CN116255480A - 五通阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种五通阀，包括：主体部，主体部具有阀腔以及第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第三出口、第四出口；阀芯，可转动地设置在阀腔内，阀芯具有间隔设置的第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体；单电机执行器，单电机执行器和阀芯驱动连接，五通阀通过阀芯的转动可切换为第一工况、第二工况、第三工况、第四工况、第五工况和第六工况中的任意一个。通过本发明提供的技术方案，通过一个单电机执行器驱动一个阀芯转动即可实现五通阀多工况之间的转换，与现有技术中五通阀需要两个电机分别驱动两个阀芯才能实现五通阀工况的转换的情况相比，减小了一套单电机执行器和阀芯，降低了五通阀的生产制造难度和制作成本。

Description

五通阀

技术领域

本发明涉及五通阀技术领域，具体而言，涉及一种五通阀。

背景技术

目前，对于现有技术中的多通阀需要由多个电机和阀芯才能实现多工况之间的转换，以五通阀为例，现有技术中的五通阀通常采用两个阀芯和两个电机，两个电机分别驱动两个阀芯转动，通过阀芯的转动实现五通阀多工况之间的转换以及流量调节。

现有技术中的五通阀需要两个阀芯和两个电机才能实现工况转换和流量调节功能，结构较多，具有较高的生产制造难度，且安装过程难以保证安装精度，成本高。

发明内容

本发明提供了一种五通阀，以解决现有技术中的五通阀制造成本高的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种五通阀，包括：主体部，主体部具有阀腔以及第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第三出口、第四出口；阀芯，可转动地设置在阀腔内，阀芯具有间隔设置的第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体；单电机执行器，单电机执行器和阀芯驱动连接，五通阀通过阀芯的转动可切换为以下工况中的任意一个：第一工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第三出口连通，第二出口、第四出口断开；第二工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第三出口、第四出口均连通，第二出口断开；第三工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第四出口连通，第三出口、第二出口断开；第四工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第三出口连通，第一出口、第四出口断开；第五工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第三出口、第四出口均连通，第一出口断开；第六工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第四出口连通，第一出口、第三出口断开。

进一步地，在第二工况下，单电机执行器可驱动阀芯转动到并保持在多个不同的位置，以调节第三出口和第四出口输出的流体的比例；在第五工况下，单电机执行器可驱动阀芯转动到并保持在多个不同的位置，以调节第三出口和第四出口输出的流体的比例。

进一步地，阀芯在轴向上包括依次设置的第一轴向区、第二轴向区和第三轴向区，第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体的开口均朝向阀腔的内壁；第一腔体包括相互连通的第一一主腔和第一二主腔，第三腔体包括相互连通的第三一主腔和第三二主腔，第二腔体包括相互连通的第二一主腔和第二二主腔，第四腔体包括相互连通的第四一主腔和第四二主腔；其中，第一一主腔和第二一主腔均位于第一轴向区，第一二主腔、第三一主腔、第四一主腔和第二二主腔均位于第二轴向区，第三二主腔和第四二主腔均设置在第三轴向区。

进一步地，阀芯在周向上包括依次设置的第一扇形区、第二扇形区、第三扇形区、第四扇形区、第五扇形区、第六扇形区、第七扇形区和第八扇形区；其中，第一一主腔分布在第一扇形区和第二扇形区，第一二主腔分布在第一扇形区和第二扇形区，第三一主腔分布在第三扇形区和第四扇形区，第三二主腔分布在第二扇形区和第三扇形区，第二一主腔分布在第七扇形区和第八扇形区，第二二主腔分布在第七扇形区和第八扇形区，第四一主腔分布在第五扇形区和第六扇形区，第四二主腔分布在第六扇形区和第七扇形区。

进一步地，在阀芯的轴向上，第一轴向区、第二轴向区和第三轴向区的长度相等；在阀芯的周向上，第一扇形区、第二扇形区、第三扇形区、第四扇形区、第五扇形区、第六扇形区、第七扇形区和第八扇形区的弧度相等。

进一步地，在阀芯的周向上，第三出口、第四出口的开口角度均为H1，第三出口和第四出口的间隔角度为H2，第三二主腔、第四二主腔的开口角度均为H3，其中，H1＜H2＜H3。

进一步地，阀芯包括轴套、两个圆形端板、多个轴向隔板和多个扇形隔板，两个圆形端板平行设置且均和轴套固定连接，两个圆形端板和轴套均同轴设置；其中，多个轴向隔板和多个扇形隔板分布在两个圆形端板之间的空间内，以将两个圆形端板之间的空间划分出第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体，单电机执行器和轴套驱动连接。

进一步地，每个轴向隔板和每个扇形隔板均和轴套连接，每个扇形隔板和至少两个轴向隔板连接；第三二主腔包括相互连通的第一子腔和第二子腔，第四二主腔包括相互连通的第三子腔和第四子腔，阀芯还包括第一弧形板和第二弧形板；在阀芯的周向上，第一弧形板、第一子腔、第二子腔、第二弧形板、第三子腔和第四子腔依次设置；其中，在第一工况下，第一子腔和第三出口连通，第二弧形板封堵第四出口；在第三工况下，第二子腔和第四出口连通，第一弧形板封堵第三出口；在第四工况下，第三子腔和第三出口连通，第一弧形板封堵第四出口；在第六工况下，第四子腔和第四出口连通，第二弧形板封堵第三出口。

进一步地，阀腔的底壁具有弧形槽，弧形槽围绕阀芯的轴线设置，五通阀还包括限位块，限位块位于阀芯朝向阀腔底壁的一侧，限位块位于弧形槽内。

进一步地，弧形槽具有第一弧形壁、第二弧形壁、第一端壁和第二端壁，限位块为扇形结构，限位块具有第三弧形壁、第四弧形壁、第三端壁和第四端壁；其中，第一弧形壁和第三弧形壁匹配，第二弧形壁和第四弧形壁匹配，第一端壁和第三端壁止挡配合，第二端壁和第四端壁止挡配合。

进一步地，阀芯具有第一设定位置和第二设定位置，阀芯处于第一设定位置的情况下，五通阀处于第一工况，第一端壁和第三端壁间隔开；阀芯处于第二设定位置的情况下，五通阀处于第六工况，第二端壁和第四端壁间隔开；五通阀从第一工况沿旋转方向切换至第六工况的情况下阀芯的旋转角度为N，限位块在弧形槽内的旋转角度范围大于N。

进一步地，阀芯具有第一设定位置，阀芯处于第一设定位置的情况下，五通阀处于第一工况，阀芯具有预留旋转角度M；其中，阀芯从第一设定位置沿旋转方向转动M角度范围内的情况下，五通阀保持在第一工况，阀芯从第一设定位置沿旋转方向转动大于M角度的情况下，五通阀切换为其他工况。

进一步地，主体部包括阀体和密封垫，阀体具有阀腔，密封垫设置在阀腔内，第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第三出口和第四出口均设置在密封垫内；其中，第一出口、第一进口和第三出口沿阀芯的轴向排列设置，第二出口、第二进口和第四出口沿阀芯的轴向排列设置，第一出口和第二出口沿阀芯的周向排列设置，第一进口和第二进口沿阀芯的周向排列设置，第三出口和第四出口沿阀芯的周向排列设置。

进一步地，密封垫为弧形结构，密封垫的外侧和阀腔的内壁贴合，密封垫的内侧和阀芯的外周面贴合，主体部还包括设置在阀腔内壁上的两个弧形挡板，两个弧形挡板分别和密封垫在周向的两端抵接；在密封垫朝向阀腔内壁的一侧上，密封垫在轴向和周向分布有多个密封筋条。

进一步地，阀体包括基座、筒体和多个加强筋，筒体和基座连接，每个加强筋和基座、筒体的外壁均连接，筒体具有阀腔，基座具有六个流道，六个流道分别和第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第三出口和第四出口连通。

进一步地，主体部还包括阀盖和密封圈，阀盖和阀体密封连接，阀盖封堵阀腔的开口，密封圈设置在阀盖的凹槽内，五通阀还包括转轴，转轴的一部分固定在阀芯内，转轴穿过密封圈，单电机执行器的输出轴和转轴驱动连接。

进一步地，单电机执行器包括外壳和设置在外壳内的马达、齿轮组件和控制板，马达和齿轮组件的输入轴驱动连接，齿轮组件的输出轴和阀芯驱动连接，外壳和主体部固定连接。

应用本发明的技术方案，提供了一种五通阀，包括：主体部，主体部具有阀腔以及第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第三出口、第四出口；阀芯，可转动地设置在阀腔内，阀芯具有间隔设置的第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体；单电机执行器，单电机执行器和阀芯驱动连接，五通阀通过阀芯的转动可切换为以下工况中的任意一个：第一工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第三出口连通，第二出口、第四出口断开；第二工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第三出口、第四出口均连通，第二出口断开；第三工况，第一进口通过第一腔体与第一出口连通，第二进口通过第三腔体与第四出口连通，第三出口、第二出口断开；第四工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第三出口连通，第一出口、第四出口断开；第五工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第三出口、第四出口均连通，第一出口断开；第六工况，第二进口通过第二腔体与第二出口连通，第一进口通过第四腔体与第四出口连通，第一出口、第三出口断开。采用该方案，通过一个单电机执行器驱动一个阀芯转动即可实现五通阀多工况之间的转换，与现有技术中五通阀需要两个电机分别驱动两个阀芯才能实现五通阀工况的转换的情况相比，本方案减小了一套单电机执行器和阀芯，降低了五通阀的生产制造难度，提高了五通阀整体结构的安装精度，降低了五通阀的制作成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的五通阀的结构示意图；

图2示出了图1的五通阀的爆炸图；

图3示出了图1的五通阀中一部分结构的的爆炸图；

图4示出了图1的五通阀的阀体的结构示意图；

图5示出了图1的五通阀的仰视图；

图6示出了图1的五通阀的阀芯的结构示意图；

图7示出了图6的阀芯的另一视角的结构示意图；

图8示出了图6的阀芯的周向展开示意图；

图9示出了图8的阀芯的区域划分示意图；

图10示出了图1的五通阀的密封垫的结构示意图；

图11示出了图8的密封垫的剖视图；

图12示出了图1的五通阀的主体部和阀芯的侧视图；

图13示出了图12中D-D位置的剖视图；

图14示出了图12中E-E位置的剖视图；

图15示出了图12中F-F位置的剖视图；

图16示出了图12中G-G位置的剖视图；

图17示出了图1的五通阀的单电机执行器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、主体部；111、第二出口；112、第一出口；113、第一进口；114、第二进口；115、第三出口；116、第四出口；12、阀腔；13、弧形槽；14、阀体；141、基座；142、筒体；143、加强筋；144、金属套；15、密封垫；16、弧形挡板；17、阀盖；18、密封圈；19、平垫片；

20、阀芯；21、第一腔体；211、第一一主腔；212、第一二主腔；22、第二腔体；221、第二一主腔；222、第二二主腔；23、第三腔体；231、第三一主腔；232、第三二主腔；24、第四腔体；241、第四一主腔；242、第四二主腔；251、第一轴向区；252、第二轴向区；253、第三轴向区；261、第一扇形区；262、第二扇形区；263、第三扇形区；264、第四扇形区；265、第五扇形区；266、第六扇形区；267、第七扇形区；268、第八扇形区；271、轴套；272、圆形端板；273、轴向隔板；274、扇形隔板；281、第一弧形板；282、第二弧形板；

30、单电机执行器；31、外壳；32、马达；33、齿轮组件；34、控制板；

40、限位块；

50、转轴；

C2、第一子腔；C3、第二子腔；C6、第三子腔；C7、第四子腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图17所示，本发明的实施例提供了一种五通阀，包括：主体部10，主体部10具有阀腔12以及第一进口113、第二进口114、第一出口112、第二出口111、第三出口115、第四出口116；阀芯20，可转动地设置在阀腔12内，阀芯20具有间隔设置的第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24；单电机执行器30，单电机执行器30和阀芯20驱动连接，五通阀通过阀芯20的转动可切换为以下工况中的任意一个：第一工况，第一进口113通过第一腔体21与第一出口112连通，第二进口114通过第三腔体23与第三出口115连通，第二出口111、第四出口116断开；第二工况，第一进口113通过第一腔体21与第一出口112连通，第二进口114通过第三腔体23与第三出口115、第四出口116均连通，第二出口111断开；第三工况，第一进口113通过第一腔体21与第一出口112连通，第二进口114通过第三腔体23与第四出口116连通，第三出口115、第二出口111断开；第四工况，第二进口114通过第二腔体22与第二出口111连通，第一进口113通过第四腔体24与第三出口115连通，第一出口112、第四出口116断开；第五工况，第二进口114通过第二腔体22与第二出口111连通，第一进口113通过第四腔体24与第三出口115、第四出口116均连通，第一出口112断开；第六工况，第二进口114通过第二腔体22与第二出口111连通，第一进口113通过第四腔体24与第四出口116连通，第一出口112、第三出口115断开。

在本实施例中，通过一个单电机执行器30驱动一个阀芯20转动即可实现五通阀多工况之间的转换，与现有技术中五通阀需要两个电机分别驱动两个阀芯20才能实现五通阀工况的转换的情况相比，本方案减小了一套电机和阀芯20，降低了五通阀的生产制造难度，提高了五通阀整体结构的安装精度，降低了五通阀的制作成本。

具体地，在第二工况下，单电机执行器30可驱动阀芯20转动到并保持在多个不同的位置，以调节第三出口115和第四出口116输出的流体的比例；在第五工况下，单电机执行器30可驱动阀芯20转动到并保持在多个不同的位置，以调节第三出口115和第四出口116输出的流体的比例。

在本实施例中，通过一个单电机执行器30驱动一个阀芯20转动即可调节五通阀第二工况和第五工况下出口的流量，与现有技术中五通阀需要两个电机分别驱动两个阀芯20转动实现对五通阀出口流量调节的情况相比，本方案减小了一套电机和阀芯20，降低了五通阀的生产制造难度和制作成本。

如图8和图9所示，阀芯20在轴向上包括依次设置的第一轴向区251、第二轴向区252和第三轴向区253，第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24的开口均朝向阀腔12的内壁；第一腔体21包括相互连通的第一一主腔211和第一二主腔212，第三腔体23包括相互连通的第三一主腔231和第三二主腔232，第二腔体22包括相互连通的第二一主腔221和第二二主腔222，第四腔体24包括相互连通的第四一主腔241和第四二主腔242；其中，第一一主腔211和第二一主腔221均位于第一轴向区251，第一二主腔212、第三一主腔231、第四一主腔241和第二二主腔222均位于第二轴向区252，第三二主腔232和第四二主腔242均设置在第三轴向区253。

在本实施例中，将实现五通阀流量调节功能和工况转换功能的多个腔体设置在同一个阀芯20上，即将阀芯20分为第一轴向区251、第二轴向区252和第三轴向区253三层，并将具有流通关系的多个腔体、即第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24限定在第一轴向区251、第二轴向区252和第三轴向区253上。这样设置，使得每个腔体内的两个相互连通的连通段均能够在轴向上间隔开，再通过阀芯20的旋转，实现不同腔体和不同进出口的连通，进而达到工况转换和流量调节的目的。与现有技术中通过两个阀芯转动才能实现五通阀的流量调节和工况转动的情况相比，本实施例将两个阀芯的作用进行了合并后形成了新的阀芯20，降低了五通阀的生产成本。

如图8和图9所示，阀芯20在周向上包括依次设置的第一扇形区261、第二扇形区262、第三扇形区263、第四扇形区264、第五扇形区265、第六扇形区266、第七扇形区267和第八扇形区268；其中，第一一主腔211分布在第一扇形区261和第二扇形区262，第一二主腔212分布在第一扇形区261和第二扇形区262，第三一主腔231分布在第三扇形区263和第四扇形区264，第三二主腔232分布在第二扇形区262和第三扇形区263，第二一主腔221分布在第七扇形区267和第八扇形区268，第二二主腔222分布在第七扇形区267和第八扇形区268，第四一主腔241分布在第五扇形区265和第六扇形区266，第四二主腔242分布在第六扇形区266和第七扇形区267。

在本实施例中，将实现五通阀流量调节功能和工况转换功能的多个腔体设置在同一个阀芯20上，即将阀芯20分为第一扇形区261、第二扇形区262、第三扇形区263、第四扇形区264、第五扇形区265、第六扇形区266、第七扇形区267和第八扇形区268八列，并将具有流通关系的多个腔体限定在多个扇形区内。这样设置，使得每个腔体内的两个相互连通的连通段能够在径向上间隔开，在通过阀芯20的旋转，实现不同腔体和不同进出口的连通，进而达到工况转换和流量调节的目的。与现有技术中通过两个阀芯转动实现五通阀功能的情况相比，本实施例中将两个阀芯的作用进行了合并后形成了新的阀芯20，降低了五通阀的生产成本。

具体地，在阀芯20的轴向上，第一轴向区251、第二轴向区252和第三轴向区253的长度相等；在阀芯20的周向上，第一扇形区261、第二扇形区262、第三扇形区263、第四扇形区264、第五扇形区265、第六扇形区266、第七扇形区267和第八扇形区268的弧度相等。

在本实施例中，通过限定第一轴向区251、第二轴向区252和第三轴向区253的长度相等，限定了每个轴向区上的腔体和主体部10的进出口的连通面积均相同，防止不同轴线区与进出口连通面积不等导致五通阀的进出流量不同的情况。通过限定多个扇形区的弧度相等，保证了阀芯20对应每个扇形区转动的角度相同，保证了阀芯20转动的可靠性。

如图11所示，在阀芯20的周向上，第三出口115、第四出口116的开口角度均为H1，第三出口115和第四出口116的间隔角度为H2，第三二主腔232、第四二主腔242的开口角度均为H3，其中，H1＜H2＜H3。这样设置，通过H3＞H2，可以保证在阀芯20转动一定角度时，第三出口115和第四出口116能够同时连通，保证五通阀的性能。

如图6和图7所示，阀芯20包括轴套271、两个圆形端板272、多个轴向隔板273和多个扇形隔板274，两个圆形端板272平行设置且均和轴套271固定连接，两个圆形端板272和轴套271均同轴设置；其中，多个轴向隔板273和多个扇形隔板274分布在两个圆形端板272之间的空间内，以将两个圆形端板272之间的空间划分出第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24，单电机执行器30和轴套271驱动连接。

在本实施例中，通过轴套271和两端的圆形端板272组成阀芯20主体，再通过多个轴向隔板273和多个扇形隔板274在轴向和径向上对阀芯20主体内部空间的分割形成第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24，形成阀芯20。这样设置，保证每个腔体中的相互连通的主腔均能够在阀芯20轴向和径向上均间隔开的同时，使得第一腔体21、第二腔体22、第三腔体23和第四腔体24也能在阀芯20的轴向和径向上间隔开，保证阀芯20的性能。

可选地，至少一个圆形端板272上具有筋条，增加阀芯20的结构强度。

具体地，每个轴向隔板273和每个扇形隔板274均和轴套271连接，每个扇形隔板274和至少两个轴向隔板273连接；第三二主腔232包括相互连通的第一子腔C2和第二子腔C3，第四二主腔242包括相互连通的第三子腔C6和第四子腔C7，阀芯20还包括第一弧形板281和第二弧形板282；在阀芯20的周向上，第一弧形板281、第一子腔C2、第二子腔C3、第二弧形板282、第三子腔C6和第四子腔C7依次设置；其中，在第一工况下，第一子腔C2和第三出口115连通，第二弧形板282封堵第四出口116；在第三工况下，第二子腔C3和第四出口116连通，第一弧形板281封堵第三出口115；在第四工况下，第三子腔C6和第三出口115连通，第一弧形板281封堵第四出口116；在第六工况下，第四子腔C7和第四出口116连通，第二弧形板282封堵第三出口115。在本实施例中，通过每个轴向隔板273、每个扇形隔板274均和轴套271连接，便于对轴向隔板273和扇形隔板274的安装和定位，且每个扇形隔板274和至少两个轴向隔板273连接，以保证对扇形隔板274的限位和支撑，保证结构的稳定性和可靠性。

可选地，第一弧形板281和第二弧形板282上均排列设置有多个沿周向延伸的波浪筋，提高了阀芯20的结构强度和密封效果，并且波浪筋沿周向设置，可以减小阀芯20的转动阻力。

如图4至图7所示，阀腔12的底壁具有弧形槽13，弧形槽13围绕阀芯20的轴线设置，五通阀还包括限位块40，限位块40位于阀芯20朝向阀腔12底壁的一侧，限位块40位于弧形槽13内。

可选地，限位块40和阀芯20为一体结构，可采用注塑成型，这样可以降低成本。

如图16所示，弧形槽13具有第一弧形壁、第二弧形壁、第一端壁和第二端壁，限位块40为扇形结构，限位块40具有第三弧形壁、第四弧形壁、第三端壁和第四端壁；其中，第一弧形壁和第三弧形壁匹配，第二弧形壁和第四弧形壁匹配，第一端壁和第三端壁止挡配合，第二端壁和第四端壁止挡配合。这样设置，通过限位块40在弧形槽13内的转动实现对阀芯20转动的限位，防止阀芯20转动角度过大或复位时不能准确复位的情况。

可选地，阀芯20具有配合孔，阀腔12的底壁设置有支撑轴，支撑轴穿入配合孔内。支撑轴和阀体14为一体结构。

具体地，阀芯20具有第一设定位置和第二设定位置，阀芯20处于第一设定位置的情况下，五通阀处于第一工况，第一端壁和第三端壁间隔开；阀芯20处于第二设定位置的情况下，五通阀处于第六工况，第二端壁和第四端壁间隔开；五通阀从第一工况沿旋转方向切换至第六工况的情况下阀芯20的旋转角度为N，限位块40在弧形槽13内的旋转角度范围大于N。这样设置，使得限位块40能够在弧形槽13内的转动角度范围大于N，在限位块40和弧形槽13对阀芯20的转动进行限位的同时，不影响阀芯20的最大转动范围，即：限位块40在弧形槽13内的转动角度大于N且余量位于转动角度N的两端，保证了五通阀的阀芯20的转动的可靠性。

具体地，阀芯20具有第一设定位置，阀芯20处于第一设定位置的情况下，五通阀处于第一工况，阀芯20具有预留旋转角度M；其中，阀芯20从第一设定位置沿旋转方向转动M角度范围内的情况下，五通阀保持在第一工况，阀芯20从第一设定位置沿旋转方向转动大于M角度的情况下，五通阀切换为其他工况。这样设置，如图13所示，防止阀芯20在第一设定位置下，阀芯20出现转动或安装误差，使得第三出口115的一小部分被第一弧形板281封堵，第四出口116的一小部分被第二弧形板282打开的情况，而且这样设置，给与五通阀足够的从第一工况转换到第二工况所需的转动角度和转动时间，使得阀芯20在预留旋转角度M内使五通阀持续在第一工况，防止工况的突然转换对阀芯20造成影响，导致转动不到位的情况。

进一步地，主体部10包括阀体14和密封垫15，阀体14具有阀腔12，密封垫15设置在阀腔12内，第一进口113、第二进口114、第一出口112、第二出口111、第三出口115和第四出口116均设置在密封垫15内；其中，第一出口112、第一进口113和第三出口115沿阀芯20的轴向排列设置，第二出口111、第二进口114和第四出口116沿阀芯20的轴向排列设置，第一出口112和第二出口111沿阀芯20的周向排列设置，第一进口113和第二进口114沿阀芯20的周向排列设置，第三出口115和第四出口116沿阀芯20的周向排列设置。

具体地，如图11所示，密封垫15两端之间的夹角为110°。

在本实施例中，如图10至图16所示，预留旋转角度M＝8.5°，N＝225°，H1＝28°，H2＝62°，H3＝90°，具体地，如图13所示，第一弧形板281靠近第三出口115的一端与第三出口115的较近边沿之间的夹角为8.5°，第二弧形板282靠近第四出口116的一端与第四出口116的较近边沿之间的夹角为8.5°。具体地，阀芯20的多个主腔和多个腔体之间的关系如图8所示。

具体地，如图8所示，第一一主腔211包括相互连通的A1子腔和A2子腔，第一二主腔212包括相互连通的B1子腔和B2子腔，第三一主腔231包括相互连通的B3子腔和B4子腔，第四一主腔241包括相互连通的B5子腔和B6子腔，第二一主腔221包括相互连通的A7子腔和A8子腔，第二二主腔222包括相互连通的B7子腔和B8子腔。

如图11至图16所示，阀芯20处于第一设定位置，阀芯20的转动角度为0°，此时五通阀处于第一工况，此时第三二主腔232和第三出口115连通，第四出口116被第二弧形板282封堵，第一二主腔212和第一进口113连通，第三一主腔231和第二进口114连通，第一一主腔211和第一出口112连通，第二出口111和图示8中所示的封闭腔体连通，不与其他腔体连通，故第二出口111没有连通关系，第三二主腔232和第三一主腔231连通，第一二主腔212和第一一主腔211连通，故此时，第二进口114和第三出口115连通，第一出口112和第一进口113连通。

当阀芯20相对于第一设定位置逆时针旋转22.5°，即阀芯20转过预留旋转角度M+H1/2的角度，此时五通阀处于第二工况，第一弧形板281将第三出口115的一半封堵，而另一侧的第二弧形板282同样旋转该角度，将第四出口116的一半与第三二主腔232连通，其他连通关系不受影响。此时，第二进口114分别和第三出口115、第四出口116连通，且第二进口114的流体进入比例为100％，从第三出口115、第四出口116流出的流体的比例分别为50％。在此情况下，可以通过旋转阀芯20的转动角度来调节从第三出口115和第四出口116流出的流体的比例关系，具体地，流量调节范围即阀芯20旋转角度范围，即8.5°至36.5°，当阀芯20逆时针旋转角度为8.5°至22.5°时，第三出口115流出的流体的占比大于第四出口116流出的流体的占比，当阀芯20逆时针旋转角度为22.5°时，第三出口115流出的流体和第四出口116流出的流体等量，当阀芯20逆时针旋转的角度为22.5°至36.5°时，第三出口115流出的流体占比小于第四出口116流出的流体的占比，当阀芯20逆时针旋转的角度为36.5°时，第三出口115完全被第一弧形板281封堵，第二弧形板282完全避让第四出口116，此时，第二进口114和第四出口116连通，其他连通关系不变。

当阀芯20逆时针转动45°时，五通阀处于第三工况，同上述阀芯20逆时针转动36.5°时的情况，第三出口115完全被第一弧形板281封堵，第二弧形板282完全避让第四出口116，其他连通关系不变，此时，第二进口114和第四出口116连通，第一出口112和第一进口113连通。

当阀芯20逆时针转动180°时，五通阀处于第四工况，此时第四二主腔242和第三出口115连通，第四出口116被第一弧形板281封堵，第四一主腔241和第一进口113连通，第二二主腔222和第二进口114连通，第二一主腔221和第二出口111连通，第一出口112和图示8中所示的封闭腔体连通，不与其他腔体连通，故第一出口112无连通关系，故此时，第一进口113和第三出口115连通，第二出口111和第二进口114连通。

当阀芯20逆时针转动202.5°时，五通阀处于第五工况，此时结合图11可知，第二弧形板282将第三出口115的一半封堵，而另一侧的第一弧形板281将第四出口116的一半与第四二主腔242连通，其他连通关系不受影响。此时，第一进口113分别和第三出口115、第四出口116连通，且第一进口113的流体进入比例为100％，从第三出口115、第四出口116流出的流体比例分别为50％。在此情况下，可以通过旋转阀芯20的转动角度来调节从第三出口115、第四出口116流出的流体的比例关系。具体地，流量调节范围即阀芯20旋转角度范围，即188.5°至216.5°，当阀芯20逆时针旋转角度为188.5°至202.5°时，第三出口115流出的流体占比小于第四出口116流出的流体占比；当阀芯20逆时针旋转角度为202.5°使，第三出口115流出的流体占比等于第四出口116流出的流体占比；当阀芯20逆时针旋转角度为202.5°至216.5°时，第三出口115流出的流体占比大于第四出口116流出的流体占比；当阀芯20逆时针旋转角度为216.5°时，第二弧形板282完全将第三出口115封堵，第一弧形板281完全避让第四出口116，此时，第一进口113和第四出口116连通，第二出口111和第二进口114连通。

当阀芯20逆时针转动225°时，五通阀处于第六工况，同上述阀芯20逆时针转动202.5°时的情况，第三出口115完全被第二弧形板282封堵，第一弧形板281完全避让第四出口116，其他连通关系不变，此时，第一进口113和第四出口116连通，第二出口111和第二进口114连通。

具体地，如图16所示，在五通阀处于第一工况时，限位块40第一端壁和弧形槽13的第三端壁间隔开，限位块40的第二端壁和弧形槽13的第四端壁之间具有余角，余角为5°，限位块40在弧形槽13内的转动角度为230°。设置余角的目的，便于对初始位置下的阀芯20进行定位，在安装阀芯20后，可先使阀芯20上限位块40的第二端壁和弧形槽13的第四端壁贴合，时候再将阀芯20整体旋转5°，即可保证第一工况下的阀芯20位置的准确性，同时，五通阀从第一工况转换至第六工况时阀芯20所需转动角度为225°，通过设置余角5°，在阀芯20转动225°后，限位块40的第二端壁和弧形槽13的第四端壁抵接，对阀芯20起限位作用，防止阀芯20继续转动，而且这样设置，每次阀芯20转动复位后，都可动过上述安装时调节阀芯20初始位置的方式对阀芯20进行重新定位，保证五通阀的可靠性。

可选地，在另一实施例中，可以不设置余角5°，在阀芯20处于第一设定位置时、即阀芯20转动角度为0°时，限位块40的第二端壁和弧形槽13的第四端壁抵接，这样设置，五通阀的阀芯20即可转动至230°，即N＝230°，便于对初始位置的阀芯20的位置进行复位限制。

具体地，通过阀芯20旋转的不同角度，五通阀还具有其他多种连通工况，但起到的均为四通作用且无比例调节关系，故在此不一一列举。

如图4和图10所示，密封垫15为弧形结构，密封垫15的外侧和阀腔12的内壁贴合，密封垫15的内侧和阀芯20的外周面贴合，主体部10还包括设置在阀腔12内壁上的两个弧形挡板16，两个弧形挡板16分别和密封垫15在周向的两端抵接；在密封垫15朝向阀腔12内壁的一侧上，密封垫15在轴向和周向分布有多个密封筋条。这样设置，通过两个弧形挡板16对密封垫15进行限位，防止密封垫15在阀腔12内转动，且密封垫15在轴向和周向上分布有多个密封筋条，可以为密封提供弹性余量补充，提高了密封垫15的密封可靠性。具体地，密封垫15沿轴向方向上延伸的密封筋条之间的间距小于密封垫15沿周向上延伸的密封筋条之间的间距，以便提高密封可靠性。

如图3所示，阀体14包括基座141、筒体142和多个加强筋143，筒体142和基座141连接，每个加强筋143和基座141、筒体142的外壁均连接，筒体142具有阀腔12，基座141具有六个流道，六个流道分别和第一进口113、第二进口114、第一出口112、第二出口111、第三出口115和第四出口116连通。这样设置，使得六个流道分别和六个进出口连通，进而通过外接接管分别和六个流道连通以实现外部和五通阀的连通，通过设置多个加强筋143提高了阀体14的整体结构强度。同时，通过设置在阀腔12内壁上的两个弧形挡板16对密封垫15进行限位，保证了流道和进出口之间的连通，保证五通阀的可靠性。

可选地，基座141内具有多个金属套144，以承受安装过程中螺栓的下压锁紧力，防止下压锁紧力集中到阀体14上导致阀体14的基座141或筒体142受力过大，进而开裂的情况。主体部10还包括平垫片19，平垫片和基座141密封连接，进而对六个流道口位置的和流道口连接的外接管进行密封。

具体地，主体部10还包括阀盖17和密封圈18，阀盖17和阀体14密封连接，阀盖17封堵阀腔12的开口，密封圈18设置在阀盖17的凹槽内，五通阀还包括转轴50，转轴50的一部分固定在阀芯20内，转轴50穿过密封圈18，单电机执行器30的输出轴和转轴50驱动连接。这样设置，用过密封圈18实现阀体14和阀盖17之间的密封，防止阀体14内的流体从阀盖17流出，提高五通阀的密封性。

可选地，转轴50穿入轴套271内，转轴50为金属材料制成，阀芯20为塑料制成。

如图17所示，单电机执行器30包括外壳31和设置在外壳31内的马达32、齿轮组件33和控制板34，马达32和齿轮组件33的输入轴驱动连接，齿轮组件33的输出轴和阀芯20驱动连接，外壳31和主体部10固定连接。这样设置，将控制装置和驱动装置结合形成单电机执行器30，降低了五通阀的加工和制作成本，而且单电机执行器30主要通过齿轮组件33驱动阀芯20转动，结构简单，传动可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种五通阀，其特征在于，包括：

主体部(10)，所述主体部(10)具有阀腔(12)以及第一进口(113)、第二进口(114)、第一出口(112)、第二出口(111)、第三出口(115)、第四出口(116)；

阀芯(20)，可转动地设置在所述阀腔(12)内，所述阀芯(20)具有间隔设置的第一腔体(21)、第二腔体(22)、第三腔体(23)和第四腔体(24)；

单电机执行器(30)，所述单电机执行器(30)和所述阀芯(20)驱动连接，所述五通阀通过所述阀芯(20)的转动可切换为以下工况中的任意一个：

第一工况，所述第一进口(113)通过所述第一腔体(21)与所述第一出口(112)连通，所述第二进口(114)通过所述第三腔体(23)与所述第三出口(115)连通，所述第二出口(111)、所述第四出口(116)断开；

第二工况，所述第一进口(113)通过所述第一腔体(21)与所述第一出口(112)连通，所述第二进口(114)通过所述第三腔体(23)与所述第三出口(115)、所述第四出口(116)均连通，所述第二出口(111)断开；

第三工况，所述第一进口(113)通过所述第一腔体(21)与所述第一出口(112)连通，所述第二进口(114)通过所述第三腔体(23)与所述第四出口(116)连通，所述第三出口(115)、所述第二出口(111)断开；

第四工况，所述第二进口(114)通过所述第二腔体(22)与所述第二出口(111)连通，所述第一进口(113)通过所述第四腔体(24)与所述第三出口(115)连通，所述第一出口(112)、所述第四出口(116)断开；

第五工况，所述第二进口(114)通过所述第二腔体(22)与所述第二出口(111)连通，所述第一进口(113)通过所述第四腔体(24)与所述第三出口(115)、所述第四出口(116)均连通，所述第一出口(112)断开；

第六工况，所述第二进口(114)通过所述第二腔体(22)与所述第二出口(111)连通，所述第一进口(113)通过所述第四腔体(24)与所述第四出口(116)连通，所述第一出口(112)、所述第三出口(115)断开。

2.根据权利要求1所述的五通阀，其特征在于，

在所述第二工况下，所述单电机执行器(30)可驱动所述阀芯(20)转动到并保持在多个不同的位置，以调节所述第三出口(115)和所述第四出口(116)输出的流体的比例；

在所述第五工况下，所述单电机执行器(30)可驱动所述阀芯(20)转动到并保持在多个不同的位置，以调节所述第三出口(115)和所述第四出口(116)输出的流体的比例。

3.根据权利要求1所述的五通阀，其特征在于，

所述阀芯(20)在轴向上包括依次设置的第一轴向区(251)、第二轴向区(252)和第三轴向区(253)，所述第一腔体(21)、所述第二腔体(22)、所述第三腔体(23)和所述第四腔体(24)的开口均朝向所述阀腔(12)的内壁；

所述第一腔体(21)包括相互连通的第一一主腔(211)和第一二主腔(212)，所述第三腔体(23)包括相互连通的第三一主腔(231)和第三二主腔(232)，所述第二腔体(22)包括相互连通的第二一主腔(221)和第二二主腔(222)，所述第四腔体(24)包括相互连通的第四一主腔(241)和第四二主腔(242)；

其中，所述第一一主腔(211)和所述第二一主腔(221)均位于所述第一轴向区(251)，所述第一二主腔(212)、所述第三一主腔(231)、所述第四一主腔(241)和所述第二二主腔(222)均位于所述第二轴向区(252)，所述第三二主腔(232)和所述第四二主腔(242)均设置在所述第三轴向区(253)。

4.根据权利要求3所述的五通阀，其特征在于，所述阀芯(20)在周向上包括依次设置的第一扇形区(261)、第二扇形区(262)、第三扇形区(263)、第四扇形区(264)、第五扇形区(265)、第六扇形区(266)、第七扇形区(267)和第八扇形区(268)；其中，

所述第一一主腔(211)分布在所述第一扇形区(261)和所述第二扇形区(262)，所述第一二主腔(212)分布在所述第一扇形区(261)和所述第二扇形区(262)，所述第三一主腔(231)分布在所述第三扇形区(263)和所述第四扇形区(264)，所述第三二主腔(232)分布在所述第二扇形区(262)和所述第三扇形区(263)，所述第二一主腔(221)分布在所述第七扇形区(267)和所述第八扇形区(268)，所述第二二主腔(222)分布在所述第七扇形区(267)和所述第八扇形区(268)，所述第四一主腔(241)分布在所述第五扇形区(265)和所述第六扇形区(266)，所述第四二主腔(242)分布在所述第六扇形区(266)和所述第七扇形区(267)。

5.根据权利要求4所述的五通阀，其特征在于，在所述阀芯(20)的轴向上，所述第一轴向区(251)、所述第二轴向区(252)和所述第三轴向区(253)的长度相等；在所述阀芯(20)的周向上，所述第一扇形区(261)、所述第二扇形区(262)、所述第三扇形区(263)、所述第四扇形区(264)、所述第五扇形区(265)、所述第六扇形区(266)、所述第七扇形区(267)和所述第八扇形区(268)的弧度相等。

6.根据权利要求3所述的五通阀，其特征在于，在所述阀芯(20)的周向上，所述第三出口(115)、所述第四出口(116)的开口角度均为H1，所述第三出口(115)和所述第四出口(116)的间隔角度为H2，所述第三二主腔(232)、所述第四二主腔(242)的开口角度均为H3，其中，

H1＜H2＜H3。

7.根据权利要求3所述的五通阀，其特征在于，所述阀芯(20)包括轴套(271)、两个圆形端板(272)、多个轴向隔板(273)和多个扇形隔板(274)，两个所述圆形端板(272)平行设置且均和所述轴套(271)固定连接，两个所述圆形端板(272)和所述轴套(271)均同轴设置；其中，多个所述轴向隔板(273)和多个所述扇形隔板(274)分布在两个所述圆形端板(272)之间的空间内，以将两个所述圆形端板(272)之间的空间划分出所述第一腔体(21)、所述第二腔体(22)、所述第三腔体(23)和所述第四腔体(24)，所述单电机执行器(30)和所述轴套(271)驱动连接。

8.根据权利要求7所述的五通阀，其特征在于，

每个所述轴向隔板(273)和每个所述扇形隔板(274)均和所述轴套(271)连接，每个所述扇形隔板(274)和至少两个所述轴向隔板(273)连接；

所述第三二主腔(232)包括相互连通的第一子腔(C2)和第二子腔(C3)，所述第四二主腔(242)包括相互连通的第三子腔(C6)和第四子腔(C7)，所述阀芯(20)还包括第一弧形板(281)和第二弧形板(282)；在所述阀芯(20)的周向上，所述第一弧形板(281)、所述第一子腔(C2)、所述第二子腔(C3)、所述第二弧形板(282)、所述第三子腔(C6)和所述第四子腔(C7)依次设置；其中，

在所述第一工况下，所述第一子腔(C2)和所述第三出口(115)连通，所述第二弧形板(282)封堵所述第四出口(116)；

在所述第三工况下，所述第二子腔(C3)和所述第四出口(116)连通，所述第一弧形板(281)封堵所述第三出口(115)；

在所述第四工况下，所述第三子腔(C6)和所述第三出口(115)连通，所述第一弧形板(281)封堵所述第四出口(116)；

在所述第六工况下，所述第四子腔(C7)和所述第四出口(116)连通，所述第二弧形板(282)封堵所述第三出口(115)。

9.根据权利要求1所述的五通阀，其特征在于，所述阀腔(12)的底壁具有弧形槽(13)，所述弧形槽(13)围绕所述阀芯(20)的轴线设置，所述五通阀还包括限位块(40)，所述限位块(40)位于所述阀芯(20)朝向所述阀腔(12)底壁的一侧，所述限位块(40)位于所述弧形槽(13)内。

10.根据权利要求9所述的五通阀，其特征在于，所述弧形槽(13)具有第一弧形壁、第二弧形壁、第一端壁和第二端壁，所述限位块(40)为扇形结构，所述限位块(40)具有第三弧形壁、第四弧形壁、第三端壁和第四端壁；其中，所述第一弧形壁和所述第三弧形壁匹配，所述第二弧形壁和所述第四弧形壁匹配，所述第一端壁和所述第三端壁止挡配合，所述第二端壁和所述第四端壁止挡配合。

11.根据权利要求10所述的五通阀，其特征在于，

所述阀芯(20)具有第一设定位置和第二设定位置，所述阀芯(20)处于所述第一设定位置的情况下，所述五通阀处于所述第一工况，所述第一端壁和所述第三端壁间隔开；所述阀芯(20)处于所述第二设定位置的情况下，所述五通阀处于所述第六工况，所述第二端壁和所述第四端壁间隔开；

所述五通阀从第一工况沿旋转方向切换至所述第六工况的情况下所述阀芯(20)的旋转角度为N，所述限位块(40)在所述弧形槽(13)内的旋转角度范围大于N。

12.根据权利要求1所述的五通阀，其特征在于，所述阀芯(20)具有第一设定位置，所述阀芯(20)处于所述第一设定位置的情况下，所述五通阀处于所述第一工况，所述阀芯(20)具有预留旋转角度M；其中，所述阀芯(20)从所述第一设定位置沿旋转方向转动M角度范围内的情况下，所述五通阀保持在所述第一工况，所述阀芯(20)从所述第一设定位置沿所述旋转方向转动大于M角度的情况下，所述五通阀切换为其他工况。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的五通阀，其特征在于，

所述主体部(10)包括阀体(14)和密封垫(15)，所述阀体(14)具有所述阀腔(12)，所述密封垫(15)设置在所述阀腔(12)内，所述第一进口(113)、所述第二进口(114)、所述第一出口(112)、所述第二出口(111)、所述第三出口(115)和所述第四出口(116)均设置在所述密封垫(15)内；

其中，所述第一出口(112)、所述第一进口(113)和所述第三出口(115)沿所述阀芯(20)的轴向排列设置，所述第二出口(111)、所述第二进口(114)和所述第四出口(116)沿所述阀芯(20)的轴向排列设置，所述第一出口(112)和所述第二出口(111)沿所述阀芯(20)的周向排列设置，所述第一进口(113)和所述第二进口(114)沿所述阀芯(20)的周向排列设置，所述第三出口(115)和所述第四出口(116)沿所述阀芯(20)的周向排列设置。

14.根据权利要求13所述的五通阀，其特征在于，所述密封垫(15)为弧形结构，所述密封垫(15)的外侧和所述阀腔(12)的内壁贴合，所述密封垫(15)的内侧和所述阀芯(20)的外周面贴合，所述主体部(10)还包括设置在所述阀腔(12)内壁上的两个弧形挡板(16)，两个所述弧形挡板(16)分别和所述密封垫(15)在周向的两端抵接；在所述密封垫(15)朝向所述阀腔(12)内壁的一侧上，所述密封垫(15)在轴向和周向分布有多个密封筋条。

15.根据权利要求13所述的五通阀，其特征在于，所述阀体(14)包括基座(141)、筒体(142)和多个加强筋(143)，所述筒体(142)和所述基座(141)连接，每个所述加强筋(143)和所述基座(141)、所述筒体(142)的外壁均连接，所述筒体(142)具有所述阀腔(12)，所述基座(141)具有六个流道，六个所述流道分别和所述第一进口(113)、所述第二进口(114)、所述第一出口(112)、所述第二出口(111)、所述第三出口(115)和所述第四出口(116)连通。

16.根据权利要求13所述的五通阀，其特征在于，所述主体部(10)还包括阀盖(17)和密封圈(18)，所述阀盖(17)和所述阀体(14)密封连接，所述阀盖(17)封堵所述阀腔(12)的开口，所述密封圈(18)设置在所述阀盖(17)的凹槽内，所述五通阀还包括转轴(50)，所述转轴(50)的一部分固定在所述阀芯(20)内，所述转轴(50)穿过所述密封圈(18)，所述单电机执行器(30)的输出轴和所述转轴(50)驱动连接。

17.根据权利要求1所述的五通阀，其特征在于，所述单电机执行器(30)包括外壳(31)和设置在所述外壳(31)内的马达(32)、齿轮组件(33)和控制板(34)，所述马达(32)和所述齿轮组件(33)的输入轴驱动连接，所述齿轮组件(33)的输出轴和所述阀芯(20)驱动连接，所述外壳(31)和所述主体部(10)固定连接。

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