CN114738524A - 一种压差式三通阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压差式三通阀，阀体，所述阀体内部设置有内腔；分别与所述阀体的内腔相连通的D口、C口和E口，所述D口设置于所述阀体的一侧，所述C口和所述E口分别设置于所述阀体的另一侧；活塞，所述活塞设置在所述阀体的内腔中；弹性件，所述弹性件的一端连接所述阀体远离所述C口的一端、另一端连接所述活塞；所述活塞具有使所述C口与所述D口相连通且能完全密封所述E口的第一位置，使所述E口与所述D口相连通且不能完全密封所述C口的第二位置。克服现有技术中的阀结构存在需要使用外部动力源来进行驱动切换，导致耗能较大的缺陷。

Description

一种压差式三通阀
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种压差式三通阀。
背景技术
三通阀有3个流通口，通常是依靠内部的阀芯位置的改变来改变不同流体口之间的联通关系，从而实现分流、合流或者流道切换。
常见的阀芯位置改变，通常通过外力来驱动，比如人工、电磁、气压、液压、磁力，等等。各种驱动方式都有其优缺点，应该根据工程或者设备的需要来优化选择。人工切换费时费力还不一定能及时准确进行操作；电磁驱动设计需要配套控制设备和程序、体积较大、沉重、结构复杂、故障率高、消耗电能、电磁线圈易发热并且可能存在电磁干扰；气压或者液压一般需要相应的压力源，压力介质还可能存在泄漏风险。从自动控制方面来说，根据设备自身气压或者液压的改变来驱动三通阀，是一种比较合适的三通阀驱动方案。
蒸汽压缩式制冷系统通常都存在压力高低的变化，通过高压、低压或者压缩机启停来控制压力源的变化，可以对三通阀或者四通阀阀芯的位置改变产生影响，比如常见的电磁四通阀。通过电磁驱动改变压力源，对四通阀阀体两端压力介质的压力进行切换，进而推动四通阀内部的阀芯移动，从而实现流通通道的切换。
有些制冷系统设计开发时可能会采用多个电磁阀来控制流通通道的切换，从而实现三通阀或者四通阀的功能，但较多的电磁阀会导致机组设计复杂、结构庞大、控制困难。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的阀结构存在需要使用外部动力源来进行驱动切换，导致耗能较大的缺陷，从而提供一种压差式三通阀。
为了解决上述问题，本发明提供一种压差式三通阀，包括：
阀体，所述阀体内部设置有内腔；
分别与所述阀体的内腔相连通的D口、C口和E口，所述D口设置于所述阀体的一侧，所述C口和所述E口分别设置于所述阀体的另一侧；
活塞，所述活塞设置在所述阀体的内腔中；
弹性件，所述弹性件的一端连接所述阀体远离所述C口的一端、另一端连接所述活塞；
所述活塞具有使所述C口与所述D口相连通且能完全密封所述E口的第一位置，使所述E口与所述D口相连通且不能完全密封所述C口的第二位置。
在一些实施方式中，
所述活塞的左端连接设置有第一定位柱，所述活塞的右端连接设置有第二定位柱。
在一些实施方式中，
所述阀体的一端设置有第二端盖、另一端设置有第一端盖，所述弹性件的一端连接所述第一端盖。
在一些实施方式中，
所述D口的口径、所述C口的口径和所述E口的口径均为OD，所述C口与第二端盖内侧距离、所述E口与所述第一端盖内侧距离均为L，所述阀体长度为M，所述活塞的长度为H，所述第一定位柱长度为Lf，所述第二定位柱长度为Rt，其中：
Rt<L<Lf，L+OD<Rt+H<Lf+H<(M-OD)/2。
在一些实施方式中，
所述D口、所述C口和所述E口均为向外的翻边孔。
在一些实施方式中，
所述第二端盖、所述第一端盖分别与所述阀体焊接密封或采用螺纹连接形式进行紧固和密封，所述活塞位于第一位置时，所述活塞与所述第一端盖之间形成防撞气压室。
在一些实施方式中，
所述D口位于所述阀体的中部，所述D口、所述C口与所述E口位于同一平面，所述D口的口径、所述C口的口径和所述E口的口径相同，且C口与所述E口相对于所述阀体沿径向的中截面对称。
在一些实施方式中，
所述阀体的内部为光滑柱面，所述阀体与所述活塞之间采用间隙配合。
在一些实施方式中，
所述D口、所述C口和所述E口均连接设置有管路，所述管路为直管、U型管、扩口管、折弯管中任一种。
在一些实施方式中，
三个所述管路的管口均不超过所述阀体的内壁面。
本发明提供的一种压差式三通阀，无需外部动力源，能利用管路本身的压力变化和弹性件力作为驱动源，完成三通阀的作用。根据压力变化自动作，无需外部控制，利用活塞与C口缝隙，高压推动活塞活动至第一位置，使C口与所述D口连通，无需外部动力源，采用弹性件和高压管C口的压力差来驱动三通阀内部的活塞运动，从而实现三通阀的切换，不需要配置电磁线圈、也不需要设计取压毛细管，简化了结构设计和控制。
附图说明
图1为本发明实施例的一种压差式三通阀在C口和E口的压力平衡状态下的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种压差式三通阀在C口高压状态下的结构示意图。
附图标记表示为：
1、第二端盖；2、D口；3、阀体；4、第一端盖；5、弹性件；6、第一活塞室；7、E口；8、第二定位柱；9、C口；10、第一定位柱；11、活塞。
具体实施方式
结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种压差式三通阀，包括阀体3，所述阀体3内部设置有内腔；
分别与所述阀体3的内腔相连通的D口2、C口9和E口7，所述D口2设置于所述阀体3的一侧，所述C口9和所述E口7分别设置于所述阀体3的另一侧；
活塞11，所述活塞11设置在所述阀体3的内腔中；
弹性件5，所述弹性件5的一端连接所述阀体3远离所述C口9的一端、另一端连接所述活塞11；
所述活塞11具有使所述C口9与所述D口2相连通且能完全密封所述E口7的第一位置，使所述E口7与所述D口2相连通且不能完全密封所述C口9的第二位置。
该技术方案中D口2、C口9、E口7径向设置，C口9、E口7分别位于D口2的两侧，便于生产，当C口9、E口7压力均为低压时，弹性件5优选弹簧，弹性件5可以推动活塞达到第二位置，使所述E口7与所述D口2相连通，当C口9为高压时，利用活塞11与C口9缝隙，高压推动活塞11移动至第一位置，使C口9与所述D口2连通，无需外部动力源，采用弹性件5和高压C口9的压力差来驱动三通阀内部的活塞11运动，从而实现三通阀的切换，不需要配置电磁线圈、也不需要设计取压毛细管，简化了结构设计和控制，活塞11无法完全堵死C口9，而活塞11可以完全堵死E口7。
在一个具体的实施例中，所述D口2位于所述阀体3的中部，所述D口2、所述C口9与所述E口7位于同一平面，所述D口2的口径、所述C口9的口径和所述E口7的口径相同，且C口9与所述E口7相对于所述阀体3沿径向的中截面对称。
该技术方案中，D口2的口径、C口9的口径和E口7的口径相同，在物料准备和生产上实现通用化、降低出错概率，对称性的结构设计可以极大地降低生产出错概率、提高通用化水平降低成本。
在一个具体的实施例中，所述阀体3的一端设置有第二端盖1、另一端设置有第一端盖4，所述弹性件5的一端连接所述第一端盖4。具体的，所述第二端盖1、所述第一端盖4分别与所述阀体3焊接密封或采用螺纹连接形式进行紧固和密封，所述活塞11位于第一位置时，所述活塞11与所述第一端盖4之间形成防撞气压室。
该技术方案中，第二端盖1和第一端盖4设计便于生产安装，限定弹性件连接第一端盖，间接性的限定了C口、E口、D口的位置，更清楚的说明方案，方便后面从权的进一步限定。多段式的结构，降低了阀体3的加工难度，有利于阀体3的装配，加工工艺简单，容易实施。防撞气压室能避免C口压力过大时，活塞11撞击第一端盖4，对阀体造成损伤。保证了活塞11在阀体3内移动时，能准确的停留在第一位置或第二位置，防止活塞11与第二端盖1或第一端盖4发生碰撞，提高了阀体的安全性。
在一个具体的实施例中，所述D口2的口径、所述C口9的口径和所述E口7的口径均为OD，所述C口9与第二端盖1内侧距离、所述E口7与所述第一端盖4内侧距离均为L，所述阀体3长度为M，所述活塞11的长度为H，所述第一定位柱10长度为Lf，所述第二定位柱8长度为Rt，其中：Rt<L<Lf，L+OD<Rt+H<Lf+H<(M-OD)/2。
该技术方案中，尺寸关系的限定，保证了活塞在第一位置时能使C口与D口相连通且能完全密封E口，在第二位置时能使E口与D口相连通且不能完全密封C口，三通阀采用压差式能正常工作。
在一个具体的实施例中，所述阀体3的内部为光滑柱面，所述阀体3与所述活塞11之间采用间隙配合。
该技术方案中，限定阀体与活塞的连接关系，能避免活塞在阀体内卡死，能通过的介质泄露量为设计允许值，保证了阀体的密封性，无需专门的密封面，便于对阀门保养，长时间放置后，在阀体与活塞之间的间隙中加入润滑油，保证阀门正常使用。
在一个具体的实施例中，所述D口2、所述C口9和所述E口7均连接设置有管路，所述管路为直管、U型管、扩口管、折弯管中任一种。
该技术方案中，阀体可连接多种管路，应用范围广，管路存在压差就能使用本三通阀。
在一个具体的实施例中，三个所述管路的管口均不超过所述阀体3的内壁面。
该技术方案中，避免妨碍活塞的左右移动，保证活塞在阀体内的正常移动。
在一个具体的实施例中，所述D口2、所述C口9和所述E口7均为向外的翻边孔。
该技术方案中，三根管插入阀体11并与之焊接牢固，便于安装和拆卸管路。
本发明的工作原理说明如下：
参见图2所示所示，工作压力平衡时即没有高压介质在C口9流入时系统没有介质流动，C口9和E口7的压力相等，左右两个活塞室的压力也相等，则活塞11的左右两端面所受到的介质压力相等，此时压缩弹性件5释放压力，把活塞11推移向左边移动，直到活塞11被第一定位柱10顶死，此时C口9和与左活塞室之间留有微小间隙保持联通，C口9与D口2截止，D口2与E口7完全联通。
参见图1所示，当C口9进入高压介质，左活塞室的压力打破参见图2所示的平衡，压力介质迅速进入左活塞室，克服活塞右侧的介质阻力和弹性件力后推移活塞11向右侧移动，直到活塞11被第二定位柱8完全顶死，此时E口7被完全阻挡截止，D口2与C口9联通。当C口9的高压介质停止时，其压力下降，则C口9与E口7的压力达到平衡时，活塞11在压缩弹性件5下驱动向左移动，直到如图2所示。由于活塞11向右移动越过E口7时，第一活塞室6完全封闭，其内部的介质压力逐渐升高，从而使得活塞降速向右移动，直到第二定位柱8与第一端盖4接触顶死，从而防止第二定位柱8与第一端盖4之间发生剧烈碰撞。
参见图1和图2所示，较优的设计是D口2、C口9和E口7口径OD相同、长度相同，这样可以在物料准备和生产上实现通用化、降低出错概率；D口2设置于阀体的中截面、C口9和E口7则D口2所在的中截面对称设置于阀体3的另外一侧，C口9左侧与第二端盖1内侧距离为L，E口7右侧与第一端盖4内侧距离也是L。对称性的结构设计可以极大地降低生产出错概率、提高通用化水平降低成本。物料生产定型完毕通常都处于图2状态，安装使用前通过气流通断比如用气枪、口吹气等即可判断E口7所在位置，则另外一个管口为C口9。很显然，工人把弹性件5与较短的第二定位柱8所在的活塞11面固定后再装配进入阀体3内部，则无需再考虑左右位置问题，极大地提高了生产效率。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压差式三通阀，其特征在于：包括：
阀体(3)，所述阀体(3)内部设置有内腔；
分别与所述阀体(3)的内腔相连通的D口(2)、C口(9)和E口(7)，所述D口(2)设置于所述阀体(3)的一侧，所述C口(9)和所述E口(7)分别设置于所述阀体(3)的另一侧；
活塞(11)，所述活塞(11)设置在所述阀体(3)的内腔中；
弹性件(5)，所述弹性件(5)的一端连接所述阀体(3)远离所述C口(9)的一端、另一端连接所述活塞(11)；
所述活塞(11)具有使所述C口(9)与所述D口(2)相连通且能完全密封所述E口(7)的第一位置，使所述E口(7)与所述D口(2)相连通且不能完全密封所述C口(9)的第二位置。
2.根据权利要求1所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述活塞(11)的左端连接设置有第一定位柱(10)，所述活塞(11)的右端连接设置有第二定位柱(8)。
3.根据权利要求2所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述阀体(3)的一端设置有第二端盖(1)、另一端设置有第一端盖(4)，所述弹性件(5)的一端连接所述第一端盖(4)。
4.根据权利要求3所述的一种压差式三通阀，其特征在于，所述D口(2)的口径、所述C口(9)的口径和所述E口(7)的口径均为OD，所述C口(9)与第二端盖(1)内侧距离、所述E口(7)与所述第一端盖(4)内侧距离均为L，所述阀体(3)长度为M，所述活塞(11)的长度为H，所述第一定位柱(10)长度为Lf，所述第二定位柱(8)长度为Rt，其中：
Rt<L<Lf，L+OD<Rt+H<Lf+H<(M-OD)/2。
5.根据权利要求3所述的一种压差式三通阀，其特征在于，所述第二端盖(1)、所述第一端盖(4)分别与所述阀体(3)焊接密封或采用螺纹连接形式进行紧固和密封，所述活塞(11)位于第一位置时，所述活塞(11)与所述第一端盖(4)之间形成防撞气压室。
6.根据权利要求1所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述D口(2)位于所述阀体(3)的中部，所述D口(2)、所述C口(9)与所述E口(7)位于同一平面，所述D口(2)的口径、所述C口(9)的口径和所述E口(7)的口径相同，且C口(9)与所述E口(7)相对于所述阀体(3)沿径向的中截面对称。
7.根据权利要求1所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述阀体(3)的内部为光滑柱面，所述阀体(3)与所述活塞(11)之间采用间隙配合。
8.根据权利要求1所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述D口(2)、所述C口(9)和所述E口(7)均连接设置有管路，所述管路为直管、U型管、扩口管、折弯管中任一种。
9.根据权利要求7所述的一种压差式三通阀，其特征在于：三个所述管路的管口均不超过所述阀体(3)的内壁面。
10.根据权利要求1所述的一种压差式三通阀，其特征在于：所述D口(2)、所述C口(9)和所述E口(7)均为向外的翻边孔。
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