CN114382917A - 一种阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀装置，包括阀体、阀座及设于所述阀体内的转子部件和调节部件；所述阀座外部连接有进口管和出口管，所述阀座内部设有与所述调节部件相配合的密封面，所述密封面设有阀口；所述转子部件与所述调节部件传动连接，以带动所述调节部件转动；所述调节部件通过在所述密封面上转动至不同的工作位置来控制所述阀口与进口管的导通状态，所述阀座包括至少两层相互层叠并焊接连接的平板，且各层所述平板均为冲压件。该阀装置制作工序简单、生产效率高。

Description

一种阀装置

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及电动控制阀。

背景技术

在传统的制冷系统中，例如冰箱制冷系统，制冷剂流向的控制部件大都为两位三通电磁阀或者双稳态电磁阀。这两种阀驱动信号为交流信号，所以干扰大、功耗大，有时电网交流电产生的干扰信号还会使阀产生误动作。

对此，冰箱制冷系统越来越多的使用电动切换阀，该类控制阀利用步进电机的原理，用线圈驱动转子部件转动，从而带动滑块转动，控制导入口与多个导出口的通断关系，控制可靠，能耗低，且一个电动阀能实现多种工作模式，能有效简化系统。

电动阀的阀座通常由第一板构件和第二板构件组成，其中，第一板构件为冲压件，第二板构件为车加工件，由于第二板构件为车加工件，存在工序复杂、效率低、成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、加工效率高的阀装置。

为实现上述目的，本发明提供一种阀装置，包括阀体、阀座及设于所述阀体内的转子部件和调节部件；所述阀座外部连接有进口管和出口管，所述阀座内部设有与所述调节部件相配合的密封面，所述密封面设有阀口；所述转子部件与所述调节部件传动连接，以带动所述调节部件转动；所述调节部件通过在所述密封面上转动至不同的工作位置来控制所述阀口与进口管的导通状态，所述阀座包括至少两层相互层叠并焊接连接的平板，且各层所述平板均为冲压件

本发明所提供阀装置的阀座由至少两层相互层叠的平板焊接连接而形成，改进之后，阀座的主要构件均为冲压件，每一层平板都可以采用冲压工艺加工而成，然后再组装成整个阀座，由于不存在车加工件，因此可以避免采用车加工工艺来制作阀座的组成构件，相对于车加工工艺来讲，冲压工艺更加简单、高效，从而可以有效的简化阀装置的制作工序，提高阀装置的生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种阀装置的剖视图；

图2为图1中所示阀装置的阀座与接管的连接示意图；

图3为图2的纵向剖视图；

图4为图2接近俯视视角的示意图；

图5为从上向下观察时图4中所示第二平板的结构示意图；

图6为从下向上观察时图4中所示第二平板的结构示意图；

图7为图4中所示第一平板的结构示意图；

图8为从上向下观察时图4中所示第三平板的结构示意图；

图9为从下向上观察时图4中所示第三平板的结构示意图；

图10为本发明实施例公开的另一种阀装置的阀座与接管的连接示意图；

图11为图10所示阀座与接管在另一视角下的结构示意图；

图12为图10中所示第二平板的结构示意图；

图13为图10中所示第一平板的结构示意图；

图14为图10中所示第三平板的结构示意图；

图15为齿轮的底面设有密封配合面和缺口的结构示意图；

图16为齿轮的上部设有第一止动凸块的结构示意图；

图17为衬板的内顶面设有第二止动凸块的结构示意图。

图中：

11.阀座 112.第一平板 112a、112b.阀口 112c.第一轴孔 112d.凹槽 114a.第一出口管 114b.第二出口管 115.进口管 111.第二平板 111a、111b.流通孔 111c.第三轴孔111d.凸台 111e.第二轴孔 111f.进口管连接孔 111g.凹槽 113.第三平板 113a、113b.出口管连接孔 113c.凸台 113d.凹槽 12.转子部件 121.磁体 122.主动轮 13.齿轮轴 14.中心轴 15.齿轮 15a.密封配合面 15b.缺口 15c.第一止动凸台 16.衬板 16a.第二止动凸台 16b.小轴孔 16c.通孔 16d.裙边部位 17.弹簧 18.罩盖部件 181.上壳体 182.下壳体 19.轴套

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2、图3，图1为本发明实施例公开的一种阀装置的剖视图；图2为图1中所示阀装置的阀座与接管的连接示意图；图3为图2的纵向剖视图。

如图所示，本实施例提供的电动切换阀主要应用于冰箱及类似用途制冷系统中，其上壳体181和下壳体182连接形成罩盖部件18，阀座11位于罩盖部件18底部的开口处，两者通过焊接连接形成封闭的腔体，腔体内设有转子部件12，其中转子部件12由磁体121和主动轮122组成，阀座11上压装齿轮轴13和中心轴14，用于安装、固定齿轮15和转子部件12。

阀座11的外部连接有一个进口管115和两个出口管，分别为第一出口管114a和第二出口管114b，阀座11的内部设有与齿轮15相配合的密封面，阀座11的密封面上设有分别与第一出口管114a和第二出口管114b相连通的阀口112a、112b，转子部件12通过主动轮122与齿轮15啮合传动，阀体工作时，阀体外部的线圈驱动转子部件12转动，转子部件12下端的主动轮122带动安装于齿轮轴13上的齿轮15转动，齿轮15通过在阀座11的密封面上转动至不同的工作位置来控制阀口112a、112b与进口管115的导通状态，进而实现不同的流道切换及通断控制功能。

为了避免转子部件12上下窜动幅度过大，在中心轴14的顶部设置有轴套19，通过控制轴套19下底面与磁体121上顶面之间的距离，可限制转子部件12上下窜动的幅度。

如果需要进行减速，则转子部件12的主动轮122也可以通过多级齿轮与齿轮15啮合传动，在经过多级齿轮的传动之后，可以达到减速、提高扭力等目的。

请一并参考图4、5、6、7、8、9，图4为图2接近俯视视角的示意图；图5为从上向下观察时图4中所示第二平板的结构示意图；图6为从下向上观察时图4中所示第二平板的结构示意图；图7为图4中所示第一平板的结构示意图；图8为从上向下观察时图4中所示第三平板的结构示意图；图9为从下向上观察时图4中所示第三平板的结构示意图。

如图所示，阀座11的主体由三层相互层叠的平板焊接连接形成，且各层平板均为冲压件。

具体地，三层平板从上至下依次为第一平板112、第二平板111和第三平板113。这里的平板指适于冲压成型的板件，其上可以有各种不同的部位和造型，大体上呈平板形状。

第一平板112的上表面为密封面，为了保证密封性能，可对第一平板112的密封面进行研磨处理，阀口112a、112b开设在第一平板112的密封面上；第二平板111设有两个流通孔111a、111b，流通孔111a、111b分别为长圆孔(或腰型孔)，且两者呈角度分布，大体呈“八”字形，其中，流通孔111a对应于阀口112a，流通孔111b对应于阀口112b，第二平板111还设有一个进口管连接孔111f，进口管115焊接于第二平板111的进口管连接孔111f；第三平板113设有与第二平板111上的流通孔111a、111b相连通的出口管连接孔113a、113b，第一出口管114a焊接在出口管连接孔113a中，第二出口管114b焊接在出口管连接孔113b中。

为了安装转子部件12的中心轴14和齿轮15的齿轮轴13，在第一平板112和第二平板111上还开设有相应的轴孔。

第一平板112设有用于安装齿轮轴13下端的第一轴孔112c，第二平板111设有用于安装中心轴14下端的第二轴孔111e，以及对应于第一轴孔112c的第三轴孔111c，齿轮15的齿轮轴13的下端穿过第一轴孔112c装入第三轴孔111c。

如果第一平板112的厚度较大，其第一轴孔112c有足够的深度来安装齿轮轴13的话，则可以不在第二平板111上开设第三轴孔111c，或者将第二平板111上的第三轴孔111c设计为沉孔而不是贯通孔，同理，第二平板111上用于安装中心轴14的第二轴孔111e也可以设计成沉孔。

第一平板112和第二平板111呈圆形，第一平板112的直径小于第二平板111的半径，两者叠置后，第一平板112位于转子部件12的中心轴14的一侧，第一平板112的圆心处于第二平板111的偏心位置。

第三平板113大体呈倒圆角的等腰三角形，其形状可以从下方覆盖第二平板111的流通孔111a、111b、第二轴孔111e和第三轴孔111c，其设有出口管连接孔113a、113b的出口管连接部靠近第二平板111的外边缘，其轴孔遮挡部向第二平板111的圆心处延伸，且宽度从外边缘向圆心处逐渐变小，第三平板113一方面用于焊接第一出口管114a和第二出口管114b，并使出口管114a、114b与流通孔111a、111b贯通，另一方面可以从下方封堵第一平板111上的轴孔，使转子部件12的中心轴114的下端和齿轮15的齿轮轴13的下端可以支撑在第三平板113的轴孔遮挡部上。

可以理解，随着出口管数量、轴孔数量以及出口管与轴孔相对位置的不同，第三平板113还可以设计成其他形状，而不仅仅局限于图中所示的等腰三角形形状，例如，可以将第三平板113的出口管连接部和轴孔遮挡部分成独立的两部分，而且，如上所述，如果第一平板111上的轴孔为沉孔，并不会向外露出，则第三平板113也可以省去轴孔遮挡部，仅保留出口管连接部，在这种情况下，其形状也必然会发生相应的变化。

第二平板111的上表面设置有凸台111d，凸台111d的背面为相似形状的凹槽111g，第一平板112的边缘部位上的矩形缺口形成凹槽112d，此凹槽112d的宽度与凸台111d的长度大体相当，两者嵌套配合起定位作用，形成对第一平板112和第二平板111进行定位的第一定位结构；同理，第三平板113的上表面设有凸台113c，凸台113c的背面为冲压所留下的相似形状的凹槽113d，此凸台113c与第二平板111底面上的凹槽111g嵌套配合起定位作用，形成对第二平板111和第三平板113进行定位的第二定位结构。

凹槽112d、凸台111d、凹槽111g、凸台113c、凹槽113d均冲压成型，其在径向上处于转子部件12的中心轴14和齿轮15的齿轮轴13之间的位置，并且在轴向上上下对应，其中，凸台111d和凹槽111g为同一冲压部位的正反两面，同理，凸台113c和凹槽113d为同一冲压部位的正反两面。

为了防止第一平板112、第二平板111和第三平板113相对转动，上述凹槽112d呈矩形，凸台111d、凹槽111g、凸台113c、凹槽113d均呈非圆形的形状，本实施例所设计的形状为长圆形，而且，可以理解，第一平板112上的凹槽112d也可以是类似于凹槽111g的长圆形凹槽。

阀座11的第一平板112、第二平板111和第三平板113采用焊接的方式进行连接，焊接前第二平板111分别与第一平板112、第三平板113通过压装的方式进行限位固定，再与接管一起进行焊接。为降低成本、保证接管性能，优选三个平板压装后先进行青铜焊，再与接管进行低温高银焊。

这里需要说明的是，第一平板112、第二平板111、第三平板113通过凹部配合的形式来进行定位的结构可以有多种形式。例如，第一平板112、第二平板111和第三平板113上的凸台和凹槽的位置也可以互换，也就是说，可以在第一平板112的下表面设计凸台，与第二平板111上表面的凹槽配合定位，在第二平板111的下表面设计凸台，与第三平板113上表面的凹槽相配合，同样能够实现对三层平板进行定位的目的。

请参考图10、图11、图12、图13、图14，图10为本发明实施例公开的另一种阀装置的阀座与接管的连接示意图；图11为图10所示阀座与接管在另一视角下的结构示意图；图12为图10中所示第二平板的结构示意图；图13为图10中所示第一平板的结构示意图；图14为图10中所示第三平板的结构示意图。

如图所示，在另一实施例中，所提供的电动切换阀的主体结构与上述实施例基本相同，不同之处在于，第一平板112的外形为规则的圆形形状，没有在外边缘处开设缺口来形成凹槽，组装时与第二平板111通过工装配合激光点焊或者挤压固定定位的方式进行限位，同时，第二平板111、第三平板113也取消了定位凸台和凹槽，两者组装时通过工装配合激光点焊或者挤压固定定位的方式进行限位，第一平板112、第二平板111、第三平板113三者固定后再与接管进行焊接。

请参考图15、图16、图17，图15为齿轮的底面设有密封配合面和缺口的结构示意图；图16为齿轮的上部设有第一止动凸块的结构示意图；图17为衬板的内顶面设有第二止动凸块的结构示意图。

如图所示，在上述实施例中，作为可以旋转的调节部件，齿轮15采用高强度工程塑料注塑成型，其底部设有与阀座11的第一平板112的密封面相配合的密封配合面15a和缺口15b，密封配合面15a由一个完整的环形配合面切去缺口15b所在的部分而形成，其中，密封配合面15a的圆心角约为225°，缺口15b的圆心角约为135°。

当密封配合面15a转动至阀口上方时，可以将相应的阀口封堵，使所封堵的阀口不与进口管115导通，当缺口15b转动至阀口上方时，可以释放相应的阀口，使阀口与进口管115导通，通过控制齿轮15转动至不同的位置，可以选择性的使阀口112a、112b中的一者与进口管115导通，也可以使阀口112a、112b同时与进口管115导通，还可以同时阻断阀口112a、112b与进口管115导通，即齿轮15转动时，通过密封配合面15a、缺口15b与第一平板112上的阀口112a、112b相配合，可以控制阀的通断状态或者对流量进行调节。

阀体的下壳体182内设有位于阀座11上方的衬板16，齿轮15的上部设有第一止动凸台15c，齿轮15的上部呈内凹形状，第一止动凸台15c一体成形于齿轮15的内凹腔体的侧壁上；衬板16呈开口向下的罩体形状，具有顶部和裙边部位16d，其通过裙边部位16d支撑在阀座11上，顶部在中间位置开设有一个通孔16c，以穿过转子部件12的主动轮122，在通孔16c的一侧，设有一小轴孔16b，以安装齿轮15的齿轮轴13的上端，在小轴孔16b的外侧，设有第二止动凸台16a，第二止动凸台16a一体成形于衬板16的内顶面且靠近衬板的边缘部位。

第一止动凸台15c和第二止动凸台16a在轴向投影上分别呈外侧宽度大于内侧宽度的梯形形状，类似于内齿轮的单个齿部，其两侧为止动时相互抵靠的第一止动面和第二止动面，组装之后，第二止动凸台16a进入齿轮15的内凹腔体，齿轮15转动时，其第一止动凸台15c在转动的起始位置和极限位置可以与第二止动凸台16a相抵靠，从而形成止动机构。

衬板16的裙边部位16d在对应于齿轮15的部位设有一缺口，以便为齿轮15提供足够的转动空间，避免与齿轮15的齿部相干涉，齿轮15与衬板16之间设有提供预紧力的弹簧17，弹簧17将齿轮15的密封配合面15a紧贴在阀座11的密封面上，保证阀体的内漏水平处理合理范围之内。

上述进口管115，阀体内腔，阀口112a、112b，流通孔111a、111b，出口管114a、114b形成完整的流道，通过控制齿轮15转动调整密封面15a和缺口15b与阀口112a、112b的相对位置，从而实现系统流道的切换及通断控制。

一体化结构的齿轮15不仅具备传动的功能，而且底面设置有密封配合面15a和缺口15b，可以实现电动阀流道切换及通断控制的功能，一体化齿轮15的上部还设置有第一止动凸台15c，起止动及确定初始位置的作用，该止动部与齿轮15的外齿分离，不同于常规的连齿止动方式(连齿止动方式止动时齿轮撞击，影响齿轮寿命)，止动更可靠，寿命更长，同时减少了零部件数量，简化加工流程。

作为一种可能的改进，如果将阀座11的密封面和阀口112a、112b直接形成在第二平板111上，则可以省去第一平板112，仅保留第二平板111和第三平板113。

作为另一种可能的改进，如果第二平板111上的轴孔为沉孔，且出口管114a、114b直接焊接在第二平板111上，则可以省去第三平板113，仅保留第一平板112和第二平板111。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，上述方案用于一进两出电动阀，如果阀口数量及接管数量同时改为一个或三个或四个，可实现一进一出、一进三出、一进四出功能；或者，齿轮轴13和中心轴14也可以直接焊接在阀座11，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明的阀座主体由三个冲压件焊接而成，第一平板112为密封平板，其上设置有阀口，并在中心设置有贯通的轴孔，用于压装或者焊接齿轮轴13；第二平板111为中间大平板，其中心设置有贯通孔，用于压装或焊接中心轴14，并在与阀口对应的位置设置有流通孔，形成流道；第三平板113为接管焊接平板，其在与流通孔对应的位置设置有接管焊接孔，用于焊接接管，形成流道。由于不存在车加工件，因此可以避免采用车加工工艺来制作阀座的组成构件，相对于车加工工艺来讲，冲压工艺更加简单、高效，从而可以有效的简化阀装置的制作工序，提高阀装置的生产效率。

以上对本发明所提供的阀装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (22)

1.一种阀装置，包括阀体、阀座及设于所述阀体内的转子部件和调节部件；所述阀座外部连接有进口管和出口管，所述阀座内部设有与所述调节部件相配合的密封面，所述密封面设有阀口；所述转子部件与所述调节部件传动连接，以带动所述调节部件转动；所述调节部件通过在所述密封面上转动至不同的工作位置来控制所述阀口与进口管的导通状态，其特征在于，所述阀座包括至少两层相互层叠并焊接连接的平板，且各层所述平板均为冲压件。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述阀座包括从上至下依次层叠并焊接连接的第一平板、第二平板和第三平板；所述密封面设于所述第一平板的上表面，所述阀口设于所述第一平板的密封面；所述第二平板设有对应于所述阀口的流通孔和进口管连接孔，所述进口管安装于所述第二平板的进口管连接孔；所述第三平板设有与所述第二平板上对应的流通孔相连通的出口管连接孔，所述出口管安装于所述第三平板的出口管连接孔。

3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述调节部件设有转轴，所述第一平板设有用于安装所述转轴下端的第一轴孔；所述转子部件设有中心轴，所述第二平板设有用于安装所述中心轴下端的第二轴孔，以及对应于所述第一轴孔的第三轴孔；所述调节部件的转轴下端装入所述第一轴孔和第三轴孔。

4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于，所述第一轴孔为贯通孔，所述第二轴孔和第三轴孔为沉孔或贯通孔。

5.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述第一平板和第二平板呈圆形，所述第一平板的直径小于所述第二平板的半径；所述第一平板位于所述转子部件的中心轴的一侧，所述第一平板的圆心处于所述第二平板的偏心位置。

6.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于，所述第三平板包括出口管连接部和轴孔遮挡部；所述出口管连接孔设于所述第三平板的出口管连接部，所述转子部件的中心轴下端和所述调节部件的转轴下端支撑于所述第三平板的轴孔遮挡部。

7.根据权利要求6所述的阀装置，其特征在于，所述第三平板呈覆盖所述第二平板的流通孔、第二轴孔和第三轴孔的形状，其出口管连接部靠近所述第二平板的外边缘，其轴孔遮挡部向所述第二平板的圆心处延伸，且宽度从外边缘向圆心处逐渐变小。

8.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述第一平板与第二平板之间设有用于对两者进行定位的第一定位结构，所述第二平板与第三平板之间设有用于对两者进行定位的第二定位结构。

9.根据权利要求8所述的阀装置，其特征在于，所述第一定位结构包括设于所述第一平板的第一凹槽和设于所述第二平板的第一凸台，所述第一平板与第二平板通过所述第一凹槽与第一凸台的配合定位；所述第二定位结构包括设于所述第二平板的第二凹槽和设于所述第三平板的第二凸台，所述第二平板与第三平板通过所述第二凹槽与第二凸台的配合定位；

或者，所述第一定位结构包括设于所述第一平板的第一凸台和设于所述第二平板的第一凹槽，所述第一平板与第二平板通过所述第一凸台与第一凹槽的配合定位；所述第二定位结构包括设于所述第二平板的第二凸台和设于所述第三平板的第二凹槽，所述第二平板与第三平板通过所述第二凸台与第二凹槽的配合定位。

10.根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于，所述第一凸台、第一凹槽、第二凸台、第二凹槽均冲压成型，并在轴向上相对应；所述第二平板的第一凸台和第二凹槽为同一冲压部位的凸起部和内凹部，或者，所述第二平板的第一凹槽和第二凸台为同一冲压部位的内凹部和凸起部。

11.根据权利要求10所述的阀装置，其特征在于，所述第一凸台、第一凹槽、第二凸台、第二凹槽呈非圆形的形状。

12.根据权利要求11所述的阀装置，其特征在于，所述第一凹槽设于所述第一平板，且所述第一凹槽为所述第一平板边缘部位上的缺口所形成的凹槽。

13.根据权利要求12所述的阀装置，其特征在于，所述第二平板上的第一凸台和第二凹槽以及所述第三平板上的第二凸台均呈长圆形。

14.根据权利要求10所述的阀装置，其特征在于，所述第一凸台、第一凹槽、第二凸台、第二凹槽在径向上处于所述转子部件的中心轴和所述调节部件的转轴之间的位置。

15.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述第二平板的流通孔为长圆孔或腰型孔。

16.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述第一平板、第二平板和第三平板先进行青铜焊，然后又再与进口管和出口管进行高银焊。

17.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述出口管的数量为一个、两个、三个或四个，与之对应的所述阀口的数量为一个、两个、三个或四个。

18.根据权利要求1至17任一项所述的阀装置，其特征在于，所述调节部件包括通过转轴安装于所述阀座上的齿轮；所述齿轮的底部设有与所述阀座的密封面相配合的密封配合面和缺口。

19.根据权利要求18所述的阀装置，其特征在于，所述阀体内设有位于所述阀座上方的衬板，所述齿轮的上部设有第一止动凸台，所述衬板上设有与所述第一止动凸台相配合的第二止动凸台，所述第一止动凸台与第二止动凸台形成止动机构。

20.根据权利要求19所述的阀装置，其特征在于，所述齿轮的上部呈内凹形状，所述第一止动凸台一体成形于所述齿轮的内凹腔体的侧壁上；所述衬板呈开口向下的罩体形状，所述第二止动凸台一体成形于所述衬板的内顶面且靠近所述衬板的边缘部位。

21.根据权利要求20所述的阀装置，其特征在于，所述第一止动凸台和第二止动凸台在轴向投影上分别呈外侧宽度大于内侧宽度的梯形形状，其两侧为止动时相互抵靠的第一止动面和第二止动面。

22.根据权利要求21所述的阀装置，其特征在于，所述齿轮与衬板之间设有提供预紧力的弹簧，所述弹簧将所述齿轮的密封配合面压紧在所述阀座的密封面上。

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