CN1375650A - 控制阀 - Google Patents

Abstract

一种控制阀,该控制阀包括阀座板,该阀座板具有多个阀口;阀体,该阀体与该阀座板面对;旋转驱动机构,该旋转驱动机构用于使阀体绕规定的旋转轴线旋转。在阀体与阀座接触的状态,该阀体按照使各阀口实现开闭的方式旋转。多个阀口设置于以上述阀体的旋转轴线为中心的半径不同的多个假想圆上。其结果是,可在避免控制阀的整体尺寸增加的情况下,增加阀口的数量。另外,获得阀口的开闭控制的自由度优良的控制阀。

Description

控制阀

技术领域

本发明涉及切换流体回路中的流体的流动通路的控制阀。

背景技术

比如，在电冰箱的致冷剂回路中，装配有控制阀，该控制阀用于切换该致冷剂回路中的致冷剂的流动通路。作为这样的控制阀，比如，人们提出有下述的类型，其包括阀座和阀体，该阀座具有多个(比如，二个)阀口，其呈平面状，该阀体与该阀座滑动接触。上述阀体在与阀座接触的状态是绕与阀座的面垂直的轴线旋转。通过该阀体的旋转，调节各阀口的打开程度。另外，通过止动件，将上述阀体的旋转范围限制在小于360度的角度范围内。

一根致冷剂流入管与上述控制阀连接。另外，致冷剂流出管与上述阀口连接。通过阀体的旋转，使致冷剂的流动通路在第一通路和第二通路之间切换，该第一通路从流入管朝向其中一个流出管，该第二通路从流入管朝向另一个流出管。

为了能够通过一个控制阀，对多个致冷剂流动通路进行切换，必须将多个阀口设置于控制阀上。但是，在过去的控制阀中，全部的阀口以规定角间距，设置于以阀体的旋转轴线为中心的一个假想圆上。由此，如果阀口的数量增加，则应设置阀口的假想圆的半径也增加，其结果是，控制阀的体积增加。

另外，由于通过一个阀体，对设置于同一假想圆上的多个阀口的开闭进行控制，故不能够分别单独地确定各阀口的开闭图形。因此，阀口的开闭控制缺乏自由度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制阀，该控制阀可在避免体积增加的情况下，增加开口的数量。

本发明的另一目的在于提供一种控制阀，该控制阀对阀口的开闭的自由度优良。

为了实现上述目的，本发明的控制阀包括阀座，该阀座具有多个阀口；阀体，该阀体与该阀座面对；旋转驱动机构，该旋转驱动机构用于使阀体绕规定的旋转轴线旋转。在阀体与阀座接触的状态，该阀体按照使各阀口实现开闭的方式旋转，上述多个阀口设置于以上述阀体的旋转轴线为中心的半径不同的多个假想圆上。

附图说明

图1表示本发明的一个实施例的控制阀，其为沿图3(a)中的1-1线的剖视图；

图2为图1所示控制阀的底视图；

图3(a)为沿图1中的3a～3a线的剖视图；

图3(b)为阀体从图3(a)所示位置旋转的状态的剖视图；

图3(c)为阀体从图3(b)所示位置进一步旋转的状态的剖视图；

图3(d)为阀体从图3(c)所示位置进一步旋转的状态的剖视图；

图3(e)为阀体从图3(d)所示位置进一步旋转的状态的剖视图；

图4为使各阀口与进口的连接状态，与图3(a)～3(e)所示的阀体的各旋转位置相对应的曲线图；

图5为阀体的控制部的变换实例的剖视图。

具体实施方式

下面通过图1～图4，对本发明的一个实施例进行详细描述。图1所示的控制阀装配于比如，电冰箱中的冷却回路(图中未示出)中，采用该控制阀，以便切换该冷却回路中的多条致冷剂流动通路(比如，冷藏用循环通路与冷冻用的循环通路)。该控制阀包括密封外壳1，以及阀座板3，该密封外壳1呈圆筒状，其一端开口，该阀座板3以气体密封方式固定于上述密封外壳1的开口端。上述密封外壳1由非磁性金属形成。该密封外壳1包括较小直径部1a，以及较大直径部1b，该较大直径部1b靠近密封外壳1的开口端设置。

在密封外壳1中的较小直径部1a的周围，安装有一对电磁线圈2。电缆16通过接插件15，与两个电磁线圈2连接。控制器(图中未示出)通过电缆16和接插件15，向两个电磁线圈2供给电流。

象图1和图2所示的那样，上述阀座板3呈圆盘状。该阀座板3在离开其轴心O的位置，具有进口11，该进口11与密封外壳1的内部空间连通。流入管8按照与进口11连通的方式，固定于阀座板3上。

上述阀座板3在离开其轴心O的位置，具有与密封外壳1的内部空间连通的第一阀口12a，第二阀口12b和第三阀口12c。第一流出管9a按照与第一阀口12a连通的方式，固定于阀座板3上。第二流出管9b按照与第二阀口12b连通的方式，固定于阀座板3上。第三流出管9c按照与第三阀口12c连通的方式，固定于阀座板3上。从上述流入管8，通过进口11而送入密封外壳1内的致冷剂可通过第一阀口～第三阀口12a～12c，朝向第一流出管～第三流出管9a～9c流出。

象图2所示的那样，上述第一阀口12a和第三阀口12c设置于距上述阀座板3的轴心O，规定距离R1的位置。换言之，第一阀口12a和第三阀口12c以规定角间距设置于以阀座板3的轴心O为中心的半径R1的第一假想圆C1上。另外，上述第二阀口12b设置于距上述阀座板3的轴心O，规定距离R2的位置。换言之，第二阀口12b设置于以阀座板3的轴心O为中心的半径R2的第二假想圆C2上。在本实施例中，半径R2大于半径R1。第二阀口12b就上述两个假想圆C1，C2的周向来说，设置于第一阀口12a和第三阀口12c之间。上述进口11设置于第二假想圆C2的外侧。

此外，在本实施例中，上述三个阀口12a～12c的直径相同。另外，按照上述半径R2与半径R1之间的差值大于阀口12a～12c的直径的方式，设定于半径R1，R2和阀口12a～12c的直径。

象图1所示的那样，在上述阀座板3的内侧面，形成有位于上述阀座板3的轴心O的轴孔3a。在上述密封外壳1的密封端的中心，形成有嵌合凹部1c。轴4按照沿密封外壳1的轴线延伸的方式，设置于该外壳1内部。该轴4的一端与轴孔3a嵌合，并且轴4的另一端与嵌合凹部1c嵌合，由此，将上述轴4支承于阀座板3和密封外壳1上。

在密封外壳1内部，设置有由永久磁铁形成的转子5，以及可与该转子一起旋转的阀体6。该转子5包括使上述轴4穿过的支承孔5c，上述阀体6包括使上述轴4穿过的支承孔6b。上述转子5和阀体6以可旋转的方式支承于上述轴4上。

在上述转子5的底部，形成有嵌合槽5a。上述阀体6包括嵌合突起6a，该嵌合突起6a与该嵌合槽5a嵌合。由于上述嵌合突起6a与嵌合槽5a嵌合，上述阀体6按照不相对转子5旋转的方式，与该转子5连接。

上述阀体6与上述阀座板3一起，形成有选择地实现第一阀口～第三阀口12a～12c的打开和关闭的阀机构20。转子5和上述电磁线圈2形成用于使阀体6旋转的旋转驱动机构，即，驱动马达。作为驱动马达，采用比如，步进马达。驱动马达对应于来自图中未示出的控制器的指令，对阀体6的旋转位置进行控制。

在上述转子5的顶端面与密封外壳1的内端面之间，设置有作为偏置部件的压缩弹簧10。该压缩弹簧10通过转子5，将阀体6朝向阀座板3偏置，将该阀体6压靠于阀座板3上。另外，阀体6所接触的阀座板3的面与轴4的轴线相垂直。换言之，阀体6所接触的阀座板3的面与阀体6的旋转轴线相垂直。

象图1和图3(a)～图3(c)所示的那样，阀体6包括控制部6c，该控制部6c用于有选择地打开和关闭上述第一阀口～第三阀口12a～12c。该控制部6c的前端面与上述阀座板3接触，伴随阀体6的旋转，在阀座板3上滑动。控制部6c的截面形状如图3(a)～图3(e)所示。该控制部6c包括与上述第一假想圆C1相对应的部分，以及与上述第二假想圆C2相对应的部分。与第一假想圆C1相对应的部分按照将第一阀口和第三阀口12a，12c关闭的方式作用。与第二假想圆C2相对应的部分按照将第二阀口12b关闭的方式作用。

限位环7设置于上述密封外壳1中的较大直径部1b内部。该限位环7包括突起7b，该突起7b与形成于上述阀座板3上的凹部3b嵌合。由于上述突起7b与上述凹部3b嵌合，故限制限位环7相对阀座板3的旋转。限位环7包括基本上呈圆弧状的止动片7a。上述转子5包括接触片5b，该接触片5b可与上述止动片7a接触。由于上述接触片5b与止动片7a接触，故将转子5和阀体6的旋转范围限制在小于360度的角度范围内。

转子5和阀体6象图3(a)所示的那样，以接触片5b与止动片7a接触的状态作为其中一个移动端(起点)，朝向一个方向(图3(a)的顺时针方向)旋转。另外，当象图3(e)所示的那样，接触片5b再次与止动片7a接触时，转子5和阀体6设置于另一移动端(终点)。转子5和阀体6可在图3(a)所示的起点与图3(e)所示的终点之间旋转。

图3(a)表示接触片5b与止动片7a接触，阀体6设置于起点的状态。在该状态，阀体6的控制部6c关闭第二阀口12b和第三阀口12c，仅仅打开第一阀口12a。因此，从进口11流入密封外壳1内部的致冷剂不从第二阀口12b和第三阀口12c流出，仅仅从第一阀口12a流出。

图3(b)表示阀体6从图3(a)所示的位置，以规定角度，沿顺时针方向旋转的状态。在该状态，阀体6的控制部6c将第一阀口12a和第三阀口12c关闭，仅仅将第二阀口12b打开。因此，从进口11，流入密封外壳1内部的致冷剂不从第一阀口12a和第三阀口12c流出，仅仅从第二阀口12b流出。

图3(c)表示阀体6从图3(b)所示的位置，以规定角度，沿顺时针方向进一步旋转的状态。在该状态，阀体6的控制部6c将全部的阀口12a～12c关闭。因此，从进口11，流入密封外壳1内部的致冷剂不从第一阀口～第三阀口12a～12c中的任何一者流出。

图3(d)表示阀体6从图3(c)所示的位置，以规定角度，沿顺时针方向进一步旋转的状态。在该状态，阀体6的控制部6c将第一阀口12a和第二阀口12b关闭，仅仅打开第三阀口12c。因此，从进口11，流入密封外壳1内部的致冷剂不从第一阀口～第二阀口12a～12b流出，仅仅从第三阀口12c流出。

图3(e)表示阀体6从图3(d)所示的位置，以规定角度，沿顺时针方向进一步旋转的状态。在该状态，接触片5b再次与止动片7a接触，转子5和阀体6设置于终点。阀体6的控制部6c将全部阀口12a～12c打开。因此，从进口11，流入密封外壳1内部的致冷剂从全部的阀口12a～12c流出。

如上述所述，对应于阀体6的旋转位置，各阀口12a～12c与进口11的连接状态发生变化。图4的曲线图表示使各阀口12a～12c与进口11的连接状态，与图3(a)～图3(e)所示的阀体的各旋转位置相对应而表示的。象从该曲线图所知道的那样，本实施例的控制阀实现三个阀口12a～12c各自不同的开闭图形。

在本实施例中，第一阀口12a和第三阀口12c设置于以阀座板3的轴心O(换言之，阀体6的旋转轴线)为中心的半径R1的第一假想圆C1上。第二阀口12b设置于以阀体6的旋转轴线为中心的半径R2的第二假想圆C2上。即，多个阀口12a～12c设置于以阀体6的旋转轴线为中心的半径不同的多个假想圆上。由此，即使在阀座板3的尺寸相同的情况下，与全部的阀口设置于同一假想圆上的场合相比较，仍可将更多的阀口设置于阀座板3上。因此，可在不增加控制阀的尺寸的情况下，将多个阀口设置于控制阀上。换言之，在阀口的数量相同的场合，本发明与已有技术相比较，仍可减小控制阀的整体尺寸。

另外，对第二阀口12b的开闭进行控制的阀体6的部分，与对第一阀口和第三阀口12a，12c的开闭进行控制的阀体6的部分不同。由此，第二阀口12b的开闭图形可与第一阀口和第三阀口12a，12c的开闭图形无关，独立地确定。换言之，阀体6可分别独立地，对第二阀口12b与剩余的两个阀口12a，12c的开闭进行控制。因此，本实施例的控制阀对阀口的开闭控制具有优良的自由度。

此外，阀体6的控制部6c的截面形状不限于图3(a)～图3(e)所示的截面形状，其可根据控制阀的使用目的，适合地改变。比如，也可象图5所示的那样，改变控制部6c的截面形状。图5所示的控制部6c是将图3(c)所示的控制部6c局部地去掉而形成的。如果这样，则可伴随阀体6的旋转，慢慢地改变各阀口12a～12c的打开程度，慢慢地使通过各阀口12a～12c的致冷剂的流量变化。

为了实现高精度的流量控制，最好尽可能地增加阀口从全闭状态转移到全开状态所需要的阀体6的旋转范围。在本实施例中，象上述那样，对第二阀口12b的开闭进行控制的阀体6的部分，与对第一阀口和第三阀口12a，12c的开闭进行控制的阀体6的部分不同。由此，与第一阀口和第三阀口12a，12c的开闭图形的设定无关，可采用阀体6的全部旋转范围，以便调节第二阀口12b的打开程度。即，可按照采用阀体6的旋转范围的几乎全部范围，使通过第二阀口12b的致冷剂量从零，连续地变化到规定的最大值的方式，设定控制部6c的截面形状。如果这样，则可高精度地对致冷剂流量进行控制。

这样一来，按照本发明的控制阀，尽管通过单一的阀体6对多个阀口的开闭进行控制，仍可实现高精度的流量控制。换言之，按照本发明的控制阀，可在保持流量控制具有较高精度的情况下，增加阀口的数量。

还有，以下这样的变换实例也是可能的。

第一阀口～第三阀口12a～12c的直径也可各不相同。

第一阀口～第三阀口12a～12c也可分别设置于半径不同的三个假想圆上。

阀口的数量不限于三个，该数量也可二个，还可为四个。

本发明不限于致冷剂回路所采用的控制阀，本发明适合于用于切换各种流体回路中的流体的流动通路的控制阀。

Claims (5)

1.一种控制阀，该控制阀包括阀座，该阀座具有多个阀口；阀体，该阀体与该阀座面对；旋转驱动机构，该旋转驱动机构用于使阀体绕规定的旋转轴线旋转，在阀体与阀座接触的状态，该阀体按照使各阀口实现开闭的方式旋转，其特征在于：

上述多个阀口设置于以上述阀体的旋转轴线为中心的半径不同的多个假想圆上。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于上述阀座按照将密封外壳的开口端关闭的方式固定于上述密封外壳上，该阀座包括进口，该进口用于将流体送入外壳内部，送入外壳内部的流体通过打开的阀口，流出到外壳之外。

3.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于设置有止动件，该止动件不可相对上述阀座旋转，该止动部与该阀体接触，以便将上述阀体的旋转范围限制在小于360度的角度范围内。

4.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于设置有偏置部件，该偏置部件将上述阀体朝向阀座偏置。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的控制阀，其特征在于上述多个假想圆包括第一假想圆和第二假想圆，按照设置于第一假想圆上的阀口的开闭图形和设置于第二假想圆上的阀口的开闭图形不同的方式，确定上述阀体的形状。

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