CN112128455A - 一种可独立控制的多通阀 - Google Patents

一种可独立控制的多通阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可独立控制的多通阀。发明包括阀体、保护壳以及安装在阀体上的控制机构和多个执行机构，阀体上部安装有保护壳，控制机构安装在阀体中间的保护壳上，执行机构的一部分安装在保护壳内，另一部分安装在水平通道内；阀体底部中间设置有竖直通道，竖直通道周围的阀体设置多个水平通道，每个水平通道处安装有执行机构，各个执行机构均与控制机构连接，通过控制机构调节执行机构的工作使得水平通道导通或者关闭，实现多通阀所需的流通状态，通过外接执行器或手轮机构来驱动控制机构，实现流道状态的控制。本发明实现一个驱动杆对多个阀芯的独立控制，提高了多通阀的灵活性和适应性，降低制造成本，提高生产效率，并增强操作的简便性。

Description

一种可独立控制的多通阀
技术领域
本发明涉及了一种多通阀，具体涉及了一种可独立控制各管路通流的多通阀。
背景技术
多通阀是流体传输中常见的一种阀门，可实现分流、截断、控制等功能，广泛应用于空调暖通、生物制药、航空航天等多个领域，具有结构紧凑、操作方便等特性，使得管路系统的灵活性更强。然而，现有的多通阀大多都需要配套的阀芯，并且通流的方式固定，从而会受到实际工况和操作需求等诸多因素限制，导致系统灵活性下降，生产效率降低，制造成本增加。因此，需要对多通阀的结构进行进一步开发。
发明内容
为了解决背景技术中需求和问题，本发明提供了一种可独立控制的多通阀，通过手动或电动方式切换多通阀内齿轮的啮合方式，实现一套执行机构独立控制不同管路的通流，使得不同管路之间不相互干扰，增强了系统的灵活性。
本发明采用的技术方案如下：
本发明包括阀体、保护壳以及安装在阀体上的控制机构和多个执行机构，阀体上部安装有保护壳，控制机构安装在阀体中间的保护壳上，执行机构的一部分安装在保护壳内，另一部分安装在水平通道内；阀体底部中间设置有竖直通道，竖直通道周围的阀体设置多个水平通道，每个水平通道处安装有执行机构，各个执行机构均与控制机构连接，通过控制机构调节执行机构的工作使得水平通道导通或者关闭，实现多通阀所需的流通状态，通过外接执行器或手轮机构来驱动控制机构，实现流道状态的控制。
所述的控制机构包括旋钮、定位块、永磁铁、控制板、驱动杆和驱动齿轮；控制板活动套装在保护壳中心的通孔处，旋钮通过定位块同轴连接在控制板上，控制板的外圆周固定套有永磁铁；驱动杆的上端贯穿出控制板和旋钮中心的通孔延伸到外面外接执行器或手轮机构，驱动杆的下端位于保护壳内且通过键同轴套装有驱动齿轮同轴。
单个所述的执行机构包括阀杆、阀芯、控制杆、弹簧、电磁铁、从动齿轮和控制齿轮；阀体顶部设置有一个平面，平面上设置有阀杆通孔、弹簧槽和稳定块，阀杆通孔沿水平通道的径向开设，阀杆下端伸入水平通道并活动套装在阀体水平通道底部的阀杆定位槽中，水平通道内的阀杆外固定套装阀芯，阀杆上端活动穿过阀杆通孔后和从动齿轮同轴连接，从动齿轮和驱动齿轮处于同一平面；阀杆通孔和驱动齿轮之间的阀体顶部平面设有一个圆形凸起作为稳定块，稳定块上套装控制杆，控制齿轮套装在控制杆外，控制齿轮位于驱动齿轮和从动齿轮之间；在稳定块周围的阀体顶部平面开设有圆环形凹槽作为弹簧槽，弹簧下端嵌装在弹簧槽上，弹簧上端伸出弹簧槽后连接到控制杆的底部；控制杆顶端设有控制头，控制杆正上方所在的控制板下底面圆周一处设有向下突出的圆锥台，圆锥台的底端开设有控制槽，控制头上端嵌装与控制槽中。
所述控制杆还设置有上端盖、下端盖和活动腔；控制杆上部固定套装上端盖，控制杆下部可拆卸地固定套装下端盖，端盖和下端盖之间的控制杆外套装控制齿轮；控制杆底面中心开设有活动腔，活动腔嵌装在稳定块上。
所述保护壳还包括支撑面和支撑台；支撑台为圆盘型，支撑台尺寸恰好与控制板相配合。
所述的稳定块的长度小于活动腔的深度。
所述的控制板为阶梯状圆盘结构，第一阶梯处为转动面，转动面与支撑面相配合，第三阶梯处为永磁铁安装槽，永磁铁安装槽中套装固定永磁铁，控制板下方开有自由活动环形槽，自由活动环形槽内设置有一个圆锥台；
保护壳在电磁铁安装口正上方顶面设置有固定指示标，控制板顶面圆周边缘一处设有工作指示标，固定指示标与控制板的工作指示标配合使用，用于显示多通阀的实时工作状态。
本发明具有的有益效果是：
(1)通过手动转动旋钮或电动驱动电磁铁的方式，配合弹簧的回复力，实现不同控制杆、控制齿轮的独立轴向运动，从而实现驱动杆对阀芯的独立控制，增强了操作的简便性。
(2)通过驱动齿轮分别与不同控制齿轮的啮合，实现一根驱动杆独立控制多个阀芯、一个执行器控制多个管路，降低了制造成本，提高了生产效率。
(3)本发明的采用对称式兼容性结构，使得受控的通流管路不限于一种，并且阀杆与阀芯种类不限于一种，可在不改变原理性结构的情况下根据工况需求进行变形，提高了多通阀的灵活性和适应性。
综合来说，本发明能通过控制板内的斜坡结构与弹簧相配合，实现一个驱动杆对多个阀芯的独立控制，提高了多通阀的灵活性和适应性，降低了制造成本，提高了生产效率，并增强了操作的简便性。
附图说明
图1是本发明三通情况下的整体外观示意图；
图2是本发明非控制状态下阀门全关的剖面示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明控制状态下阀门全关的剖面示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明控制状态下右侧阀门开启的剖面示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是本发明控制板16的结构示意图；
图9是本发明控制杆4的结构示意图；
图10是本发明保护壳6的结构示意图；
图11是本发明阀体10的结构示意图；
图12是本发明五通情况下的整体结构示意图。
图中：1、驱动杆，2、旋钮，3、定位块，4、控制杆，4A、控制头，4B、上端盖，4C、下端盖，4D、活动腔，5、固定指示标，6、保护壳，6A、电磁铁安装口，6B、支撑面，6C、支撑台，7、弹簧，8、从动齿轮，9、阀杆，10、阀体，10A、阀杆通孔，10B、弹簧槽，10C、稳定块，11、阀芯，12、控制齿轮，13、电磁铁，14、永磁铁，15、驱动齿轮，16、控制板，16A、自由活动环形槽，16B、转动面，16C、永磁铁安装槽，16D、控制槽，17、工作指示标。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，说明本发明的具体实施方式，以三通阀为例。
如图1和图2所示，本发明包括阀体10、保护壳6以及安装在阀体10上的控制机构和多个执行机构，阀体10上部安装有保护壳6，保护壳6用于封装控制机构，控制机构安装在阀体10中间的保护壳6上，执行机构的一部分安装在保护壳6内，另一部分安装在水平通道内；
阀体10底部中间设置有竖直通道，竖直通道周围的阀体10设置多个水平通道，每个水平通道处安装有执行机构，各个执行机构均与控制机构连接，通过控制机构调节执行机构的工作使得水平通道导通或者关闭，实现多通阀所需的流通状态，通过外接执行器或手轮机构来驱动控制机构，实现流道状态的控制。
控制机构包括旋钮2、定位块3、永磁铁14、控制板16、驱动杆1和驱动齿轮15；控制板16活动套装在保护壳6中心的通孔处，旋钮2通过定位块3同轴连接在控制板16上，转动旋钮2的同时控制板16一起转动，控制板16的外圆周固定套有永磁铁14；驱动杆1的上端贯穿出控制板16和旋钮2中心的通孔延伸到外面外接执行器或手轮机构，驱动杆1的下端位于保护壳6内且通过键同轴套装有驱动齿轮15同轴，驱动杆1、驱动齿轮15、控制板16和旋钮2同轴连接。
单个执行机构包括阀杆9、阀芯11、控制杆4、弹簧7、电磁铁13、从动齿轮8和控制齿轮12；如图11所示，阀体10顶部设置有一个平面，平面上设置有阀杆通孔10A、弹簧槽10B和稳定块10C，阀杆通孔10A沿水平通道的径向开设，阀杆9下端伸入水平通道并活动套装在阀体10水平通道底部的阀杆定位槽中，水平通道内的阀杆9外固定套装阀芯11，阀杆9上端活动穿过阀杆通孔10A后和从动齿轮8同轴连接，从动齿轮8和驱动齿轮15处于同一平面；阀杆通孔10A和驱动齿轮15之间的阀体10顶部平面设有一个圆形凸起作为稳定块10C，稳定块10C上套装控制杆4，控制齿轮12套装在控制杆4外，控制齿轮12位于驱动齿轮15和从动齿轮8之间，控制齿轮12、从动齿轮8和驱动齿轮15的中心轴线位于同一直线上；
在稳定块10C周围的阀体10顶部平面开设有圆环形凹槽作为弹簧槽10B，弹簧7下端嵌装在弹簧槽10B上，弹簧7上端伸出弹簧槽10B后连接到控制杆4的底部；如图9所示，控制杆4顶端设有控制头4A，控制杆4正上方所在的控制板16下底面圆周一处设有向下突出的圆锥台，圆锥台的底端开设有控制槽16D，控制头4A上端嵌装与控制槽16D中；
如图9所示，控制杆4还设置有上端盖4B、下端盖4C和活动腔4D；控制杆4上部固定套装上端盖4B，控制杆4下部可拆卸地固定套装下端盖4C，下端盖4C可拆卸是用于安装控制齿轮12，端盖4B和下端盖4C之间的控制杆4外套装控制齿轮12，在控制状态时，上端盖4B和下端盖4C与控制齿轮12的两个端面固定连接，限制控制齿轮12轴向位移，但转动副不受约束；控制杆4底面中心开设有活动腔4D，活动腔4D嵌装在稳定块10C上。下端盖4C通过弹簧7与阀体10相连，实现上下活动。稳定块10C的长度小于活动腔4D的深度，给活动腔4D内部的空气以一定的压缩空间。稳定块10C周的弹簧槽10B，为弹簧7的压缩与安放留下足够的空间。
如图10所示，保护壳6还包括支撑面6B和支撑台6C；支撑台6C为圆盘型，支撑台6C尺寸恰好与控制板16相配合，用于保护执行机构与控制机构，并且起到密封的作用。如图3和图5所示，保护壳6在电磁铁安装口6A正上方顶面设置有固定指示标5，控制板16顶面圆周边缘一处设有工作指示标17，固定指示标5与控制板16的工作指示标17配合使用，用于显示多通阀的实时工作状态。保护壳6的结构不受本发明的示意图限制，可根据管路流道的不同而进行相应的变形。
如图8所示，控制板16为阶梯状圆盘结构，第一阶梯处为转动面16B，转动面16B与支撑面6B相配合，第三阶梯处为永磁铁安装槽16C，永磁铁安装槽16C中套装固定永磁铁14，控制板16下方开有自由活动环形槽16A，自由活动环形槽16A内设置有一个圆锥台；
图2～图7示意性地表示了本发明的工作原理。
手动模式：
在常态下，控制齿轮12位于驱动齿轮15和从动齿轮8之间的上方，控制齿轮12分别和驱动齿轮15、从动齿轮8之间不啮合连接，齿轮副不形成，驱动杆1和控制齿轮12的转动不会带动驱动齿轮15、从动齿轮8和阀杆9；
在控制状态下，通手动转动旋钮2，带动控制板16及其底面的圆锥台圆周旋转，控制圆锥台经过控制头4A时下压控制头4A，控制齿轮12向下移动到位于驱动齿轮15和从动齿轮8之间的同一水平面上，使得驱动齿轮15经控制齿轮12和从动齿轮8啮合传动连接，即控制齿轮12与驱动齿轮15啮合形成控制驱动齿轮副，驱动齿轮15和从动齿轮8啮合形成驱动从动齿轮副；从而再驱动驱动杆1转动，经控制驱动齿轮副和驱动从动齿轮副带动从动齿轮8旋转，进而带动阀杆9的转动，形成手动控制过程。控制齿轮12和从动齿轮8的数量不受本发明示意图的限制。
电动模式：
在控制杆4上方的保护壳6内部设有电磁铁安装口6A，电磁铁安装口6A安装有电磁铁13，电磁铁13的磁极径向布置，永磁铁14呈圆环状，分为两个不同磁极的半圆环，电磁铁13用于配合吸附永磁铁14，带动永磁铁14及其所连接固定的控制板16旋转，实现电动控制。控制板16旋转后的工作过程与手动控制过程相同。
由此，通过手动或者电动控制控制板16旋转，进而实现多通阀各个独立的执行机构对水平通道的导通/关闭控制。
1)初始状态，本发明处于非控制状态，并且阀门处于关闭位置，如图2和图3所示。此时，控制板16中的控制槽16D不与任何一个控制板4中的控制头4A相啮合，即控制头4A与自由活动环形槽16A的顶面相切，控制齿轮12不与从动齿轮8和驱动齿轮15相啮合，且弹簧7保持自然状态。同时，工作指示标17不指向任何一个固定指示标5，而永磁铁14的N级中心位置始终与工作指示标17的指向相同，即如图3中所示，永磁铁14的N级朝上，S级朝下。
该状态下驱动驱动杆1转动时只会驱使驱动齿轮15空转，而阀杆9不受到执行器的控制。
2)转动旋钮2或电磁铁13通电，使得本发明处于控制状态，并且阀门仍处于关闭位置，如图4和图5所示。在手动模式下，转动旋钮2可带动控制板16同轴旋转，使得工作指示标17恰好对应右侧固定指示标5，即触发右侧阀芯11进入控制状态。而电动模式下，右侧电磁铁13靠近永磁铁14端的极性为S极，左侧电磁铁13则极性相反，使得永磁铁14带动控制板16自动转动至工作指示标17恰好对应右侧固定指示标5，即触发右侧阀芯11进入控制状态。
此过程中，通过控制板16中的凸台缓慢将控制板4下压，直至控制板16中的控制槽16D与右侧控制板4中的控制头4A相啮合，即控制齿轮12与相邻从动齿轮8和驱动齿轮15均相啮合，且弹簧7处于压缩状态。
3)如图6和图7所示，在本发明仍处于控制状态时，转动驱动杆1，开启右侧阀门至全开状态。此时，控制机构和执行机构的位置均不改变，转动驱动杆1时，驱动齿轮15随即转动，由右侧控制齿轮12传动至右侧从动齿轮8。接着，从动齿轮8带动右侧阀杆9转动，进而驱使右侧阀芯11转动至全开状态，由此实现不同阀芯的独立控制。
如图12所示为本发明的五通实施例，其具体结构、工作原理与三通实施例相似。
由上述实施工作过程可见，本发明的结构设计提高了多通阀的灵活性和适应性，降低了制造成本，提高了生产效率，并增强了操作的简便性。

Claims (7)

1.一种可独立控制的多通阀，其特征在于：包括阀体(10)、保护壳(6)以及安装在阀体(10)上的控制机构和多个执行机构，阀体(10)上部安装有保护壳(6)，控制机构安装在阀体(10)中间的保护壳(6)上，执行机构的一部分安装在保护壳(6)内，另一部分安装在水平通道内；阀体(10)底部中间设置有竖直通道，竖直通道周围的阀体(10)设置多个水平通道，每个水平通道处安装有执行机构，各个执行机构均与控制机构连接，通过控制机构调节执行机构的工作使得水平通道导通或者关闭，实现多通阀所需的流通状态，通过外接执行器或手轮机构来驱动控制机构，实现流道状态的控制。
2.根据权利要求1所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：所述的控制机构包括旋钮(2)、定位块(3)、永磁铁(14)、控制板(16)、驱动杆(1)和驱动齿轮(15)；控制板(16)活动套装在保护壳(6)中心的通孔处，旋钮(2)通过定位块(3)同轴连接在控制板(16)上，控制板(16)的外圆周固定套有永磁铁(14)；驱动杆(1)的上端贯穿出控制板(16)和旋钮(2)中心的通孔延伸到外面外接执行器或手轮机构，驱动杆(1)的下端位于保护壳(6)内且通过键同轴套装有驱动齿轮(15)同轴；
单个所述的执行机构包括阀杆(9)、阀芯(11)、控制杆(4)、弹簧(7)、电磁铁(13)、从动齿轮(8)和控制齿轮(12)；阀体(10)顶部设置有一个平面，平面上设置有阀杆通孔(10A)、弹簧槽(10B)和稳定块(10C)，阀杆通孔(10A)沿水平通道的径向开设，阀杆(9)下端伸入水平通道并活动套装在阀体(10)水平通道底部的阀杆定位槽中，水平通道内的阀杆(9)外固定套装阀芯(11)，阀杆(9)上端活动穿过阀杆通孔(10A)后和从动齿轮(8)同轴连接，从动齿轮(8)和驱动齿轮(15)处于同一平面；阀杆通孔(10A)和驱动齿轮(15)之间的阀体(10)顶部平面设有一个圆形凸起作为稳定块(10C)，稳定块(10C)上套装控制杆(4)，控制齿轮(12)套装在控制杆(4)外，控制齿轮(12)位于驱动齿轮(15)和从动齿轮(8)之间；在稳定块(10C)周围的阀体(10)顶部平面开设有圆环形凹槽作为弹簧槽(10B)，弹簧(7)下端嵌装在弹簧槽(10B)上，弹簧(7)上端伸出弹簧槽(10B)后连接到控制杆(4)的底部；控制杆(4)顶端设有控制头(4A)，控制杆(4)正上方所在的控制板(16)下底面圆周一处设有向下突出的圆锥台，圆锥台的底端开设有控制槽(16D)，控制头(4A)上端嵌装与控制槽(16D)中。
3.根据权利要求2所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：所述控制杆(4)还设置有上端盖(4B)、下端盖(4C)和活动腔(4D)；控制杆(4)上部固定套装上端盖(4B)，控制杆(4)下部可拆卸地固定套装下端盖(4C)，端盖(4B)和下端盖(4C)之间的控制杆(4)外套装控制齿轮(12)；控制杆(4)底面中心开设有活动腔(4D)，活动腔(4D)嵌装在稳定块(10C)上。
4.根据权利要求2所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：所述保护壳(6)还包括支撑面(6B)和支撑台(6C)；支撑台(6C)为圆盘型，支撑台(6C)尺寸恰好与控制板(16)相配合。
5.根据权利要求2任一所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：
所述的稳定块(10C)的长度小于活动腔(4D)的深度。
6.根据权利要求3所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：所述的控制板(16)为阶梯状圆盘结构，第一阶梯处为转动面(16B)，转动面(16B)与支撑面(6B)相配合，第三阶梯处为永磁铁安装槽(16C)，永磁铁安装槽(16C)中套装固定永磁铁(14)，控制板(16)下方开有自由活动环形槽(16A)，自由活动环形槽(16A)内设置有一个圆锥台。
7.根据权利要求3所述的一种可独立控制的多通阀，其特征在于：保护壳(6)在电磁铁安装口(6A)正上方顶面设置有固定指示标(5)，控制板(16)顶面圆周边缘一处设有工作指示标(17)，固定指示标(5)与控制板(16)的工作指示标(17)配合使用，用于显示多通阀的实时工作状态。
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