CN205118337U - 三通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三通阀，包括：阀座，其具有球形内腔和与球形内腔连通的第一通道、第二通道、第三通道，其中第一通道和第三通道的轴线均与第二通道的轴线垂直设置；第二通道和第三通道的轴线经过球形内腔的球心；第一通道的轴线与球形内腔的球心之间有预定距离；和球形阀芯，活动地设置在球形内腔中，其内部形成有T型通道，球形阀芯配置成受控地转动，以利用T型通道使第一通道、第二通道、第三通道中的至少两个导通或者断开第一通道、第二通道和第三通道之间的通路。本实用新型提供了一种结构新颖的三通阀，整体结构简单紧凑，通过旋转阀芯可实现任意两个通道连通、三个通道同时连通、以及任意两通道均不连通。

Description

三通阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，特别是涉及一种三通阀。

背景技术

三通阀作为各管道的连接中枢，应用范围十分广泛。例如应用于热泵热水器中。目前，现有的三通阀通常包括一个阀座和位于阀座内的阀芯，阀体上设有三个端口，其中两个为进水口，一个为出水口，从两个进水口流入的水混合后从出水口流出。然而，现有技术中的三通阀的端口不能实现两两相通，使其应用场所受到较大的限制。

实用新型内容

本实用新型的一个目的旨在克服现有的三通阀的至少一个缺陷，提供一种结构简单的三通阀，可实现任意两个端口连通。

本实用新型的进一步的目的是使三通阀处于“两进一出”的工作模式时，可精确控制混水后的温度和流量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种三通阀，包括：

阀座，其具有球形内腔和与所述球形内腔连通的第一通道、第二通道、第三通道，其中所述第一通道和所述第三通道的轴线均与所述第二通道的轴线垂直设置；所述第二通道和所述第三通道的轴线经过所述球形内腔的球心，所述第一通道的轴线与所述球形内腔的球心之间有预定距离；和

球形阀芯，活动地设置在所述球形内腔中，其内部形成有T型通道，所述球形阀芯配置成受控地转动，以利用所述T型通道使所述第一通道、第二通道、第三通道中的至少两个导通或者断开所述第一通道、第二通道和第三通道之间的通路。

可选地，所述预定距离小于所述第一通道的半径。

可选地，所述第一通道的半径小于所述第二通道和所述第三通道的半径。

可选地，所述球形阀芯的T型通道的三个端口的直径均相同。

可选地，所述第一通道的直径大于或等于所述T型通道的端口的直径。

可选地，所述第二通道的邻近所述球形阀芯的端面与所述第一通道的轴线之间的间距大于所述球形阀芯的半径。

可选地，所述第一通道、第二通道、第三通道的与所述球形阀芯邻近的端面处分别设置一密封圈。

可选地，所述三通阀还包括：

电机，配置成驱动所述球形阀芯在所述球形内腔中转动。

本实用新型提供了一种结构新颖的三通阀，整体结构简单紧凑，通过旋转阀芯可实现任意两个通道连通、三个通道同时连通、以及任意两通道均不连通。

进一步地，本实用新型的三通阀通过使第二通道和第三通道的轴线经过球形内腔的球心、第一通道的轴线与球形内腔的球心之间有预定距离，以及第一通道的半径小于第二通道和第三通道的半径，可在其处于“两进一出”的工作模式(即三个通道同时连通)时，可在保持第二通道进水量不变的情况下，调节第一通道的进水量，从而可根据两个进水的温度和流量精确控制混水后第三通道的出水温度和流量。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的三通阀的示意性结构图；

图2是图1所示三通阀的阀座的示意性剖视图；

图3是图1所示三通阀的示意性剖视图，其中三通阀的第一通道和第二通道导通；

图4是图1所示三通阀的示意性剖视图，其中三通阀的第一通道、第二通道和第三通道同时导通；

图5是图1所示三通阀的示意性剖视图，其中三通阀的第二通道和第三通道导通；

图6是图1所示三通阀的示意性剖视图，其中三通阀的第一通道和第三通道导通；

图7是根据本实用新型一个实施例的三通阀应用于热水器的示意性原理图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的三通阀100的示意性结构图。如图1所示，本实用新型的三通阀100可包括阀座10。阀座10上设置有三个接头(或者也可称为端口)101、102、103，用于分别与不同的管路连接。接头101、102、103的外侧端部(即远离通道的端部)内径可相同，均为标准尺寸，以便于与标准管路连接。

图2是图1所示三通阀100的阀座10的示意性剖视图。如图2所示，阀座10具有球形内腔14和与球形内腔14连通的第一通道11、第二通道12、第三通道13。第一通道11、第二通道12、第三通道13在远离球形内腔14的端面处分别与三个接头101、102、103相连。第一通道11、第二通道12、第三通道13的截面可均为圆形，即第一通道11、第二通道12、第三通道13均为圆柱形管路。通常，第一通道11、第二通道12、第三通道13的轴线处于同一平面内。

特别地，第一通道11和第三通道13的轴线均与第二通道12的轴线垂直设置；第二通道12和第三通道13的轴线经过球形内腔14的球心；第一通道11的轴线与球形内腔14的球心之间有预定距离，即第一通道11的轴线与第三通道13的轴线之间有预定距离。换句话说，第一通道11的轴线与第三通道13的轴线平行，且不经过球形内腔14的球心。

参见图3-图6，三通阀100还包括球形阀芯20，活动地设置在球形内腔14中，其内部形成有T型通道21。球形阀芯20配置成受控地转动，以利用T型通道21使第一通道11、第二通道12、第三通道13中的至少两个导通或者同时断开第一通道11、第二通道12和第三通道13之间的通路。即，随着球形阀芯20的转动，可使：T型通道21中的至少两个端口分别与第一通道11、第二通道12、第三通道13中的至少两个连通；或者T型通道21中至多一个端口与第一通道11或第二通道12或第三通道13连通。

第一通道11的轴线与球形内腔14的球心之间的预定距离可小于第一通道11的半径，以使T形通道21在与第三通道13连通时，也能够与第一通道11连通，从而实现第一通道11与第三通道13连通，或第一通道11、第二通道12、第三通道13同时连通。

T型通道21可包括横向通道和纵向通道。横向通道和纵向通道的截面均为圆形。其中，横向通道贯穿球形阀芯20两侧球面，且横向通道的轴线经过球形阀芯20的球心。纵向通道自横向通道的中部沿垂直于横向通道的方向延伸贯穿球形阀芯20相应球面，且纵向通道的轴线也经过球形阀芯20的球心。本领域技术人员可以理解，T型通道21的横向通道的轴线和纵向通道的轴线优选与阀座10的三个通道的轴线共面设置。球形阀芯20在球形内腔14中转动的过程中，T型通道21的横向通道的轴线和纵向通道的轴线可始终与阀座10的三个通道的轴线共面。

第一通道11、第二通道12、第三通道13的与球形阀芯20邻近的端面处分别设置一密封圈30，以保证阀座10的通道与阀芯之间密封连接，防止流体泄漏。参见图1，三通阀100还可包括电机40，配置成驱动球形阀芯20在球形内腔14中转动。电机40优选为步进电机，受控地驱动球形阀芯20在球形内腔14中转动，以使T型通道21在转动的过程中实现任意两个通道连通、三个通道同时连通或者三个通道均不连通，并且精确调节球形阀芯20的转动角度，以更加精确地调节三个通道的流量。

在一些实施例中，球形阀芯20的T型通道21的三个端口的直径均相同。即T型通道21的横向通道与纵向通道的直径均相同。在一些实施例中，第一通道11的半径小于第二通道12和第三通道13的半径。也就是说，第一通道11的横截面积小于第二通道12和第三通道13的横截面积。第一通道11的直径可大于或等于T型通道21的端口的直径。如图4所示，这样，当球形阀芯20旋转时，在T型通道21将三个通道同时连通时，可在保持第二通道12有效面积(即第二通道12的横截面与T型通道21相应端口的横截面的重合面积)和第三通道13的有效面积不变的情况下，通过转动球形阀芯20而调节第一通道11的有效面积。这样，当第一通道11与冷水连通，第二通道12与热水连通，第三通道13与出水连通时，可根据两个进水的温度和流量精确控制混水后第三通道13的出水温度和流量。

第二通道12和第三通道13的半径可相同。在一些实施例中，也可使第二通道12的半径小于第三通道13的半径。

特别地，第二通道12的邻近球形阀芯20的端面与第一通道11的轴线之间的间距大于球形阀芯20的半径。这样，如图3所示，当T型通道21的两个端口分别与第一通道11和第二通道12连通时，可在保持第二通道12有效面积不变的情况下，通过转动球形阀芯20而调节第一通道11的有效面积。这样，当第一通道11与进水连通，第二通道12与出水连通时，可通过调节第一通道11的有效面积从而增大或减小第一通道11的进水流量。

图7是根据本实用新型一个实施例的三通阀100应用于热水器的示意性原理图。如图7所示，该热水器可包括进水总管300，出水总管400，热泵加热系统200，储水箱500，以及三通阀100。热泵加热系统200具有热交换器210，热交换器210配置成利用进入其内的制冷剂对流入其中的水进行加热。三通阀100的三个通道11、12、13分别与热交换器210的出水口、储水箱500的出水口和出水总管400的进口连通。三通阀100通过改变水流方向和/或水流流量大小，使该热水器具有多种工作过程，以实现多种功能。

下面，结合图3至图6说明具有上文所述结构的热水器的工作过程。

在本实用新型的一些实施例中，在储水箱500处于缺水状态且热水器不向外供水时，来自进水总管300的水经由热泵加热系统200加热后向储水箱500供水。此时，如图3所示，三通阀100的第一通道11与第二通道12导通，热泵加热系统200开启对来自进水总管300的水进行加热，并经由三通阀100的第一通道11与第二通道12流入储水箱500中。

在储水箱500处于满水状态下热水器向外供水时，如果储水箱500内的水温满足出水温度，则由储水箱500单独向外供水。如图5所示，此时，三通阀100的第二通道12与第三通道13导通。在储水箱500单独向外供水的过程中，可通过三通阀100调节第二通道12的有效面积，从而调节水流大小。

在储水箱500处于满水状态下热水器向外供水时，如果储水箱500内的水温稍低(即稍低于出水温度)，则可开启热泵加热系统200，使经热泵加热系统200加热后的水与储水箱500内的水一同向外供水。此时，如图4所示，三通阀100的第一通道11、第二通道12与第三通道13同时导通。在向外供水的过程中，可以依据出水总管400的出水口的水温以及第一通道11、第二通道12的进水水温，利用电机40带动球形阀芯20转动，调节第一通道11的有效面积，使得出水口的水温保持恒定。

在储水箱500处于缺水状态且热水器向外供水时，可将来自进水总管300的水经由热泵加热系统200加热后直接向外供水。此时，如图6所示，三通阀100的第一通道11与第三通道13导通，热泵加热系统200开启对来自进水总管300的水进行加热，并经由三通阀100的第一通道11与第三通道13流入出水总管400中向外供水。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种三通阀，其特征在于，包括：

阀座，其具有球形内腔和与所述球形内腔连通的第一通道、第二通道、第三通道，其中所述第一通道和所述第三通道的轴线均与所述第二通道的轴线垂直设置；所述第二通道和所述第三通道的轴线经过所述球形内腔的球心，所述第一通道的轴线与所述球形内腔的球心之间有预定距离；和

球形阀芯，活动地设置在所述球形内腔中，其内部形成有T型通道，所述球形阀芯配置成受控地转动，以利用所述T型通道使所述第一通道、第二通道、第三通道中的至少两个导通或者断开所述第一通道、第二通道和第三通道之间的通路。

2.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述预定距离小于所述第一通道的半径。

3.根据权利要求2所述的三通阀，其特征在于，

所述第一通道的半径小于所述第二通道和所述第三通道的半径。

4.根据权利要求3所述的三通阀，其特征在于，

所述球形阀芯的T型通道的三个端口的直径均相同。

5.根据权利要求4所述的三通阀，其特征在于，

所述第一通道的直径大于或等于所述T型通道的端口的直径。

6.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述第二通道的邻近所述球形阀芯的端面与所述第一通道的轴线之间的间距大于所述球形阀芯的半径。

7.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述第一通道、第二通道、第三通道的与所述球形阀芯邻近的端面处分别设置一密封圈。

8.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，还包括：

电机，配置成驱动所述球形阀芯在所述球形内腔中转动。