CN216843301U - 一种控制阀 - Google Patents

Abstract

本申请的一种控制阀，控制阀包括阀芯、盖体，以及与阀芯套接的阀体，盖体和阀体连接，控制阀包括：第一腔室，由阀芯与阀体密封形成；第二腔室，由阀芯与盖体密封形成，第一腔室与第二腔室之间通过透气孔连通；进气孔，设置在阀体上，通过进气孔使气瓶内的气体进入到第一腔室中，并通过透气孔进入到第二腔室中；通过第一腔室与第二腔室之间的压强差使阀芯在阀体内滑动。本申请的控制阀，当第一腔室与第二腔室之间没有压强差时，阀芯停止滑动，此时控制阀内气体压强维持稳定，从而能够精确的控制排出的气体压强。

Description

一种控制阀

技术领域

本申请涉及家电领域，特别是涉及一种控制阀。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，气泡水成为人们日常生活所常用的饮品。气泡水是由二氧化碳与水混合制得的，呈弱酸性的气泡水具有胃活性的功能。

在制作气泡水时，需要将二氧化碳泵入到水中，在这个过程中，若二氧化碳压强不足，则会减小二氧化碳在水中的溶解度，影响气泡水的口感；若二氧化碳压强过大，多余的二氧化碳气体溶解不到水中，造成浪费，严重时容器会发生变形爆炸的危险。

现有技术中，为了解决上述问题，如中国专利CN214118989U的一种稳压阀芯，通过阀孔的孔径限制二氧化碳流出的流量，从而控制二氧化碳每次输出的压力值基本相同，达到稳定输出的效果。但由于是通过阀孔的孔径来限制二氧化碳的流量，因此也存在着控制流量不精确，改变流量大小困难的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种控制阀，通过阀芯在阀体间的滑动使控制阀内的气体压强为恒定值，以此来精确的控制气体压强，保障气体在液体中的溶解度。

本申请一种控制阀，所述控制阀包括阀芯、盖体，以及与所述阀芯套接的阀体，所述盖体和所述阀体连接，所述控制阀包括：

第一腔室，由所述阀芯与所述阀体密封形成；

第二腔室，由所述阀芯与所述盖体密封形成，所述第一腔室与所述第二腔室之间通过透气孔连通；

进气孔，设置在所述阀体上，通过所述进气孔使气瓶内的气体进入到所述第一腔室中，并通过所述透气孔进入到所述第二腔室中；

通过所述第一腔室与所述第二腔室之间的压强差使所述阀芯在阀体内滑动；

所述阀体与所述阀芯之间设置有弹性装置，所述弹性装置用以改变所述阀芯的滑动速度。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，阀芯包括存储装置和滑杆装置，所述存储装置和所述滑杆装置通过透气孔连接。

可选的，所述存储装置内设置所述第二腔室，所述第二腔室的横截面为圆形。

可选的，所述阀体上设置有滑行通道，所述滑行通道与所述滑杆装置相配合，减小所述阀芯与所述阀体之间的摩擦力。

可选的，所述存储装置上设置有抵接部，所述弹性装置与所述抵接部之间相互接触。

可选的，所述滑杆装置的中心与所述存储装置的中心相重合。

可选的，所述阀体上设置有第一限位槽，所述滑行通道为圆柱形，所述第一限位槽为与所述滑行通道同心设置的圆柱形。

可选的，所述弹性装置为弹簧。

可选的，所述控制阀上设置有密封塞，所述密封塞的直径大于等于所述进气孔的直径。

可选的，所述密封塞的中心位置与所述进气孔的中心位置相照应。

本申请的控制阀，当第一腔室与第二腔室之间没有压强差时，阀芯停止滑动，此时控制阀内气体压强维持稳定，从而能够精确的控制排出的气体压强。

附图说明

图1为本申请一实施例中气泡水机的整体结构示意图；

图2为控制阀内没有气体时的结构示意图；

图3为控制阀内充气时的结构示意图；

图4为控制阀与开关组件的整体结构示意图。

图中附图标记说明如下：

100、控制阀；

200、储气装置；

300、阀芯；301、存储装置；302、滑杆装置；303、抵接部；

400、盖体；401、止退机构；402、限位部；

500、阀体；501、第一腔室；502、第二腔室；503、透气孔；504、进气孔； 505、滑行通道；506、第一限位槽；507、第一泄压孔；508、第二限位槽；509、伸缩垫；510、第二泄压孔；511、输送通道；

600、弹性装置；

700、密封件；701、第一密封件；702、第二密封件；703、密封塞；704、密封圈；

800、开关组件；801、气体检测顶针；802、顶针复位弹簧；803、连接通道；

900、气泡水机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接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。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1、图2和图3所示，本申请中的控制阀100用于气泡水机900上，气泡水机900包括储气装置200与容腔连通，气体和液体在容腔混合后形成气泡水，使用者从气泡水机900上取下容器将制作好的气泡水倒出饮用；或者储气装置200与容腔连通，容腔在气泡水机900内部固定无法取出，容腔内部存储有液体或其他装置向容腔内提供液体，气体和液体在容腔混合后形成气泡水，气泡水通过管路输送到气泡水机900外部，供使用者饮用。

一种控制阀100，控制阀100包括阀芯300、盖体400，以及与阀芯300套接的阀体500，盖体400和阀体500连接，控制阀100包括：

第一腔室501，由阀芯300与阀体500密封形成；

第二腔室502，由阀芯300与盖体400密封形成，第一腔室501与第二腔室 502之间通过透气孔503连通；

进气孔504，设置在阀体500上，通过进气孔504使气瓶内的气体进入到第一腔室501中，并通过透气孔503进入到第二腔室502中；

通过第一腔室501与第二腔室502之间的压强差使阀芯300在阀体500内滑动。

本实施例中，第一腔室501与第二腔室502之间的密封可以防止气体从控制阀100中溢出，从而造成气体的浪费以及控制阀100中对气体压强控制的不精确，影响气体的溶解性。阀芯300的一部分与阀体500接触，阀芯300的另一部分与盖体400接触，并且阀芯300与阀体500之间的摩擦力以及阀芯300 与盖体400之间的摩擦力较小，当对阀芯300施加较小的作用力时，阀芯300 便会沿着阀体500的轴向滑动。在气体通过透气孔503从第一腔室501进入到第二腔室502的过程中，由于第一腔室501与第二腔室502之间存在压强差，所以阀芯300会由于不同腔室之间的气体压强的不同而沿y轴的方向上下移动，直至各腔室之间气体压强达到平衡，此时使阀芯300稳定的气体压强即为与液体进行混合的气体压强。当控制阀100不向腔室内提供气体时，控制阀100内的气体压强为需要的与液体进行混合的气体压强；当控制阀100向腔室内提供气体时，阀芯300处于动态平衡中，控制阀100内的压强始终动态平衡的处于需要的与液体进行混合的气体压强中，以保障进入到腔室中的气体压强的稳定，确保气体的溶解度。

为了使各腔室之间的压差压力达到平衡，从而使控制阀100内的气体压强达到稳定，沿阀芯300的径向，第一腔室501的横截面积小于第二腔室502的横截面积。当储气装置200的气体通过进气孔504进入到第一腔室501时，此时储气装置200中的气体通过进气孔504提供储气装置200压力，第一腔室501 内的气体提供第一压差压力，储气装置200压力和第一压差压力的方向为沿y 轴的正方向，因此阀芯300沿y轴的正方向移动，第一腔室501的体积逐渐增大；第一腔室501内的气体通过透气孔503进入到第二腔室502中，产生第二压差压力，第二压差压力的方向为沿y轴的反方向，随着进入到第二腔室502 中气体的增多，第二腔室502中的压强逐渐增大，并且由于第一腔室501的横截面积小于第二腔室502的横截面积，根据公式F＝PS可知，第二压差压力逐渐接近并大于储气装置200压力与第一压差压力之和，当第二压差压力大于储气装置200压力与第一压差压力之和时，阀芯300沿y轴的反方向移动，第一腔室501的体积逐渐减小，第二腔室502的体积逐渐增大；当第一腔室501中的气体继续通过透气孔503进入到第二腔室502中，直至第一腔室501与第二腔室502中均充满气体，并且最终第二压差压力等于储气装置200压力与第一压差压力之和时，阀芯300不再滑动达到动态平衡，此时控制阀100内的压强为需要的与液体进行混合的气体压强。

各横截面的形状可以根据需要设计为长方形、圆形或其他可以实现的形状。本实施例中，为了使阀芯300与阀体500和盖体400之间贴合的更加紧密，各横截面为圆形。圆形的横截面可以更好的与阀体500和盖体400之间贴合，从而增强各部件之间的密封性，防止气体泄漏，从而影响控制阀100中气体的压强，提高控制阀100中气体压强的精确度。

为了使阀芯300在阀体500上滑动是因为各腔室之间的压力差而产生的力的作用，减小阀芯300与阀体500之间的摩擦力，阀体500上设置有滑行通道 505，阀芯300的部分伸入到滑行通道505内，用以在滑行通道505内滑动。滑行通道505与阀芯300相互接触的部分光滑，摩擦系数较小，从而尽可能的忽略掉在滑动的过程中摩擦力对阀芯300移动的影响。为了达到这一效果，也可以将阀芯300或滑行通道505其中之一设计为滚轮，通过两者之间的滚动移动来减小摩擦力。

阀芯300在阀体500中滑动时，既要保障气体不会从各腔室中逸出，也要保障各装置之间磨损较小，作为一种优选的方案，阀芯300沿阀体500的轴向移动。在安装时，阀芯300的中心线与阀体500的中心线相重合，这样在阀芯 300滑动的过程中，可以减小两个装置之间的挤压碰撞，延长控制阀100的使用寿命。

当通过储气装置200压力与第一压差压力之和，与第二压差压力之间的平衡来确定控制阀100内压强时，由于储气装置200压力与第一压差压力之和较低，因此达到动态平衡时，控制阀100中气体压强较低，为了能够提高以及改变控制阀100中气体压强，阀体500与阀芯300之间设置有弹性装置600，弹性装置600用以改变阀芯300的滑动速度以及为阀芯300提供弹性力。弹性装置 600用于对阀芯300提供沿y轴正方向的弹性力，当阀芯300需要达到动态平衡时，第二压差压力等于储气装置200压力、第一压差压力和弹性力之和，通过增设的弹性力可以提高控制阀100中气体压强，从而提高气体在液体中的溶解性；并且可以通过改变弹性装置600的弹性力的大小来改变控制阀100中气体压强的大小，实现控制阀100中气体压强的灵活控制。

在其中一实施例中，弹性装置600设置在阀体500外部，通过弹性装置600 与阀芯300之间的抵接挤压来实现弹性装置600的伸缩变形。弹性装置600直接设置在阀体500外部可以简化控制阀100的设计，方便控制阀100的组装。

在其中一实施例中，为了防止弹性装置600在使用过程中发生倾斜导致弹性力减小，或弹性装置600长时间暴露在外导致锈蚀而减弱弹性力，阀体500 上设置有第一限位槽506，弹性装置600放置在第一限位槽506中，弹性装置 600与阀芯300之间接触；或阀芯300在阀体500内滑动后与弹性装置600接触。第一限位槽506为密封形成，与第一腔室501和第二腔室502之间相互不连通。第一限位槽506的密封设计可以防止外界气体以及水蒸气进入到第一限位槽506 中，防止弹性装置600与外界物质之间发生反应，从而发生锈蚀减弱弹性力，降低控制阀100中的气体压强。

在弹簧装置的安装设计中，弹性装置600的两端可以分别与阀体500和阀芯300之间抵接，在阀芯300的滑动过程中始终有弹性力的作用；或者弹性装置600的其中一端与阀芯300接触，另一端与阀体500之间间隔一定的距离，阀芯300沿y轴反方向移动一定距离后，弹簧装置才与阀体500之间相接触，从而产生弹性力；或者弹性装置600的其中一端与阀体500接触，另一端与阀芯300之间间隔一定的距离，当阀芯300沿y轴正方向移动一定距离后，弹簧装置才与阀芯300相接触，从而产生弹性力。弹性装置600产生的弹性力越大，控制阀100内的气体压强越大，从而气体溶于液体的溶解度也越大，通过上述方案，可以控制弹簧装置与阀体500或阀芯300之间的距离，或者调整弹簧装置的弹性势能来改变控制阀100内的气体压强。

阀芯300包括存储装置301和滑杆装置302，存储装置301与滑杆装置302 为分体结构或一体结构，两个装置内部之间通过透气孔503连接，存储装置301 内设置有第二腔室502，存储装置301上还设置有抵接部303，阀体500与滑杆装置302相贴合的地方设置有滑行通道505，弹簧装置与抵接部303之间相互接触，滑杆装置302的中心与存储装置301的中心相重合，抵接部303环绕滑杆装置302设置；或抵接部303的中心与存储装置301的中心相重合，滑杆装置 302环绕抵接部303设置。弹簧装置与抵接部303之间部分或全部重合，通过两个装置之间的重合大小，可以调整弹簧装置的弹性力。

参考图4所示，由于第一限位槽506为密封状态，因此弹簧装置的收缩和压缩会使第一限位槽506中压强产生变化，产生的压强会影响弹簧装置的弹性力，从而使控制阀100中的气体压强产生波动，为了减小第一限位槽506中压强变化产生的影响，第一限位槽506上设置有第一泄压孔507，用以将第一限位槽506与外界大气相连接。在弹簧装置对第一限位槽506中的气体做功时，产生的热量会通过第一泄压孔507排出到控制阀100外部，从而维持第一限位槽 506中压强保持恒定。

为了防止控制阀100中的气体外逸，盖体400与阀体500之间通过止退机构401连接。通过止退机构401的设置既可以保障盖体400与阀体500之间的连接强度，使盖体400不易从阀体500上取卸；又可以通过止退机构401延长控制阀100中气体外逸的路径，从而减小控制阀100中气体外逸。作为一种优选方案，止退机构401由多个锯齿状的限位部402连接而成。

因为储气装置200一般为圆桶状结构，为了方便控制阀100与储气装置200 之间的安装，作为一种优选的方案，滑行通道505为圆柱形，第一限位槽506 为与滑行通道505同心设置的圆柱形。控制阀100与储气装置200相似结构的设置可以节约气泡水机900的空间，方便储气装置200的安装与拆卸。

弹性装置600为弹簧。作为一种优选的方案，弹簧设置为连续的环状结构，用于给控制阀100提供弹性力。

为了防止控制阀100中、各腔室之间发生气体外逸，阀芯300上设置有多个密封件700，各密封件700环绕阀芯300设置。密封件700可以为型圈密封、硅胶密封或者热导焊密封，因为密封件700需要跟随着阀芯300进行滑动，为了保障在滑动的过程中密封件700也能够防止各腔室气体外逸的情况发生，作为一种优选的方案，密封件700采用型圈密封。型圈在随阀芯300滑动的时候，由于型圈自身所具有的弹性，既能够减小对阀芯300的损坏，也能够对各腔室进行良好的密封。

各密封件700分别对各腔室进行密封保护，阀芯300的一端设置有第一密封件701，用以对第一腔室501进行密封；阀芯300的另一端设置有第二密封件 702，用以对第二腔室502进行密封。各密封件700设置的位置关系为，第一密封件701与滑行通道505贴靠，第二密封件702与储气装置200贴靠，在盖体400上设置有第三密封件700，防止第二腔室502的气体通过盖体400外逸。

因为储气装置200中气体的压强过大，若储气装置200的气体直接进入到控制阀100中，则气体的冲击会对储气装置200造成一定的损坏，因此，控制阀100上设置有密封塞703，用以阻塞进气孔504。在控制阀100动态平衡的过程中，当在储气装置200中的气体通过气体通道经过密封塞703时，气体通过自身的压力使密封塞703发生位移，从而进入到第一腔室501中，在此过程中，气体自身的动能转变为密封塞703的重力势能，降低了气体的压强，从而保护了控制阀100内部的装置不因高压强的气体进入而受损坏。作为一种优选的方案，密封塞703为软性金属材料，如铜、铝等；也可以为硬性塑料材料，如四氟乙烯、POM等。

对于密封塞703的设置，密封塞703随阀芯300的滑动而移动，密封塞703 与阀芯300为一体或分体结构。为了更大程度的降低气体进入到控制阀100中的压强，密封塞703的直径大于等于进气孔504的直径；为了保障密封塞703 整体被气体提升，使气体能够快速的进入到第一腔室501中，密封塞703的中心位置与进气孔504的中心位置相照应。密封塞703也用于对进气孔504的封堵，当控制阀100内压强达到所需压强时，密封塞703会与进气孔504贴合，从而会阻止储气装置200内的气体进入到控制阀100内。

储气装置200与控制阀100在安装的时候，若储气装置200直接与控制阀 100接触，则两者之间的硬接触既会对储气装置200与控制阀100造成损伤，也会影响控制阀100的使用精确度，因此，阀体500上设置有第二限位槽508，第二限位槽508内设置有伸缩垫509，伸缩垫509设置在气瓶与阀体500之间。在控制阀100上设置有顶针(图中未标出)，顶针顶开储气装置200后，气体从储气装置200中进入到控制阀100中。为了在安装储气装置200时给予储气装置 200更好的缓冲效果，伸缩垫509的高度高于顶针高度，既安装时，储气装置 200先与伸缩垫509相抵接，并使伸缩垫509压缩后旋紧，之后顶针顶开储气装置200，气体从储气装置200中沿气体通道进入到控制阀100中。

参考图2、图3和图4所示，在拆卸储气装置200时，由于储气装置200中气体压强较低，无法使密封塞703移动，因此有部分的气体残留在气体通道中，拆卸时，残留在气体通道中的气体会对储气装置200施加作用力，从而会推飞储气装置200，为了使残留的气体排出到气泡水机900体外，第二限位槽508上开设有第二泄压孔510，用以排出阀体500或储气装置200内的气体。储气装置 200与控制阀100之间紧密安装时，第二泄压孔510由于伸缩垫509的作用不与气体通道连通，此时气体通道内的气体无法通过第二泄压孔510排出体外；当储气装置200从控制阀100上拆卸时，由于储气装置200对伸缩垫509的挤压力慢慢减小，第二泄压孔510与气体通道之间的连接也慢慢打通，残留在气体通道内的气体或从储气装置200中逸出的气体也可以从第二泄压孔510中排出体外，从而降低气体通道中的压强，防止储气装置200被推飞。

参考图4所示，当控制阀100中的气体达到动态平衡时，将控制阀100中的恒定压强的气体输送到容腔内，为了防止控制阀100内的气体压强还未稳定便开始向容腔内输送气体，第一腔室501上开设有输送通道511，输送通道511 的另一端与开关组件800连接，通过开关组件800向其他装置输送恒压气体。当控制阀100内的气体压强达到稳定压强时，开关组件800开启，控制阀100 内的气体可以通过开关组件800进入到容腔内；当控制阀100内的气体压强没有达到稳定压强时，开关组件800关闭，控制阀100内的气体无法通过开关组件800进入到容腔内。

参考图2、图3和图4所示，开关组件800上设置有气体检测顶针801和顶针复位弹簧802，当控制阀100内气体压强没有达到预设值时或控制阀100与储气装置200之间初始连接时，由于弹性装置600提供弹性力，密封塞703与进气孔504之间间隔一定的距离，此时储气装置200内的气体进入到控制阀100 中，检测顶针801在顶针复位弹簧802的作用下向靠近控制阀100的方向移动，关闭控制阀100与开关组件800之间的连接通道803；当控制阀100内气体压强达到预设值时，由于压强差的作用阀芯300沿y轴的反方向移动，密封塞703 与进气孔504贴合，阻止储气装置200内的气体进入到控制阀100中，气体检测顶针801向远离控制阀100的方向移动，打开控制阀100与开关组件800之间的连接通道803，使控制阀100中的气体进入到容腔中。

为了防止第一腔室501中的气体从连接通道803中外逸，在气体检测顶针 801上设置有至少一个密封圈704，如果第一腔室501中的气体外逸到连接通道 803中时，会导致气体检测顶针801打开不完全的情况发生。作为一种优选的方案，气体检测顶针801上设置有两个密封圈704。

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。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制阀，所述控制阀包括阀芯、盖体，以及与所述阀芯套接的阀体，所述盖体和所述阀体连接，其特征在于，所述控制阀包括：

第一腔室，由所述阀芯与所述阀体密封形成；

第二腔室，由所述阀芯与所述盖体密封形成，所述第一腔室与所述第二腔室之间通过透气孔连通；

进气孔，设置在所述阀体上，通过所述进气孔使气瓶内的气体进入到所述第一腔室中，并通过所述透气孔进入到所述第二腔室中；

通过所述第一腔室与所述第二腔室之间的压强差使所述阀芯在阀体内滑动；

所述阀体与所述阀芯之间设置有弹性装置，所述弹性装置用以改变所述阀芯的滑动速度。

2.根据权利要求1所述的一种控制阀，其特征在于，阀芯包括存储装置和滑杆装置，所述存储装置和所述滑杆装置通过透气孔连接。

3.根据权利要求2所述的一种控制阀，其特征在于，所述存储装置内设置所述第二腔室，所述第二腔室的横截面为圆形。

4.根据权利要求2所述的一种控制阀，其特征在于，所述阀体上设置有滑行通道，所述滑行通道与所述滑杆装置相配合，减小所述阀芯与所述阀体之间的摩擦力。

5.根据权利要求2所述的一种控制阀，其特征在于，所述存储装置上设置有抵接部，所述弹性装置与所述抵接部之间相互接触。

6.根据权利要求2所述的一种控制阀，其特征在于，所述滑杆装置的中心与所述存储装置的中心相重合。

7.根据权利要求4所述的一种控制阀，其特征在于，所述阀体上设置有第一限位槽，所述滑行通道为圆柱形，所述第一限位槽为与所述滑行通道同心设置的圆柱形。

8.根据权利要求1所述的一种控制阀，其特征在于，所述弹性装置为弹簧。

9.根据权利要求1所述的一种控制阀，其特征在于，所述控制阀上设置有密封塞，所述密封塞的直径大于等于所述进气孔的直径。

10.根据权利要求9所述的一种控制阀，其特征在于，所述密封塞的中心位置与所述进气孔的中心位置相照应。

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