CN111577964A - 换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换向阀，包括阀体、阀杆，所述阀杆设置于所述阀体内并在所述阀体内划分出上腔室和用于收集空气的下气室，所述上腔室内设有气囊，所述阀体上设有与所述气囊连通的第一上气嘴，所述阀体上设有与所述下气室连通第一下气嘴和第二下气嘴，密封塞连接在所述阀杆下部与所述阀杆同步移动。换向阀内设置气囊和下气室，并通过阀杆的竖向移动来调节气囊和下气室的大小，从而控制密封塞打开或关闭第一下气嘴，利用气体压力作为动力源来控制，具有结构简单、重量轻和制造成本低的优点。而且，调整第一上气嘴、第一下气嘴、第二下气嘴对接的功能部件，就可以应用于不同的控制阀体当中，功能强大。

Description

换向阀

技术领域

本发明涉及一种换向阀，特别是涉及气控式换向阀，属于卫浴产品气动操作领域。

背景技术

换向阀，应用在水暖卫浴领域的水路控制系统，用来控制水路的通断和换向。大多数换向阀是通过电磁结构来控制开关动作，也就是电磁换向阀，采用大量电磁元件，结构复杂，虽然性能强例如可以同时控制不同水路，但是价格高并且容易出现故障，在水暖领域使用对于防水性能的要求也高。(主要电磁阀需要电，要么用电池需要定期更换，或者用交流电带来安全隐患，不节能环保)也有部分换向阀采用机械阀芯的结构，通过阀芯的转动或移动来打开和切断水路，这种结构虽然没有电磁阀复杂，但是性能也弱，往往只能控制单一水路的通断(没办法实现柔性连接)，而且结构上仍然有改进的空间，重量大、成本高的问题也没有得到有效的解决。

发明内容

本发明提供了一种换向阀，可用来控制不同水路，而且结构简单、重量轻、制造成本低。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

换向阀，包括阀体，还包括阀杆，所述阀杆设置于所述阀体内并在所述阀体内划分出上腔室和用于收集空气的下气室，所述阀杆可竖向滑动从而使所述上腔室、下气室实现增大或缩小，所述上腔室内设有气囊，所述气囊底部支撑在所述阀杆上，所述阀体上设有与所述气囊连通的第一上气嘴，所述阀体上设有与所述下气室连通第一下气嘴和第二下气嘴，还包括用于打开或关闭所述第一下气嘴的密封塞，所述密封塞连接在所述阀杆下部与所述阀杆同步移动，所述气囊竖向施压到所述阀杆上的面积大于所述下气室竖向施压到所述阀杆的面积，从而所述阀杆在所述气囊和下气室内的气压增大到设定值时由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞关闭所述第一下气嘴。

换向阀，包括阀体，还包括阀杆，所述阀杆设置于所述阀体内并在所述阀体内划分出用于收集空气的上、下气室，所述阀杆可竖向滑动从而使所述上、下气室实现增大或缩小，所述阀体上设有与所述上气室连通的第一上气嘴和第二上气嘴，所述阀体上设有与所述下气室连通第一下气嘴，还包括用于打开或关闭所述第一下气嘴的密封塞，所述密封塞连接在所述阀杆下部与所述阀杆同步移动，所述上气室竖向施压到所述阀杆上的面积大于所述下气室竖向施压到所述阀杆的面积，从而所述阀杆在所述上、下气室内的气压增大到设定值时由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞关闭所述第一下气嘴。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

换向阀内设置气囊(或上气室)和下气室，并通过阀杆的竖向移动来调节气囊(或上气室)和下气室的大小，从而控制密封塞打开或关闭第一下气嘴，利用气体压力作为动力源来控制，具有结构简单、重量轻和制造成本低的优点。而且，(现有卫浴产品气动操作，停留在单气动启动，没有实现联动)调整第一上气嘴、第一下气嘴、第二下气嘴对接的功能部件，配合第一下气嘴的切换打开或关闭，就可以应用于不同的控制阀体当中，功能强大。

例如在阀体上同时设置与所述气囊连通的第二上气嘴之后，第一上气嘴与打气装置对接，第二上气嘴与第二下气嘴接通且与气控针阀连接，就可以控制气控针阀的开关；

又例如在阀体上同时设置与所述气囊连通的第二上气嘴之后，第一上气嘴与打气装置对接，第二上气嘴与第二下气嘴接通且都与气控针阀连接，同时第一下气嘴与泄压阀连接，就可以控制气控针阀的延时关闭；

又例如在所述阀体上设有与所述下气室连通的第三下气嘴之后，第一上气嘴与第二下气嘴连接且都与排水阀和泄压阀连接，同时第一下气嘴与进水阀连接，第三下气嘴与打气装置对接，这样利用打气装置就可以控制进水阀先进水，然后排水阀启动延时排水，并且在排水结束之后进水阀最后停止进水；

又例如在阀体上同时设置与所述气囊连通的第二上气嘴之后，第一上气嘴与打气装置对接，第二上气嘴与第二下气嘴接通之后都与排水阀连接，同时第一下气嘴与泄压阀和进水阀连接，就可以控制先启动排水阀进行排水，并延时启动进水阀的进水；

又例如在阀体上同时设置与所述气囊连通的第二上气嘴之后，第一上气嘴与打气装置对接，第二上气嘴与第二下气嘴接通之后都与排水阀、进水阀连接，同时第一下气嘴与泄压阀连接，就可以控制排水阀和进水阀同时启动，将进水阀的开启时间提前，应用于特殊要求的场合。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了本发明换向阀第一实施例的立体分解示意图。

图2绘示了图1所示换向阀的立体示意图。

图3绘示了图1所示换向阀的剖视示意图。

图4绘示了图1所示换向阀在第一种控制系统当中应用的连接示意图。

图5绘示了图1所示换向阀在第二种控制系统当中应用的连接示意图。

图6绘示了图1所示换向阀在第三种控制系统当中应用的连接示意图。

图7绘示了图1所示换向阀在第四种控制系统当中应用的连接示意图。

图8绘示了图1所示换向阀在第五种控制系统当中应用的连接示意图。

图9绘示了本发明换向阀的第二实施例的剖视示意图。

具体实施方式

请参照图1至图3，换向阀包括阀体10、阀杆20、密封塞30，所述阀杆20设置于所述阀体10内并在所述阀体内划分出上腔室11和用于收集存放空气的下气室12，所述阀杆20可竖向滑动从而使所述上腔室11、下气室12实现增大或缩小。所述上腔室11内设有气囊40，所述气囊40底部支撑在所述阀杆20上，所述气囊40也是用于收集存放空气。所述阀体10上设有与所述气囊40连通的第一上气嘴13和第二上气嘴14(所述第二上气嘴14并非必要，例如在图6所示的控制系统当中，如果不设置稳压阀，就可以不设置第二上气嘴)，所述阀体上设有与所述下气室12连通第一下气嘴15和第二下气嘴16。所述密封塞用于打开或关闭所述第一下气嘴15，所述密封塞30连接在所述阀杆20下部与所述阀杆同步移动。所述气囊40竖向施压到所述阀杆20上的面积大于所述下气室12竖向施压到所述阀杆20的面积，从也就是气囊底面与阀杆接触的面积大于下气室顶面与阀杆接触的面积，从而所述阀杆20在所述气囊40和下气室12内的气压增大到设定值时由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞30关闭所述第一下气嘴15。可以理解地，如果气囊40和下气室12与大气相通，此时阀杆20上下两侧压力差非常小，密封塞30不足以封死第一下气嘴15，密封塞30与第一下气嘴15之间的缝隙可以通过气体，因此大气常态下第一下气嘴15处于开启状态。

优选地，还包括弹簧50，所述弹簧50张紧在所述阀体10和阀杆20之间并对所述阀杆20施加竖直向上的弹性力，当所述气囊40和下气室12与外界大气连通的情况下，所述弹簧50的弹性力微微顶起所述密封塞30以打开所述第一下气嘴15。这样，略微对下气室12加压就可以轻易地打开和一下气嘴15，所述换向阀的切换变得更加灵敏。

优选地，所述阀杆20上部分是顶面开口的筒结构并套住所述气囊40，下部分是底面开口的筒结构，并且上部分的截面积大于下部分的截面积，这样保证了阀杆20与所述气囊40相对应的受力面积大于与所述下气室12对应的受力面积。下部分外壁与所述阀体10内壁之间设有密封圈60，下部分与所述阀体围成所述下气室12。

优选地，所述阀体10包括阀套17和上盖18，第一下气嘴15和第二下气嘴16设于所述阀套17下部，所述上盖18盖住所述阀套17顶端开口，所述第一上气嘴13和第二上气嘴14设置于所述上盖18。所述阀套17侧壁上设有过气孔，所述过气孔位于所述密封圈60与所述阀杆20上端面之间。这样，在所述阀杆竖向移动过程中，阀杆20顶面与密封圈60之间的区间内的空气就容易排出或者由过气孔时行补气，与大气相通，使阀杆20的移动不会受到空气阻力的影响气囊和下气室的气压稳定，换向阀更灵敏。

优选地，所述阀体10上设有与所述下气室12连通第三下气嘴19(如图6所示)。预留第三下气嘴19，可以进一步增加换向阀的功能性，下面举例说明。

同时参照图4，换向阀第三下气嘴19关闭或者不设置第三下气嘴的情况下，第一上气嘴13与打气装置200对接，第二上气嘴14与第二下气嘴连通且与气控针阀300连接，当打气装置200打气时，气囊40和下气室12同时增压，并且压强相等，因此密封塞30下移关闭第一下气嘴15，气控针阀300在增大的气压的驱动下打开，实现泄压排水，可以是水龙头出水，也可以是小便池出水等。当排气装置200回气时，气囊40和下气室12同时压强下降，气控针阀300重新关闭。所述气控针阀300的结构和工作原理为现有技术，不做详细介绍。

同时参照图5，换向阀第三下气嘴19关闭或者不设置第三下气嘴的情况下，第一上气嘴13与打气装置200对接，第二上气嘴14与第二下气嘴16接通之后且与稳压阀400(稳压阀可以省略)和气控针阀300连接，同时第一下气嘴15与泄压阀500连接，并且在第二上气嘴14的出口位置设置单向阀600，防止空气从第二上气嘴14流入气囊40。当打气装置200打气时，气囊40、下气室12、稳压阀400同时增压，密封塞30关闭第一下气嘴15，气控针阀300在增大的气压的驱动下打开，实现泄压排水。当排气装置200回气时，气囊40压强下降，下气室12内的空气压力驱动阀杆20上移从而打开第一下气嘴15，气控针阀300和稳压阀400内的空气回流至下气室12，再从泄压阀500排气，气体排完之后，气控针阀300重新关闭进行止水，实现气控针阀300的延时关闭，也就是控制排水的时间长度。该结构能够简化空气管路，使排水系统的结构简单化。所述稳压阀400和泄压阀500的结构也为现有技术，不做详细介绍。

同时参照图6，换向阀设置第三下气嘴19的情况下，第二上气嘴14与稳压阀400连接(第二上气嘴和稳压阀可省略)，第一上气嘴13与第二下气嘴16连接之后都与排水阀700和泄压阀500连接，并且第二下气嘴16的出口位置设置单向阀600防止空气回流到下气室，第一下气嘴15与进水阀800连接，第三下气嘴19连接打气装置200。打气装置200打气时，下气室12压力瞬间增大并打开第一下气嘴15，同时空气进入进水阀800的启动气囊并驱动进水阀800打开实现进水(空气进入启动气囊之后将浮筒上的连杆向下压，从而打开进水阀的背压开关)，打气装置200持续打气，稳压阀400、气囊40、排水阀700同时增压，之后排水阀700的气囊达到设定压强之后排水阀启动打开进行排水(排水阀气囊膨胀提起拉杆打开出水口)，而气囊40增压之后带动阀杆20下移关闭第一下气嘴16，进水阀800保持进水。打气装置200停止打气，稳压阀400、气囊40、排水阀700内的空气由泄压阀500逐渐排气，下降到设定值时，排水阀700关闭排水，而进水阀800启动气囊内的气体压力驱动密封塞30向上移动打开第一下气嘴15，再由泄压阀500进行排气，进水阀800启动气囊排气结束之后，密封塞30重新关闭第一下气嘴15，进水阀800由浮筒的上升来控制停止进水。该系统同时控制进水阀800启动和排水阀700启动，并且是进水阀800先实现进水，然后排水阀700启动排水，等排水结束之后，进水阀800再由自身的浮筒带动止水，因此可以应用于低压力水箱，依靠进水阀800的进水来提升冲洗力。

同时参照图7，换向阀第三下气嘴19关闭或者不设置第三下气嘴的情况下，第一上气嘴13与打气装置200对接，第二上气嘴14与第二下气嘴16接通之后都与稳压阀400(稳压阀可以省略)和排水阀700连接，并且第二上气嘴14的出口位置设置单向阀600防止空气回流到气囊40内，第一下气嘴15与泄压阀500和进水阀800连接。打气装置200打气时，密封塞30关闭第一下气嘴15，气囊40、下气室12、稳压阀400、排水阀700同时增压，达到设定压强时，排水阀700启动进行排水(排水阀气囊膨胀提起拉杆打开出水口)。打气装置200回气之后，气囊40压力下降，下气室12的气体压力带动阀杆20上移打开第一下气嘴15，稳压阀400、排水阀700的气体进入泄压阀500和进水阀800，依靠气体的动能冲开对进水阀800浮筒的限位(例如由挂钩来勾住浮筒，冲开挂钩之后，浮筒下落打开进水阀背压开关)，启动进水阀800实现进水。气体逐渐泄完之后，排水阀700重新止水。该系统也是同时控制进水阀800和排水阀700，并且先启动排水阀700，可以防止进水阀800打开后进水水流冲击排水阀700造成排水阀700工作不稳定。

同时参照图8，换向阀第三下气嘴19关闭或者不设置第三下气嘴的情况下，第一上气嘴13与打气装置200对接，第二上气嘴14与第二下气嘴16接通之后都与稳压阀400、排水阀700及进水阀800连接，并且第二上气嘴14的出口位置设置单向阀600防止空气回流到气囊40内，第一下气嘴15与泄压阀500连接。打气装置200打气时，密封塞30关闭第一下气嘴15，气囊40、下气室12、稳压阀400、排水阀700、进水阀800同时增压，达到设定压强时，排水阀700启动(排水阀气囊膨胀提起拉杆打开出水口)、进水阀800启动(空气进入启动气囊之后将浮筒上的连杆向下压，从而打开进水阀的背压开关)，也就是液面还没有下降时进水阀800就开启，提早了进水阀800开启时间。打气装置200回气之后，气囊40压力下降，下气室12的气体压力带动阀杆20上移打开第一下气嘴15，稳压阀400、排水阀700、进水阀800的气体进入泄压阀500进行延时排气。气体逐渐泄完之后，排水阀700重新止水，液面上升到设定高度后进水阀800关闭。该系统同时控制进水阀800和排水阀700，并且提早了进水阀800开启的时间，可以应用于低压力水箱，依靠进水阀800的进水来提升冲洗力。

请参照图9，本发明换向阀第二实施例，与第一实施不同之处在于：阀杆20直接在阀体10内划分出用于收集空气的上气室70和下气室12，上气室70和下气室12随阀杆20竖向滑动增大或缩小。(具体实施时，可以在阀套17和上盖18的连接处设置V形密封圈，这样可以保证上气室的密封性)所述上气室70就是代替了第一实施例当中的气囊，因此，第一上气嘴13和第二上气嘴14(第二上气嘴同样可以省略)与所述上气室70连通。所述上气室70竖向施压到所述阀杆20上的面积大于所述下气室12竖向施压到所述阀杆20的面积，从而所述阀杆在所述上、下气室内的气压相等的情况下由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞关闭所述第一下气嘴15。第二实施例的结构可以代替第一实施的结构应用在图4-8的控制系统中，一样可以实现相对应的控制功能。

另外，为了增加上气室70的密封性，阀杆20上部分外壁与所述阀体10内壁之间设有上密封圈80，直接由阀杆20上部分与所述阀体10围成所述上气室70。进一步，所述上盖18与所述阀套17内壁之间设有密封环90。本实施例当中，过气孔位于所述上密封圈80和下密封圈60之间，下密封圈60即为阀杆20下部分与所述阀体10内壁之间的密封圈。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.换向阀，包括阀体，其特征在于：还包括阀杆，所述阀杆设置于所述阀体内并在所述阀体内划分出上腔室和用于收集空气的下气室，所述阀杆可竖向滑动从而使所述上腔室、下气室实现增大或缩小，所述上腔室内设有气囊，所述气囊底部支撑在所述阀杆上，所述阀体上设有与所述气囊连通的第一上气嘴，所述阀体上设有与所述下气室连通第一下气嘴和第二下气嘴，还包括用于打开或关闭所述第一下气嘴的密封塞，所述密封塞连接在所述阀杆下部与所述阀杆同步移动，所述气囊竖向施压到所述阀杆上的面积大于所述下气室竖向施压到所述阀杆的面积，从而所述阀杆在所述气囊和下气室内的气压增大到设定值时由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞关闭所述第一下气嘴。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于：还包括弹簧，所述弹簧张紧在所述阀体和阀杆之间并对所述阀杆施加竖直向上的弹性力，当所述气囊和下气室与外界大气连通的情况下，所述弹簧的弹性力顶起所述密封塞以打开所述第一下气嘴。

3.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：所述阀杆上部分是顶面开口的筒结构并套住所述气囊，下部分是底面开口的筒结构，并且上部分的截面积大于下部分的截面积，下部分外壁与所述阀体内壁之间设有密封圈，下部分与所述阀体围成所述下气室。

4.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于：所述阀体包括阀套和上盖，第一下气嘴和第二下气嘴设于所述阀套下部，所述上盖盖住所述阀套顶端开口，所述第一上气嘴设置于所述上盖；所述阀套侧壁上设有过气孔，所述过气孔位于所述密封圈与所述阀杆上端面之间。

5.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于：所述阀体上设有与所述气囊连通的第二上气嘴；所述阀体上设有与所述下气室连通的第三下气嘴。

6.换向阀，包括阀体，其特征在于：还包括阀杆，所述阀杆设置于所述阀体内并在所述阀体内划分出用于收集空气的上、下气室，所述阀杆可竖向滑动从而使所述上、下气室实现增大或缩小，所述阀体上设有与所述上气室连通的第一上气嘴，所述阀体上设有与所述下气室连通第一下气嘴和第二下气嘴，还包括用于打开或关闭所述第一下气嘴的密封塞，所述密封塞连接在所述阀杆下部与所述阀杆同步移动，所述上气室竖向施压到所述阀杆上的面积大于所述下气室竖向施压到所述阀杆的面积，从而所述阀杆在所述上、下气室内的气压增大到设定值时由于气体压力差的驱动而下移并带动所述密封塞关闭所述第一下气嘴。

7.根据权利要求6所述的换向阀，其特征在于：还包括弹簧，所述弹簧张紧在所述阀体和阀杆之间并对所述阀杆施加竖直向上的弹性力，当所述上气室和下气室与外界大气连通的情况下，所述弹簧的弹性力顶起所述密封塞以打开所述第一下气嘴。

8.根据权利要求6或7所述的换向阀，其特征在于：所述阀杆上部分是顶面开口的筒结构，上部分外壁与所述阀体内壁之间设有上密封圈，上部分与所述阀体围成所述上气室；下部分是底面开口的筒结构，下部分外壁与所述阀体内壁之间设有下密封圈，下部分与所述阀体围成所述下气室；并且上部分的截面积大于下部分的截面积。

9.根据权利要求8所述的换向阀，其特征在于：所述阀体包括阀套和上盖，第一下气嘴和第二下气嘴设于所述阀套下部，所述上盖盖住所述阀套顶端开口，所述上盖与所述阀套内壁之间设有密封环，所述第一上气嘴设置于所述上盖，所述阀套侧壁上设有过气孔，所述过气孔位于所述上、下密封圈之间。

10.根据权利要求6或7所述的换向阀，其特征在于：所述阀体上设有与所述上气室连通的第二上气嘴；所述阀体上设有与所述下气室连通的第三下气嘴。

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