CN114165624A - 阀装置 - Google Patents

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CN114165624A CN202010952548.1A CN202010952548A CN114165624A CN 114165624 A CN114165624 A CN 114165624A CN 202010952548 A CN202010952548 A CN 202010952548A CN 114165624 A CN114165624 A CN 114165624A
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Abstract

一种阀装置，包括阀体组件和阀芯，阀体组件具有第一流道、第二流道以及第三流道，第一流道能够通过阀芯选择性地与第二流道或第三流道连通，阀芯包括直流孔道、第一节流槽以及第二节流槽，第一节流槽和第二节流槽位于直流孔道的第一开口的中轴线两侧，第一节流槽和第二节流槽均不与直流孔道直接连通，这样当阀装置在第二流道和第三流道之间进行节流切换时，避免了直流孔道与第二流道或第三流道直通的短暂过渡阶段，有利于提高阀装置的流量稳定性，同时，通过设置两节流槽，缩短了阀装置在第二流道和第三流道之间节流切换的时间。

Description

阀装置
【技术领域】
本申请涉及一种阀装置。
【背景技术】
阀装置应用于车辆热管理系统时，根据不同的系统需求，常用于流体的切换或节流，发明人已知有阀装置的阀芯设置直流孔道和单节流槽的结构，这样当涉及流体在不同流道间节流切换时，随着阀芯的旋转，其中某一流道会存在短暂的与直流孔道直通的过渡阶段，将导致阀装置的流量稳定性不佳，且阀装置节流切换的时间相对较长。
【发明内容】
本申请的目的在于提供一种阀装置，有利于提高阀装置的流量稳定性，缩短阀装置的节流切换时间。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种阀装置，包括阀体组件和阀芯，所述阀体组件具有第一流道、第二流道以及第三流道，所述阀芯能够连通所述第一流道和第二流道或者所述阀芯能够连通所述第一流道和所述第三流道，所述阀芯包括直流孔道、第一节流槽以及第二节流槽，所述直流孔道具有第一开口，所述第一节流槽和所述第二节流槽位于所述第一开口的中轴线的两侧，所述第一节流槽与所述直流孔道不直接连通，所述第二节流槽与所述直流孔道不直接连通。
本申请的阀装置，包括阀体组件和阀芯，阀体组件具有第一流道、第二流道以及第三流道，第一流道能够通过阀芯选择性地与第二流道或第三流道连通，阀芯包括直流孔道、第一节流槽以及第二节流槽，第一节流槽和第二节流槽位于直流孔道的第一开口的中轴线两侧，第一节流槽和第二节流槽均不与直流孔道直接连通，这样当阀装置在第二流道和第三流道之间进行节流切换时，避免了直流孔道与第二流道或第三流道直通的短暂过渡阶段，有利于提高阀装置的流量稳定性，同时，通过设置两节流槽，缩短了阀装置在第二流道和第三流道之间节流切换的时间。
【附图说明】
图1是阀装置的一种实施方式的一个截面结构示意图；
图2是图1中阀体组件的一个截面结构示意图；
图3是图1中传动机构的爆炸结构示意图；
图4是图1中阀芯座的一个立体结构示意图；
图5是图1中阀芯的一个立体结构示意图；
图6是图1中阀芯的一个截面结构示意图；
图7是阀装置的一个正视结构示意图；
图8是图7中沿A-A的截面结构示意图；
图9是阀装置关阀状态的一个截面结构示意图；
图10是阀装置与第三流道节流状态的一个截面结构示意图；
图11是阀装置与第二流道节流状态的一个截面结构示意图；
图12是阀装置关阀状态的另一个截面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明：
参见图1，阀装置可以应用于车辆热管理系统或空调系统，其中车辆热管理系统包括新能源车辆热管理系统。阀装置100包括驱动机构1、传动机构2、阀体组件3、阀杆4以及阀芯5，阀体组件3具有第一阀体腔31和第二阀体腔32，传动机构2位于第一阀体腔31，阀芯5位于第二阀体腔32，驱动机构1与阀体组件3连接，驱动机构1与传动机构2传动连接，传动机构2与阀杆4的一端传动连接，阀杆4的另一端与阀芯5传动连接，驱动机构1输出转动力矩给传动机构2，传动机构2增大驱动机构1输出的转动力矩后传递给阀杆4，阀杆4带动阀芯5转动。在本实施例中，传动机构2为行星齿轮减速机构，当然作为其他实施方式，传动机构2还可以为其他齿轮减速机构。这里需要指出的是：当驱动机构1输出的转动力矩足够时，阀装置100还可以不包括传动机构2；或者驱动机构1与传动机构2还可以为一体式集成设计，例如阀装置100包括控制装置，控制装置包括驱动机构1和传动机构2，控制装置通过传动机构2与阀杆4传动连接，设计驱动机构1与传动机构2集成，可以使阀体组件3不包括容纳传动机构2的第一阀体腔31，这样有利于减小阀装置100的轴向高度。
参见图1，驱动机构1包括外壳体11、电机组件12、套管13以及连接座14，电机组件12包括线圈绕组121、转子122以及电机轴123，以线圈绕组121为注塑嵌件，一体注塑形成外壳体11，线圈绕组121位于转子122的外周，转子122与电机轴123固定连接，线圈绕组121与转子122通过套管13分隔，套管13与连接座14固定连接，在本实施例中，套管13与连接座14通过焊接固定，设置套管13分隔线圈绕组121和转子122，有利于避免位于转子122处的流体与线圈绕组121接触，保证线圈绕组121的安全。驱动机构1还包括接口部15，接口部15可以与外壳体11一体注塑成型或装配连接，驱动机构1通过接口部15与外界电连接和/或信号连接。
参见图1，驱动机构1与阀体组件3连接，具体地，驱动机构1还包括压板16，压板16的一部分与外壳体11固定连接，压板16的又一部分通过螺钉与阀体组件3可拆卸连接。阀体组件3包括齿轮箱33和第一阀体34，齿轮箱33与第一阀体34固定连接，在本实施例中，齿轮箱33与第一阀体34通过焊接固定，齿轮箱33与第一阀体34装配形成第一阀体腔31。参见图2，齿轮箱33包括安装部331，安装部331形成安装腔332，就阀体组件3而言，安装腔332与第一阀体腔31连通。参见图1和图2，至少部分连接座14位于安装腔332，在本实施例中，通过压紧螺母压紧连接座14于压紧螺母和安装部331之间，实现连接座14与安装部331的固定，当然作为其他实施方式，连接座14与安装部331还可以通到焊接或螺纹连接或粘胶等方式固定。进一步地，连接座14与安装部331之间还可以进行密封设置，有利于防止工作介质从连接座14与安装部331之间的装配间隙泄漏。
参见图1至图3，传动机构2位于第一阀体腔31，传动机构2包括太阳轮21、多个行星轮22、第一外齿圈23以及第二外齿圈24，在本实施例中，行星轮22的数量为三个，行星轮22位于太阳轮21的外周并绕太阳轮21等圆周分布，太阳轮21与每一个行星轮22啮合。传动机构2具有齿轮腔25，齿轮腔25主要由第一外齿圈23和第二外齿圈24装配形成，至少部分行星轮22和至少部分太阳轮21位于齿轮腔25，第一外齿圈23和第二外齿圈24均具有内齿，每一个行星轮22的一部分与第一外齿圈23啮合，每一个行星轮22的又一部分与第二外齿圈24啮合。第一外齿圈23与齿轮箱33连接，在本实施例中，第一外齿圈23与齿轮箱33过盈配合，当然作为其他实施方式，第一外齿圈23与齿轮箱33还可以通过限位连接，限制第一外齿圈23的周向转动，第二外齿圈24与齿轮箱33间隙配合。这样，当电机轴123与太阳轮21传动连接时，电机轴123的转动带动太阳轮21转动，太阳轮21与行星轮22啮合，太阳轮21的转动带动行星轮22转动，行星轮22又分别与第一外齿圈23、第二外齿圈24啮合，且第一外齿圈23与齿轮箱33周向固定或限位，这样行星轮22在绕其自身转动的同时，还绕太阳轮21作周向转动，并能够带动第二外齿圈24转动。第二外齿圈24又与阀杆4的一端传动连接，阀杆4的另一端又与阀芯5传动连接，即第二外齿圈24的转动又带动阀杆4转动，阀杆4的转动最终带动阀芯5转动。在本实施例中，阀芯5为球状或类球状，当然作为其他实施方式，阀芯5还可以为其他形状。
参见图1和图4，阀体组件3还包括第二阀体35和阀芯座36，第二阀体35与第一阀体34连接，在本实施例中，第二阀体35与第一阀体34通过螺栓固定，进一步地，第二阀体35和第一阀体34之间还可以进行密封设置，防止流体从第二阀体35和第一阀体34之间的装配间隙泄漏。第二阀体35与第一阀体34装配形成第二阀体腔32，阀芯5位于第二阀体腔32，阀芯座36的数量为两个，阀芯座36位于阀芯5的两侧，具体地，阀芯座36分别位于第一阀体34形成的槽腔和第二阀体35形成的槽腔，阀芯座36包括与阀芯5的外表面配合的弧状面361和允许流体流过的连通孔362，至少部分阀芯座36的弧状面361与阀芯5的外表面贴合设置，阀芯5与阀芯座36能够滑动配合，阀芯座36对阀芯5进行支撑和密封。进一步地，阀芯座36与第一阀体34之间和/或阀芯座36与第二阀体35之间还可以进行密封设置，有利于提高阀装置100的整体密封性能。
参见图1、图5和图6，阀芯5包括直流孔道51、第一节流槽52以及第二节流槽53，直流孔道51贯穿阀芯5，在本实施例中，直流孔道51大致呈“L”型，直流孔道51具有第一开口511和第二开口512，当然作为其他实施方式，直流孔道51还可以为其他形状。第一节流槽52和第二节流槽53自阀芯5的外表面向内凹陷形成，第一节流槽52和第二节流槽53位于第一开口511的中轴线的两侧且远离第一开口511设置，第一节流槽52和第二节流槽53可以相对于第一开口511对称分布，第一节流槽52与第二节流槽53均不与直流孔道51直接连通。参见图5，第一节流槽52包括第一底壁521和第二底壁522，第一底壁521和第二底壁522相互连接，具体地，第一底壁521的一端延伸至阀芯5的外表面，第一底壁521的另一端与第二底壁522的一端相互连接，第二底壁522的另一端延伸至阀芯5的外表面。在本实施例中，第一底壁521和第二底壁522均为弧面，第一底壁521的弧面朝向与阀芯5的外表面朝向一致，第二底壁522的弧面朝向与阀芯5的外表面朝向相反，或者说，沿阀芯5的中心向外表面的方向，第一底壁521为凸形弧面，第二底壁522为凹形弧面，设置第一底壁521和第二底壁522均为弧面，有利于第一底壁521与第二底壁522在相互连接的区域或交线处平滑过渡。当然作为其他实施方式，第一底壁521和/或第二底壁522还可以为其他形状，如直面或者直面与弧面相结合等。第二节流槽53的结构与第一节流槽52的结构相同，在此不做赘述。
参见图1、图7以及图8，第一阀体34包括用于与外界连通的第一流道341和第二流道342，第二阀体35包括用于与外界连通的第三流道351，第一阀体34还包括用于内部连通的第四流道343，第二阀体35还包括用于内部连通的第五流道352和第六流道353，其中第四流道343与第二流道342连通，第五流道352与第三流道351连通，第六流道353与第三流道351连通，第五流道352与第六流道353不直接连通。阀装置100还包括单向阀部件6和气液分离部件7，单向阀部件6设置于第四流道343内，第六流道353能够通过单向阀部件6与第四流道343单向导通，气液分离部件7设置于第三流道351内，具体地，气液分离部件7包括接口部71、导通管72以及隔挡部73，导通管72与接口部71固定连接，在本实施例中，导通管72与接口部71过盈配合固定，当然作为其他实施方式，导通管72与接口部71还可以通过焊接或粘胶或螺纹连接等方式固定，或者导通管72与接口部71还可以为一体加工成型；接口部71与第二阀体35固定连接，在本实施例中，接口部71与第二阀体35通过螺纹固定，进一步地，接口部71与第二阀体35之间还进行有密封设置，有利于避免流体从接口部71与第二阀体35之间的装配间隙泄漏；隔挡部73与第二阀体35固定连接，在本实施例中，隔挡部73通过其杆部与第三流道351的端部沉孔过盈配合固定；隔挡部73与导通管72间隔设置。导通管72包括通孔721，接口部71包括接口通道711，通孔721连通第三流道351和接口通道711，第三流道351能够通过通孔721和接口通道711实现与外界连通，另外，第三流道351还能够通过第六流道353、单向阀部件6以及第四流道343实现与第二流道342的连通，并通过第二流道342实现与外界连通。设置气液分离部件7用于对位于第三流道351内的流体进行气液分离。在本实施例中，第一流道341的端口位于第一阀体34的一侧，第二流道342的端口位于第一阀体34的另一侧，第三流道351的端口或者说接口通道711的端口位于第二阀体35的一侧，第二阀体35的接口通道711的端口所在侧与第一阀体34的第二流道342的端口所在侧朝向相同，这样有利于阀装置100结构紧凑，有利于阀装置100应用于车辆热管理系统时减少安装空间。
参见图9，为阀装置100的关阀状态，此时第一流道341与第二流道342、第三流道351均不连通，需要指出的是，可以设置第一节流槽52和第二节流槽53的开口长度L(第一节流槽52和第二节流槽53结构相同)等于或小于阀芯座36的连通孔362的中心截面宽度D，这样，定义第一面，第一面与连通孔362的轴线垂直，旋转阀芯5，在本实施例中，当第二节流槽53的开口在第一面上的投影与连通孔362在第一面上的投影完全重合时，此时第一流道341无法通过第二节流槽53与第三流道351连通，同时第一流道341与第二流道342不连通，此时阀装置100处于关阀状态。
参见图1、图8以及图9，在阀装置100关阀的状态下，通过顺时针方向旋转阀芯5，可以使第一流道341通过阀芯5的直流孔道51与第二流道342连通，此时第一流道341与第三流道351不连通。具体地，在本实施例中，流体从第一流道341通过第二开口512流入直流孔道51，并通过第一开口511流入第二流道342，由于单向阀部件6的反向截止功能，位于第二流道342内的流体无法通过单向阀部件6流向第六流道353，即位于第二流道342内的流体从第二流道342的端口流出，流向后续回路。需要指出的是，这里所说的顺时针方向仅以图8和图9所示为例进行界定，而非对顺时针方向进行限制，下文所述的逆时针方向同理，不再赘述。
参见图9和图10，在阀装置100关阀的状态下，通过逆时针方向旋转阀芯5，当第二节流槽53的开口在第一面上的投影与连通孔362在第一面上的投影部分重合时，第一流道341可以通过第二节流槽53与第三流道351连通，此时第一流道341与第二流道342不连通。具体地，在本实施例中，流体从第一流道341和/或流体从第一流道341通过直流孔道51进入第二阀体腔32，位于第二阀体腔32的流体通过第二节流槽53节流膨胀后从第五流道352流入第三流道351，流入第三流道342的经节流膨胀后的流体在气液分离部件7的作用下，以近似螺旋围绕导通管72流动，其中气相流体受隔挡部73的隔挡，从导通管72的通孔721流入并从接口部71的接口通道711流出，流向后续回路；液相流体则在单向阀部件6的单向导通下，从第六流道353流向第四流道343，并从第二流道342的端口流出，流向后续回路。
参见图10和图11，继续沿着逆时针方向旋转阀芯5，可以使第一流道341通过第一节流槽52与第二流道342连通，此时第一流道341与第三流道351不连通。具体地，在本实施例中，流体从第一流道341和/或流体从第一流道341通过直流孔道51进入第二阀体腔32，位于第二阀体腔32的流体通过第一节流槽52节流膨胀后流入第二流道342，在单向阀部件6的反向截止下，节流膨胀后的流体从第二流道342的端口流出，流向后续回路。
参见图11和图12，继续沿着逆时针方向旋转阀芯5，当第一节流槽52的开口在第一面上的投影与连通孔362在第一面上的投影完全重合时，此时第一流道341无法通过第一节流槽52与第二流道342连通，同时第一流道341与第三流道351不连通，阀装置100又处于关阀状态。
综上，通过在阀芯5上设置双节流槽，相比于在阀芯上设置单节流槽的结构，当阀装置100在第二流道342和第三流道351之间进行节流切换时，避免了直流孔道51与第二流道342或与第三流道351直通的短暂过渡阶段，这样有利于提高阀装置100的流量稳定性，同时，通过设置两节流槽，缩短了阀装置在第二流道342和第三流道351之间的节流切换时间。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，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申请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申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种阀装置，包括阀体组件和阀芯，所述阀体组件具有第一流道、第二流道以及第三流道，所述阀芯能够连通所述第一流道和第二流道或者所述阀芯能够连通所述第一流道和所述第三流道，其特征在于：所述阀芯包括直流孔道、第一节流槽以及第二节流槽，所述直流孔道具有第一开口，所述第一节流槽和所述第二节流槽位于所述第一开口的中轴线的两侧，所述第一节流槽与所述直流孔道不直接连通，所述第二节流槽与所述直流孔道不直接连通。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：所述第一节流槽和所述第二节流槽自所述阀芯的外表面向内凹陷形成，所述第一节流槽和所述第二节流槽远离所述第一开口设置，所述第一节流槽和所述第二节流槽相对于所述第一开口对称分布。
3.根据权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：所述第一节流槽包括第一底壁和第二底壁，所述第一底壁的一端延伸至所述阀芯的外表面，所述第一底壁的另一端与所述第二底壁的一端相连接，所述第二底壁的另一端延伸至所述阀芯的外表面，所述第二节流槽与所述第一节流槽结构相同。
4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于：所述阀芯为球状或类球状，所述第一底壁和所述第二底壁均为弧面，所述第一底壁的弧面朝向与所述阀芯的外表面朝向相同，所述第二底壁的弧面朝向与所述阀芯的外表面朝向相反，所述第二节流槽与所述第一节流槽结构相同。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于：所述阀体组件还包括阀芯座，所述阀芯座位于所述阀芯的两侧，至少部分所述阀芯座与所述阀芯的外表面贴合，所述阀芯座包括连通孔，所述第一节流槽的开口长度(L)等于或小于所述连通孔的中心截面宽度(D)，所述第二节流槽与所述第一节流槽结构相同。
6.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于：定义第一面，所述第一面与所述连通孔的轴线垂直，当所述第一节流槽的开口在所述第一面上的投影与所述连通孔在所述第一面上的投影完全重合时，所述第一流道与所述第一节流槽不连通。
7.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于：定义第一面，所述第一面与所述连通孔的轴线垂直，当所述第二节流槽的开口在所述第一面上的投影与所述连通孔在所述第一面上的投影完全重合时，所述第一流道与所述第二节流槽不连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的阀装置，其特征在于：所述阀体组件包括第一阀体和第二阀体，所述第一流道和所述第二流道位于所述第一阀体，所述第三流道位于所述第二阀体，所述第一阀体还包括第四流道，所述第二阀体还包括第五流道和所述第六流道，所述第四流道与所述第二流道连通，所述第五流道与所述第三流道连通，所述第六流道与所述第三流道连通，所述第五流道与所述第六流道不直接连通。
9.根据权利要求8所述的阀装置，其特征在于：所述阀装置还包括单向阀部件和气液分离部件，所述单向阀部件位于所述第四流道内，所述气液分离部件位于所述第三流道内，所述第六流道能够通过所述单向阀部件与所述第四流道单向导通，所述气液分离部件能够对流入所述第三流道内的流体进行气液分离；所述第一流道的端口位于所述第一阀体的一侧，所述第二流道的端口位于所述第一阀体的另一侧，所述气液分离部件的端口位于所述第二阀体的一侧，所述第二阀体的所述气液分离部件的端口所在侧与所述第一阀体的所述第二流道的端口所在侧朝向相同。
10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于：当所述第一流道通过所述第一节流槽或所述第二节流槽与所述第三流道连通时，流体从所述第一流道通过所述第一节流槽或所述第二节流槽节流膨胀后流经所述第五流道，并流入所述第三流道，流入所述第三流道的流体在所述气液分离部件的作用下，气相流体从所述气液分离部件的端口流出，流向后续回路；液相流体从所述第六流道经所述单向阀部件的单向导通后流向所述第四流道，并从所述第二流道的端口流出，流向后续回路。
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