CN114144607A - 流路切换阀 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够用较小的力来切换流路的流路切换阀。当流路切换阀(1)的阀杆(30)向第一背压室(21)侧移动时,第一阀室(22)与第一背压室(21)之间通过第一阀芯(41)被关闭,第二阀室(24)与中间室(23)之间通过第二阀芯(42)被关闭。当阀杆(30)向第二背压室侧移动时,第一阀室(22)与中间室(23)之间通过第一阀芯(41)被关闭,第二阀室(24)与第二背压室(25)之间通过第二阀芯(42)被关闭。而且,在阀杆(30)设置有连通第一背压室(21)与第二背压室(25)的均压通路(31)。
Description
技术领域
本发明涉及一种流路切换阀。
背景技术
在专利文献1中公开了一种以往的流路切换阀。该流路切换阀具有作为阀主体的大致圆筒状的主体部。主体部设置有第一流入口、第二流入口以及流出口。在主体部内设置有使流体在第一流入口与流出口之间流通的第一流路。在第一流路内设置有第一阀座。在主体部内设置有使流体在第二流入口与流出口之间流通的第二流路。在第二流路内设置有第二阀座。在主体部内,沿轴向配置有推杆。在推杆安装有第一阀芯和第二阀芯。当推杆向一个方向移动时,第二阀芯与第二阀座接触从而第二流路被关闭,第一阀芯从第一阀座分离从而第一流路被打开。当推杆向另一方向移动时,第一阀芯与第一阀座接触从而第一流路被关闭,第二阀芯从第二阀座分离从而第二流路被打开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-89931号公报
发明要解决的技术问题
上述的以往的流路切换阀在第一流路被打开且第二流路被关闭的状态下,第二阀芯被施加有从第二流入口的流体向第二阀座按压的力。因此,在为了打开第二流路而要使第二阀芯从第二阀座分离时,为了移动推杆,需要较大的力。在第二流路被打开且第一流路被关闭的状态下,在为了打开第一流路而要使第一阀芯从第一阀座分离时,为了移动推杆,也需要较大的力。因此,需要用于移动推杆的强力的驱动装置。
发明内容
于是,本发明的目的在于,提供一种能够用较小的力来切换流路的流路切换阀。
用于解决技术问题的技术手段
为了达到上述目的,本发明的流路切换阀具有:筒状的阀主体、沿着轴线方向收容于所述阀主体的阀杆以及安装于所述阀杆的第一阀芯和第二阀芯,所述阀主体具有:沿着轴线方向依次排列的第一背压室、第一阀室、中间室、第二阀室和第二背压室;与所述第一阀室连接的第一流路;与所述第二阀室连接的第二流路;以及与所述中间室连接的第三流路,所述第一阀芯配置于所述第一阀室,所述第二阀芯配置于所述第二阀室,当所述阀杆向所述第一背压室侧移动时,所述第一阀室与所述中间室之间被打开,所述第一阀室与所述第一背压室之间通过所述第一阀芯被关闭,所述第二阀室与所述第二背压室之间被打开,所述第二阀室与所述中间室之间通过所述第二阀芯被关闭,当所述阀杆向所述第二背压室侧移动时,所述第一阀室与所述第一背压室之间被打开,所述第一阀室与所述中间室之间通过所述第一阀芯被关闭,所述第二阀室与所述中间室之间被打开,所述第二阀室与所述第二背压室之间通过所述第二阀芯被关闭,在所述阀主体或所述阀杆设置有连通所述第一背压室与所述第二背压室的均压通路。
根据本发明,当阀杆向第一背压室侧移动时,第一阀室与中间室之间被打开,第一阀室与第一背压室之间通过第一阀芯被关闭,第二阀室与第二背压室之间被打开,第二阀室与中间室之间通过第二阀芯被关闭。在阀主体或阀杆设置有连通第一背压室与第二背压室的均压通路。由此,第二流路的流体的压力施加于第一阀芯中的第一背压室侧的面和第二阀芯中的第二背压室侧的面,从而能够消除该压力。另外,当阀杆向第二背压室侧移动时,第一阀室与第一背压室之间被打开,第一阀室与中间室之间通过第一阀芯被关闭,第二阀室与中间室之间被打开,第二阀室与第二背压室之间通过第二阀芯被关闭。在阀主体或阀杆设置有连通第一背压室与第二背压室的均压通路。由此,第一流路的流体的压力施加于第一阀芯中的第一背压室侧的面和第二阀芯中的第二背压室侧的面,从而能够消除该压力。因此,能够减小用于移动阀杆所需的力。
发明的效果
根据本发明,能够用较小的力来切换流路。
附图说明
图1是本发明的一个实施例所涉及的流路切换阀的立体图。
图2是图1的流路切换阀的纵剖视图。
图3是图1的流路切换阀的阀芯及其附近的放大剖视图。
图4是图1的流路切换阀的其他状态下的阀芯及其附近的放大剖视图。
具体实施方式
以下,参照图1~图4说明本发明的一个实施例所涉及的流路切换阀。
图1、图2是本发明的一个实施例所涉及的流路切换阀的立体图以及沿着轴线方向的剖视图(纵剖视图)。图3、图4是图1的流路切换阀的阀芯及其附近的放大剖视图。图3表示第一流路与第三流路连通的状态。图4表示第二流路与第三流路连通的状态。
如图1~图4所示,本实施例的流路切换阀1是三通切换阀。流路切换阀1具有阀主体5、阀杆30、第一阀芯41、第二阀芯42以及驱动装置50。
阀主体5具有阀壳体10以及盖部件14、15。
阀壳体10形成为大致圆筒状。阀壳体10具有沿着与轴线L方向正交的方向延伸的第一管状部11、第二管状部12以及第三管状部13。第一管状部11和第二管状部12沿着轴线L方向隔开间隔地排列配置。第一管状部11和第二管状部12向同一方向(图1、图2的左方)延伸。第三管状部13在轴线L方向上配置于第一管状部11与第二管状部12之间。第三管状部13向与第一管状部11和第二管状部12相反的方向(图1、图2的右方)延伸。在第一管状部11的内侧设置有第一流路11a。在第二管状部12的内侧设置有第二流路12a。在第三管状部13的内侧设置有第三流路13a。
在本实施例中,流路切换阀1用于使流体流入第一流路11a和第二流路12a,并使流体从第三流路13a流出。此外,流路切换阀1也可以用于使流体流入第三流路13a,并使流体从第一流路11a或第二流路12a流出。
盖部件14以堵塞阀壳体10的上端开口的方式安装于该阀壳体10。盖部件15以堵塞阀壳体10的下端开口的方式安装于该阀壳体10。
阀主体5具有沿着轴线L方向从上方向下方依次排列的第一背压室21、第一阀室22、中间室23、第二阀室24以及第二背压室25。
第一流路11a与第一阀室22连接。第三流路13a与中间室23连接。第二流路12a与第二阀室24连接。
第一背压室21向第一阀室22开口。第二背压室25向第二阀室24开口。中间室23向第一阀室22和第二阀室24开口。
在阀壳体10设置有第一背压室侧阀座26、第二背压室侧阀座27、第一阀座28以及第二阀座29。各阀座形成为圆环状。第一背压室侧阀座26包围第一背压室21的开口。第二背压室侧阀座27包围第二背压室25的开口。第一阀座28包围中间室23中的第一阀室22侧的开口。第二阀座29包围中间室23中的第二阀室24侧的开口。
阀杆30沿着轴线L方向被收容于阀主体5。阀壳体10和阀杆30的轴与轴线L一致。阀杆30由盖部件14、15支承为能够沿着轴线L方向移动。阀杆30的上端部30a贯通盖部件14而向上方突出。在阀杆30的上端部30a安装有驱动装置50的柱塞53。
阀杆30设置有均压通路31。均压通路31具有纵通路32和横通路33。纵通路32在阀杆30内沿着轴线L方向延伸。横通路33与纵通路32的上端连续设置,并沿着与轴线L方向正交的方向延伸。均压通路31的一端31a向第一背压室21开口。均压通路31的另一端31b向第二背压室25开口。均压通路31连通第一背压室21与第二背压室25。通过在阀杆30设置均压通路31,能够使流路切换阀1更小型。也可以是,在阀主体5设置连通第一背压室21与第二背压室25的均压通路来代替阀杆30的均压通路31。
第一阀芯41和第二阀芯42形成为圆筒状。第一阀芯41和第二阀芯42在两端部设置有向外方突出的凸缘部。第一阀芯41和第二阀芯42在内侧被阀杆30插通的状态下被固定于该阀杆30。第一阀芯41配置于第一阀室22。第二阀芯42配置于第二阀室。第一阀芯41和第二阀芯42例如由合成树脂或橡胶材料构成。由此,能够降低第一阀芯41和第二阀芯42与各阀座接触时的声音的大小。
第一阀芯41与第一阀座28接触、分离,从而对第一阀室22与中间室23之间进行开闭。即,第一阀芯41对中间室23中的第一阀室22侧的开口进行开闭。第一阀芯41与第一背压室侧阀座26接触、分离,从而对第一背压室21与第一阀室22之间进行开闭。即,第一阀芯41对第一背压室21的开口进行开闭。第二阀芯42与第二阀座29接触、分离,从而对第二阀室24与中间室23之间进行开闭。即,第二阀芯42对中间室23中的第二阀室24侧的开口进行开闭。第二阀芯42与第二背压室侧阀座27接触、分离,从而对第二背压室25与第二阀室24之间进行开闭。即,第二阀芯42对第二背压室25的开口进行开闭。
在本实施例中,第一背压室21的开口的面积与中间室23中的第二阀室24侧的开口的面积相同。另外,第二背压室25的开口的面积与中间室23中的第一阀室22侧的开口的面积相同。通过这样,能够进一步适当地消除流体的压力,能够减小为了移动阀杆30所需的力。
驱动装置50是电磁式促动器。驱动装置50配置于阀主体5的上方。驱动装置50具有外壳51、吸引件52、柱塞53、线圈体54以及压缩螺旋弹簧55。另外,也可以是,驱动装置50使用电动机使阀杆30沿着轴线L方向移动。
外壳51形成为上端部被堵塞的圆筒状。外壳51的下端部安装于阀主体5的盖部件14。吸引件52形成为圆筒状。吸引件52被固定于外壳51的内侧。吸引件52供阀杆30的上端部30a插通。柱塞53形成为圆筒状。柱塞53在外壳51的内侧配置于吸引件52的上方。柱塞53被固定于阀杆30的上端部30a。在吸引件52与柱塞53之间配置有压缩螺旋弹簧55。压缩螺旋弹簧55对吸引件52和柱塞53施加在使两者彼此分离的方向上的力。线圈体54形成为大致圆筒状。线圈体54具有绕线架54a和由卷绕于绕线架54a的电线构成的线圈54b。线圈体54在内侧被外壳51插通的状态下被固定于该外壳51。
接着,参照图3、图4说明上述的流路切换阀1的动作的一例。在图3、图4中,用圆点示意性地表示在流路流动的流体。圆点的密度低的区域表示流入了第一流路11a的流体。圆点的密度高的区域表示流入了第二流路12a的流体。另外,在图3、图4中,粗线的箭头示意性地表示流体的流动。
如图3所示,在未对驱动装置50的线圈体54通电的状态下,利用压缩螺旋弹簧55,从而柱塞53向上方移动,阀杆30沿着轴线L方向向第一背压室21侧移动。在该状态下,第一阀芯41从第一阀座28分离而与第一背压室侧阀座26接触。由此,第一阀室22与中间室23之间被打开,第一阀室22与第一背压室21之间通过第一阀芯41被关闭。另外,第二阀芯42从第二背压室侧阀座27分离而与第二阀座29接触。由此,第二阀室24与第二背压室25之间被打开,第二阀室24与中间室23之间通过第二阀芯42被关闭。
在图3所示的状态下,第一流路11a与第三流路13a经由第一阀室22和中间室23连通。流入了第一流路11a的流体从第三流路13a流出。然后,流入了第二流路12a的流体经由第二阀室24、第二背压室25以及均压通路31而被导入第一背压室21。由此,流入了第二流路12a的流体的压力被施加于第一阀芯41中的第一背压室21侧的面41a和第二阀芯42中的第二背压室25侧的面42a。施加于面41a的压力和施加于面42a的压力彼此朝向相反的方向。因此,从流入了第二流路12a的流体施加的沿轴线L方向的压力被消除。
如图4所示,在对驱动装置50的线圈体54通电的状态下,柱塞53被磁化了的吸引件52吸引而向下方移动,阀杆30沿着轴线L方向向第二背压室25侧移动。在该状态下,第一阀芯41从第一背压室侧阀座26分离而与第一阀座28接触。由此,第一阀室22与第一背压室21之间被打开,第一阀室22与中间室23之间通过第一阀芯41被关闭。另外,第二阀芯42从第二阀座29分离而与第二背压室侧阀座27接触。由此,第二阀室24与中间室23之间被打开,第二阀室24与第二背压室25之间通过第二阀芯42被关闭。
在图4所示的状态下,第二流路12a与第三流路13a经由第二阀室24和中间室23连通。流入了第二流路12a的流体从第三流路13a流出。而且,流入了第一流路11a的流体经由第一阀室22、第一背压室21以及均压通路31而被导入第二背压室25。由此,流入了第一流路11a的流体的压力被施加于第一阀芯41中的第一背压室21侧的面41a和第二阀芯42中的第二背压室25侧的面42a。施加于面41a的压力和施加于面42a的压力彼此朝向相反的方向。因此,从流入了第一流路11a的流体施加的沿轴线L方向的压力被消除。
如上所述,在本实施例的流路切换阀1中,当阀杆30向第一背压室21侧移动时,第一阀室22与中间室23之间被打开,第一阀室22与第一背压室21之间通过第一阀芯41被关闭,第二阀室24与第二背压室25之间被打开,第二阀室24与中间室23之间通过第二阀芯42被关闭。在阀杆30设置有连通第一背压室21与第二背压室25的均压通路31。由此,第二流路12a的流体的压力施加于第一阀芯41中的第一背压室21侧的面41a和第二阀芯42中的第二背压室25侧的面42a,从而能够消除该压力。另外,当阀杆30向第二背压室25侧移动时,第一阀室22与第一背压室21之间被打开,第一阀室22与中间室23之间通过第一阀芯41被关闭,第二阀室24与中间室23之间被打开,第二阀室24与第二背压室25之间通过第二阀芯42被关闭。在阀杆30设置有连通第一背压室21与第二背压室25的均压通路31。由此,第一流路11a的流体的压力施加于第一阀芯41中的第一背压室21侧的面41a和第二阀芯42中的第二背压室25侧的面42a,从而能够消除该压力。因此,能够减小用于移动阀杆30所需的力,能够用较小的力来切换第一流路11a和第二流路12a与第三流路13a的连接。
以上说明了本发明的实施例,但本发明不限定于这些例子。本领域技术人员对于上述的实施例适当地追加、删除结构要素、进行设计变更、或者适当地组合实施例的特征,只要不违反本发明的主旨,就包含于本发明的范围。
符号说明
1…流路切换阀、5…阀主体、10…阀壳体、11…第一管状部、11a…第一流路、12…第二管状部、12a…第二流路、13…第三管状部、13a…第三流路、14、15…盖部件、21…第一背压室、22…第一阀室、23…中间室、24…第二阀室、25…第二背压室、26…第一背压室侧阀座、27…第二背压室侧阀座、28…第一阀座、29…第二阀座、30…阀杆、30a…上端部、31…均压通路、31a…一端、31b…另一端、32…纵通路、33…横通路、41…第一阀芯、41a…第一背压室侧的面、42…第二阀芯、42a…第二背压室侧的面、50…驱动装置、51…外壳、52…吸引件、53…柱塞、54…线圈体、54a…绕线架、54b…线圈、55…压缩螺旋弹簧、L…轴线。
Claims (1)
1.一种流路切换阀,具有:筒状的阀主体、沿着轴线方向收容于所述阀主体的阀杆以及安装于所述阀杆的第一阀芯和第二阀芯,其特征在于,
所述阀主体具有:沿着轴线方向依次排列的第一背压室、第一阀室、中间室、第二阀室和第二背压室;与所述第一阀室连接的第一流路;与所述第二阀室连接的第二流路;以及与所述中间室连接的第三流路,
所述第一阀芯配置于所述第一阀室,
所述第二阀芯配置于所述第二阀室,
当所述阀杆向所述第一背压室侧移动时,所述第一阀室与所述中间室之间被打开,所述第一阀室与所述第一背压室之间通过所述第一阀芯被关闭,所述第二阀室与所述第二背压室之间被打开,所述第二阀室与所述中间室之间通过所述第二阀芯被关闭,
当所述阀杆向所述第二背压室侧移动时,所述第一阀室与所述第一背压室之间被打开,所述第一阀室与所述中间室之间通过所述第一阀芯被关闭,所述第二阀室与所述中间室之间被打开,所述第二阀室与所述第二背压室之间通过所述第二阀芯被关闭,
在所述阀主体或所述阀杆设置有连通所述第一背压室与所述第二背压室的均压通路。
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