罩12后退进行让位。而当导流罩12经过管口位置时，杂质掉落排出。

7、导流罩12、弹性件18、驱动杆30等内部零件体积小，与阀体11配合形成的流道具有通流截面积大、流动行程短、截面变化平缓有序、无明显节流位置的特点，可有效降低介质的流动阻力。

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 (5)

1.一种四通阀，其特征在于，包括：

阀体，其具有阀腔以及连通所述阀腔的四个沿阀腔的周向分布的通道口；以及

导流罩，其包括芯柱和连接于芯柱侧面的导流部，所述导流部具有一外弧面，所述外弧面与所述阀腔的内周面密封贴合；所述导流罩内开设有导流通道，所述导流通道的两端开口均位于所述外弧面上，并且两个开口在所述外弧面的周向彼此间隔；

所述外弧面设置为能够同时覆盖两个相邻的通道口而不覆盖另外两个通道口，未被覆盖的两个通道口通过所述导流罩未占据的阀腔的部分腔室连通，被覆盖的两个通道口分别对应导流通道的两端开口，并通过导流通道连通；

所述四通阀还包括定心轴和弹性件；

所述定心轴其沿轴向设置于所述阀腔的中间；

所述芯柱开设有沿轴向的定心孔，并通过所述定心孔可转动地套入在所述定心轴上；所述定心孔的截面大于所述定心轴，以使定心孔和定心轴之间存在径向间隙；

所述弹性件设置于所述径向间隙内，并弹性地支撑于所述定心轴和所述导流罩之间，以向所述导流罩施加沿径向向外的弹性力；

所述定心孔为具有半圆柱面的长孔，且所述定心孔的径向长度大于所述定心轴的直径，以使定心轴一侧紧贴定心孔的半圆柱面一侧时，定心轴的另一侧和定心孔的另一侧之间存在所述径向间隙；

所述导流部的外轮廓为半圆柱形，其包括半圆柱面形的外弧面和通过半圆柱形的中轴的内表面；所述导流通道为沿垂直于半圆柱形的轴线的方向贯通所述导流部的孔道；

所述弹性件为弹性簧片，所述弹性簧片为弯曲的条形片状结构；所述弹性簧片的两端弯向同一侧，中间呈弧形地弯向另一侧，以在两侧之间存储弹性势能；

四个所述通道口呈十字型彼此间隔90°的圆周分布，且任意一个通道口在圆柱形的阀腔上占据的最大中心角A取值范围在30-75°之间，在所述阀腔的全圆周上同时具备设置有所述通道口的弧段和未设置有所述通道口的弧段；

所述导流部的外弧面对应所述阀腔的中心角B的取值大于A+90°且小于270°-A。

2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于：

所述阀体包括具备所述阀腔的阀壳以及可拆卸地连接于所述阀壳并盖合所述阀腔的阀盖。

3.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于：

所述四通阀还包括驱动杆，所述驱动杆可转动地配合于所述阀盖；

所述驱动杆的下端穿过所述阀盖进入所述阀腔内并传动连接所述导流罩。

4.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于：

所述四通阀还包括驱动杆，所述驱动杆沿所述阀腔的轴线可转动地配合于所述阀腔的顶壁和底壁，且所述驱动杆的下部作为穿过所述导流罩的定心孔的所述定心轴；

所述驱动杆的上端位于所述阀体之外，用于连接外部结构。

5.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于：

所述定心轴为一圆柱形杆件，所述定心轴通过其下端固定于所述阀腔的底壁上。