CN116292978A - 一种集成多通水阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成多通水阀，包括阀体、阀芯、阀盖、端面轴承以及弹性件，阀芯可转动地设于阀体内，阀盖置于阀体的顶面，端面轴承设于阀芯与阀盖之间。本发明与现有技术中采用密封部件密封连接阀芯与阀盖的方式相比，通过设置端面轴承，使得阀芯与阀盖之间的连接结构使用寿命更长，弹性件可长期施加抵压力，使得端面轴承始终与阀芯接触，驱动阀芯时能够有效降低阀芯的驱动力矩。

Description

一种集成多通水阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种集成多通水阀。

背景技术

现有一种阀门包括阀体、可转动地设于阀体内的阀芯和与阀体顶面相适配的阀盖，其中阀芯的转动轴贯穿阀盖，且阀芯的转动轴和阀芯本体与阀盖之间布置有一密封部件，以动态密封连接阀芯和阀盖，如此布置的密封部件的使用寿命较短，耐久后密封性能下降，进而影响多通阀的使用寿命和密封性能；其次，阀芯与动态密封部件之间摩擦力大，使得多通阀阀芯驱动力矩较大，对驱动机构设计和制造要求更高。

因此，本发明提出一种使用寿命更长，密封性能更好，驱动力矩更小的集成多通水阀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种集成多通水阀。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种集成多通水阀，包括阀体、阀芯、阀盖、端面轴承以及弹性件，阀芯可转动地设于阀体内，阀盖盖置于阀体的顶面，端面轴承设于阀芯与阀盖之间，弹性件布置于端面轴承与阀盖之间，所述弹性件提供弹力以抵压端面轴承。

进一步地，所述端面轴承包括安装在阀盖下端面的上环体、安装座阀芯顶面的下环体、以及布置于上环体与下环体之间的滚动件，所述上环体与下环体同轴设置。

进一步地，所述端面轴承与阀盖之间设有弹性件，所述弹性件提供弹力以抵压端面轴承。

进一步地，所述阀芯包括圆柱体状的阀芯本体以及自阀芯本体端面中部突出的转动轴，所述转动轴贯穿阀盖且向外延伸，所述转动轴与阀盖之间设有第二密封件。

进一步地，所述阀芯本体包括相对的第一轴向端面和第二轴向端面，所述转动轴自第一轴向端面中部突出，所述端面轴承和弹性件设于第一轴向端面与阀盖之间，所述上环体环绕转动轴，所述下环体套设于转动轴并连接于第一轴向端面，所述第二轴向端面与阀体之间设有第一密封件。

进一步地，所述阀体呈具有一开口端的中空圆柱体状，所述阀体下端面上开设有多个外端口，所述第二轴向端面上开设有多个内端口，所述第一密封件呈圆环状且具有多个与多个外端口和多个内端口对应的通孔。

进一步地，所述阀芯本体内部设有多个流道，所述流道连通多个内端口中的其中两个内端口，流体沿轴向依次流入所述外端口、相应的通孔、以及相应的内端口，再经由相应的流道，并沿轴向依次从相应的内端口、相应的通孔、以及相应的外端口流出。

进一步地，所述阀盖包括延伸入开口端的安装部，所述安装部靠近阀体内壁的一侧开设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第三密封件，所述阀盖与阀体之间通过固定件进行连接。

进一步地，所述第一轴向端面上围绕转动轴设有第一凸环，所述第一轴向端面与转动轴之间设有围绕转动轴的第一突出部，所述第一突出部的顶端设有围绕转动轴的第二突出部，所述第二密封件放置于第二突出部上，所述第一凸环与第一突出部之间形成有第一放置槽，所述下环体放置于第一放置槽内。

进一步地，所述阀盖还包括位于中部的凹槽，所述凹槽内围绕转动轴设有第二凸环，所述第二凸环外壁与凹槽之间形成有第二放置槽，所述弹性件和上环体放置于第二放置槽内，所述第二凸环内壁与转动轴之间形成有第三放置槽，所述第二密封件放置于第三放置槽内。

与现有技术相比，本发明提供了一种集成多通水阀，具备以下有益效果：

本发明与现有技术中的采用密封部件密封连接阀芯与阀盖的方式相比，通过设置端面轴承，使得阀芯与阀盖之间的连接结构使用寿命更长，且能够有效降低阀芯的驱动力矩，减少磨损。

附图说明

图1是本发明一种集成多通水阀的纵向剖面结构示意图；

图2是本发明阀芯本体的横向剖面结构示意图；

图3是本发明一种集成多通水阀一方向的爆炸结构示意图；

图4是本发明一种集成多通水阀另一方向的爆炸结构示意图；

图5是本发明一种集成多通水阀的结构示意图。

图中标记:1、阀体；11、开口端；12、外端口；13、第一安装槽；2阀芯；21、阀芯本体；211、第一轴向端面；212、第二轴向端面；213、内端口；214、流道；215、第一凸环；216、第一放置槽；217、第一突出部；218、第二突出部；22、转动轴；3、阀盖；31、安装部；32、第二安装槽；33、第二凸环；34、第二放置槽；341、第三突出部；35、第三放置槽；4、端面轴承；41、上环体；42、下环体；43、滚动件；5、弹性件；51、波峰；52、波谷；6、第一密封件；7、第二密封件；8、固定件；9、第三密封件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例提供了一种集成多通水阀，参照图1至图5，包括阀体1、阀芯2、阀盖3、端面轴承4以及弹性件5，阀芯2可转动地设于阀体1内，阀盖3盖置于阀体1的顶面，阀盖3大致呈圆板状，端面轴承4设于阀芯2与阀盖3之间，通过端面轴承4的设置，有效降低对阀芯2的驱动力矩，与现有技术中的采用密封部件密封连接阀芯2与阀盖3的方式相比，通过设置端面轴承4，使得阀芯2与阀盖3之间的连接结构使用寿命更长。

参照图1和图3，在本实施例中，所述端面轴承4包括包括安装在阀盖3下端面的上环体41、安装座阀芯2顶面的下环体42、以及布置于上环体41与下环体42之间的滚动件43，所述上环体41与下环体42同轴设置，滚动件43可以为圆柱滚子或滚珠，减少阀芯2与阀盖3之间的磨损，上环体41与下环体42为端面轴承4的2个端面，上环体41位于下环体42的正上方；弹性件5布置于上环体41与阀盖3之间；下环体42可镶嵌于阀芯2的顶面。

其中，参照图1，在本实施例中，所述阀盖3包括延伸入开口端11的安装部31，所述安装部31靠近阀体1内壁的一侧开设有第二安装槽32，所述第二安装槽32内设有以静密封方式连接阀盖3与阀体1的第三密封件9，优选地，第三密封件9为橡胶材质的O形密封圈，优选地，O形密封圈材质为EPDM(三元乙丙橡胶)，所述阀盖3与阀体1之间通过固定件8进行连接，优选地，固定件8为螺钉或螺栓。

参照图3和图4，在本实施例中，所述端面轴承4与阀盖3之间设有弹性件5，所述弹性件5提供弹力以抵压端面轴承4，弹性件5可长期施加向下的轴向弹力，使得下环体42始终与阀芯2的顶面接触，还使得向下的轴向力经由阀芯2对第一密封件6进行抵压，从而使第一密封件6与阀体1密封连接更好，驱动阀芯2时能够有效降低阀芯2的驱动力矩。

其中，弹性件5为波形弹簧，包括若干波峰51和若干波谷52，其中若干波峰51和若干波谷52一一间隔排布，由于阀盖3与阀体1之间通过固定件8进行连接，由于阀盖3与阀体1不动，因此，弹性件5的轴向弹力只能始终向下，弹性件5被压的越紧，波谷52挤压上环体41提供向下的轴向弹力越大，使得端面轴承4与阀芯2之间能够更好的进行连接，还可提高第二轴向端面212与第一密封件6顶面的密封性，在其他实施例中，弹性件5也可以采用其他构造，例如螺旋弹簧。

参照图1，在本实施例中，所述阀芯2包括圆柱体状的阀芯本体21以及自阀芯本体21端面中部突出的转动轴22，具体地，阀芯2可以为一体件，也可以为上下两部分通过焊接而成，在本实施例中，阀芯2为上下两部分通过焊接而成，所述转动轴22贯穿阀盖3且向外延伸，转动轴22通过驱动器驱动进行旋转，驱动器可以为伺服电机或手轮，所述转动轴22与阀盖3之间设有以动密封方式连接的第二密封件7，优选地，第二密封件7为橡胶材质的X形密封圈，优选地，X形密封圈材质EPDM(三元乙丙橡胶)，X形密封圈是四唇口密封，形状类似X，与O形圈相比，由于X形密封圈在密封唇之间形成润滑容腔，具有较小的磨擦阻力、启动阻力。

参照图1、图3和图4，在本实施例中，所述阀芯本体21包括相对的第一轴向端面211和第二轴向端面212，所述转动轴22自第一轴向端面211中部突出，所述端面轴承4和弹性件5设于第一轴向端面211与阀盖3之间，所述上环体41环绕转动轴22，所述下环体42套设于转动轴22并连接于第一轴向端面211，所述第二轴向端面212与阀体1之间设有第一密封件6，弹性件5可长期施加向下的轴向力，使得向下的轴向力经由阀芯2对第一密封件6进行抵压，从而使第一密封件6与阀体1密封连接更好，并且当阀芯2对第一密封件6磨损时，弹性件5施加的抵压力能够将端面轴承4和阀芯2向下移动，使得第二轴向端面212与第一密封件6始终接触，对该磨损进行消除，使得本阀门的密封性能更好，提高了使用寿命，零部件使用较少，在本实施例中，第一密封件6相对于阀体1不转动，第一密封件6为PTFE(聚四氟乙烯)和EPDM(三元乙丙橡胶)两种材质粘贴在一起组成，为一体件。

参照图1、图3和图4，在本实施例中，所述阀体1呈具有一开口端11的中空圆柱体状，所述阀体1下端面上开设有多个外端口12，在本实施例中，外端口12为9个，其中2个相邻的外端口12大小一致，另外7个外端口12的大小分别是前述2个相邻的外端口12大小的总和，且外端口12沿轴向端面均匀设置，所述第二轴向端面212上开设有多个内端口213，在本实施例中，内端口213为6个，其中4个内端口213的大小分别是前述2个相邻的外端口12的大小总和，另外2个内端口213的大小分别是前述2个内端口213大小的总和，即前述2个相邻的外端口12大小的总和的2倍，且另外2个内端口213不相邻，所述第一密封件6呈圆环状且具有多个与多个外端口12和多个内端口213对应的通孔61，在本实施例中，通孔61为9个，其布置和通孔61大小与外端口12一样，即其中2个相邻的通孔61大小一致，与前述2个相邻的外端口12大小一致，另外7个通孔61的大小分别是前述2个相邻的通孔61大小的总和，且通孔61沿轴向端面均匀设置。

参照图2，在本实施例中，所述阀芯本体21内部设有多个流道214，在本实施例中，流道214为5个，所述流道214连通多个内端口213中的其中两个内端口213，优选地，其中2个相邻的流道214呈小扇形，其大小与前述2个相邻的外端口12大小一致，其中2个不相邻的流道214呈大扇形，其大小分别是前述2个相邻的外端口12大小的总和，第5个流道214连通呈大扇形流道214的两侧的流道214，其两侧的流道214大小与前述2个相邻的外端口12大小一致，流体沿轴向依次流入所述外端口12、相应的通孔61、以及相应的内端口213，再经由相应的流道214，并沿轴向依次从相应的内端口213、相应的通孔61、以及相应的外端口12流出，阀芯2旋转不同角度时，可实现流道214的切换，使得本阀门的适用性更高，应用范围更广，如图1中的带箭头的标示虚线所示，其中带箭头的标示虚线表示流体在阀门中的流动示意方向。

由此可见，本实施例中的阀门的用于流体的端口设置在轴向端部的设计，使得阀门结构更紧凑、尺寸更小、成本也更低。此外，由于内端口213和外端口12均设置在阀芯2或者阀体1的端面，即平面上，便于第一密封件6密封内端口213和外端口12，从而可靠性也能进一步提高。

参照图1、图3和图4，在本实施例中，所述第一轴向端面211上围绕转动轴22设有第一凸环215，第一凸环215突出第一轴向端面211的表面，所述第一轴向端面211与转动轴22之间设有围绕转动轴22的第一突出部217，所述第一突出部217的顶端设有围绕转动轴22的第二突出部218，第一突出部217与第二突出部218呈圆环状，且第一突出部217的半径大于第二突出部218，第一突出部217与第二突出部218为转动轴22的一部分，所述第二密封件7放置于第二突出部218上，所述第一凸环215与第一突出部217之间形成有第一放置槽216，所述下环体42放置于第一放置槽216内，由于弹性件5的抵压力，使得下环体42与阀芯2之间不发生相对滑动。

参照图1、图3和图4，在本实施例中，所述阀盖3还包括位于中部的凹槽，凹槽位于阀盖3的轴向下端部，所述凹槽内围绕转动轴22设有第二凸环33，第二凸环33突出凹槽的顶面，且第二凸环33与凹槽深度相同，第二凸环33位于第一突出部217的正上方，且不与第二突出部218接触，所述第二凸环33外壁与凹槽之间形成有第二放置槽34，第二凸环33外壁为转动轴22的侧壁，远离所述弹性件5和上环体41放置于第二放置槽34内，且弹性件5和上环体41在第二放置槽34内不发生相对滑动，具体地，第二放置槽34位于第一放置槽216的正上方，所述第二凸环33内壁与转动轴22之间形成有第三放置槽35，第二凸环33内壁为靠近转动轴22的侧壁，所述第二密封件7放置于第三放置槽35内，第二密封件7与第二凸环33内壁、第二突出部218、转动轴22的外壁和凹槽的顶面接触，实现动密封连接，且转动轴22转动时，第二密封件7与阀盖3相对静止，即不转动。

其中，参照图1，第二放置槽34内设有第三突出部341，第三突出部341与第二凸环33外壁连接，上环体41顶面与第三突出部341底面接触，第三突出部341侧壁与凹槽之间用于放置弹性件5，使得本阀门设计更加合理。

当阀芯2转动时，与之连接的下环体42也一起转动，从而带动滚动件43转动，上环体41与阀盖3保持静止，通过滚动件43转动以减少阀芯2与阀盖3之间的磨损，端面轴承4在弹性件5的作用下，弹性件5可长期施加向下的轴向弹力，使得阀盖3与阀芯2之间保持连接，还使得向下的轴向弹力经由阀芯2对第一密封件6进行抵压，从而使第一密封件6与阀体1密封连接更好，使得本阀门的密封性能更好，防止流体泄漏。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，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，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种集成多通水阀，其特征在于，包括：

阀体(1)；

阀芯(2)，可转动地设于阀体(1)内；

阀盖(3)，盖置于阀体(1)的顶面；

端面轴承(4)，设于阀芯(2)与阀盖(3)之间。

2.根据权利要求1所述的集成多通水阀，其特征在于，所述端面轴承(4)包括安装在阀盖(3)下端面的上环体(41)、安装座阀芯(2)顶面的下环体(42)、以及布置于上环体(41)与下环体(42)之间的滚动件(43)，所述上环体(41)与下环体(42)同轴设置。

3.根据权利要求2所述的集成多通水阀，其特征在于，所述端面轴承(4)与阀盖(3)之间设有弹性件(5)，所述弹性件(5)提供弹力以抵压端面轴承(4)。

4.根据权利要求3所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀芯(2)包括圆柱体状的阀芯本体(21)以及自阀芯本体(21)端面中部突出的转动轴(22)，所述转动轴(22)贯穿阀盖(3)且向外延伸，所述转动轴(22)与阀盖(3)之间设有第二密封件(7)。

5.根据权利要求4所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀芯本体(21)包括相对的第一轴向端面(211)和第二轴向端面(212)，所述转动轴(22)自第一轴向端面(211)中部突出，所述端面轴承(4)和弹性件(5)设于第一轴向端面(211)与阀盖(3)之间，所述上环体(41)环绕转动轴(22)，所述下环体(42)套设于转动轴(22)并连接于第一轴向端面(211)，所述第二轴向端面(212)与阀体(1)之间设有第一密封件(6)。

6.根据权利要求5所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀体(1)呈具有一开口端(11)的中空圆柱体状，所述阀体(1)下端面上开设有多个外端口(12)，所述第二轴向端面(212)上开设有多个内端口(213)，所述第一密封件(6)呈圆环状且具有多个与多个外端口(12)和多个内端口(213)对应的通孔(61)。

7.根据权利要求6所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀芯本体(21)内部设有多个流道(214)，所述流道(214)连通多个内端口(213)中的其中两个内端口(213)，流体沿轴向依次流入所述外端口(12)、相应的通孔(61)、以及相应的内端口(213)，再经由相应的流道(214)，并沿轴向依次从相应的内端口(213)、相应的通孔(61)、以及相应的外端口(12)流出。

8.根据权利要求6所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀盖(3)包括延伸入开口端(11)的安装部(31)，所述安装部(31)靠近阀体(1)内壁的一侧开设有第二安装槽(32)，所述第二安装槽(32)内设有第三密封件(9)，所述阀盖(3)与阀体(1)之间通过固定件(8)进行连接。

9.根据权利要求8所述的集成多通水阀，其特征在于，所述第一轴向端面(211)上围绕转动轴(22)设有第一凸环(215)，所述第一轴向端面(211)与转动轴(22)之间设有围绕转动轴(22)的第一突出部(217)，所述第一突出部(217)的顶端设有围绕转动轴(22)的第二突出部(218)，所述第二密封件(7)放置于第二突出部(218)上，所述第一凸环(215)与第一突出部(217)之间形成有第一放置槽(216)，所述下环体(42)放置于第一放置槽(216)内。

10.根据权利要求9所述的集成多通水阀，其特征在于，所述阀盖(3)还包括位于中部的凹槽，所述凹槽内围绕转动轴(22)设有第二凸环(33)，所述第二凸环(33)外壁与凹槽之间形成有第二放置槽(34)，所述弹性件(5)和上环体(41)放置于第二放置槽(34)内，所述第二凸环(33)内壁与转动轴(22)之间形成有第三放置槽(35)，所述第二密封件(7)放置于第三放置槽(35)内。

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