CN117553139A - 一种三层同轴气道两位五通阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及两位五通阀领域，尤其涉及一种三层同轴气道两位五通阀，包括中空的阀芯，所述阀芯外侧面设置有数个环形隔板和数个纵向隔板拼接成数个中间层气道；漏气罩，所述阀芯外套装有漏气罩，所述漏气罩外侧设置有数个环形肋条和数个纵向肋条拼接成数个外层气道；外壳，所述漏气罩外套装有外壳，所述外壳上开设有公共输出口、大气进气口、大气出气口、进气通道和出气通道；涡轮风机，用于对流过的气体进行增压；电机，所述电机与漏气罩端部连接；所述公共输出口，所述大气进气口和大气出气口与大气连通，所述进气通道与涡轮风机进气口连通，所述出气通道与涡轮风机输出口连通；通过电机驱动阀芯移动以实现气流方向的切换，使阀组的体积减小。

Description

一种三层同轴气道两位五通阀

技术领域

本发明涉及两位五通阀，具体涉及一种三层同轴气道两位五通阀。

背景技术

现有的气体流向切换主要是将两个两位三通阀并联来实现，如图1所示，现有阀组是由两个两位三通阀阀A与阀B并联在涡轮两端组成，阀A与阀B一共有A1、A2、A3、B1、B2、B3六个接口，其中A3，B3为阀A，阀B的两个公共接口，在不同状态始终处于连接状态，A1、A2、B1、B2为切换的接口，随着状态的的切换处于连接或断开状态。

在图1中，公共接口A3连接涡轮的进气口，公共接口B3连接涡轮的出气口，A1，B1都与大气相连。A2，B2汇成接口C，形成一个公共输出端，当阀组处于吸气模式时，A1与A3连接，B3与B2连接，这样通过形成的通路，涡轮从大气中吸气，气体最终流向公共输出端C，形成正压；如图2所示，阀组切换至呼气模式，此时A2与A3连接，B3与B1连接，这样通过形成的通路，涡轮从公共输出端C吸气，气体最终通过接口B1流向大气中，这样公共输出端形成负压。

而公开号CN216590078U公开的一种两位五通阀，包括阀体、阀芯、第一进气孔、第一出气孔和第二出气孔，阀体内设有横向的内腔，内腔一端由定位座覆盖，内腔另一端由阀盖覆盖，内腔内设有套管，套管内设有与套管壁密封滑动连接的阀芯，阀盖上设有连通阀芯一端的进气孔，阀芯另一端和定位座之间设有复位弹簧，阀体上侧设有第一进气孔，阀体下侧设有第一出气孔和第二出气孔，其公开的的常规的两位五通阀无法实现气流换向的功能。

发明内容

本发明设计一种两位五通阀，通过空间结构设计，在一个电机执行的条件下实现了正负压的切换，降低了成本，使得阀组的体积也减小。

本发明采用以下技术方案实现上述效果：

首先，提供一种三层同轴气道两位五通阀，包括

中空的阀芯，所述阀芯外侧面设置有数个环形隔板和数个纵向隔板拼接成数个中间层气道；

漏气罩，所述阀芯外套装有漏气罩，所述漏气罩外侧设置有数个环形肋条和数个纵向肋条拼接成数个外层气道；

外壳，所述漏气罩外套装有外壳，所述外壳上开设有公共输出口、大气进气口、大气出气口、进气通道和出气通道；

涡轮风机，用于对流过的气体进行增压；

电机，所述电机与漏气罩端部连接，用于带动阀芯在漏气罩内沿纵向方向往复移动；

所述公共输出口，用于产生正压和负压，所述大气进气口和大气出气口与大气连通，所述进气通道与涡轮风机进气口连通，所述出气通道与涡轮风机输出口连通。

进一步地，所述中间层气道包括依次排列的呈扇形的第一气道、过渡气道和出气气道，其中第一气道中通过纵向隔板分割成进气气道和溢出气道，所述进气气道和出气气道与阀芯内部连通，所述溢出气道一端没有纵向隔板封堵形成开口；利用过渡气道使气流从出气通道和公共输出口之间流通，利用进气气道和出气气道使气流在阀芯内部流通，并通过溢出气道使气流能够流入到大气出气口。

进一步地，所述外层气道包括环形的换气气道，所述换气气道通过两个纵向肋条分割成第二气道和第三气道，所述漏气罩侧面靠近换气气道的位置处开设有第一漏气孔，所述第二气道上开设第二漏气孔，所述第三气道上开设第三漏气孔；利用第一漏气孔、第二漏气孔和第三漏气孔使气流能够顺利的进出漏气罩，实现气流的分流。

进一步地，所述漏气罩的一端面封口与电机可拆卸连接，另一端面开口，所述开口处与外壳内壁插接配合并与大气进气口连通；通过开口使外界的气体进入到漏气罩内，并顺利的实现气流的流通，同时电机与漏气罩可拆卸连接也方便对本装置进行装配和维修。

进一步地，所述第一漏气孔与进气通道连通，所述第二漏气孔与公共输出口连通，所述第三漏气孔与出气通道连通；通过将对应的通道与通孔连通，使气流能够按照所预设的方式流通，达到所需要的效果。

进一步地，所述电机带动阀芯往复移动，依次使过渡气道和溢出气道交替与第三漏气孔连通、过渡气道和进气气道与第二漏气孔交替连通、出气气道与第一漏气孔间歇连通；电机驱动阀芯移动，使中间层气道与外层气道在空间结构上实现相互配合，从而实现公共输出口的正负压的切换。

进一步地，所述大气进气口处设置有与阀芯端部插接配合的异形挡板，所述阀芯端部与挡板内侧面插接配合，所述挡板外侧壁与外壳内壁之间形成供外界气体进入的扇形流道；通过挡板使外界气体能够顺利的进入到本装置中同时也能够起到密封的效果，将大气进气口和大气出气口隔开。

进一步地，所述挡板上存在两个接触面与所述阀芯端部的两个纵向隔板侧面接触；通过挡板上的两个接触面，对阀芯进行周向方向上的定位，使其不易沿轴线自转，只能够纵向方向移动。

进一步地，所述阀芯一端与电机的输出轴通过螺母可拆卸连接，另一端开口，且开口处配合安装有堵盖；通过阀芯上的开口能够方便的将阀芯与电机连接起来，堵盖使阀芯在工作的过程中实现密封。

进一步地，所述漏气罩上设置有安装边，所述安装边与外壳之间端面之间通过螺栓可拆卸连接；通过螺栓方便将外壳和漏气罩进行装配，方便更换和检修。

本发明具有如下有益效果：通过电机驱动阀芯移动，使中间层气道和外层气道之间的互相配合，可以实现在公共输出口正负压之间的切换，且在工作过程中并没有使涡轮风机发生换向，可以使涡轮风机一直保持正常的工作，提高工作效率，本装置的结构巧妙，利用空间结构的合理布局，只需要一个电机即可实现所需的功能，成本更低，且相较于现有的阀组，所占用的体积更小，结构大大简化，在进行本装置的安装和装配的时候也更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1位现有阀组吸气模式下的气道图；

图2为现有阀组呼气模式下的气道图；

图3为本实施例的立体结构示意图；

图4为图3的后视图；

图5为本实施例吸气模式下的剖视图；

图6为本实施例呼气模式下的剖视图；

图7为本实施例中间层气道结构示意图；

图8为图7的后视图；

图9为本实施例中外层气道的结构示意图；

图10为图9的后视图；

图11为本实施例的侧视图；

图12为本实施例的阶梯剖视图；

图13为本实施例的公共输出口正压状态时的气动图；

图14为本实施例的公共输出口负压状态时的气动图；

图15为本实施例的公共输出口正压状态时的剖视图；

图16为本实施例的公共输出口负压状态时的第一剖视图；

图17为本实施例的公共输出口负压状态时的第二剖视图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种三层同轴气道两位五通阀，如图3、图4和图5所示，包括中空的阀芯101，阀芯101外套装有筒状的漏气罩201，漏气罩201外套装有外壳301，通过阀芯101、漏气罩201和外壳301之间层层包裹形成三层结构，且阀芯101、漏气罩201和外壳301之间均密封接触。

其中在漏气罩201端面安装有可拆卸的电机401，其中电机401的输出轴与阀芯101之间通过螺母可拆卸连接，阀芯101原理电机401的一端开口，当需要将本阀体装配起来的时候，将电机401的输出轴穿过阀芯101端面，之后利用阀芯101的开口处将螺母安装在电机401的输出轴上，从而将电机401和阀芯101安装在一起，之后在阀芯101上的开口处安装有堵盖102，对阀芯101内部进行密封，电机401工作的时候，带动阀芯101在漏气罩201内沿纵向方向往复移动。

同时漏气罩201上存在安装边，安装边通过螺栓与外壳301之间可拆卸连接，此时漏气罩201与外壳301之间相当于互相固定，在本实施例中，在漏气罩201的安装边上沿周向方向设置有四个与外壳301通过螺栓连接的凸起。

具体的，在本实施例中，如图1和图2所示，外壳301端面开设有大气进气口320，侧面开设有大气出气口330，其中大气进气口320与大气出气口330均与大气连通，同时外壳301的侧面开设有公共输出口310，公共输出口310能够产生正压和负压，公共输出口310可以与呼吸机连通。

同样的，外壳301侧面设置有进气通道340和出气通道350，其中为了给气体增压，使公共输出口310形成正负压，进气通道340与涡轮风机501的进气口连通，出气通道350与涡轮风机501的出气口连通，涡轮风机501对流过的气体进行增压，相当于涡轮风机501工作的时候，从进气通道340吸气，向出气通道350吹气。

具体的，在本实施例中，如图13和图14所示，气体的流向如下所述：

当公共输出口310产生正压的时候，此时相当于向呼吸机内提供气体，外界气体通过大气进气口320进入到本装置内部，之后通过进气通道340进入到涡轮风机501中，并于出气通道350再次进入到本装置中，并从公共输出口310排出，给呼吸机提供气体；

当公共输出口310产生负压的时候，此时相当于吸取呼吸机内的废气，呼吸机产生的废气通过公共输出口310进入到本装置内部，之后从进气通道340进入到涡轮风机501中，之后又通过出气通道350再次进入到本装置中，并通过大气出气口330排出。

其中为了防止对呼吸机造成污染，大气进气口320上安装有过滤材料，对吸入的气体进行过滤，而排出的使废气，所以大气出气口330上可以不用安装过滤材料。

为了实现上述气体的流动方向，具体的，如图7和图8所示，在本实施例中，阀芯101侧面设置有数个环形隔板和数个纵向隔板，环形隔板和纵向隔板之间交错结合，形成数个中间层气道，中间层气道与漏气罩201内侧面之间密封接触，从电机401的一端开始中间层气道包括依次设置的第一层气道、过渡气道120和出气气道130，其中第一层气道、过渡气道120和出气气道130均呈扇形设置在阀芯101的外侧面上，同时第一层气道中间设置有一个纵向隔板将其分割成进气气道110和溢出气道111，进气气道110和出气气道130均与阀芯101的内部连通，溢出气道111的一端没有纵向隔板封堵使其形成一个开口，气体进入到溢出气道111的时候，能够从其开口处流出。

如图9和图10所示，漏气罩201外侧面设置数个环形肋条和数个纵向肋条，环形肋条和纵向肋条之间交错结合，形成环形的外层气道，外层气道与外壳301内壁密封接触，其中外层气道包括换气气道，其中换气气道中设置有两个纵向肋条，使其形成第二气道210和第三气道220，同时在漏气罩201侧面靠近换气气道的位置处开设有第一漏气孔202，第二气道210上开第二漏气孔211，第三气道220上开设第三漏气孔221。

具体的，在本实施例中，如图5和图6所示，第一漏气孔202与外壳301上的进气通道340连通，第二漏气孔211与外壳301上的公共输出口310连通，第三漏气孔221与外壳301上的出气通道350连通。

如图11和图12所示，同时为了更好的引导气流和进行密封，在大气进气口320的位置处设置有异形挡板302，其中阀芯101的端部与异形挡板302之间密封插接配合，同时挡板302上存在两个平面，与阀芯101上端部的纵向隔板接触，对阀芯101在周向方向上进行限位，防止其转动，使阀芯101只能沿纵向方向移动，同时接触的面也能够起到密封效果，防止从大气进气口320进入的气体进入到大气出气口330内，其中挡板302的侧面与外壳301内壁之间形成一个供气体进入的扇形流道303，扇形流道303通过第一漏气孔202与进气通道340连通，扇形通道304起到引流的效果。

如图5和图6所示，在公共输出口310处产生正压的时候，此时电机401缩短，使阀芯101处于漏气罩201的最左侧，此时第一气道中的进气气道110和溢出气道111与漏气罩201的内壁接触，使其先不工作，过渡气道120此时与第三漏气孔221和第二漏气孔211均连通，从上述中可以知道第二漏气孔211与公共输出口310连通，第三漏气孔211与出气通道350连通，同时出气气道130也与漏气罩201的内壁接触，使其不工作，且出气气道130上的环形隔板也没有阻挡第一漏气孔202，使第一漏气孔202与大气进气口320连通，此时如果涡轮风机501工作，气体的流向如图15所示；

外界的气体通过大气进气口320进入本装置中，之后通过扇形流道303进入到漏气罩201的开口处，并从第一漏气孔202进入到进气通道340中，之后通过涡轮电机501进行增压，增压后的气流通过出气通道350进入到本装置中，通过第三漏气孔211进入到过渡气道120中，之后气体流过第一漏气孔202中，并进入到公共输出口310中，形成正压，以此将增压的气体输入到呼吸机中。

如图5和图6所示，在公共输出口310处产生负压的时候，此时电机401伸长，使溢出气道111与第三漏气孔221连通，进气气道110与公共输出口310连通，过渡气道120与漏气罩201的内壁接触，使其不工作，出气气道130与第一漏气孔202连通，同时出气气道130的环形隔板将扇形流道303给封堵住，如果涡轮风机501工作，气体的流向如图16和图17所示：

从呼吸机中排出的废气通过公共输出口310进入到本装置中，并通过第二漏气孔211进入到进气气道110中，由于进气气道110与阀芯101内部连通，所以废气就进入到了阀芯101内部中，同时出气气道130也与阀芯101内部连通，所述阀芯101内的废气就通过出气气道130排出，从出气气道130排出的废气通过第一漏气孔202进入到进气通道340中，之后通过涡轮风机501进行增压之后通过出气通道350再次进入到第三漏气孔221中，通过第三漏气孔221中的废气进入到溢出气道111内，并通过溢出气道111上的开口在阀芯101与漏气罩201之间，沿着阀芯101的纵向方向移动到挡板302处，之后从大气出气口330排出。

通过上述的两个气体的流通过程，可以知道在实现公共输出口310正负压之间转换的过程中，并没有使涡轮风机501发生换向，可以使涡轮风机501一直保持正常的工作，提高工作效率，同时通过阀芯101上的中间层气道和漏气罩201上的外层气道的配合，实现使阀芯101处于两种不同的位置时，能够使公共输出口气流正反向的切换，本装置的结构巧妙，只需要一个电机即可实现所需的功能，成本更低，且所占用的体积更小，结构大大简化，且进行安装装配的时候也更加方便。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，包括

中空的阀芯(101)，所述阀芯(101)外侧面设置有数个环形隔板和数个纵向隔板拼接成数个中间层气道；

漏气罩(201)，所述阀芯(101)外套装有漏气罩(201)，所述漏气罩(201)外侧设置有数个环形肋条和数个纵向肋条拼接成数个外层气道；

外壳(301)，所述漏气罩(201)外套装有外壳(301)，所述外壳(301)上开设有公共输出口(310)、大气进气口(320)、大气出气口(330)、进气通道(340)和出气通道(350)；

涡轮风机(501)，用于对流过的气体进行增压；

电机(401)，所述电机(401)与漏气罩(201)端部连接，用于带动阀芯(101)在漏气罩(201)内沿纵向方向往复移动；

所述公共输出口(310)，用于产生正压和负压，所述大气进气口(320)和大气出气口(330)与大气连通，所述进气通道(340)与涡轮风机(501)进气口连通，所述出气通道(350)与涡轮风机(501)输出口连通。

2.根据权利要求1所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述中间层气道包括依次排列的呈扇形的第一气道、过渡气道(120)和出气气道(130)，其中第一气道中通过纵向隔板分割成进气气道(110)和溢出气道(111)，所述进气气道(110)和出气气道(130)与阀芯(101)内部连通，所述溢出气道(111)一端没有纵向隔板封堵形成开口。

3.根据权利要求2所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述外层气道包括环形的换气气道，所述换气气道通过两个纵向肋条分割成第二气道(210)和第三气道(220)，所述漏气罩(201)侧面靠近换气气道的位置处开设有第一漏气孔(202)，所述第二气道(210)上开设第二漏气孔(211)，所述第三气道(220)上开设第三漏气孔(221)。

4.根据权利要求3所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述漏气罩(201)的一端面封口与电机(401)可拆卸连接，另一端面开口，所述开口处与外壳(301)内壁插接配合并与大气进气口(320)连通。

5.根据权利要求4所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述第一漏气孔(202)与进气通道(340)连通，所述第二漏气孔(211)与公共输出口(310)连通，所述第三漏气孔(221)与出气通道(350)连通。

6.根据权利要求5所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述电机(401)带动阀芯(101)往复移动，依次使过渡气道(120)和溢出气道(111)交替与第三漏气孔(221)连通、过渡气道(120)和进气气道(110)与第二漏气孔(211)交替连通、出气气道(130)与第一漏气孔(202)间歇连通。

7.根据权利要求4所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述大气进气口(320)处设置有与阀芯(101)端部插接配合的异形挡板(302)，所述阀芯(101)端部与挡板(302)内侧面插接配合，所述挡板(302)外侧壁与外壳(301)内壁之间形成供外界气体进入的扇形流道(303)。

8.根据权利要求7所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述挡板(302)上存在两个接触面与所述阀芯(101)端部的两个纵向隔板侧面接触。

9.根据权利要求1所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述阀芯(101)一端与电机(401)的输出轴通过螺母可拆卸连接，另一端开口，且开口处配合安装有堵盖(102)。

10.根据权利要求1所述的一种三层同轴气道两位五通阀，其特征在于，所述漏气罩(201)上设置有安装边，所述安装边与外壳(301)之间端面之间通过螺栓可拆卸连接。