CN201475426U - 旋塞式三通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋塞式三通阀，尤其是用于液体管路控制的旋塞式三通阀。针对现有旋塞式三通阀的不足，本实用新型提供了一种能够同时实现冷水供水、水箱补水、热水供水、冷热水混合的旋塞式三通阀，阀心周边间隔设置有在阀心内部相通的近凹槽和远凹槽，及它们之间的长密封面和短密封面，随阀心旋转，通过至少一个密封面封闭至少两个管接口；或通过任一密封面封闭近端管口，通过连接通道连通管口和远端管口；或通过长密封面封闭管口或远端管口，通过连接通道连通另两个管接口；或长密封面位于管口和远端管口之间，短密封面位于近端管口附近，三个管接口通过连接通道连通。用于太阳能热水器、电热水器等储水式热水器的管路系统中。

Description

旋塞式三通阀

技术领域

本实用新型涉及一种旋塞式三通阀，尤其是用于液体管路控制的旋塞式三通阀。

背景技术

目前的旋塞式三通阀，一般为二维三通阀，包括阀体和安装在阀体腔内的阀心，阀体上沿其圆周设置有三个管接口，阀心周边间隔设置有两段凹槽，两段凹槽在阀心内部相通形成连接通道，凹槽之间的阀心周边分别为两段与阀体内壁液密封配合的密封面。

阀体上的三个管接口可以设置为一个入水口和两个出水口，通过旋塞式阀心的旋转，通过密封面将三个管接口隔断，或者通过其中一段密封面封闭任一出水口使入水口通过阀心上的连接通道与另一出水口相连通，从而实现阀门的关闭和两路输出之间的切换。或者设置为一个出水口和两个入水口，从而实现阀门的关闭和两路输入之间的切换。

在太阳能热水器的应用中，需要通过阀门实现冷水供水、水箱补水、热水供水、冷热水混合，既包括两路输出之间的切换，又包括两路输入之间的切换，还包括两路输入混合后的输出。

显然现有的旋塞式三通阀无法同时满足所有的应用需求，因此在现有的太阳能热水器管路设计中，为了适应不同的应用要求，就需要设置不同的阀门来对应，如：对于冷水供水、水箱补水通常需要设置一个旋塞式三通阀来加以切换；冷水供水、热水供水之间的切换也可以通过另一个旋塞式三通阀来加以实现或者与冷热水混合共用一套阀门及管路；冷热水混合则需要设置另外的一个或多个阀门加以实现，从而导致现有的太阳能热水器管路复杂，阀门多，安装繁琐，使用不便。

实用新型内容

为了克服现有旋塞式三通阀的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够同时实现冷水供水、水箱补水、热水供水、冷热水混合的旋塞式三通阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：旋塞式三通阀，包括阀体和安装在阀体腔内的阀心，阀体上设置有管口、近端管口、远端管口三个管接口；在阀体的轴向俯视图上，管接口内壁在阀体腔壁上的端点之间分别对应管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧，而相邻管接口的相邻端点之间对应阀体的内圆弧，相邻管接口的相距最远端点之间对应阀体的外圆弧；阀心周边间隔设置有近凹槽和远凹槽，及远凹槽和近凹槽之间的长密封面和短密封面，远凹槽和近凹槽在阀心内部相通形成连接通道，随阀心旋转，通过至少一个密封面封闭至少两个管接口；或通过任一密封面封闭近端管口，通过连接通道连通管口和远端管口；或通过长密封面封闭管口或远端管口，通过连接通道连通另两个管接口；或长密封面位于管口和远端管口之间，短密封面位于近端管口附近，通过连接通道连通三个管接口。

本实用新型的有益效果是：通过阀心的转动，实现冷热水的切换及水箱补水，实现冷热水的混合，实现阀的关闭。因此只需设置一个阀门就能满足所有的应用需求，简化了管路的设计和安装，方便了使用。

附图说明

图1是实施例一的剖视图；

图2是实施例一的阀体、阀心配合关系的示意图；

图3是实施例一的阀体和阀心不同配合关系的示意图；

图4是实施例二的阀体、阀心配合关系的示意图；

图5是实施例二的阀体和阀心不同配合关系的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一：

如图1所示，本实用新型实施例一的旋塞式三通阀，包括阀体1和同轴安装在阀体1腔内的阀心2，通过与阀体1内壁顶部螺纹配合的内阀盖3和通过螺栓紧固在阀体1上的外阀盖4将阀体1的腔室密闭，转轴6同轴安装在阀心2上并从内阀盖3和外阀盖4穿出，转轴6与内阀盖3及外阀盖4液密封配合，手柄5安装在转轴6穿出的一端。上述结构也可以采用其他的现有旋塞阀的结构代替。

如图2所示，阀体1上设置有管口11、近端管口2、远端管口13三个管接口；在阀体1的轴向俯视图上，管接口内壁在阀体1腔壁上的端点之间分别对应管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧，而相邻管接口的相邻端点之间对应阀体1的内圆弧，相邻管接口的相距最远端点之间对应阀体1的外圆弧；阀心2周边间隔设置有近凹槽24和远凹槽22，及远凹槽22和近凹槽24之间的长密封面21和短密封面23，远凹槽22和近凹槽24在阀心2内部相通形成连接通道，随阀心2旋转，通过至少一个密封面封闭至少两个管接口；或通过任一密封面封闭近端管口12，通过连接通道连通管口11和远端管口13；或通过长密封面21封闭管口11或远端管口13，通过连接通道连通另两个管接口；或长密封面21位于管口11和远端管口13之间，短密封面23位于近端管口12附近，通过连接通道连通三个管接口。

管口11即与左右相邻管接口轴线夹角分别为最大轴线夹角和最小轴线夹角的管接口，端管口13即与管口11轴线夹角最大的管接口，近端管口12即与管口11轴线夹角最小的管接口。

长密封面21是设置时以最大外圆弧为依据的密封面；短密封面23即当长密封面21位于管口11和远端管口13之间，封闭近端管口12的密封面，长和短并不代表其实际长度。而当长密封面21位于管口11和远端管口13之间，短密封面23封闭近端管口12时，近凹槽24即离管口11近的凹槽，远凹槽22即离管口11远的凹槽。

最大内圆弧、最大外圆弧即轴线夹角最大的两管接口相邻的内壁端点之间、相距最远的内壁端点之间的圆弧，依次类推，次大对应次大轴线夹角两管接口之间，最小对应最小轴线夹角两管接口之间。

随阀心2旋转，长密封面21位于管口11和远端管口13之间时，长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，管口11和远端管口13通过连接通道连通，短密封面23位于近端管口12附近，且短密封面23弧长大于近端管口圆弧弧长，能够通过短密封面23封闭近端管口12，因此管口11和远端管口13连通；近凹槽24弧长大于次大内圆弧弧长，必然也大于最小内圆弧弧长，因此沿图2逆时针方向转动阀心2，通过近凹槽24连通管口11和近端管口12，长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，长密封面21和远凹槽22弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，通过远凹槽22连通远端管口13，从而实现三个管接口的连通。

长密封面21弧长大于管口圆弧弧长，因此当长密封面21刚好封闭管口11时，近凹槽24大于次大内圆弧弧长，近端管口12与近凹槽24连通，长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，长密封面21和远凹槽22弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，远端管口13与远凹槽22连通，近端管口12和远端管口13通过连接通道连通，短密封面23位于远端管口13和近端管口12之间；长密封面21弧长大于远端管口圆弧弧长，因此长密封面21封闭远端管口13，近端管口12与远凹槽22连通时，短密封面23弧长小于最小外圆弧弧长，保证了管口11与近凹槽24连通，从而实现管口11和近端管口12的连通，短密封面23位于管口11和近端管口12之间；近凹槽24弧长大于次大内圆弧弧长，因此通过长密封面21封闭管口11，近端管口12和远端管口13能通过近凹槽24连通，此时短密封面23位于管口11和远端管口13之间。

因此长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，大于管口圆弧弧长、远端管口圆弧弧长；短密封面23弧长大于近端管口圆弧弧长，小于最小外圆弧弧长；长密封面21和远凹槽22弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，近凹槽24弧长大于次大内圆弧弧长，能够保证三个管接口互通和两两连通。短密封面23弧长等于近端管口圆弧弧长时也能够实现近端管口12的封闭，但容易受制造误差的影响，影响密封效果。

为了进一步方便阀门的使用，增加阀门三个管接口互通和两两连通的位置。长密封面21与近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长。

因此当长密封面21位于管口11和远端管口13之间，通过短密封面23封闭近端管口12时，沿图2顺时针方向转动阀心2，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，通过远凹槽22连通远端管口13和近端管口12，长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，长密封面21与近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，通过近凹槽24连通管口11，从而实现三个管接口的连通。长密封面21弧长大于远端管口圆弧弧长，因此当长密封面21刚好封闭远端管口13时，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，近端管口12与远凹槽22连通，长密封面21弧长小于最大外圆弧弧长，长密封面21和近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，管口11与近凹槽24连通，近端管口12和管口11通过连接通道连通，短密封面23位于管口11和近端管口12之间；而长密封面21弧长大于管口圆弧弧长，因此长密封面21封闭管口11，近端管口12与近凹槽24连通时，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，长密封面21和近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，整个圆周减去最大内圆弧、远端管口圆弧、次大内圆弧后即为最小外圆弧，因此也保证短密封面23弧长小于最小外圆弧弧长，也必然小于次大外圆弧弧长，保证了远端管口13与远凹槽22连通，从而实现远端管口13和近端管口12的连通，短密封面23位于远端管口13和近端管口12之间；远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，因此通过长密封面21封闭远端管口13，近端管口12和管口11能通过远凹槽22连通，此时短密封面23位于管口11和远端管口13之间。

在短密封面23弧长小于最小外圆弧弧长时，长密封面21和远凹槽22弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，近凹槽24弧长大于次大内圆弧弧长；长密封面21与近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，两者只须满足其中之一即能够满足近端管口12分别与管口11和远端管口13的连通，三个管接口的连通，设置为同时满足保证了两个转动方向上三者互通实现的同时，增加了两两连通状态的位置。当然也可以设置为近凹槽24弧长大于最小内圆弧弧长，远凹槽22弧长大于次大内圆弧弧长，在满足两两相通的基础上，能够满足两个转动方向上三者互通要求，或者其他只满足其中之一大于次大内圆弧弧长的形式。

为了进一步的增加一个管口11和远端管口13的连通位置，长密封面21弧长大于近端管口圆弧弧长，因此能通过长密封面21封闭近端管口，小于与最大内圆弧对应的圆减去最大内圆

弧所得圆弧的弧长，避免长密封面21同时封闭三个管接口，通过连接通道使管口11和远端管口13连通。当然也可以只选择上述两个管口11和远端管口13的连通位置中的一个。

若短密封面23弧长等于管口圆弧弧长，则能够通过短密封面23封闭管口11，近凹槽24弧长等于最大内圆弧弧长，长密封面21与近凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，则能够通过长密封面21封闭远端管口13，实行阀门的关闭，因此短密封面23弧长大于管口圆弧弧长，近凹槽24弧长小于最大内圆弧弧长，能够保证阀门的关闭。

同理，若短密封面23弧长等于远端管口圆弧弧长，则能够通过短密封面23封闭远端管口13，远凹槽22弧长等于最大内圆弧弧长，长密封面21与远凹槽24弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，则能够通过长密封面21封闭管口11，实行阀门的关闭，因此短密封面23弧长大于远端管口圆弧弧长，远凹槽22弧长小于最大内圆弧弧长，能够保证阀门的关闭。

这里短密封面23、近凹槽24、远凹槽22也可以分别或一起取等于同样能实现阀门的关闭，但容易受制造误差的影响导致密封不良。这里长密封面21不能取等于是为了防止封闭的两管接口同时开启同时关闭，从而妨碍两两相通的实现，但当短密封面23取大于时，长密封面21也可以取等于。

长密封面21弧长设置的大于最小外圆弧弧长，能够通过长密封面21同时封闭管口11和近端管口12实现阀门的关闭，当然也可以取等于最小外圆弧弧长。

将阀门设置的满足三种关闭状态的要求，是为了增加关闭的位置，以方便将各功能区域分隔开。当然还可以通过长密封面21同时封闭远端管口13和近端管口12实现阀门的关闭，通过两个密封面分别关闭近端管口12和管口11、或者近端管口12和远端管口13实现阀门的关闭，通过长密封面21同时封闭三个管接口，当然也可以只选择上述三种中关闭方式中的一种或两种。

在一通用的直角三通旋塞阀中，管接口和阀体1腔室的直径比为2比5，管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧相等其对应圆心角都为47度；管口11和近端管口12之间的轴线夹角为90度，管口11和远端管口13之间的轴线夹角为180度。因此，阀心2周边各部件允许的范围如下：长密封面21弧长对应阀心2的圆心角约为137～227度，即最小外圆弧到最大外圆弧之间，由于最大轴线夹角为180度，因此也同时满足360度减去最大内圆弧；短密封面23弧长对应阀心2的圆心角约为47～137度，即管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧中的最大值到最小外圆弧之间；近凹槽24弧长和远凹槽22弧长对应阀心2的圆心角约为43～133度，即次大内圆弧和最大内圆弧之际。且远凹槽22、长密封面21之和大于180度，近凹槽24、长密封面21之和大于180度。

在本实施例中，具体的长密封面21弧长对应阀心2的圆心角为140度；短密封面23弧长对应阀心2的圆心角为52度；近凹槽24弧长和远凹槽22弧长对应阀心2的圆心角为84度，分别与长密封面21弧长之和都为224度。

在本实施例中，远端管口13与热水器水箱相连，近端管口12为冷水来水，管口11出水。如图3所示，从左至右第一排依次为关闭、全开启冷水、冷热水混合、全开启热水、冷热水混合、全开启热水器水箱补水，第二排依次是关闭、半开启热水器水箱补水、关闭、全开启热水、关闭、半开启冷水。因此能通过一个阀同时实现冷水供水、水箱补水、热水供水、冷热水混合，满足所有的应用需求，简化了管路的设计和安装，方便了使用。

为了方便操作，选择图3中第一排第一个的阀心2位置为起始位置，通过逆时针和顺时针旋转进行功能区分，当阀心2顺时针旋转时，可以先通过全热水将水箱放空后再继续旋转进行补水，当阀心2逆时针旋转时，依次为全冷水、冷热水混合、全热水。当然阀心2也可以循环旋转并在阀盖上加设标识的方式进行操作。

实施例二：

为了进一步保证三个管接口两两相通时能够全开启，上述最小外圆弧弧长小于最大内圆弧及最大外圆弧对应的圆减去最大外圆弧所得圆弧的弧长，长密封面21弧长小于最大内圆弧及最大外圆弧对应的圆减去最大外圆弧所得圆弧的弧长，能够实现管口11和远端管口13的全开启连通。上述管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧弧长小于最小内圆弧弧长，短密封面23弧长小于最小内圆弧弧长，能够实现近端管口12分别与管口11及远端管口13的全开启连通，且避免了全开启连通和关闭之间可能的矛盾。当然这里所有的小于取等于时也能取的相同的效果。

与实施例一项比不同在于，本实施例的管接口和阀体1腔室的直径比为1比5，管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧弧长相等其对应阀芯2的圆心角都为23度，管接口之间的轴线夹角相同；因此最大内圆弧为157度大于最小外圆弧113度，最小内圆弧为67度大于管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧。因此，阀心2周边各部件允许的范围如下：长密封面21弧长对应阀心2的圆心角约为113～157度，即最小外圆弧到最大内圆弧之间；短密封面23弧长对应阀心2的圆心角约为23～67度，即管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧中的最大值到最小内圆弧之间；近凹槽24弧长和远凹槽22弧长对应阀心2的圆心角约为67～157度，即次大内圆弧和最大内圆弧之间。且远凹槽22、长密封面21两者之和大于180度，近凹槽24、长密封面21两者之和大于180度。

如图4所示，在本实施例中，具体的长密封面21弧长对应阀心2的圆心角为140度；短密封面23弧长对应阀心2的圆心角为52度；近凹槽24弧长和远凹槽22弧长对应阀心2的圆心角为84度，分别与长密封面23弧长之和为180度。

远端管口13与热水器水箱相连，近端管口12为冷水来水，管口11出水，如图5所示，从左至右第一排依次为关闭、全开启冷水、冷热水混合、全开启热水、冷热水混合、全开启热水器水箱补水，第二排依次是关闭、半开启热水器水箱补水、关闭、全开启热水、关闭、半开启冷水。

针对管接口之间不同的轴线夹角，不同的内径，都可以设计出与之相适应的阀心结构，其关键在于短密封面23、长密封片21、远凹槽22、近凹槽24所对应圆弧的大小及位置关系，与管接口管径、位置关系的匹配。而管接口的两两连通，三者互通和关闭都存在多种位置，也可以选择只满足每种功能的一个位置。

短密封面23的存在主要是为了在三者互通时，通过调节近端管口12的开启大小增强调温的目的，在某些情况下短密封面23弧长可以为0，即不设置短密封面23，其同样可以实现本实用新型的目的，但当长密封面21不能同时关闭两个管接口时，则必需设置短密封面23通过两个密封面分别封闭一个管接口实现阀门的关闭，如管接口轴线夹角都为120度时。

针对各个管接口不在同一水平高度时，只需将近凹槽24和远凹槽22高度设置的与之相适应即可。阀体1的腔室除了采用圆柱形以外也可以采用圆台形、圆锥等回转体，阀心2形状与之相适应。

各管接口的用途也可以根据具体应用进行连接。

Claims (9)

1.旋塞式三通阀，包括阀体(1)和安装在阀体(1)腔内的阀心(2)，阀体(1)上设置有管口(11)、近端管口(12)、远端管口(13)三个管接口；在阀体(1)的轴向俯视图上，管接口内壁在阀体(1)腔壁上的端点之间分别对应管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧，而相邻管接口的相邻端点之间对应阀体(1)的内圆弧，相邻管接口的相距最远端点之间对应阀体(1)的外圆弧；阀心(2)周边间隔设置有近凹槽(24)和远凹槽(22)，及远凹槽(22)和近凹槽(24)之间的长密封面(21)和短密封面(23)，远凹槽(22)和近凹槽(24)在阀心(2)内部相通形成连接通道，其特征在于：

随阀心(2)旋转，通过至少一个密封面封闭至少两个管接口；或通过任一密封面封闭近端管口(12)，通过连接通道连通管口(11)和远端管口(13)；或通过长密封面(21)封闭管口(11)或远端管口(13)，通过连接通道连通另两个管接口；或长密封面(21)位于管口(11)和远端管口(13)之间，短密封面(23)位于近端管口(12)附近，通过连接通道连通三个管接口。

2.如权利要求1所述的旋塞式三通阀，其特征在于：所述长密封面(21)弧长小于最大外圆弧弧长，大于管口圆弧弧长、远端管口圆弧弧长；所述短密封面(23)弧长大于或等于近端管口圆弧弧长，小于最小外圆弧弧长；所述长密封面(21)和远凹槽(22)弧长之和大于最大内圆弧与管口圆弧弧长之和，近凹槽(24)弧长大于次大内圆弧弧长。

3.如权利要求2所述的旋塞式三通阀，其特征在于：所述长密封面(21)与近凹槽(24)弧长之和大于最大内圆弧与远端管口圆弧弧长之和，远凹槽(22)弧长大于次大内圆弧弧长。

4.如权利要求3所述的旋塞式三通阀，其特征在于：长密封面(21)弧长大于近端管口圆弧弧长，小于与最大内圆弧对应的圆减去最大内圆弧所得圆弧的弧长。

5.如权利要求4所述的旋塞式三通阀，其特征在于：

短密封面(23)弧长大于或等于管口圆弧弧长，近凹槽(24)弧长小于或等于最大内圆弧弧长；

短密封面(23)弧长大于或等于远端管口圆弧弧长，远凹槽(22)弧长小于或等于最大内圆弧弧长；

长密封面(21)弧长大于或等于最小外圆弧弧长。

6.如权利要求5所述的旋塞式三通阀，其特征在于：

所述管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧弧长相等，其弧长对应阀芯(2)的圆心角都为47度；管口(11)和近端管口(12)之间的轴线夹角为90度，管口(11)和远端管口(13)之间的轴线夹角为180度；

所述长密封面(21)弧长对应阀心(2)的圆心角约为137～227度；

所述短密封面(23)弧长对应阀心(2)的圆心角47～137度；

所述近凹槽(24)弧长对应阀心(2)的圆心角约为43～133度；

所述远凹槽(22)弧长对应阀心(2)的圆心角约为43～133度；

且远凹槽(22)、长密封面(21)之和大于180度，近凹槽(24)、长密封面(21)之和大于180度。

7.如权利要求5所述的旋塞式三通阀，其特征在于：上述最小外圆弧弧长小于或等于最大内圆弧弧长及最大外圆弧对应的圆减去最大外圆弧所得圆弧的弧长，长密封面(21)弧长小于或等于最大内圆弧弧长及最大外圆弧对应的圆减去最大外圆弧所得圆弧的弧长。

8.如权利要求7所述的旋塞式三通阀，其特征在于：上述管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧弧长小于或等于最小内圆弧弧长，短密封面(23)弧长小于或等于最小内圆弧弧长。

9.如权利要求8所述的旋塞式三通阀，其特征在于：

所述管口圆弧、近端管口圆弧、远端管口圆弧弧长相等，其弧长对应阀芯(2)的圆心角都为23度；管口(11)和近端管口(12)之间的轴线夹角为90度，管口(11)和远端管口(13)之间的轴线夹角为180度；

所述长密封面(21)弧长对应阀心(2)的圆心角约为113～157度；

所述短密封面(23)弧长对应阀心(2)的圆心角约为23～67度；

所述近凹槽(24)弧长对应阀心(2)的圆心角约为67～157度；

所述远凹槽(22)弧长对应阀心(2)的圆心角约为67～157度；

且远凹槽(22)、长密封面(21)两者之和大于180度，近凹槽(24)、长密封面(21)两者之和大于180度。

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