CN116066598A - 一种换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换向阀，包括阀体和阀芯，包括四个外壁部和第一进口通道、第二进口通道、第一换向通道，第二换向通道；所述阀体包括四个内壁部，四个内壁部分别设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口，各内壁部与各外壁部相对配合设置，当所述阀芯部件位于第一换向位置时，所述第一进口通道连通第一阀口与第三阀口，所述第一换向通道连通第二阀口与第四阀口；当所述阀芯部件位于第二换向位置时，所述第二进口通道连通第一阀口与第四阀口，所述第二换向通道连通第二阀口与第三阀口，本发明提供的换向阀，能够改善换向通道的防泄漏性能。

Description

一种换向阀

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种换向阀。

背景技术

流体控制技术领域中换向阀使用较为广泛，如在热泵空调系统中使用的换向阀，可以实现制冷和制热两种模式的介质流路的换向，随着工业技术的发展和人民生活需求的提升，热泵型空调中使用大容量换向阀的情况越来越多。如在公开号为CN202056350的专利中，公开了一种四通换向阀,该技术中，设置整体圆形结构的阀芯部件,通过筒状阀体部件在阀腔中滑动切换流路。上述背景技术中，换向阀在换向过程中，各换向通道的防泄漏性能具有改善的空间。

发明内容

为改善换向阀换向通道的密闭性，本发明提供了一种换向阀，包括阀体部件和阀芯部件，所述阀芯部件置于所述换向阀的阀腔；

所述阀芯部件包括阀芯，包括第一外壁部、第二外壁部、第三外壁部、第四外壁部；所述阀芯设置有第一进口通道、第二进口通道、第一换向通道，第二换向通道；所述第一进口通道的两个端口分别位于所述第一外壁部和所述第三外壁部，所述第二进口通道的两个端口分别位于所述第一外壁部和所述第四外壁部，所述第一换向通道的两个端口分别位于所述第二外壁部和所述第四外壁部，所述第二换向通道的两个端口分别位于所述第二外壁部和所述第三外壁部；

所述阀体部件包括阀体，所述阀体包括第一内壁部、第二内壁部、第三内壁部、第四内壁部；所述第一内壁部设有第一阀口、所述第二内壁部设有第二阀口、所述第三内壁部设有第三阀口、所述第四内壁部设有第四阀口；所述第一内壁部与所述第一外壁部相对设置、所述第二内壁部与所述第二外壁部相对设置、所述第三内壁部与所述第三外壁部相对设置、所述第四内壁部与所述第四外壁部相对设置；

当所述阀芯部件位于第一换向位置时，所述第一进口通道连通所述第一阀口,所述第一进口通道连通所述第三阀口，所述第一换向通道连通所述第二阀口,所述第一换向通道连通所述第四阀口，所述第一进口通道与所述第一换向通道不连通；当所述阀芯部件位于第二换向位置时，所述第二进口通道连通所述第一阀口,所述第二进口通道连通所述第四阀口，所述第二换向通道连通所述第二阀口,所述第二换向通道连通所述第三阀口，所述第二进口通道与所述第二换向通道不连通。

本发明提供的换向阀，阀芯的横截面轮廓大致为方形，通过阀体的四个内壁部分别与阀芯的四个外壁部相对应的设置，换向阀在切换流路过程中，提高了阀芯与阀体之间的配合，改善切换流道的防泄漏性能，提高了换向阀的工作可靠性。

附图说明

图1：本发明给出的一种换向阀的具体结构示意图；

图2：图1换向阀整体外观的立体结构图；

图3：图1换向阀阀体的立体结构图；

图4：图1换向阀阀芯在俯视方向的立体结构图；

图5：图1换向阀阀芯在仰视方向的立体结构图；

图6：图1换向阀在第一换向位置的横向剖面示意图；

图7：图1换向阀在第二换向位置的横向剖面示意图；

图8：图7中K区域的放大示意图。

图1-8中的符号说明：

1-换向阀、2-先导阀；

10-阀体部件；

100-阀体；

110-第一内壁部、111-第一阀口；

120-第二内壁部、121-第二阀口；

130-第三内壁部、131-第三阀口；

140-第四内壁部、141-第四阀口；

150-方体部、151-方型腔；

160-端体部、161-第一法兰；

210-第一盖体；

211-第一法兰、212-第一活塞腔、213-限制部/第一限制部；220-第二盖体；

221-第二法兰、222-第二活塞腔、223-限制部/第二限制部；310-第一接管、320-第二接管；

330-第三接管、340第四接管；

40-阀芯部件；

400-阀芯；

410-第一外壁部、420-第二外壁部；

430-第三外壁部、440-第四外壁部；

450-第一进口通道、460-第二进口通道；

470-第一换向通道、480-第二换向通道；

491-第一端部、492-第二端部；

510-第一连杆、520-第二连杆；

610-第一活塞、620-第二活塞；

711-第一密封圈、712-第二密封圈、713-弹性件；

720-密封垫；

80-阀腔；

810-第一腔室、820-第二腔室；

900-平衡通道；

910-第一槽段、911-纵向凸起；

920-第二槽段、930-第三槽段；

940-横向凸起。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本文中所涉及的上、下等方位词是附图中所示的零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便，应当理解，本文所采用的方位词不应限制本发明请求保护的范围。

图1为本发明给出的一种换向阀的具体结构示意图，图2换向阀整体外观的立体结构图，图3为图1换向阀阀体的立体结构图。

如图1、图2及图3所示。本实施例给出的换向阀1包括阀体部件10和阀芯部件40。阀体部件10包括阀体100、第一盖体210及第二盖体220。

阀体100包括中间的方体部150和分别位于方体部150两端的端体部160，每个端体部160大致为板状结构，具体形成第一法兰161的结构。第一盖体210和第二盖体220大致为筒状，各包括管部和第二法兰211/221，第一法兰161与第二法兰211/221分别相适配并通过焊接连接或螺纹连接，使阀体100、第一盖体210及第二盖体220固定连接形成阀体部件10。

阀芯部件40包括阀芯400、第一连杆510、第二连杆520、第一活塞610及第二活塞620。第一活塞610通过第一连杆510与阀芯连接400固定连接；第二活塞620通过第二连杆520与阀芯连接400固定连接。

方体部150内部形成四个面大致垂直的方型腔151，第一盖体210的管部内部形圆筒形的第一活塞腔212，第二盖体220的管部内部形成圆筒形的第二活塞腔222。方型腔151、第一活塞腔212、第二活塞腔222构成阀腔80，阀芯部件40置于阀腔80中。其中第一活塞610位于第一活塞腔212，第二活塞620位于第二活塞腔222，阀芯400位于方型腔151。

图4和图5分别为图1换向阀阀芯在俯视方向和仰视方向的立体结构图。

如图3、图4及图5所示，并参照图1和图3。阀体100的方体部150的横截面为四方形，四个侧面分别焊接有第一接管310、第二接管320、第三接管330、第四接管340。相对应的，阀体100的内腔也为方形，包括第一内壁部110、第二内壁部120、第三内壁部130、第四内壁部140，第一内壁部110设有第一阀口111、第二内壁部120设有第二阀口121、第三内壁部130设有第三阀口131、第四内壁部140设有第四阀口141。第一阀口111与第一接管310连通，第二阀口121与第二接管320连通，第三阀口131与第三接管330连通，第四阀口141与第四接管340连通(参见图6)。

阀芯400与阀体100对应，其横截面轮廓大致为方形，包括第一外壁部410、第二外壁部420、第三外壁部430、第四外壁部440。第一外壁部410与第一内壁部110相对设置，第二外壁部420与第二内壁部120相对设置，第三外壁部430与第三内壁部130相对设置，第四外壁部440与第四内壁部140相对设置。

阀芯400还设置有第一进口通道450和第二进口通道460，第一进口通道450与第二进口通道460在阀芯400的纵向方向间隔设置。阀芯400还设置有第一换向通道470和第二换向通道480，第一换向通道470与第二换向通道480在阀芯400的纵向方向间隔设置。

第一进口通道450的两个端口分别位于第一外壁部410和第三外壁部430；第二进口通道460的两个端口分别位于第一外壁部410和第四外壁部440；第一换向通道470的两个端口分别位于第二外壁部420和第四外壁部440；第二换向通道480的两个端口分别位于第二外壁部420和第三外壁部430。

较现有技术而言，上述设计的有益之处在于，阀腔包括中间的方形腔151和两边的筒圆形活塞腔，阀芯在方型腔中滑动，阀口设置于阀体100上，阀芯与阀体相对应地呈平面相对滑动。便于配合面的高精度加工，抵接后流道发生泄漏的隐患小，改善了阀芯在切换过程中换向流道的密封性能，提高了换向可靠性。而活塞腔保持筒圆形，便于各零件的圆形部高精度加工和活塞的滑动特性，该技术方案更加适合运用于高压流体的大型换向阀产品。

作为技术方案的进一步延伸，阀芯400的第一外壁部410上(图4的上端)，设置有两条纵向凸起911，纵向凸起911之间形成第一槽段910，阀芯400还包括第一端部491和第二端部492，第一端部491设置有第二槽段920，第二端部492设置有第三槽段930。阀芯400的第一外壁部410与阀体100的第一内壁部110配合后，纵向凸起911与第一内壁部110抵接或小间隙配合，第一槽段910作为平衡通道900的一部分，第二槽段920与第三槽段930作为平衡通道900的又一部分。

平衡通道900的第一槽段910连通第一进口通道450与第二进口通道460，而第一进口通道450和第二进口通道460又与相对的端口连通(见前述介绍)。使阀芯部件在阀腔内滑动时，内部流体的相对变化以完成流道的换向，并可减少滑动阻力。该结构加工方便，工作可靠。

作为技术方案的进一步延伸，阀芯400的第二外壁部420与阀体100的第二内壁部120之间设置有密封垫720。阀芯400的第二外壁部420上(图5的上端)，设置有沿纵向分布的两条横向凸起940，密封垫720位于两条横向凸起940之间，横向凸起940能够对密封垫720进行纵向限位。当阀芯400的第二外壁部420与阀体100的第二内壁部120配合后，阀芯400向上与阀体100小间隙配合，在高压流体的压力作用下，密封垫720能密闭第二阀口121与阀腔800之间的流路间隙，改善了切换流道的防泄漏性能，提高了换向阀的工作可靠性。另一方面，密封垫通过自润滑性较高的非金属材料制成，提高了阀芯400滑动的灵活性。

图6和图7分别为图1中换向阀在第一换向位置和第一换向位置的横向剖面示意图。如图6和图7所示，并参照图1、图4及图5。换向阀1的具体工作过程如下：

在阀芯400的第三外壁部430上的端口设置有第一密封圈711，当阀芯400的第三外壁部430与阀体100的第三内壁部130相对配合时，第一密封圈711能密闭隔离第三阀口131与阀腔800之间的流路间隙；在阀芯400的第四外壁部440上的端口设置有第二密封圈712，当阀芯400的第四外壁部440与阀体100的第四内壁部140相对配合时，第二密封圈712能密闭隔离第四阀口141与阀腔800之间的流路间隙。

阀芯400置于阀腔80中，将阀腔80分为第一腔室810和第二腔室820，阀芯400的第一端部491朝向第一腔810，第二端部492朝向第二腔820。

通过先导阀2的流路换向驱动，第一活塞610通过第一连杆510带动阀芯400滑动到第一换向位置(图6位置、图1位置)，第一进口通道450连通第一阀口111，第一进口通道450连通第三阀口131。第一换向通道470连通第二阀口121，第一换向通道470连通第四阀口141。由于第一密封圈711、第二密封圈712及密封垫720的作用，第一进口通道450与第一换向通道470不连通，实现了流道的换向，换向通道密闭性提高。

同样，通过先导阀2的流路换向驱动，第二活塞620通过第二连杆520带动阀芯400滑动到第二换向位置(图7位置)，第二进口通道460连通第一阀口111，第二进口通道460连通第四阀口141。第二换向通道480连通第二阀口121，第二换向通道480连通第三阀口131。由于第一密封圈711、第二密封圈712及密封垫720的作用，第一进口通道450与第一换向通道470不连通，实现了流道的换向，换向通道密闭性提高。

作为技术方案的进一步延伸，在第一换向位置和第二换向位置，平衡通道900通过第一槽段910、第二槽段920、第三槽段930，同时将第一腔室810、第一阀口111、第二腔室820之间连通，结构紧凑，滑动过程可靠。

作为技术方案的进一步延伸，第一接管310作为换向阀1的进口管，第二接管320作为换向阀1的出口管，第三接管330和第四接管340作为切换通道的接口。第一阀口111作为高压进口端，第二阀口121为低压出口端。如设定第二阀口121的当量流通口径的面积(即相当于垂直流体方向的面积)为S、第一活塞腔212的当量承压口径的面积(即相当于垂直流体方向的能产生有效压力的面积)为S1，第二活塞腔222的当量承压口径的面积为S2，则满足，0.7≤S1≤1.3S；和/或0.7≤S2≤1.3S(参见图1)。可以兼顾活塞滑动切换流道的灵活性和平稳性，提高换向阀的可靠性。

图8为图7中K区域的放大示意图。如图8所示。作为上述技术方案的进一步延伸，在第一密封圈711与第三外壁部430之间设置有弹性件713。该弹性件713可以具体为弹片，弹片抵接第一密封圈711以提高阀口的密闭性能；同样，在第一密封圈711与第四外壁部440之间也设置有弹性件713。

作为上述技术方案的进一步延伸，第一法兰211包括第一限制部213，第二法兰221包括第二限制部223。第一限制部213能限制阀芯400轴向滑动的一侧位移，第二限制部223能限制阀芯400轴向滑动的另一侧位移。

以上仅是为能更好的阐述本发明的技术方案所例举的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，所有这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种换向阀，包括阀体部件和阀芯部件，所述阀芯部件置于所述换向阀的阀腔，其特征在于：

所述阀芯部件包括阀芯，所述阀芯包括第一外壁部、第二外壁部、第三外壁部、第四外壁部；所述阀芯设置有第一进口通道、第二进口通道、第一换向通道，第二换向通道；所述第一进口通道的两个端口分别位于所述第一外壁部和所述第三外壁部，所述第二进口通道的两个端口分别位于所述第一外壁部和所述第四外壁部，所述第一换向通道的两个端口分别位于所述第二外壁部和所述第四外壁部，所述第二换向通道的两个端口分别位于所述第二外壁部和所述第三外壁部；

所述阀体部件包括阀体，所述阀体包括第一内壁部、第二内壁部、第三内壁部、第四内壁部；所述第一内壁部设有第一阀口、所述第二内壁部设有第二阀口、所述第三内壁部设有第三阀口、所述第四内壁部设有第四阀口；所述第一内壁部与所述第一外壁部相对设置、所述第二内壁部与所述第二外壁部相对设置、所述第三内壁部与所述第三外壁部相对设置、所述第四内壁部与所述第四外壁部相对设置；

当所述阀芯部件位于第一换向位置时，所述第一进口通道连通所述第一阀口,所述第一进口通道连通所述第三阀口，所述第一换向通道连通所述第二阀口,所述第一换向通道连通所述第四阀口，所述第一进口通道与所述第一换向通道不连通；当所述阀芯部件位于第二换向位置时，所述第二进口通道连通所述第一阀口,所述第二进口通道连通所述第四阀口，所述第二换向通道连通所述第二阀口,所述第二换向通道连通所述第三阀口，所述第二进口通道与所述第二换向通道不连通。

2.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于，还包括平衡通道，所述平衡通道连通所述第一进口通道与所述第二进口通道。

3.如权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述第一外壁部包括第一槽段，所述第一槽段至少部分作为所述平衡通道。

4.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于，还包括平衡通道，所述阀腔包括第一腔室和第二腔室，所述阀芯包括第一端部和第二端部，所述第一端部朝向所述第一腔室，所述第二端部朝向所述第二腔室；所述平衡通道连通所述第一腔室与所述第二腔室。

5.如权利要求4所述的换向阀，其特征在于，所述第一外壁部包括第一槽段、所述第一端部包括第二槽段、所述第二端部包括第三槽段，所述第一槽段与所述第二槽段连通、所述第一槽段与所述第三槽段连通,所述平衡通道包括所述第一槽段、所述第二槽段、所述第三槽段。

6.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述阀体部件还包括第一盖体和第二盖体，所述阀芯部件还包括第一连杆、第二连杆、第一活塞、第二活塞；

所述第一活塞通过所述第一连杆与所述阀芯连接，所述第一盖体包括筒形的第一活塞腔，所述第一活塞位于所述第一活塞腔；所述第二活塞通过所述第二连杆与所述阀芯连接；所述第二盖体包括筒形的第二活塞腔，所述第二活塞位于所述第二活塞腔；

所述阀体包括方体部，所述方体部包括方型腔，所述阀腔包括所述方型腔，所述阀芯的横截面轮廓为方形，所述阀芯位于所述方型腔，所述阀芯能相对于所述阀体轴向滑动。

7.如权利要求6所述的换向阀，其特征在于，所述第一盖体包括第一限制部、所述第二盖体包括第二限制部、所述第一限制部能限制所述阀芯轴向滑动的一侧位移，所述第二限制部能限制所述阀芯轴向滑动的另一侧位移。

8.如权利要求6所述的换向阀，其特征在于：所述阀体还包括两个端体部，各所述端体部包括第一法兰，所述第一盖体和所述第二盖体各包括第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰固定连接。

9.如权利要求8所述的换向阀，其特征在于，所述两个端体部各包括限制部、所述限制部能限制所述阀芯轴向滑动位移。

10.如权利要求6所述的换向阀，其特征在于，如设定所述第二阀口的当量流通口径的面积为S、所述第一活塞腔的当量承压口径的面积S1，所述第二活塞腔的当量承压口径的面积为S2，则满足，0.7≤S1≤1.3S；和/或0.7≤S2≤1.3S。

11.如权利要求1-10任一项所述的换向阀，其特征在于，还包括密封垫，所述密封垫设置于所述第二内壁部与所述第二外壁部之间，所述密封垫隔离所述第二阀口与所述阀腔。

12.如权利要求11所述的换向阀，其特征在于，所述第二外壁部包括沿纵向分布的横向凸起，所述横向凸起能够限制所述密封垫的纵向位移。

13.如权利要求1-10任一项所述的换向阀，其特征在于，还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设置于所述第三内壁部与所述第三外壁部之间，所述第一密封圈隔离所述第三阀口与所述阀腔；所述第二密封圈设置于所述第四内壁部与所述第四外壁部之间，所述第四密封圈隔离所述第四阀口与所述阀腔。

14.如权利要求13所述的换向阀，其特征在于，还包括弹性件，所述弹性件设置于所述第一密封圈与所述第三外壁部之间，所述弹性件弹性抵接所述第一密封圈；和/或所述弹性件设置于所述第二密封圈与所述第四外壁部之间，所述弹性件弹性抵接所述第二密封圈。

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