CN112780799A - 流体控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体控制阀，至少包括第一阀体、第二阀体、第一阀芯，流体控制阀具有第一端口、第二端口、第三端口，流体控制阀具有第一连通腔和连通通道，连通通道的当量流通面积小于第一连通腔的当量流通面积，所述流体控制阀具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一端口与所述第二端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第三端口连通，在所述第二工作状态，所述第一端口与所述第三端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第二端口连通；如此实现流体流路的切换，且该流体控制阀结构简单。

Description

流体控制阀
技术领域
本发明涉及流体控制领域。
背景技术
在热泵系统中，一般会有制冷模式和制热模式，所以会需要使用流路切换阀进行流路切换，流路切换阀可以使用电磁阀、电动阀进行流路的切换，作为一种例子，电动阀，例如三通电动阀，包括有进口、第一出口和第二出口，制冷剂从进口进去，通过电动阀的控制，可使得进口与第一出口连通，或者进口与第二出口连通。电动阀内部需要例如通过齿轮等结构进行控制，结构相对复杂且需要使用电能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本较低的流体控制阀。
为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种流体控制阀，至少包括第一阀体、第二阀体、第一阀芯，所述第二阀体与所述第一阀体固定，所述第一阀体具有第一阀体内腔，所述第一阀芯位于所述第一阀体内腔，所述第一阀芯相对所述第一阀体内腔侧壁滑动，
所述第一阀体包括第一端口、第二端口、第三端口，所述流体控制阀具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一端口与所述第二端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第三端口连通，在所述第二工作状态，所述第一端口与所述第三端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第二端口连通；
所述流体控制阀具有第一连通腔，定义所述第一阀芯与所述第一端口之间的连通空间为第一连通腔，所述流体控制阀具有连通通道，在所述第一工作状态，所述连通通道连通所述第一端口与所述第二端口，所述连通通道的当量流通面积小于所述第一连通腔的当量流通面积。
上述技术方案的流体控制阀包括第一端口、第二端口和第三端口，流体控制阀具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态，第一端口与第二端口连通，在第二工作状态，第一阀芯阻隔第一端口与第二端口连通，由于流体控制阀的连通通道的当量流通面积小于第一连通腔的当量流通面积，如此，在第一端口流体压力不同的情况下，流体控制阀可具有第一工作状态和第二工作状态，如此实现了流体控制阀的不同端口的切换连通，结构简单。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图；
图2为图1所示结构的另一种工作状态图；
图3为图1中阀体的结构示意图；
图4为图1中阀芯的结构示意图；
图5为本发明的另一种实施方式的结构示意图；
图6为本发明的另一种实施方式的结构示意图；
图7为图6所示结构的另一种工作状态图；
图8为图6中第三阀体的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，图1、图2示意出一种流体控制阀的结构示意图，其中图1为流体控制阀100处于第一工作状态的剖面图；图2为流体控制阀100处于第二工作状态的剖面图。
流体控制阀100至少包括第一阀体11、第二阀体12、第一阀芯13，第二阀体12与第一阀体11固定，第一阀体11具有第一阀体内腔111，第一阀芯13位于第一阀体内腔111，第一阀芯13相对第一阀体内腔111侧壁滑动。
第一阀体11包括第一端口101、第二端口102、第三端口103，流体控制阀100具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态，第一端口101与第二端口102连通，第一阀芯13阻隔第一端口101与第三端口103连通，在第二工作状态，第一端口101与第三端口103连通，第一阀芯13阻隔第一端口101与第二端口102连通；本文中，阻隔一词并不限制为流量为零的情况，包括有略微的泄露的情况。
流体控制阀100具有第一连通腔104，定义第一阀芯13与第一端口101之间的连通空间为第一连通腔104，流体控制阀100具有连通通道105，在第一工作状态，连通通道105连通第一端口101与第二端口102，连通通道105的当量流通面积小于第一连通腔104的当量流通面积。如此，在第一端口101流入的流体的流量很大的时候，第一阀芯13受到冲击，相对第一阀体内腔111侧壁滑动，从而可以连通第一端口101与第三端口103。如此可以实现该流体控制阀100具有两个状态的功能，且能实现该流体控制阀具有流路切换的作用。另外，流体控制阀两个状态的切换受第一端口的流体流量/压力影响，降低了外部驱动源驱动阀动作的耗能，且该流体控制阀结构也非常简单。
流体控制阀100的工作状态为：参照图1，第一端口101与系统高压连通，第一端口101与第二端口102连通，第三端口103无系统压力，第一阀芯13处于第一工作状态。
参照图2，第一端口101与系统高压连通，当第一端口101处流量增加到一定程度时，第一阀芯13处于第二工作状态，第一端口101与第三端口103连通，第三端口103处流体压力为高压。
如此，流体从第一端口101进入，可以从第二端口102离开，也可以从第三端口103离开，实现流路的切换。
结合参照图3和图4，第一阀芯13具有头部131、第一弹簧部132，第一弹簧部132一端与头部131相抵，第一弹簧部132一端与阀体11相抵，头部131与第一阀体内腔111侧壁滑动密封设置；
头部131具有端顶部1311和周侧部1312，周侧部1312与第一阀体内腔111侧壁相对滑动，端顶部1311为形成第一连通腔104的一部分壁部，端顶部1311具有边缘部1313，在第一工作状态，边缘部1313与第一阀体内腔111侧壁相抵。第一阀芯具有第一弹簧部，在第一工作状态，第一弹簧部对第一阀芯施力，使得头部的端顶部的边缘部与第一阀体内壁相抵，且头部的周侧部与第一阀体内腔侧壁滑动密封，如此，流体从第一端口进入后，会经过流通通道进入第二端口。第一阀芯的结构设计简单，成本较低。
定义头部131受到流体压力为F1，第二端口102流体压力为F2，弹簧力为F，在第一工作状态，F＞F1-F2；在第二工作状态，F1＞F2+F；其中弹簧力是指第一弹簧部132对头部131施加的力。通过第一弹簧部的弹簧力的设置，使得流体控制阀在第一工作状态下，第一端口与第二端口连通，在第二工作状态下，第一端口的流体对头部的压力大于F2和F之和，第一阀芯轴向运动，使得第一端口与第三端口连通。
第一阀体11与第二阀体12固定形成连通通道，第一阀体内腔111包括第二连通腔112，第二连通腔112位于第二端口102与第一阀芯13之间，第一阀体11具有连通槽113，定义第一阀芯13运动方向为第一方向，连通槽113沿第一方向延伸，连通槽113的底壁具有第一通孔1131和第二通孔1132，第一通孔1131与第一连通腔104贯穿连通，第二通孔1132与第二连通腔112贯穿连通，第二阀体12具有与连通槽113对应的壁部，第二阀体12与第一阀体11密封设置；周侧部1312沿第一方向的长度大于第二通孔1132的孔径，周侧部1312沿第一方向的长度大于第三端口103的孔径。第一端口与第二端口之间通过连通槽的连通，连通槽的结构设计便于加工，尤其是将流体控制阀设计成至少包括第一阀体和第二阀体，如此更便于连通槽的加工，有助于降低成本。
第一阀体11包括本体部114和盖体部116，头部131和第一弹簧部132位于本体部114，盖体部116具有凸起部1161，凸起部1161伸入第一阀体内腔111，第一弹簧部132的一端与凸起部1161相抵，凸起部1161具有连通口1162，连通口1162当量内径小于第一弹簧部132的当量内径，连通口1162与第一弹簧部132同轴设置。第一阀体包括本体部和盖体部，第一阀芯的头部等结构可以位于本体部，通过盖体部进行组装，有助于流体控制阀的组装方便，降低流体控制阀的制造难度，以便降低流体控制阀的制造成本。
作为一种实施方式，参照图5，第一阀体11包括本体部114、嵌入件115、盖体部116，本体部114与盖体部116密封设置，嵌入件115位于连通槽113，嵌入件115外壁与连通槽113侧壁配合设置，本体部114、嵌入件115、第二阀体12配合形成连通通道，第二阀体12与本体部114密封设置。由于连通通道的流通面积有一定的要求，为实现不同要求的阀能公用阀体，可通过嵌入件的设置，使得连通通道的流通面积满足阀性能要求，如此也有利于批量化生产，降低成本。
参照图6、图7，作为一种实施方式，图6、图7示意出流体控制阀200的另一种结构示意图。
流体控制阀200包括第三阀体14，第三阀体14与第一阀体11固定，第三阀体14具有第四端口106、第五端口107，流体控制阀200包括第二阀芯15，第三阀体14具有第二阀体内腔141，第二阀芯15位于第二阀体内腔141，第二阀芯15相对第二阀体内腔141侧壁滑动，在第一工作状态，第四端口106与第五端口107连通，在第二工作状态，第一端口101、第三端口103、第五端口107连通，第二阀芯15阻隔第四端口106与第二阀体内腔141连通。
流体控制阀200包括隔热部件17，隔热部件17位于第一阀体11与第三阀体14之间；第一阀体11具有凸出部118，凸出部118伸入第三阀体14，隔热部件17具有基底部171和筒体部172，筒体部172自基底部171凸出延伸，筒体部172套于凸出部118，基底部171位于第一阀体11与第三阀体14之间，筒体部172与第一阀体11之间密封设置，筒体部172与第三阀体14之间密封设置。隔热部件17例如可为塑酯、塑料或其他导热率低的材料，隔热部件的设置，有助于第一阀体与第三阀体之间的热量的隔离，有助于降低热量损失。
结合参照图8，第二阀芯15具有流通区151，流通区151具有第一区1511和第二区1512，定义第二阀芯15相对第二阀体内腔141侧壁滑动运动方向为第二方向，第一区1511沿第二方向延伸，第二区1512与第一区1511相交，且第二区1512与第一区1511连通，在第一工作状态，流通区151连通第五端口107与第四端口106，在第二工作状态，第二阀芯15阻隔第五端口107与第四端口106。
第二阀芯15具有第二弹簧部152和芯体部153，芯体部153具有第一凸缘部1531和第二凸缘部1532，以第二方向为第二阀芯15的轴向方向，第一凸缘部1531、第二凸缘部1532在第二阀芯15的径向方向凸出，第一凸缘部1531与第二阀体内腔141壁部密封设置，第二凸缘部1532与第二阀体内腔141壁部配合设置，芯体部153具有两个及以上支撑臂1533，支撑臂1533一体连接第一凸缘部1531和第二凸缘部1532，支撑臂1533间隔设置，相邻支撑臂1533在第二阀芯15的径向向外方向形成第二区1512的至少部分区域，相邻支撑臂1533包围区域为第一区1511，第二弹簧部152的至少部分位于第一区1511。
流体控制阀200的工作状态为：参照图6，第一端口101与系统高压连通，第一端口101与第二端口102连通，第三端口103无系统压力，第一阀芯13处于第一工作状态，第四端口106也可以与系统高压连通，流体从第四端口106进入，从第五端口107离开。
参照图7，第一端口101与系统高压连通，当第一端口101处流量增加到一定程度时，第一阀芯13处于第二工作状态，第一端口101与第三端口103连通，第三端口103处流体压力为高压，第三端口103处流体迫使第二阀芯15运动，使得第三端口103与第五端口107连通。
如此，流体从第一端口101进入，可以从第二端口102离开，也可以从第五端口107离开，实现流路的切换。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例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相互组合、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，至少包括第一阀体、第二阀体、第一阀芯，所述第二阀体与所述第一阀体固定，所述第一阀体具有第一阀体内腔，所述第一阀芯位于所述第一阀体内腔，所述第一阀芯相对所述第一阀体内腔侧壁滑动，
所述第一阀体包括第一端口、第二端口、第三端口，所述流体控制阀具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态，所述第一端口与所述第二端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第三端口连通，在所述第二工作状态，所述第一端口与所述第三端口连通，所述第一阀芯阻隔所述第一端口与所述第二端口连通；
所述流体控制阀具有第一连通腔，定义所述第一阀芯与所述第一端口之间的连通空间为第一连通腔，所述流体控制阀具有连通通道，在所述第一工作状态，所述连通通道连通所述第一端口与所述第二端口，所述连通通道的当量流通面积小于所述第一连通腔的当量流通面积。
2.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一阀芯具有头部、第一弹簧部，所述第一弹簧部一端与所述头部相抵，所述第一弹簧部一端与所述阀体相抵，所述头部与所述第一阀体内腔侧壁滑动密封设置；
所述头部具有端顶部和周侧部，所述周侧部与所述第一阀体内腔侧壁相对滑动，所述端顶部为形成所述第一连通腔的一部分壁部，所述端顶部具有边缘部，在所述第一工作状态，所述边缘部与所述第一阀体内壁相抵。
3.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于：定义所述头部受到流体压力为F1，所述第二端口流体压力为F2，弹簧力为F，在所述第一工作状态，F＞F1-F2；在所述第二工作状态，F1＞F2+F；其中弹簧力是指所述第一弹簧部对所述头部施加的力。
4.根据权利要求2或3所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一阀体与所述第二阀体固定形成所述连通通道，所述第一阀体内腔包括第二连通腔，所述第二连通腔位于所述第二端口与所述第二阀芯之间，
所述第一阀体具有连通槽，定义所述第一阀芯运动方向为第一方向，所述连通槽沿所述第一方向延伸，所述连通槽的底壁具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述第一连通腔贯穿连通，所述第二通孔与所述第二连通腔贯穿连通，所述第二阀体具有与所述连通槽对应的壁部，所述第二阀体与所述第一阀体密封设置；
所述周侧部沿所述第一方向的长度大于所述第二通孔的孔径，所述周侧部沿所述第一方向的长度大于所述第三端口的孔径。
5.根据权利要求4所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一阀体包括本体部、嵌入件、盖体部，所述本体部与所述盖体部密封设置，所述嵌入件位于所述连通槽，所述嵌入件外壁与所述连通槽侧壁配合设置，所述本体部、嵌入件、所述第二阀体配合形成所述连通通道，所述第二阀体与所述本体部密封设置。
6.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一阀体包括本体部和盖体部，所述头部和第一弹簧部位于所述本体部，所述盖体部具有凸起部，所述凸起部伸入所述第一阀体内腔，所述第一弹簧部的一端与所述凸起部相抵，所述凸起部具有连通口，所述连通口当量内径小于所述第一弹簧部的当量内径，所述连通口与所述第一弹簧部同轴设置。
7.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：所述流体控制阀包括第三阀体，所述第三阀体与所述第一阀体固定，所述第三阀体具有第四端口、第五端口，所述流体控制阀包括第二阀芯，所述第三阀体具有第二阀体内腔，所述第二阀芯位于所述第二阀体内腔，所述第二阀芯相对所述第二阀体内腔侧壁滑动，在所述第一工作状态，所述第四端口与所述第五端口连通，在所述第二工作状态，所述第一端口、第三端口、第五端口连通，所述第二阀芯阻隔所述第四端口与所述第二阀体内腔连通。
8.根据权利要求7所述的流体控制阀，其特征在于：所述流体控制阀包括隔热部件，所述隔热部件位于所述第一阀体与所述第三阀体之间；所述第一阀体具有凸出部，所述凸出部伸入所述第三阀体，所述隔热部件具有基底部和筒体部，所述筒体部自所述基底部凸出延伸，所述筒体部套于所述凸出部，所述基底部位于所述第一阀体与所述第三阀体之间，所述筒体部与所述第一阀体之间密封设置，所述筒体部与所述第三阀体之间密封设置。
9.根据权利要求7所述的流体控制阀，其特征在于：所述第二阀芯具有流通区，所述流通区具有第一区和第二区，定义所述第二阀芯相对所述第二阀体内腔侧壁滑动运动方向为第二方向，所述第一区沿所述第二方向延伸，所述第二区与所述第一区相交，且所述第二区与所述第一区连通，在所述第一工作状态，所述流通区连通所述第五端口与所述第四端口，在所述第二工作状态，所述第二阀芯阻隔所述第五端口与所述第四端口。
10.根据权利要求9所述的流体控制阀，其特征在于：所述第二阀芯具有第二弹簧部和芯体部，所述芯体部具有第一凸缘部和第二凸缘部，以所述第二方向为所述第二阀芯的轴向方向，所述第一凸缘部、第二凸缘部在所述第二阀芯的径向方向凸出，所述第一凸缘部与所述第二阀体内腔壁部密封设置，所述第二凸缘部与所述第二阀体内腔壁部配合设置，所述芯体部具有两个及以上支撑臂，所述支撑臂一体连接所述第一凸缘部和所述第二凸缘部，所述支撑臂间隔设置，所述相邻支撑臂在所述第二阀芯的径向向外方向形成所述第二区的至少部分区域，所述相邻支撑臂包围区域为所述第一区，所述第二弹簧部的至少部分位于所述第一区。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023208036A1 (zh) * 2022-04-29 2023-11-02 浙江三花汽车零部件有限公司 一种电动阀以及集成组件

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