CN208268473U - 换向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换向阀，其包括：阀体，所述阀体内部限定多个腔室，所述多个腔室分别与各自的端口联通；阀芯，所述阀芯具有阀芯主体和所述阀芯主体径向向外延伸的第一凸肩和第二凸肩；电磁致动器，所述电磁致动器位于所述阀芯一端或两端，所述阀芯在所述电磁致动器的驱动下能够在所述阀体内部移动，并通过所述第一凸肩和第二凸肩来控制所述多个腔室之间的联通或切断；其中，所述第一凸肩和所述第二凸肩的外侧面形成从所述第一凸肩和第二凸肩向所述阀芯主体倾斜的第一锥面或圆弧面。根据本实用新型的实施例的换向阀降低阀芯移动时所受的液动力,改变阀芯两端面所受的液压力，降低对于电磁致动器驱动能力的要求。

Description

换向阀

技术领域

本实用新型涉及流体控制阀领域，更具体地，本实用新型涉及一种换向阀。

背景技术

换向阀是常用的流体控制阀，通常用于控制流体的方向。图1示出了一种常见的换向阀，其两端设置了电磁致动器以驱动阀芯移动至不同的轴向位置而使得不同的腔室和端口联通或切断，从而实现控制流体的流动方向的目的。在换向阀换向工作过程中，电磁致动器需克服流体的液动力、阀芯端面液压力等来推动阀芯。在通径较大的换向阀中，如16通径换向阀中，如果想要电磁致动器直接推动阀芯换向，由于液动力较大，需采用能够提供较大推力的电磁致动器。

在常见的情况中，为了用输出力较小的电磁致动器驱动大通径换向阀，如16通径换向阀，采用了液压先导式换向阀，其包括电磁换向阀构成的先导阀及主阀。液压先导式换向阀结构相对较为复杂且体积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题；

根据一些特征，本实用新型的目的在于通过优化阀芯和阀体内部结构降低阀芯所需的驱动力；

根据一些特征，本实用新型的目的在于降低对电磁致动器输出力的要求，从而简化换向阀结构和/或降低换向阀成本。

根据一些本实用新型的一些实施例，提供了一种换向阀，其包括：

阀体，所述阀体内部限定多个腔室，所述多个腔室分别与各自的端口联通；

阀芯，所述阀芯具有阀芯主体和所述阀芯主体径向向外延伸的第一凸肩和第二凸肩；

电磁致动器，所述电磁致动器位于所述阀芯一端或两端，所述阀芯在所述电磁致动器的驱动下能够在所述阀体内部移动，并通过所述第一凸肩和第二凸肩来控制所述多个腔室之间的联通或切断；

其中，所述第一凸肩和所述第二凸肩的外侧面形成为从所述第一凸肩和第二凸肩向所述阀芯主体倾斜的第一锥面或圆弧面。

根据本实用新型的实施例的换向阀能降低阀芯移动时所受到流体液动力，增加阀芯端面所受液压力，降低对于电磁致动器驱动能力的要求。

附图说明

通过结合附图来阅读以下详细描述，本实用新型的原理将变得更显而易见，其中：

图1示出了根据实施例的电磁驱动换向阀的外形；

图2示出了根据实施例的电磁驱动换向阀的截面图；以及

图3示出了根据实施例的电磁驱动换向阀的局部放大图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其它的方位用语解释为限制性用语。

应当理解，在本文采用“外”例如“外侧”，“外端”或“向外”表示接近或朝向换向阀或阀芯两端，相反，“内”表示接近或朝向换向阀或阀芯中部。应当理解，尽管实施例中针对两端配置电磁致动器的换向阀来描述，但在备选实施例中，可仅提供阀芯一端处的电磁致动器。

首先参考图1和图2，分别示出了换向阀的外形和内部结构。换向阀包括阀体10,阀体10内部限定多个容腔21,22,23,24,25，多个容腔21,22,23,24,25分别与换向阀底部的多个端口31,32,33,34,35连通，多个端口31,32,33,34,35继而分别用于与外部管路连接。在一些实施例中，多个容腔分别可称为TA腔21，A腔22，P腔23，B腔24和TB腔25。在阀体10内部的多个容腔中设置有沿轴向布置的阀芯7，阀芯7的两端分别布置有电磁致动器11,12，电磁致动器11,12各自包括操作端部111，121以作用在阀芯7的端部73，74处，从而推动阀芯在换向阀的阀体10内部轴向移动。阀芯7具有阀芯主体70和从阀芯主体70径向向外延伸出的第一凸肩71和第二凸肩72，第一凸肩71和第二凸肩72间隔开。阀芯7还包括处于多个腔室两侧的弹簧腔41,42中的端部73,74。以阀芯7的一端为例，在阀芯7的端部73和第一凸肩71之间可具有向外渐扩的裙部75，裙部75的外侧与环形垫圈51的一侧相抵，而环形垫圈51的另一侧由弹簧腔41中的弹簧61支撑。阀芯7的端部可穿过环形垫圈51伸入弹簧腔41中以更接近电磁致动器11的操作端111。在电磁致动器11,12未得电时，阀芯7在复位弹簧61,62的作用下保持在如图2所示的平衡位置上。在该平衡位置上，以附图所示的“O”型中位机能为例，第一凸肩71和第二凸肩72分别位于A腔22和B腔24中，并且第一凸肩71和第二凸肩72的宽度横跨整个A腔22和B腔24，抑制A腔和B腔与其他腔室的连通。在其他形式的阀芯结构的情况下，阀芯也能以其他方式抑制A腔和B腔与其他腔室的连通。在电磁致动器被触发后，如第一电磁致动器11的操作端111推动阀芯7的端部73，使阀芯7向第二电磁致动器12移动。此时，第一凸肩71和第二凸肩72也向右移动，由此分别使得TA腔21与A腔22连通且P腔23与B腔24连通。相反地，在第二电磁致动器12运行时，其操作端121推动阀芯7的端部74，使阀芯7向第一电磁致动器11的方向移动。此时，第一凸肩71和第二凸肩72也向左移动，由此分别使得TB腔25与B腔24连通且P腔23与A腔22连通。由此通过有选择地使第一电磁致动器11或第二电磁致动器12运行，以实现关闭或开启换向阀并改变流体流动方向。

在第一电磁致动器11或第二电磁致动器12推动阀芯7时需克服相对的弹簧腔42,41中的复位弹簧反作用力和多个腔室中的流体流动所产生的液动力及阀芯端面的液压力等。在第一凸肩71和第二凸肩72移动至特定位置使得阀口打开到特定位置时，电磁致动器11，12所需要克服的反作用力达到最大值，而电磁致动器11,12需至少能提供大于该最大反作用力的推力才能推动阀芯7，以实现上文所介绍的换向阀的各种操作。随换向阀的通径增大，其中流体的液动力也相应增大，这导致需要配置能够提供更大推力的电磁致动器，增加了换向阀的体积和成本。而本申请目的在于通过优化阀芯7和阀体10的内部结构来改进流体流动路径，降低液动力，增加阀芯端面所受液压力，由此降低对于电磁致动器推力的要求。

如图3所示，在根据本实用新型的实施例中，以第一凸肩71为例，第一凸肩71的外侧面形成从第一凸肩71向阀芯主体70倾斜的第一锥面或圆弧面701。应当理解，尽管图示中形成为第一锥面，在备选实施例中，也可采用第一圆弧面，例如向腔内突出或向阀芯凹入的圆弧面。在图示的实施例中，第一锥面或圆弧面701从第一凸肩71的顶部，即h高度处向外渐缩倾斜延伸，在备选实施例中，第一锥面或圆弧面701也可从第一凸肩71的其他高度处向阀芯主体延伸，如从第一凸肩71的1/2h以上任何位置处向所述阀芯主体延伸，如图3中虚线所示。在一些实施例中，当形成第一锥面时，第一锥面具有第一斜度a。在一些实施例中，该第一斜度a的角度可大于45度，或者大于50度，或者大于60，或者大于70度，或者大于75度，或者大于80度，或在45至80度的范围中，或者在50至75度的范围中。在一些实施例中，阀芯7在第一锥面或圆弧面701外侧具有从阀芯主体70向外渐扩地延伸的第二锥面或圆弧面702。应当理解，尽管图示中形成为第二锥面，在备选实施例中，也可采用第二圆弧面，例如向腔内突出或向阀芯凹入的圆弧面。在一些实施例中，当形成第二锥面时，第二锥面可具有第二斜度b。在一些实施例中，该第二斜度b的角度可小于40度，或小于30度，或小于20度，或在10-40度的范围中，或在20-40度的范围中。在一些实施例中，第一锥面或圆弧面701和第二锥面或圆弧面702可邻接，而在一些实施例中，第一锥面或圆弧面701和第二锥面或圆弧面702可间隔开，并且第一锥面或圆弧面701和第二锥面或圆弧面702由平直过渡段或如图3所示的弧形过渡段703连接。第二锥面或圆弧面702外侧可形成平面止挡部704，平面止挡部704抵靠弹簧腔中的环形垫片51。阀芯的端部73穿过环形垫片51伸入弹簧腔41中，弹簧腔41中布置有作用于环形垫片的复位弹簧61。所提供的第一锥面和第二锥面各自提供改善的液动力性能，提供辅助电磁致动器的流体推力，降低了对于电磁制动器推力的要求。

另一方面，在一些实施例中，多个腔室中的最外侧腔室即TA腔21的外侧壁具有向外渐缩的平缓过渡面101'。在一些实施例中，平缓过渡面101'可如图所示地呈内锥面，或备选地呈圆弧面，例如向腔内突出或向阀体凹入。不同于常见的具有直角的外侧壁101(如图2所示或图3中虚线所示)，具有平缓过渡面101'的最外腔室外侧壁提供改善的液动力性能，改变了阀芯端面所受液压力，进一步降低对于电磁制动器推力的要求。

对于阀芯7的另一端而言，其可具有与图3所示端相同的结构，例如第二凸肩72可具有与第一凸肩71结构相同的第一坡面和第二坡面。但在备选实施例中，第二凸肩72处的第一坡面和第二坡面可具有不同的斜度。同样地，在阀体的另一端处，TB腔25的外侧壁也可具有向外渐缩的平缓过渡面，但其斜度和形状不必对称，其可根据实际情况优化设计。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (10)

1.一种换向阀，其包括：

阀体(10)，所述阀体(10)内部限定多个腔室(21,22,23,24,25)，所述多个腔室(21,22,23,24,25)分别与各自的端口联通；

阀芯(7)，所述阀芯(7)具有阀芯主体(70)和所述阀芯主体(70)径向向外延伸的第一凸肩(71)和第二凸肩(72)；

电磁致动器(11,12)，所述电磁致动器(11,12)位于所述阀芯(7)的至少一端处，所述阀芯(7)在所述电磁致动器(11,12)的驱动下能够在所述阀体(10)内部移动，并通过所述第一凸肩(71)和第二凸肩(72)来控制所述多个腔室(21,22,23,24,25)之间的联通或切断；

其特征在于，所述第一凸肩(71)和所述第二凸肩(72)的外侧面形成为从所述第一凸肩(71)和第二凸肩(72)向所述阀芯主体(70)倾斜的第一锥面或圆弧面(701)。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述第一锥面或圆弧面(701)从所述第一凸肩(71)或第二凸肩(72)的高度的50%以上位置处向所述阀芯主体(70)延伸。

3.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于，所述阀芯在所述第一锥面或圆弧面(701)外侧具有从所述阀芯主体(70)向外渐扩地延伸的第二锥面或圆弧面(702)。

4.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，当形成第二锥面时，所述第二锥面(702)的斜度小于40度。

5.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述第一锥面或圆弧面(701)和所述第二锥面或圆弧面(702)邻接。

6.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述第一锥面或圆弧面(701)和所述第二锥面或圆弧面(702)之间具有平直过渡段或弧形过渡段(703)。

7.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述第二锥面或圆弧面(702)外侧形成平面止挡部(704)，所述平面止挡部(704)抵靠弹簧腔(41)中的环形垫片(51)，所述阀芯的端部(73)穿过环形垫片(51)伸入所述弹簧腔(41)中，所述弹簧腔(41)中布置有作用于所述环形垫片的复位弹簧(61)。

8.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述多个腔室中的最外侧腔室的外侧壁具有向外渐缩的平缓过渡面(101')。

9.根据权利要求8所述的换向阀，其特征在于，所述平缓过渡面(101')呈锥面或圆弧面。

10.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述阀体依次限定TA腔，A腔，P腔，B腔以及TB腔，在平衡位置上，所述阀芯限制所述A腔和B腔与其他腔室之间的联通或切断。