CN110762248A - 一种流体控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体控制阀，包括阀体、热动元件和弹簧，阀体内形成有腔室，流体控制阀还包括第一通道、第二通道和第三通道，第一通道与腔室连通，腔室所对应内壁在第二通道与腔室连接处形成有第一阀座部，腔室所对应内壁在第三通道与腔室连接处形成有第二阀座部，热动元件包括本体与阀杆，阀杆位于本体外的一端与阀体抵接，流体控制阀还包括第一阀芯和第二阀芯，第一阀芯相对靠近第一阀座部，第二阀芯相对靠近第二阀座部，第一阀芯的至少一部分与腔室所对应的内壁滑动配合，第二阀芯的至少一部分与腔室所对应的内壁滑动配合。在汽车冷却系统中设置上述流体控制阀，能够实现切换流体流向的功能。

Description

一种流体控制阀

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种流体控制阀。

背景技术

在新能源汽车的冷却系统或者发动机冷却系统中，冷却液流路的切换常采用电子三通水阀或者多个电磁水阀，其结构上较为复杂，且成本较高。

发明内容

本发明提供一种新的流体控制阀，包括阀体、热动元件和弹簧，所述阀体内形成有腔室，所述流体控制阀还包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述腔室连通，所述腔室所对应内壁在所述第二通道与所述腔室连接处形成有第一阀座部，所述腔室所对应内壁在所述第三通道与所述腔室连接处形成有第二阀座部，所述热动元件包括本体与阀杆，所述阀杆位于所述本体外的一端与所述阀体抵接，所述流体控制阀还包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯相对靠近所述第一阀座部，所述第二阀芯相对靠近所述第二阀座部，所述第一阀芯的至少一部分与所述腔室所对应的内壁滑动配合，所述第二阀芯的至少一部分与所述腔室所对应的内壁滑动配合，所述本体与所述阀芯固定或者一体结构，所述弹簧的一端与所述热动元件相抵接或者间接抵接，所述弹簧的另一端与所述阀体相抵接；

当所述第一阀芯与所述第一阀座部接触时，所述第一通道通过所述腔室与所述第三通道连通，所述腔室与所述第二通道不连通，当所述第二阀芯与所述第二阀座部相抵接时，所述第一通道通过所述腔室与所述第二通道连通，所述腔室与所述第三通道不连通。

所述第一阀芯包括管体和隔板，所述隔板位于所述管体内，所述隔板与所述管体固定连接，且连接处密封设置，或者所述隔板与所述管体为一体结构；

所述本体包括大径部和小径部，所述弹簧的一端从所述管体的一侧伸入所述管体并与所述隔板相抵接，所述小径部从所述管体的相对另一侧伸入所述管体并与所述隔板相抵接，所述弹簧与所述管体间隙配合，所述小径部与所述管体间隙配合或者过盈配合，所述管体的外壁与所述第二阀座部所对应的内壁滑动配合。

所述阀体包括第一阀体和第二阀体，所述第一阀体与所述第二阀体固定连接且连接处密封设置，所述第一阀体包括第一接口部、第二接口部和连接部，所述第一接口部设置有所述第一通道，所述第二接口部设置有所述第二通道，所述第二阀体包括第三接口部和接头部，所述第三接口部设置有所述第三通道，所述接头部伸入所述连接部，所述流体控制阀还包括卡簧，所述接头部通过所述卡簧与所述连接部固定连接。

所述第一阀体在所述第二通道对应的内壁设置有弹簧座，所述弹簧座包括第一连通孔和柱形凸起，所述第一连通孔连通所述弹簧座两侧的通道，所述弹簧的一部分套设于所述柱形凸起，所述弹簧的一端与所述弹簧座相抵接，所述弹簧座与第二接口部固定连接，或者所述弹簧座与所述第二接口部为一体结构。

所述第二阀体在所述第三通道对应的内壁设置有阀杆座，所述阀杆座包括盲孔部和第二连通孔，所述第二连通孔连通所述阀杆座两侧的通道，所述阀杆的一端伸入所述盲孔部并与所述盲孔部相抵接，所述大径部可与所述接头部相抵接，所述阀杆座与所述接头部部固定连接，或者所述阀杆座与所述接头部为一体结构。

所述连接部包括连接部大径部和连接部小径部，所述连接部在所述连接部大径部和所述连接部小径部的连接处形成有第一肩部，所述接头部包括接头部大径部和接头部小径部，所述接头部小径部与所述连接部小径部间隙配合，所述接头部大径部与所述连接部大径部间隙配合，所述接头部大径部与所述第一肩部相抵接。

所述第一阀体在所述腔室对应的内壁至少设置有两个导向楞，所述大径部和所述第一阀芯与所述导向楞滑动配合。

所述连接部大径部的圆周面部设置有多个通孔，所述接头部大径部还设置有第一环形凹槽，所述卡簧穿过所述连接部大径部的通孔，并与所述第一环形凹槽配合。

所述连接部大径部的内周面部设置有第一平面部，或者所述连接部大径部的内周面部至少一部分设置成平面状结构，所述接头部大径部的圆周面部与所述第一平面部对应设置有第二平面部，所述第一平面部与所述第二平面部相配合。

所述接头部小径部设置有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽设置有密封圈；所述第一阀体和所述第二阀体由塑料材料制备，且通过注塑工艺一体成型。

该流体控制阀通过在阀体内设置热动元件，可选择使得腔室与第二通道或者第三通道连通，在汽车冷却系统中设置上述流体控制阀，能够实现切换流体流向的功能。

附图说明

图1为本发明的实施方式的流体控制阀的立体示意图；

图2为图1所示流体控制阀处于第一工作状态下的剖面示意图；

图3为图2所示流体控制阀的左视示意图；

图4为图2所示流体控制阀中第二阀体的轴向示意图；

图5为图2所示流体控制阀中第一阀芯的立体示意图；

图6为图5所示第一阀芯的剖面示意图；

图7为图1所示流体控制阀处于第二工作状态下的剖面示意图；

图8为图2所示流体控制阀中卡簧的立体示意图；

图9为图1所示流体控制阀中第一阀体的立体示意图；

图10为图1所示流体控制阀中第二阀体的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作详细的说明。

本发明的实施方式如图1至图8所示，本实施方式的流体控制阀包括阀体10、热动元件3、第一阀芯4和弹簧5。阀体10可以包括第一阀体1和第二阀体2，第一阀体1与第二阀体2固定连接且连接处密封设置。阀体10还设置有腔室15，腔室15可以形成于第一阀体1的一部分和第二阀体2的一部分之间。

这里应当说明，第一阀芯4可以是热动元件3的一部分，或者第一阀芯4与热动元件3固定后为一个组件。

如图2所示，第一阀体1包括第一接口部27、第二接口部28和连接部9，第一接口部27设置有第一通道7，第二接口部28设置有第二通道8，第一通道7可以是与腔室15一直连通，第二通道8可与腔室15连通，且第二通道8可通过腔室15与第一通道7连通。

这里应当说明，第一阀体1和第二阀体2可以由塑料材料制备，且可以通过注塑工艺一体成型。

如图2和图3所示，第一阀体1在第二通道8对应的内壁设置有弹簧座81，弹簧座81包括第一连通孔82和位于第二通道8中心或者中心附近的柱形凸起83，第一连通孔82连通弹簧座81两侧的通道，柱形凸起83的凸起方向朝向腔室15，弹簧座81与第二接口部28固定连接，或者弹簧座81与第二接口部28为一体结构。这里应当说明，凸起为中空的结构也称为柱形凸起。

弹簧5的一部分套设于柱形凸起83，弹簧5的一端与弹簧座81相抵接，柱形凸起83可以对弹簧5起到限位作用，防止弹簧5发生移位而无法正常工作，弹簧5的另一端与第一阀芯4相抵接，弹簧5处于压缩状态。

连接部9包括连接部大径部91和连接部小径部92，连接部9在连接部大径部91和连接部小径部92的连接处形成有第一肩部93，第一肩部93位于连接部9内，第二阀体2的一端伸入连接部9并与第一肩部93相抵接。

如图2所示，第二阀体2包括第三接口部29和接头部12，第三接口部29设置有第三通道11，第三通道11贯穿整个第二阀体2，接头部12位于第二阀体2的一端，第三通道11可与腔室15连通。

如图4所示，第二阀体2在第三通道11对应的内壁设置有阀杆座20，阀杆座20包括盲孔部21和第二连通孔22，第二连通孔22连通阀杆座20两侧的通道，阀杆座20与接头部12固定连接，或者阀杆座20与接头部12为一体结构。

接头部12包括接头部大径部14和接头部小径部16，接头部12伸入连接部9，接头部小径部16与连接部小径部92间隙配合，接头部大径部14与连接部大径部91间隙配合，接头部大径部14与第一肩部93相抵接。

如图2所示，热动元件3包括本体31和阀杆32，热动元件3填充有热敏物质，阀杆32的一端伸入本体31，另一端伸入盲孔部21并与盲孔部21相抵接，从而实现阀杆32的限位。热敏物质能够随着温度的变化而产生体积变化，由于阀杆32限位，从而能够促使本体31相对阀杆32运动。

如图5和图6所示，第一阀芯4包括管体41和隔板42，隔板42位于管体41内，隔板42把管体41分隔成流体隔绝的两部分，隔板42与管体41固定连接，且连接处密封设置，或者隔板42与管体41为一体结构。

如图2所示，腔室15所对应内壁在第二通道8与腔室15连接处形成有第一阀座部85，第一阀芯4相对靠近第一阀座部85，第一阀芯4的至少一部分与腔室15所对应的内壁滑动配合，第一阀芯4可以伸入第二通道8，管体41的外壁与第一阀座部85所对应的内壁滑动配合，当管体41的外壁与第一阀座部85所对应的内壁滑动配合时，第二通道8与腔室15不连通，第一通道7通过腔室15与第三通道11连通。

第一阀芯4移动时，如果当热动元件3内的热敏物质受热膨胀较大，例如流体温度过高时，如果此时本体31无法再进一步向下移动会导致热动元件过度受热膨胀而损坏，而在本实施例中第一阀芯4的管体41可以伸入第二通道8，从而防止流体控制阀的损坏。

这里应当说明，管体41的直径也可以大于第二通道8的直径，当管体41与第一阀座部85相抵接时，第二通道8与腔室15不连通。这里还应当说明，管体41在垂直轴向上的横截面可以是三角形、椭圆形和多边形。这里应当指出，小径部34与管体41之间也可以通过其它结构实现限位和抵接，而本实施例这种结构相对较为简单，加工和安装也较为简单。

本体31可以包括大径部33和小径部34，腔室15所对应内壁在第三通道11与腔室15连接处形成有第二阀座部86，在本实施方式中，第二阀座部86位于接头部小径部16的端面部，大径部33可与第二阀座部86相抵接，当大径部33与第二阀座部86相抵接时，腔室15与第三通道11不连通，第一通道7通过腔室15与第二通道8连通。

这里应当指出，流体控制阀还可以包括第二阀芯(图中未示出)，第二阀芯可以套设于本体31相对靠近第二阀座部86的一端，第二阀芯的至少一部分与腔室15所对应的内壁滑动配合，当第二阀芯与第二阀座部86相抵接时，腔室15与第三通道11不连通，第一通道7通过腔室15与第二通道8连通。

这里应当说明，第二阀芯可以是热动元件3的一部分，或者第二阀芯与热动元件3固定后为一个组件。

弹簧5的一端从管体41的一侧伸入管体41并与隔板42相抵接，热动元件3的小径部34从管体41的相对另一侧伸入管体41，并与隔板42的另一侧相抵接。弹簧5与管体41间隙配合，小径部34与管体41间隙配合或者过盈配合。

本发明的流体控制阀至少包括两种工作状态：第一工作状态和第二工作状态，第一工作状态时，第一通道7通过腔室15与第二通道8连通，第一通道7与第三通道11不连通；第二工作状态时，第一通道7通过腔室15与第三通道11连通，第一通道7与第二通道8不连通。

流体可以通过第一通道7进入阀体，在流体的温度达到设定温度之前，在弹簧5的弹力作用下，热动元件3的大径部33与第二阀座部86相抵接，此时，第一通道7通过腔室15与第二通道8连通，第一通道7与第三通道11不连通。

当流体的温度达到设定温度时，热动元件3的热敏物质受热膨胀，促使本体31朝向第二通道8移动，并带动第一阀芯4移动压缩弹簧5，此时，第三通道11被部分开启，第二通道8被部分遮挡，第一通道7通过腔室15分别与第二通道8和第三通道11相连通，流体能够同时从第二通道8和第三通道11流出。

当流体的温度超过设定温度时，本体31朝向第二通道8的移动距离进一步增大，第一阀芯4移动的距离也增大，直至第一阀芯4至少部分与第一阀座部85对应的内壁滑动配合时，此时，第二通道8被截断，如图7所示，第三通道11被完全打开，第一通道7通过腔室15与第三通道11连通，第一通道7与第二通道8不连通。

如果流体的温度过大时，第一阀芯4可以继续朝向第二通道8行进，此时，弹簧5被进一步压缩，能够防止流体控制阀的损坏。这里应当说明，上述流体可以为冷却液。

该流体控制阀通过在阀体内设置热动元件3，可选择使得腔室15与第二通道8和第三通道11连通，在汽车冷却系统中设置上述流体控制阀，能够实现切换流体流向的功能。

如图2、图8和图9所示，流体控制阀还包括卡簧90，连接部大径部91的圆周面部设置有四个通孔95，接头部大径部14还设置有第一环形凹槽17，卡簧90穿过连接部大径部91的通孔95，并与第一环形凹槽17配合，从而实现第一阀体1与第二阀体2的固定连接，这种连接方式简单且便于拆卸。接头部小径部16设置有第二环形凹槽18，第二环形凹槽18设置有密封圈，从而实现第一阀体1与第二阀体2的连接处密封。

如图9所示，连接部大径部91的内周面部在两个通孔95之间设置有第一平面部94，或者连接部大径部91的内周面部至少一部分设置成平面状结构，如图10所示，接头部大径部14的圆周面部与第一平面部94对应设置有第二平面部19，第一阀体1与第二阀体2连接时，第一平面部94与第二平面部19配合，能够防止第一阀体1与第二阀体2之间的相对转动，从而避免因长期相对转动造成密封圈的磨损失效。

如图9所示，第一阀体1在腔室15对应的内壁还可以至少设置有两个导向楞25，热动元件3和第一阀芯4沿轴向移动时，大径部33和管体41的外壁与导向楞25滑动配合起到导向作用，在本实施方式中，腔室15对应的内壁均匀设置有三个导向楞25。

需要说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种流体控制阀，包括阀体、热动元件和弹簧，所述阀体内形成有腔室，其特征在于，所述流体控制阀还包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述腔室连通，所述腔室所对应内壁在所述第二通道与所述腔室连接处形成有第一阀座部，所述腔室所对应内壁在所述第三通道与所述腔室连接处形成有第二阀座部，所述热动元件包括本体与阀杆，所述阀杆位于所述本体外的一端与所述阀体抵接，所述流体控制阀还包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯相对靠近所述第一阀座部，所述第二阀芯相对靠近所述第二阀座部，所述第一阀芯的至少一部分与所述腔室所对应的内壁滑动配合，所述第二阀芯的至少一部分与所述腔室所对应的内壁滑动配合，所述本体与所述阀芯固定或者一体结构，所述弹簧的一端与所述热动元件相抵接或者间接抵接，所述弹簧的另一端与所述阀体相抵接；

当所述第一阀芯与所述第一阀座部接触时，所述第一通道通过所述腔室与所述第三通道连通，所述腔室与所述第二通道不连通，当所述第二阀芯与所述第二阀座部相抵接时，所述第一通道通过所述腔室与所述第二通道连通，所述腔室与所述第三通道不连通。

2.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述第一阀芯包括管体和隔板，所述隔板位于所述管体内，所述隔板与所述管体固定连接，且连接处密封设置，或者所述隔板与所述管体为一体结构；

所述本体包括大径部和小径部，所述弹簧的一端从所述管体的一侧伸入所述管体并与所述隔板相抵接，所述小径部从所述管体的相对另一侧伸入所述管体并与所述隔板相抵接，所述弹簧与所述管体间隙配合，所述小径部与所述管体间隙配合或者过盈配合，所述管体的外壁与所述第二阀座部所对应的内壁滑动配合。

3.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，所述阀体包括第一阀体和第二阀体，所述第一阀体与所述第二阀体固定连接且连接处密封设置，所述第一阀体包括第一接口部、第二接口部和连接部，所述第一接口部设置有所述第一通道，所述第二接口部设置有所述第二通道，所述第二阀体包括第三接口部和接头部，所述第三接口部设置有所述第三通道，所述接头部伸入所述连接部，所述流体控制阀还包括卡簧，所述接头部通过所述卡簧与所述连接部固定连接。

4.根据权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于，所述第一阀体在所述第二通道对应的内壁设置有弹簧座，所述弹簧座包括第一连通孔和柱形凸起，所述第一连通孔连通所述弹簧座两侧的通道，所述弹簧的一部分套设于所述柱形凸起，所述弹簧的一端与所述弹簧座相抵接，所述弹簧座与第二接口部固定连接，或者所述弹簧座与所述第二接口部为一体结构。

5.根据权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于，所述第二阀体在所述第三通道对应的内壁设置有阀杆座，所述阀杆座包括盲孔部和第二连通孔，所述第二连通孔连通所述阀杆座两侧的通道，所述阀杆的一端伸入所述盲孔部并与所述盲孔部相抵接，所述大径部可与所述接头部相抵接，所述阀杆座与所述接头部部固定连接，或者所述阀杆座与所述接头部为一体结构。

6.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于，所述连接部包括连接部大径部和连接部小径部，所述连接部在所述连接部大径部和所述连接部小径部的连接处形成有第一肩部，所述接头部包括接头部大径部和接头部小径部，所述接头部小径部与所述连接部小径部间隙配合，所述接头部大径部与所述连接部大径部间隙配合，所述接头部大径部与所述第一肩部相抵接。

7.根据权利要求6所述的流体控制阀，其特征在于，所述第一阀体在所述腔室对应的内壁至少设置有两个导向楞，所述大径部和所述第一阀芯与所述导向楞滑动配合。

8.根据权利要求7所述的流体控制阀，其特征在于，所述连接部大径部的圆周面部设置有多个通孔，所述接头部大径部还设置有第一环形凹槽，所述卡簧穿过所述连接部大径部的通孔，并与所述第一环形凹槽配合。

9.根据权利要求8所述的流体控制阀，其特征在于，所述连接部大径部的内周面部设置有第一平面部，或者所述连接部大径部的内周面部至少一部分设置成平面状结构，所述接头部大径部的圆周面部与所述第一平面部对应设置有第二平面部，所述第一平面部与所述第二平面部相配合。

10.根据权利要求1-9任一项所述的流体控制阀，其特征在于，所述接头部小径部设置有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽设置有密封圈；所述第一阀体和所述第二阀体由塑料材料制备，且通过注塑工艺一体成型。

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