CN114576393A - 一种阀装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种阀装置，包括驱动组件、执行组件和阀体组件，阀体组件包括阀体，阀体具有腔孔和开口，开口与腔孔连通，开口朝向驱动组件设置；执行组件包括阀芯和阀杆，阀芯经开口置于腔孔内；阀装置还包括安装座，安装座与阀体固定连接；驱动组件包括输出轴，阀杆的一端与阀芯连接，另一端穿过安装座与输出轴连接；至少部分的安装座位于开口中，腔孔与开口偏心设置，阀体包括台阶部，安装座与开口同轴设置，腔孔与安装座偏心设置，安装座与台阶部抵接，台阶部包括用于定位安装座的安装位；本申请的阀装置方便阀芯安装，同时有利于缩小阀体体积，降低成本。

Description

一种阀装置

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，尤其涉及一种阀装置。

背景技术

在一些具有多流路的系统中，如汽车空调系统中，一般采用多个电动阀实现流路切换。冷媒球阀是汽车空调系统中常用的阀体，冷媒球阀的优点是阀时泄漏小，开阀时压降小，缺点是由于密封的需求，阀芯球与阀座需要较大的预紧力，进而带来较大扭矩的需求(相对于针阀)。因此，球阀设计时为了实现驱动力，一般配备具有较大扭矩的电机。对于现有的多接口阀，侧面装入阀芯会影响其他流道的接口位置，还可能导致阀体高度以及径向尺寸的增加。故，如何在保证密封需求的前提下缩小阀体体积成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阀装置，方便阀芯安装，同时有利于缩小阀体体积，降低成本。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种阀装置，包括驱动组件、执行组件和阀体组件，所述阀体组件包括阀体，所述阀体具有腔孔和开口，所述开口与所述腔孔连通，所述开口朝向所述驱动组件设置；所述执行组件包括阀芯和阀杆，所述阀芯经所述开口置于所述腔孔内；所述阀装置还包括安装座，所述安装座与所述阀体固定连接；所述驱动组件包括输出轴，所述阀杆的一端与所述阀芯连接，另一端穿过所述安装座与所述输出轴连接；至少部分的所述安装座位于开口中，所述腔孔与所述开口偏心设置，所述阀体包括台阶部，所述安装座与所述开口同轴设置，所述腔孔与所述安装座偏心设置，所述安装座与所述台阶部抵接，所述台阶部包括用于定位所述安装座的安装位。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明将阀芯从阀体上朝向驱动组件设置的开口放入，避免传统阀芯从通道放入导致阀体高度增大的问题，并且在阀体和驱动组件之间设置安装座，使输出轴与阀杆之间连接更稳定，有利于扭矩传递；同时，将腔孔相对安装座偏心设置，使开口一侧具有所述安装座的安装位，有利于减小安装座安装缩小的空间，进一步缩小阀体的体积。

附图说明

图1为本发明一实施例的阀装置未装载驱动组件的部分结构示意图；

图2为图1中A-A的剖面结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图；

图4为本发明一实施例的阀装置的剖面结构示意图；

图5为图1所示的阀座的第一立体结构示意图；

图6为图1所示的阀座的第二立体结构示意图；

图7为图1所示的衬套的立体结构示意图；

图8为图1所示的封盖的立体结构示意图；

图9为图1所示的电机壳的立体结构示意图；

图10为图1所示的齿轮箱壳体的侧面结构示意图。

图1—图10中：

1、阀体；11、腔孔；111、台阶部；12、第一通道；13、第二通道；14、开口；15、第一销轴孔；16、凹槽；17、安装孔；18、扩张槽；2、阀芯；21、第一流道；22、第二流道；23、阀杆槽；3、阀杆；4、安装座；41、大端部；42、小端部；43、第二销轴孔；44、定位销；5、阀座；51、衬套；52、第一密封圈；53、台阶；54、连通孔；6、封盖；61、安装槽；62、第二密封圈；63、延伸块；64、第三密封圈；65、固定套；66、通孔；7、驱动组件；701、输出轴；71、电机壳；72、齿轮箱壳体；73、延伸部；74、密封槽；75、第四密封圈；76、凸耳；761、第二连接孔；77、螺钉；78、第一连接孔；79、连接部。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的，虽然描述了本发明的某些具体实施例，但本发明并不仅限于这些实施例。所描述的具体实施例仅用于解释说明。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。本公开还旨在涵盖替代品、修改和等同物。此外，在下面的描述中，为了向本领域普通技术人员提供对所公开技术的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，实施例可以在没有这些具体细节的情况下进行实施。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征。

本发明所述的轴向以阀装置为参照，以阀装置的中轴线的延伸方向为轴向，延伸方向如附图4中的上下方向；本发明中的内外以腔孔11为参照，靠近腔孔11的方向为内，远离腔孔11的方向为外。

如附图1至附图10所示，本发明一实施例的一种阀装置，包括驱动组件7、执行组件和阀体组件，驱动组件7用于驱动执行机构动作，以实现阀体组件的流路切换。阀体组件包括阀体1；执行组件包括阀芯2和阀杆3。

更具体地说阀体组件具有若干通道，阀体1具有腔孔11和开口14，腔孔11用于放置阀芯2，通道开设在阀体1的侧壁并且周向间隔分布，或者，通道开设于开口14相对的底壁上，且通道的内端口开设于形成腔孔11的内壁上，或者，在其他设置在阀体上的部件设置通道，连通内外；开口14与腔孔11连通，且尺寸大于等于阀芯2的外缘尺寸；开口14朝向驱动组件7设置，沿驱动组件7的轴向开设，如附图4所示，开口14的方向为竖直方向，与驱动组件7的轴线方向O-O相同；通道的方向为水平方向，开口14的方向与第一通道12和第二通道13的方向垂直；阀芯2经开口14置于腔孔11内，并可在腔孔11内相对阀体1转动，从而实现流道切换，相对于阀芯2从通道进入腔孔11内的方案，本实施例将阀芯2从设置在阀体1上沿驱动组件7轴向的开口14置入腔孔11内，而不是从通道置入，此时，通道的尺寸可以适当缩小，阀体1的尺寸也可以适当缩小，节省成本。

阀装置包括安装座4，安装座4与阀体1固定连接，保证阀体1中的腔孔11与驱动组件7的内密封性能。更具体地说，驱动组件7包括输出轴701，阀杆3的一端与阀芯2连接，另一端穿过安装座4与输出轴701连接，驱动组件7带动阀杆3转动，阀杆3带动阀芯2转动。安装座4能够对阀杆3和输出轴701进行连接定位，保证阀杆3和输出轴701的稳定安装，从而实现驱动组件7与执行组件之间的稳定的扭矩传输。

为了节省安装座4在阀体1内的安装空间，至少部分安装座4位于开口14中，腔孔11与开口14偏心设置，阀体1包括台阶部111，安装座4与开口14同轴设置，腔孔11与安装座4偏心设置，安装座4与台阶部111抵接，台阶部111包括用于定位安装座4的安装位，通过单侧的安装位实现安装座4与阀体1的定位安装，无需在台阶部111的两侧均设置安装结构，有利于缩小阀体1的体积。如图4所示，伸入腔孔11的安装座4的部分的外壁距离形成腔孔11的内壁的距离不同，图中左侧的距离小于右侧的距离。

阀芯2实现阀装置的流动切换的方式与相关技术中的方式相同，阀芯2中设有流道，并且阀体组件上周向设置的通道对应阀芯2上的流道，在附图2所示的实施例中，阀芯2中设有第一流道21和第二流道22，阀体组件上相邻的两个通道对应阀芯2的第一流道21或第二流道22；驱动组件7带动阀杆3转动，阀杆3带动阀芯2转动，从而切换与流道连通的通道，图示的状态是阀体组件的第一通道和第二通道截至状态。

如附图2所示，为便于安装座4与阀体1的安装固定，安装座4与阀体1采用定位销44定位，通过定位销44对安装座4和阀体1进行轴向和圆周固定是最为节省成本的一种固定方式。更具体地说，腔孔11的口径小于开口14的口径，阀体1具有台阶部111，腔孔11开设在台阶部111上，至少部分安装座4位于开口14中，如附图2所示的具体示例中，安装座4部分位于开口14中，部分延伸进入腔孔11中。安装座4包括大端部41和小端部42，大端部41的下端面与台阶部111抵接，小端部42延伸进入腔孔11中，腔孔11相对开口14偏心设置，小端部42的外周壁与形成腔孔11的内壁间隙设置，如附图2所示，左侧的间隙小于右侧的间隙，安装座4的大端部41与开口14同轴设置，小端部42与腔孔11偏心设置，台阶部111一侧留出的空间更大，安装座4的大端部41搭接在该台阶部111上，该台阶部111上还设有安装位，安装位包括第一销轴孔15，安装座4对应的一侧设有第二销轴孔43，第二销轴孔43位于大端部41的侧边，并贯穿大端部41的上下表面，定位销44依次穿过第二销轴孔43和第一销轴孔15，能够限制安装座4相对于阀体1转动。

如附图2和附图4所示，阀体组件还包括用于安装阀芯2的阀座5，阀体组件具有若干通道，阀座5与通道一一对应，如附图5和附图6所示，阀座5上设有与通道对应的连通孔54，用于实现阀芯2与通道的连通。该通道的内端设置在形成腔孔11的内壁上，阀座5安装在形成腔孔11的内壁上，阀体1具有凹槽16，凹槽16位于形成腔孔11的内壁上，凹槽16自通道的侧壁向轴向延伸扩大，凹槽16的侧壁与阀座5之间设有衬套51，至少部分衬套51位于凹槽16内，衬套51能够与形成凹槽16的侧壁抵接，至少部分阀座5位于衬套51内，衬套51能够限制阀座5相对阀体1的轴向移动，该处描述的轴向为附图4中的O-O的轴线方向，衬套51能限制阀座5相对阀体1上下移动。此时，装有衬套51的与阀座5对应的通道的口径可以适当缩小，从而减小阀体1的体积，降低成本。如附图7所示，衬套51为圆环型结构，结构稳定，安装方便。

为了实现阀座5与通道之间的密封，在阀座5与通道的对接处可以设置密封圈等密封件，更具体地说，如附图2和附图5所示，阀座5朝向通道的一侧设有台阶53，台阶53外侧套设有第一密封圈52，第一密封圈52为O型圈，贴合通道的内端凹槽16底壁和阀座5的台阶53设置。优选地，第一密封圈52可以位于衬套51内侧，进一步加强阀座5与阀体1的密封。

阀体组件具有若干通道，除了上述的阀座5与衬套51的配合方式，如附图2所示，有一些通道设置在封盖6中，并通过封盖6实现阀座5自身安装和阀座5与阀芯2的密封安装。为方便描述，将采用阀座5和衬套51的配合密封的通道称为第一通道12；设置在封盖6上，采用阀座5与封盖6的配合密封的通道称为第二通道13。如附图2和附图4所示，第一通道12和第二通道13相对设置。

更具体地说，如附图2和附图8所示，阀体组件还包括封盖6，封盖6与阀体1固定连接，封盖6的内端用于安装阀座5，实现阀座5与阀芯2的密封连通，外端用于与接管等部件连接，封盖6设置有与连通孔54对应的通孔66，用于实现阀体1外部的接管与阀座5以及阀芯2的连通，此时，通孔66作为第二通道13使用。

封盖6的内端设有安装槽61，阀座5置于安装槽61中，如附图8所示，安装槽61为圆环形槽，与阀座5的形状相适配。此时，形成安装槽61的侧壁相当于衬套51；阀座5与安装槽61之间设有第二密封圈62，第二密封圈62为O型圈，贴合封盖6的内端和阀座5的外端侧壁设置。优选地，第二密封圈62位于安装槽61内侧，进一步加强阀座5与封盖6之间的密封。

优选地，为了方便安装和固定封盖6，阀体1与封盖6对应位置设有安装孔17，部分封盖6位于安装孔17中，可以通过安装孔17加工与第二通道13相对的凹槽16，,安装孔17包括内端的小径部和外端的扩张槽18，扩张槽18的内径大于小径部的内径，小径部的内径大于等于相对的第一通道12的内端处的凹槽16的内径，方便加工设备伸入腔孔11中加工凹槽16。此外，为实现封盖6安装和与外部的密封，封盖6的外壁具有延伸块63，延伸块63与扩张槽18的内壁之间设有第三密封圈64，第三密封圈64为O型圈，贴合延伸块63和扩张槽18设置；封盖6的外端设有固定套65或螺钉，固定套65或螺钉与阀体1螺纹固定，固定套65的内端或螺钉与延伸块63的外端相抵，从而压紧延伸块63和第三密封圈64，从而进一步提高封盖6和阀体1连接处的密封性。

在一具体设置方式中，阀芯2为球体结构，本发明的阀装置为球阀，阀座5朝向阀芯2的内端为圆台面。阀芯2的第一流道21和第二流道22位于球体结构内部，同时阀体组件具有四个通道，其中两个通道对应设有上述的阀座5和衬套51，另外两个通道设置在封盖6中，并通过封盖6实现阀座5和阀芯2的密封连接，优选地，两个设置有阀座5和衬套51的第一通道12相邻设置，且分别与一封盖6中的第二通道13相对设置，方便加工用于安装阀座5的凹槽16。

基于上述实施例，阀芯2的安装过程如下：将衬套51从相对的安装孔17或开口14中装入凹槽16中，而后将第一密封圈52套设在阀座5的台阶53上，将阀座5从开口14放入腔孔11，而后将带有第一密封圈52的一侧放入凹槽16，并与衬套51相抵，当阀体1上设有四个通道，且其中两个通道中设有阀座5和衬套51时，可先将这两个通道中的阀座5和衬套51安装好后再安装阀芯2；将阀芯2从开口14放入腔孔11中，一侧与安装好的阀座5相抵；先将另一个阀座5与封盖6安装好，并套上第二密封圈62和第三密封圈64，将安装好的封盖6伸入安装孔17中，直至该阀座5与阀芯2的另一侧相抵，再在固定套65安装在封盖6的外侧，与阀体1螺纹连接，固定封盖6；当阀体1上设有四个通道，且其中另两个通道设置在封盖6中时，重复上述安装动作，最终定位阀芯2；在阀芯2顶端的阀杆槽23中放入阀杆3，而后将阀杆3与安装座4连接，再将安装座4放入开口14，与开口14的底壁相抵，使第一销轴孔15和第二销轴孔43对准，插入定位销44，完成安装座4的定位。

在一具体的实施方式中，驱动组件7包括齿轮组件，安装在安装座4的上方，因此，安装座4也可以叫作齿轮座，可以放置安装齿轮组件。

如附图4所示，驱动组件7包括电机组件和齿轮组件，电机组件可以采用步进电机或者直流无刷电机作为动力源，步进电机或者直流无刷电机均可以采用上述结构形式进行布置。本领域技术人员可以根据需要进行具体设置，但不影响使用本申请通用的结构形式进行电机的布置。在上述基础上，本申请可以选择合适的齿轮组件，以获取所需的传动比，如，可以选用行星齿轮组或者普通的齿轮组。

如附图4所示，为安装和保护电机组件和齿轮组件，电机组件包括电机壳71，齿轮组件包括齿轮箱壳体72，电机壳71与齿轮箱壳体72密封固定连接。更具体地说，如附图10所示，齿轮箱壳体72具有延伸部73，延伸部73侧边设有密封槽74，密封槽74内设有第四密封圈75，第四密封圈75与电机壳71以及密封槽74的内壁贴合，使齿轮箱壳体72与电机壳71之间连接具有更好的密封效果。考虑到驱动组件7在使用时会产生振动，第四密封圈75为O型密封圈，O型密封圈在振动等情况下压缩率不变，不会影响密封效果，因此齿轮箱壳体72与电机壳71之间的径向密封采用O型密封圈。

为了进一步增强电机壳71与齿轮箱壳体72之间的牢固度，电机壳71具有凸耳76，齿轮箱壳体72具有第一连接孔78，凸耳76上设有第二连接孔761，阀装置还包括固定件，凸耳76通过固定件与第一连接孔78固定连接，优选地，固定件为螺钉77，第一连接孔78为螺纹孔，螺钉77插入凸耳76上的第二连接孔761与第一连接孔78螺纹固定。如附图9所示，电机壳71上设有四个凸耳76，且凸耳76呈周向分布，分散装配时的应力，每个凸耳76上设有一个第二连接孔761；同时，电机壳71上设有连接部79，连接部79位于相邻的凸耳76之间，连接相邻的凸耳76的下部，使得连接部79和凸耳76的下部形成为完整的圆周结构，提高凸耳76的机械强度，从而提高电机壳71和齿轮箱壳体72的连接强度。如附图9所示，凸耳76与连接部79为一体式结构，结构强度更高。

需要说明的是，鉴于阀装置的结构较为复杂，本发明仅对其阀体1、阀芯2等结构进行了说明，至于驱动组件7的具体结构、流道的具体结构以及切换方式等没有一一详述，图示的结构并不是对本申请的限制。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种阀装置，包括驱动组件(7)、执行组件和阀体组件，其特征在于：所述阀体组件包括阀体(1)，所述阀体(1)具有腔孔(11)和开口(14)，所述开口(14)与所述腔孔(11)连通，所述开口(14)朝向所述驱动组件(7)设置；所述执行组件包括阀芯(2)和阀杆(3)，所述阀芯(2)经所述开口(14)置于所述腔孔(11)内；所述阀装置还包括安装座(4)，所述安装座(4)与所述阀体(1)固定连接；所述驱动组件(7)包括输出轴(701)，所述阀杆(3)的一端与所述阀芯(2)连接，另一端穿过所述安装座(4)与所述输出轴(701)连接；至少部分的所述安装座(4)位于开口(14)中，所述腔孔(11)与所述开口(14)偏心设置，所述阀体(1)包括台阶部(111)，所述安装座(4)与所述开口(14)同轴设置，所述腔孔(11)与所述安装座(4)偏心设置，所述安装座(4)与所述台阶部(111)抵接，所述台阶部(111)包括用于定位所述安装座(4)的安装位。

2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于：所述安装座(4)与所述阀体(1)采用定位销(44)定位；所述安装位包括设于所述台阶部(111)上的第一销轴孔(15)，所述安装座(4)的对应侧边设有第二销轴孔(43)，所述定位销(44)依次穿过所述第二销轴孔(43)和所述第一销轴孔(15)将所述安装座(4)与所述阀体(1)定位。

3.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：所述阀体组件包括若干通道和用于安装所述阀芯(2)的阀座(5)，所述阀座(5)设置有与对应所述通道连通的连通孔(54)；所述阀体(1)具有凹槽(16)，所述凹槽(16)的开口朝向所述腔孔(11)；所述阀装置还包括衬套(51)，至少部分所述衬套(51)位于所述凹槽(16)内，并能够与形成所述凹槽(16)的侧壁抵接，至少部分阀座(5)位于所述衬套(51)内，所述衬套(51)能够限制所述阀座(5)相对所述阀体(1)的轴向移动。

4.如权利要求3所述的阀装置，其特征在于：所述阀座(5)朝向所述通道的一侧设有台阶(53)，所述台阶(53)外侧套设有第一密封圈(52)，所述第一密封圈(52)位于所述衬套(51)内侧，所述第一密封圈(52)压紧于所述阀座(5)与所述阀体(1)之间。

5.如权利要求3所述的阀装置，其特征在于：所述阀体组件还包括封盖(6)，所述封盖(6)与所述阀体(1)固定连接；所述阀座(5)在所述封盖(6)的作用下与所述阀芯(2)密封连接，所述封盖(6)设置有与所述连通孔(54)对应的通孔(66)；所述封盖(6)的内端设有安装槽(61)，所述阀座(5)置于所述安装槽(61)中；所述阀装置还包括第二密封圈(62)，所述第二密封圈(62)位于所述安装槽(61)中，所述阀座(5)与所述封盖(6)的连接处通过所述第二密封圈(62)密封。

6.如权利要求5所述的阀装置，其特征在于：所述阀体(1)与所述封盖(6)对应位置设有安装孔(17)，所述安装孔(17)的外端设有扩张槽(18)，所述封盖(6)的外壁具有延伸块(63)，所述延伸块(63)与所述扩张槽(18)之间设有第三密封圈(64)；所述封盖(6)的外端设有固定套(65)或螺钉，所述固定套(65)或螺钉与所述阀体(1)螺纹固定。

7.如权利要求5所述的阀装置，其特征在于：所述阀芯(2)为球体结构，所述阀体组件具有四个通道，其中两个通道中对应设有所述阀座(5)和所述衬套(51)，另外两个所述通道设置在所述封盖(6)中。

8.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于：所述驱动组件(7)包括电机组件和齿轮组件，所述电机组件包括电机壳(71)，所述齿轮组件包括齿轮箱壳体(72)，所述电机壳(71)与所述齿轮箱壳体(72)密封固定连接；所述齿轮箱壳体(72)具有延伸部(73)，所述延伸部(73)侧边设有密封槽(74)，所述密封槽(74)内设有第四密封圈(75)，所述第四密封圈(75)与所述电机壳(71)的内壁贴合。

9.如权利要求8所述的阀装置，其特征在于：所述电机壳(71)具有凸耳(76)，所述齿轮箱壳体(72)上设有第一连接孔(78)，所述凸耳(76)具有第二连接孔(761)，所述阀装置包括固定件，所述固定件穿过所述第一连接孔(78)和所述第二连接孔(761)固定连接所述电机壳(71)和所述齿轮箱壳体(72)。

10.如权利要求9所述的阀装置，其特征在于：所述电机壳(71)上设有连接部(79)，所述连接部(79)连接相邻的所述凸耳(76)的下部，所述连接部(79)和所述凸耳(76)的下部为完整的圆周结构。

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