CN115654177A - 一种多通阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通阀,涉及阀门技术领域;包括:阀体,两端封闭,内部设有阀腔,侧壁设有多个阀口,且各所述阀口与所述阀腔能够连通;阀芯,侧壁设置有多个导流凹腔,且能够绕自身轴线旋转;密封衬垫,位于所述阀体内侧壁和所述阀芯外侧壁之间,用于密封所述阀芯与所述阀体之间的间隙,且设置多个导流口,各所述导流口与各所述阀口一一对应;其中,通过所述阀芯的转动,切换所述导流凹腔与所述阀口的对应情况,以控制对应所述阀口的开/闭和/或调节一所述阀口和另一所述阀口流量的比例。本发明具有密封性好、泄漏率低和体积小的特点,能够实现流道通断的切换以及阀口流量比例的调节,并确保新能源汽车多通阀功能的实现。
Description
技术领域
本发明涉及阀门技术领域,具体涉及一种多通阀。
背景技术
传统汽车热管理***常采用三通阀、四通阀,其密封原理为:精确控制阀芯与阀壳配合尺寸,靠阀芯与阀壳较小的配合间隙减少非连通管路的泄漏。存在阀芯转动扭矩较大、阀芯磨损过快等问题。同样的,新能源汽车的热管理***等***中,通常需要使用具有多个通路的控制阀(多通阀)以控制各个回路的通断及通路的切换。
其中,由于新能源汽车的管路***较传统汽车更为复杂,采用传统的三通阀、四通阀,需要更大的安装空间,同时导致热管理***成本的上升。另外,新能源汽车对管路泄漏率的要求更高,并且新能源汽车采用的多通阀通常具有五个以上的阀口,采用传统的阀芯阀壳配合难以满足内部泄漏率及耐用性的要求。
发明内容
针对现有多通阀难以满足新能源汽车使用要求的技术问题;本发明提供了一种多通阀,具有密封性好、泄漏率低和体积小的特点,能够实现流道通断的切换以及阀口流量比例的调节,确保新能源汽车多通阀功能的实现,使得新能源汽车热管理***的集成度更高,也降低了新能源汽车热管理***的成本。
本发明通过下述技术方案实现:
本发明提供了一种多通阀,包括:阀体,两端封闭,内部设有阀腔,侧壁设有多个阀口,且各所述阀口与所述阀腔能够连通;阀芯,侧壁设置有多个导流凹腔,且能够绕自身轴线旋转;密封衬垫,位于所述阀体内侧壁和所述阀芯外侧壁之间,用于密封所述阀芯与所述阀体之间的间隙,且设置多个导流口,各所述导流口与各所述阀口一一对应;其中,通过所述阀芯的转动,切换所述导流凹腔与所述阀口的对应情况,以控制对应所述阀口的开/闭和/或调节一所述阀口和另一所述阀口流量的比例。
本发明提供的多通阀,在两端封闭的阀体内设置阀芯,并在阀芯上设置导流凹腔、在阀体侧壁设置多个阀口,同时在阀芯外侧壁和阀体内侧壁直接设置密封衬垫,在密封衬垫上设置多个与阀口一一对应的导流口,当阀芯转动后带动导流凹腔一起转动,从而切换导流凹腔与阀口的对应情况,以控制阀口有效流通截面积的大小,进而控制对应所述阀口的开/闭和/或调节一所述阀口和另一所述阀口流量的比例。
其中,阀体两端封闭、阀口设置在阀体的侧壁上,而阀芯完全位于阀体的阀腔内,同时阀芯和阀体间的间隙通过密封衬垫进行密封,可防止各阀口之间非功能性的串液,能够确保整个多通阀具有良好密封性,并且相对于将阀口分设在阀体侧壁和端部的方式,能够减小多通阀的体积,降低其对安装空间的要求。而通过切换导流凹腔与阀口的对应情况,以控制阀口有效流通截面积的大小,进而控制对应阀口的开/闭和/或调节一阀口和另一阀口流量的比例,可满足新能源汽车热管理***管路切换的功能需求。
因此,本发明提供的多通阀具有密封性好、泄漏率低和体积小的特点,能够实现流道通断的切换以及阀口流量比例的调节,确保新能源汽车多通阀功能的实现,使得新能源汽车热管理***的集成度更高,也降低了新能源汽车热管理***的成本。
在一可选的实施方式中,所述阀体一端密封焊接有阀盖,所述阀芯与所述阀盖转动连接,以在密封阀体前将阀芯装入阀体的阀腔内,再将阀盖与阀体密封焊接,一方面便于阀芯的装配,另一方面能够确保阀体的整体性,进而确保多通阀的密封性和耐用性。
在一可选的实施方式中,所述密封衬垫正对所述阀芯的侧壁覆盖有聚四氟乙烯层,以减小阀芯与密封衬垫间的摩擦,一方面能够延长密封衬垫的使用寿命,另一方面能够减小阀芯转动时的摩擦力,从而便于控制阀芯的转动精度,精确的控制阀口的开/闭、流量比例的调节。
在一可选的实施方式中,所述密封衬垫正对所述阀体的侧壁纵横交错设置有多个凸筋,以使得凸筋之间存在相应的变形空间,从而使得密封衬垫易于变形,一则便于密封衬垫以及阀芯的装配,二则能够确保阀芯与阀体间的密封性,三则在阀芯转动时密封衬垫能够轻松的变形避让,从而进一步减小阀芯转动的阻力。
在一可选的实施方式中,所述凸筋宽度方向的截面为三角形,以确保凸筋自身和与密封衬垫间的连接有足够的结构强度。
在一可选的实施方式中,各所述阀口正对所述阀芯的一端的截面垂直于所述阀芯的径向,以使得液流的作用力与反应力垂直作用在阀芯的轴线上,以避免阀芯在其作用力下自行偏转。
在一可选的实施方式中,各所述阀口远离所述阀芯的一端位于同一平面上,以便于将各阀口与对应的管路相连。
在一可选的实施方式中,所述阀口的数量大于或等于5,以确保多通阀满足新能源汽车的使用需求。
在一可选的实施方式中,沿所述阀芯的轴向,所述阀口设置有多排,以确保多个阀口能够设置在同一平面上。
在一可选的实施方式中,多个所述阀口中,有两个所述阀口能够同时与另一阀口连通,以通过控制对应阀口的开口大小,从而控制流经他们的液流流量的比例。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果
1、本发明提供的多通阀,阀体两端封闭、阀口设置在阀体的侧壁上,而阀芯完全位于阀体的阀腔内,同时阀芯和阀体间的间隙通过密封衬垫进行密封,能够确保整个多通阀具有良好密封性,并且相对于将阀口分设在阀体侧壁和端部的方式,能够减小多通阀的体积,降低其对安装空间的要求。
2本发明提供的多通阀,通过切换导流凹腔与阀口的对应情况,以控制阀口有效流通截面积的大小,进而控制对应阀口的开/闭和/或调节一阀口和另一阀口流量的比例,可满足新能源汽车热管理***管路切换的功能需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
在附图中:
图1为本发明一实施例多通阀的***结构示意图;
图2为图1所示实施例多通阀的主视示意图;
图3为图2的A-A面结构示意图;
图4为图2的B-B面结构示意图;
图5为图2的C-C面结构示意图;
图6为本发明另一实施例多通阀的***结构示意图;
图7为图6所示实施例多通阀的主视示意图;
图8为图7的D-D面结构示意图;
图9为图7的E-E面结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:
10-阀体,11-阀腔,12-阀口,121-第一接口,122-第二接口,123-第三接口,124-第四接口,125-第五接口,126-第六接口,127-第七接口,128-第八接口;
20-阀芯,21-导流凹腔,211-第一凹腔,212-第二凹腔,213-第三凹腔,214-第四凹腔,215-第五凹腔,216-第六凹腔,217-第七凹腔,218-第八凹腔,22-驱动轴;
30-密封衬垫,31-导流口,32-凸筋;
40-阀盖。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,术语 “中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
实施例1
结合图1,本实施例提供了一种多通阀,包括:阀体10,两端封闭,内部设有阀腔11,侧壁设有多个阀口12,且各所述阀口12与所述阀腔11能够连通;阀芯20,侧壁设置有多个导流凹腔21,且能够绕自身轴线旋转;密封衬垫30,位于所述阀体10内侧壁和所述阀芯20外侧壁之间,用于密封所述阀芯20与所述阀体10之间的间隙,且设置多个导流口31,各所述导流口31与各所述阀口12一一对应;其中,通过所述阀芯20的转动,切换所述导流凹腔21与所述阀口12的对应情况,以控制对应所述阀口12的开/闭和/或调节一所述阀口12和另一所述阀口12流量的比例。
可以理解的是,为便于加工阀腔11,通常腔阀腔11制作成圆柱形或椎台形,相应的阀芯20也为圆柱和锥台形。在阀芯20的一端设置有驱动轴22,以便于将驱动电机的输出轴与阀芯20传动连接。
在本实施例中,所述阀体10一端密封焊接有阀盖40,所述阀芯20与所述阀盖40转动连接,以在密封阀体10前将阀芯20装入阀体10的阀腔11内,再将阀盖40与阀体10密封焊接,一方面便于阀芯20的装配,另一方面能够确保阀体10的整体性,进而确保多通阀的密封性和耐用性。通常,在阀盖40的内侧和/或外侧设置有放射状的筋条,以确保阀盖40的结构强度。
对于阀芯20上的导流凹腔21的位置、大小,且根据阀口12的位置、多通阀的使用情况、所需的对流道控制的功能需求确定。
对于密封衬垫30通常采用橡胶材料制成,以确保其有足够的密封性能,如采用三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氟硅橡胶等。在本实施例中,所述密封衬垫30正对所述阀芯20的侧壁覆盖有聚四氟乙烯层,以通过聚四氟乙烯的自润滑特性,减小阀芯20与密封衬垫30间的摩擦,一方面能够延长密封衬垫30的使用寿命,另一方面能够减小阀芯20转动时的摩擦力,从而便于控制阀芯20的转动精度,精确的控制阀口12的开/闭、流量比例的调节。
再此基础上,所述密封衬垫30正对所述阀体10的侧壁纵横交错设置有多个凸筋32,以使得凸筋32之间存在相应的变形空间,从而使得密封衬垫30易于变形,一则便于密封衬垫30以及阀芯20的装配,二则能够确保阀芯20与阀体10间的密封性,三则在阀芯20转动时密封衬垫30能够轻松的变形避让,从而进一步减小阀芯20转动的阻力。
优选的,所述凸筋32宽度方向的截面为三角形,以确保凸筋32自身和与密封衬垫30间的连接有足够的结构强度。
对于阀口12的数量,根据多通阀所需连接流道的数量确定,即所述阀口12的数量大于或等于5,以确保多通阀满足新能源汽车的使用需求。
同时,在本实施例中,各所述阀口12正对所述阀芯20的一端的截面垂直于所述阀芯20的径向,以使得液流的作用力与反应力垂直作用在阀芯20的轴线上,以避免阀芯20在其作用力下自行偏转。
优选的,各所述阀口12远离所述阀芯20的一端位于同一平面上,以便于将各阀口12与对应的管路相连。
通常情况下,沿所述阀芯20的轴向,所述阀口12设置有多排,以确保多个阀口12能够设置在同一平面上。
应当理解的是,多个所述阀口12中,有两个所述阀口12能够同时与另一阀口12连通,以通过控制对应阀口12的开口大小,从而控制流经他们的液流流量的比例。
为便于理解本实例的技术方案,结合图2~5,本实施例以在阀体10上设置8个阀口12为例进行说明,具体的:
结合图2,在阀体10设置有8个阀口12,分别为第一接口121、第二接口122、第三接口123、第四接口124、第五接口125、第六接口126、第七接口127和第八接口128。且沿所述阀芯20轴向,呈三排设置,即第一排从左往右依次为第一接口121和第二接口122、第二排从左往右依次为第三接口123、第四接口124和第五接口125、第三排从左往右依次为第六接口126、第七接口127和第八接口128。
在初始状态下,第一接口121与第三接口123连通、第四接口124与第五接口125连通、第七接口127与第八接口128连通,而第二接口122、第六接口126处于关闭状态。也就是说在初始状态下,阀芯20上有同时正对第一接口121和第三接口123的第一凹腔211(图3),同时正对第四接口124和第五接口125的第二凹腔212(图4),同时正对第七接口127和第八接口128的第三凹腔213(图5)。而对于阀芯20正对第二接口122和第六接口126的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第一设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置逆时针旋转45°为例,此时第一接口121与第三接口123连通、第二接口122与第四接口124连通、第六接口126与第七接口127连通,第五接口125、第八接口128处于关闭状态。即,在该状态下,阀芯20上有同时正对第一接口121和第三接口123的第四凹腔214,同时正对第六接口126和第七接口127的第五凹腔215,而第一凹腔211同时正对第二接口122和第四接口124。而对于阀芯20正对第五接口125和第八接口128的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第二设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置逆时针旋转135°为例,此时第一接口121与第二接口122连通、第三接口123和第四接口124连通、第六接口126和第七接口127连通,第五接口125、第八接口128处于关闭状态。即,在该状态下,阀芯20上有同时正对第一接口121和第二接口122的第六凹腔216、同时正对第三接口123和第四接口124的第七凹腔217,同时正对第六接口126和第七接口127的第八凹腔218,而对于阀芯20正对第五接口125和第八接口128的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第三设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置逆时针旋转135°-180°为例,如逆时针旋转157.5°,此时第一接口121与第二接口122连通、第六接口126和第七接口127连通、第三接口123和第五接口125同时与第四接口124连通,第八接口128处于关闭状态。也就是说,第一接口121和第二接口122同时正对第六凹腔216、第第六接口126和第七接口127同时正对第八凹腔218,而第三接口123、第四接口124和第五接口125则通过阀芯20的第九凹腔连通,并且,随着阀芯20的旋转,第三接口123和第四接口124连通的截面积从100%逐步减小到0%、第四接口124和第五接口125连通的截面积从0%逐步增加到100%。其中,对于阀芯20正对第八接口128的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第四设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置逆时针旋转270°为例,此时第一接口121与第三接口123连通、第四接口124与第五接口125连通、第六接口126与第七接口127连通,第二接口122、第八接口128处于关闭状态。能够理解的是,在该状态下,第二凹腔212正对第一接口121和第三接口123,第三凹腔213正对第六接口126和第七接口127、第九凹腔正对第四接口124和第五接口125,其中,对于阀芯20正对第二接口122和第八接口128的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
总结来说,本实施例提供的多通阀,在两端封闭的阀体10内设置阀芯20,并在阀芯20上设置导流凹腔21、在阀体10侧壁设置多个阀口12,同时在阀芯20外侧壁和阀体10内侧壁直接设置密封衬垫30,在密封衬垫30上设置多个与阀口12一一对应的导流口31,当阀芯20转动后带动导流凹腔21一起转动,从而切换导流凹腔21与阀口12的对应情况,以控制阀口12有效流通截面积的大小,进而控制对应所述阀口12的开/闭和/或调节一所述阀口12和另一所述阀口12流量的比例。
其中,阀体10两端封闭、阀口12设置在阀体10的侧壁上,而阀芯20完全位于阀体10的阀腔11内,同时阀芯20和阀体10间的间隙通过密封衬垫30进行密封,可防止各阀口12之间非功能性的串液,能够确保整个多通阀具有良好密封性,并且相对于将阀口12分设在阀体10侧壁和端部的方式,能够减小多通阀的体积,降低其对安装空间的要求。而通过切换导流凹腔21与阀口12的对应情况,以控制阀口12有效流通截面积的大小,进而控制对应阀口12的开/闭和/或调节一阀口12和另一阀口12流量的比例,可满足新能源汽车热管理***管路切换的功能需求。
因此,本实施例提供的多通阀具有密封性好、泄漏率低和体积小的特点,能够实现流道通断的切换以及阀口12流量比例的调节,确保新能源汽车多通阀功能的实现,使得新能源汽车热管理***的集成度更高,也降低了新能源汽车热管理***的成本。
实施例2
结合图6,本实施例提供了一种多通阀,基于实施例1所记载的结构和原理,不同的是,在阀体10上设置有5个阀口12,具体的:
结合图7,在阀体10设置有5个阀口12,分别为第一接口121、第二接口122、第三接口123、第四接口124、第五接口125。且沿所述阀芯20轴向,呈两排设置,即第一排从左往右依次为第二接口122、第三接口123和第四接口124,第二排从左往右依次为第五接口125和第二接口122。
在初始状态下,第一接口121关闭、第二接口122与第五接口125连通、第三接口123与第四接口124连通。结合图8和图9具体来讲,在初始状态下,阀芯20上有同时正对第二接口122和第五接口125的第一凹腔211(图8和图9),同时正对第三接口123和第四接口124的第二凹腔212(图8)。对于阀芯20正对第一接口121的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第一设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置顺时针旋转10°-40°为例,如顺时针旋转25°,此时,第一接口121和第五接口125均与第二接口122连通、第三接口123与第四接口124连通。可以理解的是,在该状态下,第三接口123和第四接口124同时正对第二凹腔212,第二接口122正对第一凹腔211和第五接口125部分对着第一凹腔211。并且,随着阀芯20的旋转,第五接口125和第二接口122连通的截面积从100%逐步减小到0%、第一接口121和第二接口122连通的截面积从0%逐步增加到100%。
当阀芯20旋转第二设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置顺时针旋转50°为例,此时第一接口121与第二接口122连通、第三接口123和第四接口124连通,第五接口125关闭。也就是说,第一接口121和第二接口122通过第一凹腔211连通,第三接口123和第四接口124同时正对第二凹腔212,对于阀芯20正对第五接口125的部分,可以是实体也可以是小于或等于对应接口的凹缺。
当阀芯20旋转第三设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置顺时针旋转90°为例,此时,四接口和第五接口125连通、第三接口123和第二接口122连通,第一接口121关闭。即,在该状态下,第四接口124和第五接口125均同时正对第一凹腔211、第三接口123和第二接口122均正对第二凹腔212。
当阀芯20旋转第四设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置顺时针旋转100°-130°为例,如顺时针旋转115°,此时,第三接口123和第二接口122连通,第一接口121和第五接口125与第四接口124连通。在该状态下,第三接口123和第二接口122均正对第二凹腔212、第一接口121和第二接口122均部分对着第一凹腔211、第四接口124正对第一凹腔211。并且,随着阀芯20的旋转,第五接口125和第四接口124连通的截面积从100%逐步减小到0%、第一接口121和第二接口122连通的截面积从0%逐步增加到100%。
当阀芯20旋转第五设定角度后,本实施例以阀芯20由初始位置顺时针旋转140°为例,此时,第二接口122和第三接口123连通,第一接口121和第四接口124连通,第五接口125关闭。在该状态下,第三接口123和第二接口122均正对第二凹腔212、第四接口124和第一接口121均正对第一凹腔211。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多通阀,其特征在于,包括:
阀体(10),两端封闭,内部设有阀腔(11),侧壁设有多个阀口(12),且各所述阀口(12)与所述阀腔(11)能够连通;
阀芯(20),侧壁设置有多个导流凹腔(21),且能够绕自身轴线旋转;
密封衬垫(30),位于所述阀体(10)内侧壁和所述阀芯(20)外侧壁之间,用于密封所述阀芯(20)与所述阀体(10)之间的间隙,且设置多个导流口(31),各所述导流口(31)与各所述阀口(12)一一对应;
其中,通过所述阀芯(20)的转动,切换所述导流凹腔(21)与所述阀口(12)的对应情况,以控制对应所述阀口(12)的开/闭和/或调节一所述阀口(12)和另一所述阀口(12)流量的比例。
2.根据权利要求1所述的多通阀,其特征在于,所述阀体(10)一端密封焊接有阀盖(40),所述阀芯(20)与所述阀盖(40)转动连接。
3.根据权利要求1所述的多通阀,其特征在于,所述密封衬垫(30)正对所述阀芯(20)的侧壁覆盖有聚四氟乙烯层。
4.根据权利要求1所述的多通阀,其特征在于,所述密封衬垫(30)正对所述阀体(10)的侧壁纵横交错设置有多个凸筋(32)。
5.根据权利要求4所述的多通阀,其特征在于,所述凸筋(32)宽度方向的截面为三角形。
6.根据权利要求1所述的多通阀,其特征在于,各所述阀口(12)正对所述阀芯(20)的一端的截面垂直于所述阀芯(20)的径向。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的多通阀,其特征在于,各所述阀口(12)远离所述阀芯(20)的一端位于同一平面上。
8.根据权利要求7所述的多通阀,其特征在于,所述阀口(12)的数量大于或等于5。
9.根据权利要求8所述多通阀,其特征在于,沿所述阀芯(20)的轴向,所述阀口(12)设置有多排。
10.根据权利要求8所述多通阀,其特征在于,多个所述阀口(12)中,有两个所述阀口(12)能够同时与另一阀口(12)连通。
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