CN114811109A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

一种电动阀，包括阀体部件、阀芯、阀芯座以及第一密封件，阀体部件包括容纳部，容纳部形成容纳腔，第一密封件包括第一凸起部、第二凸起部以及主体部，所述阀芯座包括内周面和外周面，外周面包括第一面和第二面，至少部分阀芯座位于容纳腔，第一密封件位于容纳腔，沿容纳部的径向，主体部位于第一凸起部和第二凸起部之间，第一密封件通过第一凸起部和第二凸起部被压紧于容纳部和第二面之间，沿容纳部的轴向，主体部被压紧于第一面和阀体部件的侧壁之间，至少部分阀芯的外表面与部分内周面紧密贴合。

Description

电动阀

技术领域

本申请涉及一种电动阀。

背景技术

电动阀在热管理系统中一般用于流路的控制，电动阀包括阀芯，电动阀通过转动阀芯进行不同流路的切换，如何提高阀芯在转动过程中的密封性能，降低阀芯在转动过程中发生内漏风险是一个待改善的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种控制阀，有利于提高电动阀的密封性能，降低电动阀在阀芯转动过程中发生内漏风险。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种电动阀，包括阀体部件、阀芯、阀芯座以及第一密封件，所述阀体部件具有阀体腔，所述阀芯位于所述阀体腔，所述阀体部件包括容纳部，所述容纳部形成容纳腔，所述第一密封件包括第一凸起部、第二凸起部以及主体部，所述阀芯座包括内周面和外周面，所述外周面包括第一面和第二面，至少部分所述阀芯座位于所述容纳腔，所述第一密封件位于所述容纳腔，所述第一密封件位于所述第二面的外周；

沿所述容纳部的径向，所述主体部位于所述第一凸起部和所述第二凸起部之间，所述第一凸起部与所述第二面抵接，所述第二凸起部与所述容纳部抵接，所述第一密封件通过所述第一凸起部和所述第二凸起部被压紧于所述容纳部和所述第二面之间；沿所述容纳部的轴向，所述主体部的一端与所述第一面抵接，所述主体部的另一端与所述阀体部件的侧壁抵接，所述第一密封件被压紧于所述第一面和所述阀体部件的侧壁之间；至少部分所述阀芯的外表面与部分所述内周面紧密贴合。

本申请提供了一种电动阀，包括阀体部件、阀芯、阀芯座以及第一密封件，阀体部件包括容纳部，容纳部形成容纳腔，第一密封件包括第一凸起部、第二凸起部以及主体部，所述阀芯座包括内周面和外周面，外周面包括第一面和第二面，至少部分阀芯座位于容纳腔，第一密封件位于容纳腔，沿容纳部的径向，主体部位于第一凸起部和第二凸起部之间，第一密封件通过第一凸起部和第二凸起部被压紧于容纳部和第二面之间，沿容纳部的轴向，主体部被压紧于第一面和阀体部件的侧壁之间，至少部分阀芯的外表面与部分内周面紧密贴合。在第一凸起部和第二凸起部的作用下，可以使主体部居中保持，使主体部能够分别与第一面和阀体部件的侧壁充分压紧，一方面有利于保证主体部的密封性能，另一方面有利于内周面与阀芯外表面更好地紧密贴合，进而有利于提高电动阀的密封性能，降低电动阀在阀芯转动过程中发生内漏的风险。

附图说明

图1是电动阀的一个立体结构示意图；

图2是电动阀的一个截面结构示意图；

图3是图2中第一阀体的一个立体结构示意图；

图4是图2中第二阀体的一个立体结构示意图；

图5是第一阀体和第二阀体装配后的一个截面结构示意图；

图6是图2中A部的局部放大示意图；

图7是图6中阀芯座的一个截面结构示意图；

图8是图6中密封件的一个立体结构示意图；

图9是图8中密封件的一个截面结构示意图；

图10是图2中阀芯的一个立体结构示意图；

图11是图7中B部的局部放大示意图；

图12是电动阀的另一个截面结构示意图；

图13是阀芯在45°位置时的一个截面结构示意图；

图14是阀芯在90°位置时的一个截面结构示意图；

图15是阀芯在135°位置时的一个截面结构示意图；

图16是阀芯在180°位置时的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和图2，电动阀可以应用于车辆热管理系统，其中车辆热管理系统包括新能源车辆热管理系统。电动阀100包括驱动部件1、阀体部件2、阀杆3以及阀芯4，驱动部件1与阀体部件2连接，阀芯4位于阀体部件2形成的阀体腔20内，阀杆3的一端与驱动部件1传动连接，阀杆3的另一端与阀芯4传动连接，驱动部件1的电机输出转动力矩，传递给阀杆3，阀杆3再带动阀芯4转动。在本实施例中，阀杆3与阀芯4为分体结构，当然作为其他实施方式，阀杆3与阀芯4还可以为一体结构。另外，在本实施例中，驱动部件1还包括传动机构11，传动机构11可以为齿轮减速机构，至少部分传动机构11位于驱动部件1内，驱动部件1通过传动机构11与阀杆3实现传动连接，设置传动机构11，用于增大驱动部件1的电机输出的转动力矩，传递给阀杆3，并通过阀杆3带动阀芯4转动。当然作为其他实施方式，当电机输出的转动力矩足够驱动阀芯4时，驱动部件1也可以不包括传动机构11。

参见图2和图3，阀体部件2包括第一阀体21和第二阀体22，第一阀体21与第二阀体22固定连接，在本实施例中，第一阀体21和第二阀体22通过焊接固定连接，当然作为其他实施方式，第一阀体21和第二阀体22还可以通过螺钉或粘胶或过盈配合或卡扣等方式实现固定连接。参见图3，第一阀体21包括第一接口部211、第一支撑架212以及底壁213，沿第一接口部211的轴向，第一接口部211和第一支撑架212分别位于底壁213的两端，第一接口部211沿垂直于底壁213且向远离底壁213的方向延伸，第一支撑架212沿垂直于底壁213且向第一接口部211延伸方向的反方向延伸，第一支撑架212的数量为多个，在本实施例中，第一支撑架212的数量为四个，当然作为其他实施方式，第一支撑架212还可以为其他数量。第一支撑架212包括第一凹陷面2121，第一凹陷面2121自第一支撑架212的自由端面沿垂直于底壁213向第一支撑架内部凹陷形成，在本实施例中，第一凹陷面2121为半圆弧面，当然作为其他实施方式，第一凹陷面2121还可以为其他形状。第一接口部211具有第一接口通道211’。第一阀体21可以是塑料材料经注塑一体加工形成，如采用聚酰胺(PA)类材料，或聚邻苯二甲酰胺(PPA)，或者尼龙类材料等等。

参见图2和图4，第二阀体22包括具有多个壁面的侧壁221和用于与外部连通的多个接口部，具体地，在本实施例中，第二阀体22包括三个接口部：第二接口部222、第三接口部223以及第四接口部224，三个接口部各自沿垂直于侧壁221的不同壁面的外侧面向远离外侧面的方向延伸，三个接口部位于第二阀体22的同一高度位置或趋于同一高度位置设置，在本实施例中，第二接口部222的中心轴线与第四接口部224的中心轴线重合或趋于重合，第三接口部223的中心轴线与第二接口部222的中心轴线垂直或趋于垂直，第三接口部223的中心轴线与第四接口部224的中心轴线垂直或趋于垂直。第二阀体22具有第一腔225，三个接口部分别具有各自对应的三个接口通道，具体地，第二接口部222具有第二接口通道222’，第三接口部223具有第三接口通道223’，第四接口部224具有第四接口通道224’，就第二阀体22而言，第二阀体的三个接口通道分别与第一腔225连通。

参见图4，第二阀体22还包括止挡部226和第二支撑架227，止挡部226用于对阀芯4的旋转角度进行限位，第二支撑架227的数量与第一支撑架212的数量相等，具体地，可以设定第二支撑架227的数量与侧壁221的壁面的数量相等，或者第二支撑架227的数量至少与第二阀体上的接口部的数量相等，第二支撑架227位于第一腔225，第二支撑架227各自沿垂直于侧壁210的不同壁面的内侧面向远离内侧面的方向延伸。第二支撑架227包括第二凹陷面2271，第二凹陷面2271自第二支撑架227的自由端面沿平行于侧壁221向第二支撑架内部凹陷形成，在本实施例中，第二凹陷面2271为半圆弧面，当然作为其他实施方式，第二凹陷面2271还可以为其他形状。第二阀体22可以是塑料材料经注塑一体加工形成，如采用聚酰胺(PA)类材料，或聚邻苯二甲酰胺(PPA)，或者尼龙类材料等等。

参见图2至图5，第一阀体21和第二阀体22装配时，第一支撑架212伸入第一腔225，第一阀体的底壁213与第二阀体的侧壁221抵接，具体地与侧壁221的自由端部抵接，底壁213和侧壁221在抵接处通过焊接固定连接，从而实现第一阀体21和第二阀体22的固定连接，第一阀体21和第二阀体22装配形成阀体腔20，就阀体部件2而言，四个接口通道分别与阀体腔20连通，且第一阀体上的第一接口部211的中心轴线与第二阀体上的三个接口部的中心轴线所在的平面垂直或趋于垂直。在侧壁221和底壁213焊接过程中，侧壁221的自由端部部分融化，使侧壁211的高度略微下降，从而使第一支撑架212和第二支撑架227相抵接，此时，第一支撑架212的第一凹陷面2121与第二支撑架227的第二凹陷面2271装配形成容纳部214，容纳部214形成容纳腔215。在本实施例中，由于第一凹陷面2121和第二凹陷面2271均为半圆弧面，形成的容纳部214为圆柱腔体，当然作为其他实施方式，容纳部214还可以为其他形状。

参见图2、图6至图9，阀体部件2还包括阀芯座23和第一密封件24，阀芯座23的数量和第一密封件24的数量相等，至少阀芯座23的数量与第二阀体上的接口部的数量相等。阀芯座23包括内周面231和外周面232，阀芯座23具有第一通孔233，第一通孔233贯穿阀芯座23设置，第一通孔233用于与接口通道连通，外周面232包括第一面2321和第二面2322，第一面2321与第二面2322相连，内周面231包括第三面2314和第四面2315，第三面2314与第四面2315相连，定义一平面，该平面可以为过第一通孔233的中心轴线的截面，该平面可以为如图7所示的截面所在平面，第二面2322在该平面上的投影与第一通孔233的中心轴线平行或趋于平行设置，在本实施例中，第一面2321在该平面上的投影的延长线还与第一通孔233的中心轴线垂直或趋于垂直设置，第四面2315在该平面上的投影与第一通孔233的中心轴线平行或趋于平行设置。第一密封件24可以为环形密封件，第一密封件24包括主体部241、第一凸起部242以及第二凸起部243，主体部241包括外周侧和内周侧，沿主体部241的径向，第一凸起部242自主体部241的内周侧向内凸起设置，第一凸起部242可以沿内周侧等圆周分布，相应地，第二凸起部243自主体部241的外周侧向外凸起设置，第二凸起部243可以沿外周侧等圆周分布。在本实施例中，沿主体部241的径向，第一凸起部242和第二凸起部243还可以相对于主体部241呈对称分布。设置第一凸起部242和第二凸起部243，有利于使第一密封件24在安装至容纳腔224时不易脱落。

参见图2、图5至图9，至少部分阀芯座23位于容纳腔215，阀芯座23通过容纳部214进行支撑，第一密封件24位于第二面2322的外周，第一密封件24位于容纳腔215，第一凸起部242与外周面232的第二面2322抵接，第二凸起部243与容纳部214抵接，沿容纳部214的径向，主体部241位于第一凸起部242和第二凸起部243之间，第一密封件24通过第一凸起部242和第二凸起部243被压紧于容纳部214和第二面2322之间，沿容纳部214的轴向，第一密封件24的主体部241的一端与外周面232的第一面2321抵接，主体部241的另一端与第二阀体22的侧壁221抵接，第一密封件24被压紧于第一面2321和侧壁221之间，第一密封件24处于密封压紧状态。在本实施例中，第一密封件24的主体部241还包括环形的突出筋，突出筋分别沿主体部轴向的两端向外突出形成，具体地，突出筋包括第一突出筋244、第二突出筋245、第三突出筋246以及第四突出筋247，第一突出筋244和第二突出筋245位于主体部241的同一端，第三突出筋246和第四突出筋247位于主体部241的相同另一端。沿容纳部214的轴向，第一突出筋244和第二突出筋245分别与第一面2321抵接，第三突出筋246和第四突出筋247分别与侧壁221抵接，第一密封件24通过突出筋被压紧于第一面2321和侧壁221之间，第一密封件24处于密封压紧状态。通过设置第一凸起部和第二凸起部，第一密封件24和阀芯座23能够更好的安装于容纳腔215，有利于防止脱落。另外，通过第一凸起部242和第二凸起部243，还可以使突出筋或使主体部居中保持，使突出筋或主体部能够分别与第一面2321和侧壁221充分压紧，有利于提高电动阀的密封性能，减少发生内漏的风险。

参见图2、图6、图7、图10以及图11，在本实施例中，阀芯4为类球形阀芯，阀芯4包括球形面、上端面以及下端面，球形面为阀芯4的外表面，定义沿阀芯4的轴向，阀芯4靠近阀杆3的端面为上端面，阀芯4远离阀杆3的端面为下端面。阀芯4位于阀体腔20，第三面2314还包括弧形面2311，在处于压紧状态的第一密封件的弹性力作用下，随着阀芯4的转动，至少部分阀芯4的球形面能够与弧形面2311紧密贴合，阀芯4能够与弧形面2311滑动配合，阀芯座23通过弧形面2311对阀芯4进行支撑和密封。在本实施例中，阀芯座23还包括环形的凹槽2312，凹槽2312自弧形面2311向阀芯座23的内部凹陷形成，设置凹槽2312，有利于使工作流体中的杂质或者阀芯4与弧形面2311频繁滑动摩擦掉落的磨损颗粒进入凹槽2312形成的槽腔内，避免了杂质或磨损颗粒位于在弧形面2311上，造成阀芯4与弧形面2311的密封不紧，发生内漏的风险。在本实施例中，凹槽2312包括环形斜面2313，定义一平面，该平面可以为过阀芯座23的中心轴线的截面，该平面可以为如图7所示的截面所在平面，环形斜面2313在该平面上的投影与第三面2314的直面部分在该平面上的投影构成有夹角θ，一般可以设置夹角θ范围为110°～130°，设置凹槽2312包括环形斜面2313，可以使阀芯4的开口在与弧形面2311滑动配合时能够平滑过渡。阀芯座23可以通过如聚偏氟乙烯(PVDF)等硬质的耐磨树脂材料注塑形成，第一密封件24可以通过如三元乙丙橡胶(EPDM)等软质的橡胶材料注塑形成。

参见图2、图10以及图12，阀芯4包括导流通道41，导流通道41贯穿阀芯4设置，导流通道41具有第一开口411和第二开口412，第一开口411位于阀芯4的球形面，导流通道41的第二开口412位于阀芯4的下端面，随着阀芯4的转动，第一接口通道211’能够始终与导流通道41连通。定义一平面，该平面与阀芯4的中心轴线垂直，该平面可以为如图12所示的截面所在平面，第一开口411在该平面上的投影与球形面在该平面上投影的圆心构成有夹角α，定义弧形面在该平面上的投影与第四面在该平面上的投影相交的端点为外端点，密封第一开口411的两弧形面在该平面上投影的外端点与圆心构成有夹角β，相邻两弧形面在该平面上投影的外端点与圆心构成有夹角γ，三者满足关系：β＞α＞γ，这样，通过旋转阀芯4，可以使第一接口通道211’通过导流通道41与位于第二阀体22的三个接口通道(222’、223’、224’)中的一个或两个连通。在本实施例中，具体地，可以设置夹角α的范围为70°～100°。第一开口411的角度可以根据实际应用要求的流量曲线进行确定。参见图2、图3以及图5，在本实施例中，第一接口部211还包括沿第一接口部轴向延伸的凸出部2111，凸出部2111和第一支撑架212位于底壁213的同一侧，第二开口412位于凸出部2111的外周，至少部分凸出部2111位于阀芯的导流通道，凸出部2111能够与形成导流通道41的壁面抵接，设置凸出部2111，用于定位阀芯4在阀体腔20的位置，有利于防止阀芯4在转动时的晃动，另外，‘设置第二开口412位于凸出部2111的外周，这样能够保证导流通道41与第一接口通道211’的直通。

参见图4和图10，阀芯4还包括限位部42，阀芯4在转动过程中，限位部4能够与第二阀体的止挡部226抵接，从而对阀芯4转过的角度进行限位，如在本实施例中，阀芯4能够在0°～180°之间转动。当然作为其他实施方式，阀芯4能够转动的角度还可以为其他范围。阀芯4可以是塑料材料经注塑一体加工形成，如可以采用尼龙材料或聚苯硫醚(PPS)类材料经注塑加工而成。

参见图12至图16，在本实施例中，电动阀100具有5种工作模式，具体地：

参见图12，为第一工作模式：定义此时阀芯4转过的角度为0°，此时第一接口通道211’通过导流通道41与第二接口通道222’连通。

参见图13，为第二工作模式：当阀芯4沿图示逆时针方向转过的角度为15°～75°时，第一接口通道211’通过导流通道41分别与第二接口通道222’、第三接口通道223’同时连通，并且在阀芯4由15°转向75°过程中，导流通道41与第二接口通道222’的导通面积逐渐减小，导流通道41与第三接口通道223’的导通面积逐渐增大，在阀芯4转过45°时，导流通道41与第二接口通道222’的导通面积等于导流通道41与第三接口通道223’的导通面积，即可以通过旋转阀芯4至不同的角度，比例调节第二接口通道222’和第三接口通道223’分别与导流通道41的导通面积。

参见图14，为第三工作模式：当阀芯4转过的角度为90°时，第一接口通道211’通过导流通道41与第三接口通道223’连通。

参见图15，为第四工作模式：当阀芯4转过的角度为105°～165°时，第一接口通道211’通过导流通道41分别与第三接口通道223’、第四接口通道224’连通，并在阀芯4由105°转向165°过程中，导流通道41与第三接口通道223’的导通面积逐渐减小，导流通道41与第四接口通道224’的导通面积逐渐增大，当阀芯4转过135°时，导流通道41与第三接口通道223’的导通面积等于导流通道41与第四接口通道224’的导通面积，同样可以通过旋转阀芯4至不同的角度，比例调节第三接口通道223’和第四接口通道224’分别与导流通道41的导通面积。

参见图16，为第五工作模式，当阀芯4转过的角度为180°时，第一接口通道211’通过导流通道41与第四接口通道224’连通。

上述工作模式的次序没有先后限制，可以通过阀芯4的旋转，直接在不同的工作模式之间切换。另外，上述实施例图示为四通阀，但并不局限于图示的四通阀，电动阀还可以为五通阀或其他多通阀，具体地，可以定义电动阀具有N个接口通道，N≥4且N为整数，接口通道包括第一接口通道，阀芯具有导流通道，第一接口通道始终与导流通道连通，通过设置阀芯的第一开口角度，旋转阀芯，可以使第一接口通道通过导流通道与其余接口通道中的一个或两个连通。

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”、“内”、“外”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 (9)

1.一种电动阀，包括阀体部件、阀芯、阀芯座以及第一密封件，所述阀体部件具有阀体腔，所述阀芯位于所述阀体腔，其特征在于：所述阀体部件包括容纳部，所述容纳部形成容纳腔，所述第一密封件包括第一凸起部、第二凸起部以及主体部，所述阀芯座包括内周面和外周面，所述外周面包括第一面和第二面，至少部分所述阀芯座位于所述容纳腔，所述第一密封件位于所述容纳腔，所述第一密封件位于所述第二面的外周；

沿所述容纳部的径向，所述主体部位于所述第一凸起部和所述第二凸起部之间，所述第一凸起部与所述第二面抵接，所述第二凸起部与所述容纳部抵接，所述第一密封件通过所述第一凸起部和所述第二凸起部被压紧于所述容纳部和所述第二面之间；沿所述容纳部的轴向，所述主体部的一端与所述第一面抵接，所述主体部的另一端与所述阀体部件的侧壁抵接，所述第一密封件被压紧于所述第一面和所述阀体部件的侧壁之间；至少部分所述阀芯的外表面与部分所述内周面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于：所述阀芯座还具有第一通孔，所述第一通孔贯穿所述阀芯座，所述内周面包括第三面和第四面，所述第三面与所述第四面相连，所述第一面与所述第二面相连；

定义一平面，所述平面为过所述第一通孔的中心轴线的平面，所述第二面在所述平面上的投影与所述第一通孔的中心轴线平行或趋于平行设置，所述第四面在所述平面上的投影与所述第一通孔的中心轴线平行或趋于平行设置。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于：所述第三面包括弧形面，所述阀芯座还包括凹槽，所述凹槽自所述弧形面向所述阀芯座内部凹陷形成，至少部分所述阀芯的外表面与所述弧形面紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于：所述凹槽包括环形斜面，定义一平面，所述平面为过所述阀芯座的中心轴线的平面，所述环形斜面在所述平面上的投影与所述第三面的直面部分在所述平面上的投影构成有夹角θ，夹角θ的范围为110°～130°。

5.根据权利要求4所述的电动阀，其特征在于：所述主体部还包括突出筋，所述突出筋分别自所述主体部轴向的两端向外突出形成，所述突出筋包括第一突出筋、第二突出筋、第三突出筋以及第四突出筋，所述第一突出筋和所述第二突出筋位于所述主体部的同一端，所述第三突出筋和所述第四突出筋位于所述主体部的相同另一端；

沿所述容纳部的轴向，所述第一突出筋和所述第二突出筋分别与所述第一面抵接，所述第三突出筋和所述第四突出筋分别与所述阀体部件的侧壁抵接，所述第一密封件通过所述突出筋被压紧于所述第一面和所述阀体部件的侧壁之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电动阀，其特征在于：所述主体部包括外周侧和内周侧，沿所述主体部的径向，所述第一凸起部自所述内周侧向内凸起设置，所述第一凸起部沿所述内周侧等圆周分布，所述第二凸起部自所述外周侧向外凸起设置，所述第二凸起部沿所述外周侧等圆周分布，所述第一凸起部和所述第二凸起部相对于所述主体部呈对称分布。

7.根据权利要求6所述的电动阀，其特征在于：所述阀体部件包括第一阀体和第二阀体，所述第一阀体和所述第二阀体固定连接，所述第一阀体包括第一支撑架，所述第二阀体包括第二支撑架，所述第二阀体具有第一腔，所述第一支撑架位于所述第一腔，所述第一支撑架与所述第二支撑架抵接，所述第一支撑架与所述第二支撑架装配形成所述容纳部。

8.根据权利要求7所述的电动阀，其特征在于：所述第一阀体还包括底壁，所述第二阀体还包括侧壁，所述侧壁包括多个壁面，所述第一支撑架沿垂直于所述底壁向远离所述底壁的方向延伸，所述第二支撑架各自沿垂直于不同壁面的内侧面向远离内侧面的方向延伸；

所述第一支撑架包括第一凹陷面，所述第一凹陷面自所述第一支撑架的自由端面沿垂直于所述底壁向所述第一支撑架内部凹陷形成，所述第二支撑架包括第二凹陷面，所述第二凹陷面自所述第二支撑架的自由端面沿平行于所述侧壁向所述第二支撑架内部凹陷形成，所述第一凹陷面和所述第二凹陷面装配形成所述容纳部。

9.根据权利要求8所述的电动阀，其特征在于：所述第一凹陷面为半圆弧面，所述第二凹陷面为半圆弧面，所述第一凹陷面和所述第二凹陷面装配形成的所述容纳部为圆柱腔体；

所述第一阀体和所述第二阀体分别通过注塑一体形成，所述阀芯座通过硬质的树脂材料一体注塑形成，所述第一密封件通过软质的橡胶材料一体注塑形成。

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