CN210423800U - 三通阀及管路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三通阀及管路系统，该三通阀包括驱动元件、传动组件、壳体组件及调节组件，所述传动组件位于所述壳体组件内，并设置于所述驱动元件及调节组件之间，且所述驱动元件通过所述传动组件控制所述调节组件运转，所述传动组件包括齿轮及与齿轮配合传动的齿条，所述齿轮连接于所述驱动元件，所述齿条连接于所述调节组件，所述齿条及壳体组件中的一者开设有定位凹槽，另一者上设置有相对应的定位凸条，所述定位凹槽与定位凸条相互嵌设并导向所述齿条的伸缩运动。该三通阀能够减少齿条在非传动方向上的偏移，进而能够减少内部齿条与齿轮的磨损并延长三通阀的使用寿命。

Description

三通阀及管路系统

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，特别是涉及三通阀及管路系统。

背景技术

三通阀用于切换流体流向并广泛应用于流体介质的管路系统中。三通阀通常用齿轮及齿条相配合的传动方式将驱动元件的动力传输至阀杆上，以控制阀门开度。由于齿轮及齿条的配合方式会影响齿条在非传动方向上的偏移，会造成三通阀内传动部件的损伤，进而影响三通阀的使用寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种改进的三通阀及管路系统，该三通阀能够减少内部传动部件的损伤并延长三通阀的使用寿命。

一种三通阀，包括驱动元件、传动组件、壳体组件及调节组件，所述传动组件位于所述壳体组件内，并设置于所述驱动元件及调节组件之间，且所述驱动元件通过所述传动组件控制所述调节组件运转，所述传动组件包括齿轮及与齿轮配合传动的齿条，所述齿轮连接于所述驱动元件，所述齿条连接于所述调节组件，所述齿条及壳体组件中的一者开设有定位凹槽，另一者上设置有相对应的定位凸条，所述定位凹槽与定位凸条相互嵌设并导向所述齿条的伸缩运动。

进一步地，所述定位凹槽开设于所述齿条上，所述定位凸条设置于所述壳体组件上，所述壳体组件嵌设于所述齿条上。

进一步地，所述壳体组件包括第一壳体及第二壳体；

所述定位凸条包括第一定位凸条，所述第一壳体上设有第一定位凸条，所述第一壳体通过所述第一定位凸条嵌设于所述齿条上，所述齿条上对应为第一定位凹槽；及/或，

所述定位凸条包括第二定位凸条，所述第二壳体上设有第二定位凸条，所述第二壳体通过所述第二定位凸条嵌设于所述齿条上，所述齿条上对应为第二定位凹槽。

进一步地，所述驱动元件包括电机，所述电机连接于所述传动组件，所述壳体组件凸设有朝向电机的安装部，所述电机通过所述安装部限位于所述壳体组件内。

进一步地，所述电机包括连接电源的引线，第二壳体上开设有引线槽，所述引线通过所述引线槽安装在所述壳体组件上；或

所述第二壳体还包括安装板，所述电机通过所述安装板固定在第二盖体上，所述引线槽开设在所述安装板上。

进一步地，所述调节组件包括阀体及阀杆，所述阀体连接于所述壳体组件，所述阀杆的一端安装在所述阀体内，所述阀杆的另一端伸出所述阀体并与所述齿条相连；所述阀杆设有多个限位凸环，所述齿条相应开设有多个限位凹槽，所述齿条通过所述限位凸环在所述限位凹槽内的相互嵌设连接于所述阀杆。

进一步地，所述阀杆伸入所述阀体内的一端安装有密封件，所述阀体开设有第一阀口、第二阀口及第三阀口，所述阀体在临近第二阀口的位置设有第一定位部，所述阀体在临近第三阀口的位置设有第二定位部，所述密封件抵持所述第一定位部或所述第二定位部，并控制所述第一阀口与第二阀口及第三阀口之间的通断。

进一步地，所述阀杆上分别设有第一节流件与第二节流件，所述第一节流件设置于所述第一阀口与所述第二阀口之间并控制第二阀口的流量，所述第二节流件设置于所述第一阀口与所述第三阀口之间并控制第三阀口的流量。

进一步地，所述调节组件还包括阀盖，所述阀盖密封所述阀体并连接于所述壳体组件；所述阀体内还固定有定位件，所述定位件部分伸入所述阀盖并定位所述阀盖。

本实用新型还提供一种管路系统，所述管路系统包括如上述任意一项所述的三通阀。

本实用新型的三通阀通过在齿条及用于安装齿条的壳体组件上设置对应的定位凸条及定位凹槽以准确限定齿条的传动方向，从而减少齿条在非传动方向上的偏移，进而能够减少内部齿条与齿轮的磨损，延长三通阀的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式中三通阀的结构示意图；

图2为图1所示的三通阀的分解示意图；

图3为图1所示的三通阀的剖视示意图；

图4为图1所示的驱动元件的结构示意图；

图5为图1所示的三通阀省略部分结构后的结构示意图；

图6为图1所示的壳体组件的分解示意图；

图7为图1所示的安装板的结构示意图；

图8为图1所示的调节组件的结构示意图；

图9为图8所示的调节组件的剖视示意图；

图10为图1所示的阀杆、阀盖及定位件的结构示意图；

图11为图10所示的阀杆的结构示意图；

图12为图10所示的阀盖的结构示意图；

图13为图10所示的定位件的结构示意图；

图14为图1所示的调节组件与齿条省略部分结构后的分解示意图；

图15为图1所示的壳体组件与齿条的分解示意图；

图16为图1所示的壳体组件与齿条另一视角的分解示意图。

主要元件符号说明

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1至图3，图1为本实用新型一实施方式中三通阀100的结构示意图；图2为图1所示的三通阀100的分解示意图；图3为图1所示的三通阀100的剖视示意图；本实用新型提供一种三通阀100，该三通阀100用于控制汽车电池热管理的管路系统中流体的流向。

当然，该三通阀100不仅可以应用于汽车电池热管理的管路系统中，还可以用于其他领域的管路中，例如水暖式空调的管路系统中，且三通阀100所控制的流体也不仅是水，也可以是其他类型的流体，例如油状流体。

三通阀100包括驱动元件10、传动组件20、壳体组件30及调节组件40，驱动元件10及传动组件20安装在壳体组件30内，驱动元件10通过传动组件20与调节组件40相连并通过传动组件20驱动调节组件40控制阀门的启闭。

请一并参阅图4，图4为图1所示的驱动元件10的结构示意图。驱动元件10包括电机11、引线12及输出轴13，电机11安装在壳体组件30内并通过引线12与外部电源相连，电机11通过输出轴13将动力传输至传动组件20。电机11可以采用步进电机、伺服电机等，只要能够将足够的动力输出并通过输出轴13传输至传动组件20即可。

请一并参阅图5，图5为图1所示的三通阀100省略部分结构后的结构示意图。传动组件20包括齿轮21及齿条22，其中，齿轮21包括蜗轮、蜗杆及直齿轮。蜗杆固定穿设在电机11的输出轴13固上，并蜗轮相互啮合，蜗轮的另一端与直齿轮相固定，直齿轮与齿条22相互啮合，电机11输出轴13将动力传输至蜗杆，蜗杆通过蜗轮及直齿轮带动齿条22朝向阀体41的方向进行伸缩运动。

其中，直齿轮可以设置为多级直齿轮相互啮合的方式传动，以提高传动的精确度。在本实施例中，齿轮21为三级齿轮传输，能够有效地提供传输动力至调节组件40上。

电机11将动力输送至输出轴13，输出轴13通过齿轮21及齿条22相互啮合的传动方式带动调节组件40中的部件朝向阀体41的方向做伸缩运动。

请一并参阅图6，图6为图1所示的壳体组件30的分解示意图。壳体组件30包括第一壳体31及第二壳体32，第一壳体31及第二壳体32所围设的容置腔截面大致呈“L”，第一壳体31及第二壳体32之间设有异形的密封圈(未标号)且通过多个螺钉固定，以加强壳体组件30之间的密封性。

在其中一个实施例中，第二壳体32的内侧面还设有多个用于定位电机11的安装部321，安装部321朝向电机11的方向凸设，且与电机11的外侧面相抵持，安装部321用以固定电机11的安装位置，以防止电机11在第二壳体32内晃动。第一壳体31上对应设有与安装部321向适应的多个凸部(未标号)，该凸部与安装部321相互扣合用以固定电机11。

请一并参阅图7，图7为图1所示的安装板322的结构示意图。

在其中一个实施例中，第二壳体32还包括安装板322，安装板322用以固定电机11，固定方式采用螺钉固定，安装板322与电机11固定后，再通过胶固等方式安装于壳体组件30内。安装板322的截面大致呈“L”形，安装板322的第一侧面3221与第二侧面3222通过90°或其他角度折弯形成一个折弯空间(未标号)，电机11安装于这个折弯空间中，其中，第一侧面3221通过螺钉与电机11相互固定，第二侧面3222固定安装于第二壳体32的底面，并与第二壳体32的安装部321相抵靠。

在其中一个实施例中，安装板322的第二侧面3222开设有引线槽3223，引线槽3223用以容置电机11引线12，引线12通过嵌设在引线槽3223内的方式使得引线12在第二壳体32的安装位置相对固定，从而避免引线12在第二盖体内随意翘曲弯折的问题。当第一盖体及第二盖体相互固定时，通过安装板322及引线槽3223的设置，电机11及引线12在壳体组件30内的位置相对固定，电机11不会随意晃动，引线12无翘曲风险。

当然，若电机11直接安装在第二壳体32内，则引线槽3223也可以直接开设在第二壳体32底部。

请一并参阅图8至图9，图8为图1所示的调节组件40的结构示意图；图9为图8所示的调节组件40的剖视示意图。调节组件40包括阀体41及阀杆42，阀体41内安装有阀杆42，阀杆42能够相对阀体41移动，调节组件40通过阀体41与阀杆42的相互配合来控制流体在阀体41内的流向。

阀体41大致呈中空的筒状结构，并在阀体41上设有第一连接部、第二连接部及第三连接部，第一连接部、第二连接部及第三连接部分别开设有第一阀口411、第二阀口412及第三阀口413，且第一阀口411、第二阀口412及第三阀口413相互连通并形成阀体41的内部腔体。

在本实施例中，阀体41的第一连接部、第二连接部及第三连接部为一体结构，减少阀体出现泄露的问题。

请一并参阅图10至图11，图10为图1所示的阀杆42、阀盖43及定位件44的结构示意图；图11为图10所示的阀杆42的结构示意图。

阀杆42大致呈杆状，阀杆42的一端安装于阀体41内，另一端伸出阀体41并与齿条22相连，并由齿条22带动阀杆42做直线往复运动，阀杆42与阀体41相配合控制第一阀口411与第二阀口412及第三阀口413之间的通断。

阀杆42伸入阀体41内的一端安装有密封件421，密封件421大致呈圆柱状，密封件421用以密封第二阀口412或第三阀口413。

阀体41内靠近第二阀口412的位置设有第一定位部414，阀体41内靠近第三阀口413的位置设有第二定位部415，第一定位部414及第二定位部415均为阀体41内壁沿中心轴线416径向收缩而形成的凸环，第一定位部414及第二定位部415用以与密封件421抵持并定位密封件421在阀体41内位置。

密封件421在阀杆42的带动下具有与第一定位部414相互抵持的第一密封状态及与第二定位部415相互抵持的第二密封状态，密封件421在第一密封状态下，三通阀100内的流体通过第一阀口411进入阀体41并从第三阀口413流出阀体41；密封件421在第二密封状态下，三通阀100内的流体通过第一阀口411进入阀体41并从第二阀口412流出阀体41。

请一并参阅图12，图12为图10所示的阀盖43的结构示意图。调节组件40还包括阀盖43，用以穿设阀杆42并密封阀体41，阀盖43固定安装在阀体41与第一壳体31及第二壳体32之间。阀盖43与阀体41相连接的位置处还设置有密封圈(未标号)，以使阀体41与阀盖43装配密封。

如图12所示，阀盖43上设有容置阀杆42的通孔(未标号)，通孔内壁与阀杆42之间设有多个密封圈(未标号)，多个密封圈层叠设置并通过垫片(未标号)相互隔开，以防止流体通过阀盖43通孔处的间隙泄漏至外部。多个密封圈能进一步加强阀盖43与阀杆42连接处的密封性。

请一并参阅图13，图13为图10所示的定位件44的结构示意图。阀盖43通过螺钉固定在阀体41上，为了防止阀盖43相对于阀体41转动，在阀体41靠近第二连接部的一端内嵌有定位件44，定位件44部分伸入阀盖43内并限制阀盖43的转动。

如图9及图13所示，定位件44大致呈中空的筒状结构，与阀体41内壁贴紧并相互固定，定位件44朝向第一出水口的位置对应开设通孔以使第一阀口411及出水阀口相互连通。在本实施例中，用于定位密封件421的第一定位部414设置在定位件44上。

阀盖43朝向阀体41的一面还开设有多个定位卡槽431，定位件44对应凸设有多个朝向阀盖43的定位凸部441，且定位凸部441分别卡入阀盖43的定位卡槽431内，以限制阀盖43与阀体41相对转动。

如图10及图11所示，阀杆42伸入阀体41的一端还固定安装有第一节流件422及第二节流件423，且第一节流件422设置在密封件421上靠近第二阀口412的一端，第二节流件423设置在密封件421上靠近第三阀口413的一端，第一节流件422用以控制第二阀口412的流量，第二节流件423用以控制第三阀口413的流量。

由于阀体41内的靠近第二阀口412的位置内嵌有定位件44，使得流体从第一阀口411流入并通过第二阀口412流出的腔体变小，因此，通过设置形状大小不一致的第一节流件422及第二节流件423以使流体从第一阀口411流向第二阀口412的流量与从第一阀口411流向第三阀口413的流量一致。

在其中一个实施例中，第一节流件422及第二节流件423包括多个带有弧度的节流片，节流片间隔设置在密封件421上，其中，第一节流件422设置于第一阀口411与第二阀口412之间，第二节流件423设置于第一阀口411与第三阀口413之间。

在其中一个实施例中，第一节流件422上设有两个第一节流片，第二节流件423上设有四个第二节流片，且第一节流片面积总和比第二节流片面积总和小，由此，可以控制流体从第二阀口412及第三阀口413的流量流出的流量一致。第一节流件422及第二节流件423通过设置不同大小的节流片来控制第二阀口412及第三阀口413的流量。

在本实施例中，第一节流件422及第二节流件423均设有片状结构的节流片，可以理解，在其他实施例中，第一节流件422及第二节流件423可以设置为其他结构的节流件，例如节流块，只要能实现控制第一阀口411与第二阀口412及第三阀口413之间的流量即可。

请一并参阅图14，图14为图1所示的调节组件40与齿条22省略部分结构后的分解示意图。齿条22连接于调节组件40中的阀杆42，阀杆42设有多个限位凸环424，齿条22相应开设有多个限位凹槽223，齿条22通过限位凸环424在限位凹槽223内的相互嵌设连接于阀杆42。

为了减少齿条22在其他非传动方向上的受力，并使齿条22稳定传输动力，齿条22及壳体组件30中的其中一者开设有定位凹槽，另一者上设置有相对应的定位凸条，定位凹槽与定位凸条相互嵌设并导向齿条22的伸缩运动。

在其中一个实施例中，定位凹槽开设于所述齿条上，定位凸条设置于壳体组件30上，壳体组件30嵌设于齿条22上。

请一并参阅图15至图16，图15为图1所示的壳体组件30与齿条22的分解示意图；图16为图1所示的壳体组件30与齿条22另一视角的分解示意图。

定位凸条包括第一定位凸条311及第二定位凸条323；定位凹槽包括第一定位凹槽221与第二定位凹槽222。

在其中一个实施例中，齿条22大致呈方块状，齿条22的第一端面(未标号)为朝向齿轮21的一面，第一端面设有与齿轮21相啮合的多个齿牙，与第一端面相邻且相对的两个侧面分别开设有第一定位凹槽221及第二定位凹槽222，对应地，第一壳体31及第二壳体32底面分别设有与第一定位凹槽221及第二定位凹槽222相抵接的第一定位凸条311及第二定位凸条323。第一定位凸条311及第二定位凸条323分与第一定位凹槽221及第二定位凹槽222分别相互嵌设，且第一定位凸条311及第二定位凸条323的侧壁分别抵接第一定位凹槽221及第二定位凹槽222的内壁。通过第一定位凸条311与定位凹槽及第二定位凸条323与第二定位凹槽222的相互卡合作用，使得齿条22在齿轮21的带动下，齿条22能够避免向除了传动方向以外的方向偏移，并减小齿条22自身的磨损与形变。齿条22仅沿传动方向进行往复伸缩运动，其中传动方向为图3中的竖直方向。

若壳体组件30同时设置第一定位凸条311及第二定位凸条323，并在对应齿条22上同时设置第一定位凹槽221及第二定位凹槽222，使得齿条22能够更加稳定地传输动力。

当然，壳体组件30上仅设置一个第一定位凸条311或第二定位凸条323，若齿条22上仅设置一个第一定位凹槽221或第二定位凹槽222，对应的，壳体组件30与齿条22相互嵌设，也能实现定位齿条22的目的。

下面阐释三通阀100的具体工作过程：

电机11接通电源后，电机11可以通过输出正反向的电流来控制齿轮21的正向运转或反向运转，齿轮21带动齿条22沿传动方向进行伸缩运动，从而带动阀杆42在阀体41内沿传动方向移动，阀杆42上的密封件421与阀体41相对位置能够控制第一阀口411与第二阀口412及第三阀口413之间通断，由此，三通阀100实现对流体通断的控制，并实现三通阀100在管路系统中的换向过程。

本实用新型的三通阀100通过在齿条22及用于安装齿条22的壳体组件30上设置对应的定位凸条及定位凹槽以准确限定齿条22的传动方向，从而减少齿条22在非传动方向上的偏移，进而能够减少内部齿条22与齿轮21的磨损，延长三通阀100的使用寿命。

本实用新型还提供一种管路系统，管路系统包括如上述的三通阀100。该管路系统通常应用于汽车热管理中的电池冷却设备上。当然，该管路系统也可以应用于其他设备中，例如水暖式空调设备中，只要设备中的流体需要实现流体换向控制且管路数量一致的均可使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三通阀，包括驱动元件、传动组件、壳体组件及调节组件，所述传动组件位于所述壳体组件内，并设置于所述驱动元件及调节组件之间，且所述驱动元件通过所述传动组件控制所述调节组件运转，所述传动组件包括齿轮及与齿轮配合传动的齿条，所述齿轮连接于所述驱动元件，所述齿条连接于所述调节组件，其特征在于，所述齿条及壳体组件中的一者开设有定位凹槽，另一者上设置有相对应的定位凸条，所述定位凹槽与定位凸条相互嵌设并导向所述齿条的伸缩运动。

2.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，所述定位凹槽开设于所述齿条上，所述定位凸条设置于所述壳体组件上，所述壳体组件嵌设于所述齿条上。

3.根据权利要求2所述的三通阀，其特征在于，所述壳体组件包括第一壳体及第二壳体；

所述定位凸条包括第一定位凸条，所述第一壳体上设有第一定位凸条，所述第一壳体通过所述第一定位凸条嵌设于所述齿条上，所述齿条上对应为第一定位凹槽；及/或，

所述定位凸条包括第二定位凸条，所述第二壳体上设有第二定位凸条，所述第二壳体通过所述第二定位凸条嵌设于所述齿条上，所述齿条上对应为第二定位凹槽。

4.根据权利要求2所述的三通阀，其特征在于，所述驱动元件包括电机，所述电机连接于所述传动组件，所述壳体组件凸设有朝向电机的安装部，所述电机通过所述安装部限位于所述壳体组件内。

5.根据权利要求4所述的三通阀，其特征在于，所述电机包括连接电源的引线，第二壳体上开设有引线槽，所述引线通过所述引线槽安装在所述壳体组件上；或

所述第二壳体还包括安装板，所述电机通过所述安装板固定在第二盖体上，所述引线槽开设在所述安装板上。

6.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，所述调节组件包括阀体及阀杆，所述阀体连接于所述壳体组件，所述阀杆的一端安装在所述阀体内，所述阀杆的另一端伸出所述阀体并与所述齿条相连；所述阀杆设有多个限位凸环，所述齿条相应开设有多个限位凹槽，所述齿条通过所述限位凸环在所述限位凹槽内的相互嵌设连接于所述阀杆。

7.根据权利要求6所述的三通阀，其特征在于，所述阀杆伸入所述阀体内的一端安装有密封件，所述阀体开设有第一阀口、第二阀口及第三阀口，所述阀体在临近第二阀口的位置设有第一定位部，所述阀体在临近第三阀口的位置设有第二定位部，所述密封件抵持所述第一定位部或所述第二定位部，并控制所述第一阀口与第二阀口及第三阀口之间的通断。

8.根据权利要求7所述的三通阀，其特征在于，所述阀杆上分别设有第一节流件与第二节流件，所述第一节流件设置于所述第一阀口与所述第二阀口之间并控制第二阀口的流量，所述第二节流件设置于所述第一阀口与所述第三阀口之间并控制第三阀口的流量。

9.根据权利要求6所述的三通阀，其特征在于，所述调节组件还包括阀盖，所述阀盖密封所述阀体并连接于所述壳体组件；所述阀体内还固定有定位件，所述定位件部分伸入所述阀盖并定位所述阀盖。

10.一种管路系统，其特征在于，所述管路系统包括如权利要求1-9任意一项所述的三通阀。

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