三通阀及其阀体部件的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，特别是涉及一种三通阀及其阀体部件。


背景技术：

2.在冷藏系统中，制冷模式与除霜模式的切换多依靠三通阀进行切换，其他类似模式的切换也多用到三通阀。
3.三通阀的阀体部件开设有冷媒进口、冷凝接口和蒸发接口，阀体部件的内腔形成有第一阀口和第二阀口，其中，冷媒进口通过第一阀口与冷凝接口连通，冷媒进口通过第二阀口与蒸发接口连通；三通阀的阀芯部件在活塞部件的带动下能够沿着阀体部件的内腔轴向移动，以开启第一阀口，关闭第二阀口或者关闭第一阀口、开启第二阀口，从而实现系统的制冷模式与除霜模式的切换。
4.其中，阀体部件上开设有平衡孔组，用以连通冷媒进口和位于活塞部件上方的活塞腔，以调整活塞部件上下端的压力，从而驱动活塞部件沿阀体部件的轴向移动。
5.三通阀从制冷模式切换到除霜模式时，冷凝接口内仍然会存在部分高压介质，三通阀还设有泄压部件，在该情况下可将冷凝接口的高压介质排出，以降低冷凝接口内的压力，以便于三通阀在需要时切换回制冷模式。
6.其中，泄压部件主要为单向阀结构，包括阀杆、弹簧和阀芯，阀体部件形成有容纳各部件的泄压腔及孔结构，具体地，泄压腔通过泄压阀口与第一孔结构连通，第一孔结构通过阀体部件的主腔连通冷凝接口，泄压腔还通过第二孔结构与平衡孔组连通，阀芯在弹簧的作用下压抵关闭泄压阀口；当冷凝接口处存在高压介质时，该高压介质推动阀芯动作以打开泄压阀口，使冷凝接口内的高压介质经第一孔结构、泄压阀口、泄压腔、第二孔结构及平衡孔组排出。
7.由上可见，第一孔结构、第二孔结构及平衡孔组集中在阀体部件的同一侧，彼此交叉，因各孔的连通关系，导致有些孔结构需要斜向布置，增加了加工难度；同时，这些结构设计及为便于阀芯部件的装配，使得阀体部件主要由上阀体、中阀体和下阀体组成，各阀体上开设相应的孔结构，并且连通的相关孔结构存在位置对应关系，结构较为复杂。


技术实现要素：

8.本发明提供一种三通阀的阀体部件，包括分体设置的上阀体和下阀体，两者固定连接；所述下阀体具有冷媒进口和连通所述冷媒进口的第一平衡孔，所述上阀体具有连通所述第一平衡孔的第二平衡孔和连通所述第二平衡孔的第三平衡孔，所述第三平衡孔位于所述上阀体的上端且与所述上阀体的活塞腔连通；所述冷媒进口、所述第一平衡孔、所述第二平衡孔及所述第三平衡孔位于所述阀体部件的同一侧；
9.所述上阀体还具有位于同一侧的冷凝接口、泄压腔、第一连通孔和第二连通孔，所述第一连通孔通过泄压阀口连通所述泄压腔，所述第一连通孔直接连通所述冷凝接口，所述第二连通孔位于所述上阀体的上端且连通所述泄压腔与所述上阀体的活塞腔；
10.所述冷凝接口与所述冷媒进口位于所述阀体部件的不同侧。
11.本发明提供的三通阀的阀体部件，将连通活塞腔和冷媒进口的各平衡孔开设于阀体部件的一侧，将与冷凝接口连通的泄压腔及相关连通孔结构开设阀体部件的另一侧，如此避免了将平衡孔结构及泄压结构集中在阀体部件的同一部位，规避了相关孔结构的交叉设计，从而阀体部件只设置上阀体和下阀体两个主体结构即可实现相关孔结构的加工，简化了阀体部件的结构，降低了加工难度，从而能够降低生产成本。
12.本发明还提供一种三通阀，包括阀体部件和活塞部件，所述阀体部件为上述任一项所述的阀体部件，所述活塞部件位于所述上阀体的内腔，并将其内腔分隔为位于上方的活塞腔和位于下方的主腔。
13.由于上述阀体部件具有上述技术效果，所以包括该阀体部件的三通阀也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。
附图说明
14.图1为本发明所提供三通阀的一种实施例的结构示意图；
15.图2为图1中i部位的局部放大图；
16.图3为图1中ii部位的局部放大图；
17.图4为图1中阀芯部件的结构示意图；
18.图5为图4中a部位的局部放大图；
19.图6为图4中b部位的局部放大图；
20.图7为本发明所提供阀芯部件的另一实施例的结构示意图；
21.图8为图7中c部位的局部放大图；
22.图9为图7中d部位的局部放大图。
23.附图标记说明：
24.阀体部件100，上阀体110，先导口111，冷凝接口112，活塞腔113，第二平衡孔114，第三平衡孔115，第一堵头116，下阀体120，第二阀口121，冷媒进口122，蒸发接口123，第一平衡孔124，密封座130，第一阀口131，密封圈132，密封垫140；
25.活塞部件200，活塞本体210，弹性部件220，弹簧座230；
26.阀芯部件300、300
′
，连接轴310，第一环形台阶面311，第二环形台阶面312；
27.密封组件320a、320b，密封件321，第一密封凸起3211，第二密封凸起3212，垫块322，第一密封槽3221，压块323，第二密封槽3231，限位凸部3232；
28.密封组件320a
′
、320b
′
，密封件321
′
，垫块322
′
，第一密封凸部3221
′
，轴向凸台3222
′
，压块323
′
，第二密封凸部3231
′
，限位凸部3232
′
；
29.泄压部件400，泄压腔410，第一连通孔420，第二连通孔430，泄压阀口440，顶杆450，泄压阀芯460，弹性元件470，第二堵头480。
具体实施方式
30.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。
31.为便于理解和描述简洁，下文结合三通阀及其阀体部件一并说明，有益效果部分
不再重复。
32.需要说明的是，本文中所涉及的方位词上、下、左和右等均是以附图中零部件位于图中及零部件相互之间的位置来定义的，其中，轴向指三通阀的轴线方向，即附图所在纸面的自上而下或自下而上的竖直方向；可以理解，所述方位词的使用只是为了描述技术方案的清楚及方便，不应构成对保护范围的限制。
33.请参考图1至图3，图1为本发明所提供三通阀的一种实施例的结构示意图；图2为图1中i部位的局部放大图；图3为图1中ii部位的局部放大图。
34.如图所示，该实施例提供的三通阀包括阀体部件100、活塞部件200、阀芯部件300和泄压部件400。
35.活塞部件200设于阀体部件100的内腔，将阀体部件100的内腔分隔为位于活塞部件200上方的活塞腔113和位于活塞部件200下方的主腔。
36.阀体部件100的顶端具有连通活塞腔113的先导口111。
37.活塞部件200具体包括活塞本体210、弹性部件220和弹簧座230；具体的，活塞本体210将阀体部件100的内腔分隔，活塞本体210的外周壁与阀体部件100的内周壁贴合，为了确保分隔的活塞腔113与主腔之间的密封性，活塞本体210与阀体部件100之间还设有密封件；弹性部件220的两端分别与阀体部件100的顶端和活塞本体210抵接，为实现对弹性部件220的定位，避免弹性部件220偏斜，活塞本体210上固设有弹簧座230，弹性部件220的下端插装于弹簧座230内。
38.阀体部件100还具有与主腔连通的冷凝接口112、冷媒进口122和蒸发接口123，其中，冷媒进口122通过第一阀口131与冷凝接口112连通，冷媒进口122通过第二阀口121与蒸发接口123连通；如图1所示，沿阀体部件100的轴向，冷凝接口112、冷媒进口122和蒸发接口123自上之下排布，相应地，第一阀口131位于第二阀口121的上方。
39.阀芯部件300位于阀体部件100的主腔内，与活塞本体210连接，当活塞本体210上下端压力发生变化时，活塞本体210能够沿阀体部件100的轴向上下移动，带动阀芯部件300一起沿轴向上下移动，以关闭第一阀口131，打开第二阀口121或者打开第一阀口131，关闭第二阀口121。
40.参考图1，阀体部件100还开设有连通冷媒进口122与活塞腔113的平衡孔组。
41.工作时，先导口111关闭时，从冷媒进口122进入的高压冷媒的一部分可以经平衡孔组进入活塞腔113，这样，活塞本体210的上下两端压力平衡，在弹性部件220的作用下，活塞本体210使阀芯部件300保持在关闭第二阀口121，打开第一阀口131的状态，即图1所示的状态，此时，冷媒进口122通过第一阀口131与冷凝接口112连通，高压冷媒从冷凝接口112流出，实现制冷功能。
42.工作时，先导口111开启时，从冷媒进口122进入的高压冷媒的一部分仍然经平衡孔组进入活塞腔113，因先导口111此时处于开启状态，该部分冷媒进入活塞腔113后会经先导口111排出，这样，活塞腔113的压力减小，活塞本体210下端的压力大于其上端的压力，在压力差的作用下，活塞本体210克服弹性部件220的弹性力而上移，阀芯部件300随之上移，以开启第二阀口121、关闭第一阀口131，此时，冷媒进口122通过第二阀口121与蒸发接口123连通，高压冷媒从蒸发接口123流出，实现制热功能。
43.实际工作中，当三通阀从制冷模式切换到制热模式后，冷凝接口112内不可避免地
会存在部分高压冷媒，为便于后续需要时再切换回制冷模式，需要将冷凝接口112内的该部分高压冷媒排出，所以，三通阀还设有泄压部件400。
44.参考图1和图2，该实施例中，泄压部件400包括开设于阀体部件100的泄压腔410、第一连通孔420和第二连通孔430；其中，第一连通孔420通过泄压阀口440与泄压腔410连通，泄压腔410通过第二连通孔430与活塞腔113连通，第一连通孔420连通冷凝接口112。
45.泄压部件400还包括顶杆450、弹性元件470和泄压阀芯460，其中，顶杆450固设于泄压腔410内，弹性元件470设于顶杆450与泄压阀芯460之间，以将泄压阀芯460压抵于泄压阀口440，泄压阀芯460与泄压阀口440形成密封副。
46.可以理解，为了便于装配顶杆450、弹性元件470和泄压阀芯460，形成于阀体部件100的泄压腔410为具有敞口结构。
47.同样可以理解，常态下，弹性元件470将泄压阀芯460压抵在泄压阀口440上，使其能够关闭泄压阀口440，切断第一连通孔420与泄压腔410之间的通路。
48.当三通阀从制冷模式切换至制热模式后，若冷凝接口112存在高压冷媒，因冷凝接口与第一连通孔420连通，所以该高压冷媒会经第一连通孔420作用于泄压阀芯460，克服弹性元件470的弹性力将泄压阀芯460顶起，以开启泄压阀口440，从而高压冷媒能够通过第一连通孔420、泄压阀口440进入泄压腔410，再经泄压腔410、第二连通孔430进入活塞腔113后从先导口111排出，使冷凝接口112内压力下降，便于后续需要时再切换回制冷模式。
49.具体的方案中，泄压部件400的第一连通孔420与冷凝接口112直接连通，第二连通孔430与活塞腔113直接连通。这样设置后，相当于将泄压腔410、第一连通孔420和第二连通孔430设置在阀体部件100上靠近冷凝接口112与活塞腔113的壁体上，如图1和图2所示，显然，泄压腔410、第一连通孔420和第二连通孔430与冷凝接口112位于同一侧，且位于阀体部件100的上部。
50.另外，因泄压部件400的第一连通孔420与冷凝接口112直接连通，第二连通孔430与活塞腔113直接连通，所以泄压部件400的相关孔结构无需与前述平衡孔组在位置上相关联，规避了背景技术中需要将泄压部件400的相关结构与平衡孔组设置在同一位置导致的相关孔结构交叉的问题，使得各孔结构可根据需要灵活布置，降低了加工难度。
51.具体的方案中，冷媒进口122与冷凝接口112位于阀体部件100的不同侧，前述平衡孔组因连通的是冷媒进口122与活塞腔113，为方便加工，平衡孔组与冷媒进口122位于同一侧设置，这样，避免泄压部件400的相关结构与平衡孔组的位置互不干扰，加工更加方便。
52.图示方案中，冷媒进口122及平衡孔组位于图示中阀体部件100的右侧，冷凝接口112及泄压部件400位于图示中阀体部件100的左侧，也就是说，两者位于阀体部件100的相对两侧，可以理解，实际加工时，只要两者在阀体部件100的周向上错开即可，具体可根据实际需求来设置。
53.该实施例中，如图1所示，阀体部件100包括分体设置的上阀体110和下阀体120，两者固定连接；前述活塞腔113和冷凝接口112均形成于上阀体110，泄压部件400也设于上阀体110；前述冷媒进口122、蒸发接口123及第二阀口121均形成于下阀体120，具体地，蒸发接口123与冷凝接口112位于阀体部件100的同一侧。
54.前述平衡孔组形成于上阀体110和下阀体120，具体地，平衡孔组包括开设于下阀体120的第一平衡孔124、开设于上阀体110的第二平衡孔114和第三平衡孔115；其中，第一
平衡孔124连通冷媒进口122和第二平衡孔114，第三平衡孔115连通第二平衡孔114和活塞腔113。
55.具体的方案中，第一平衡孔124斜向设置，第二平衡孔114从上阀体110的底部向上延伸至活塞腔113位置，第三平衡孔115大体横向设置，以连通第二平衡孔114与活塞腔113。
56.为便于加工，第三平衡孔115贯穿上阀体110的壁面，同时为保证密封性，第三平衡孔115的开口处可通过第一堵头116封堵密封。
57.具体地，第三平衡孔115的中心线可与阀体部件100的轴向相垂直设置，既便于加工，也能够缩短平衡孔组的流通路径。
58.如上，因泄压部件400的泄压腔410及相关连通孔结构与平衡孔组分设于阀体部件100的不同侧，避免了将平衡孔组及泄压结构集中在阀体部件100的同一部位，也就规避了相关孔结构的交叉设计，使得阀体部件100只设置上阀体110和下阀体120两个主体结构即可实现相关孔结构的加工，简化了阀体部件100的结构，降低了加工难度，相应地能够降低生产成本。
59.具体的方案中，该阀体部件100还包括密封座130，密封座130被上阀体110和下阀体120夹持固定，前述第一阀口131形成于密封座130。
60.参考图1，可以理解，上阀体110的内腔和下阀体120的内腔贯通形成阀腔，前述活塞部件200设于上阀体110内，将上阀体110的内腔分隔为活塞腔113和下腔，上阀体110的下腔与下阀体120的内腔贯通形成前述主腔，密封座130的第一阀口131分隔该主腔，下阀体120的内腔通过第一阀口131与上阀体110的下腔连通。
61.具体的，如图3所示，上阀体110和下阀体120的连接处形成槽形结构，密封座130的外周与该槽形结构配合，上阀体110和下阀体120的固接后将密封座130夹持固定，通常，上阀体110和下阀体120通过螺栓等紧固件可拆卸固定。
62.为确保密封性，密封座130与上阀体110或下阀体120的周壁处设置有密封圈132，图示中密封圈132设于密封座130与下阀体120之间；同样为确保密封性，上阀体110与下阀体120之间还设有密封垫140，可以理解，该密封垫140在对应第一平衡孔124的位置也开始有通孔，以使第一平衡孔124与第二平衡孔114连通。
63.具体的方案中，泄压部件400的泄压腔410及第一连通孔420的中心线与阀体部件100的轴向平行，这样，能够合理利用上阀体110的空间结构，以减小上阀体110的体积，节约材料。
64.具体的，冷凝接口112的中心线与第一连通孔420的中心线相垂直，当需要泄压时，冷凝接口112处的高压冷媒便于推动泄压阀芯460动作。
65.更具体的，第二连通孔430的中心线与第一连通孔420的中心线相垂直，也就是说，第二连通孔430与泄压腔410垂直设置，这样能够有效缩短泄压腔410与活塞腔113的连通通路，有利于冷凝接口112内高压冷媒的排出。
66.具体地，第二连通孔430贯穿阀体部件100的壁面，如图2所示，可以理解为第二连通孔430与泄压腔410呈十字交叉结构，这样便于第二连通孔430的加工；同时，为确保密封性，第二连通孔430的开口处通过第二堵头480封堵密封。
67.请一并参考图4至图6，图4为图1中阀芯部件的结构示意图；图5为图4中a部位的局部放大图；图6为图4中b部位的局部放大图。
68.该实施例中，阀芯部件300包括连接轴310，还包括两个套设于连接轴310的密封组件320a、320b，两个密封组件320a、320b间隔预设距离设置，与第一阀口131和第二阀口121分别对应。
69.结合图1，可以理解，位于上方的密封组件320a用于启闭第一阀口131，位于下方的密封组件320b用于启闭第二阀口121。
70.两个密封组件320a、320b的组成结构一致，均包括密封件321，以及位于密封件321两侧的垫块322和压块323，垫块322和压块323均固套于连接轴310，并挤压固定密封件321。
71.其中，密封组件320a的压块323与密封组件320b的压块323相对设置，也就是说，密封组件320a的压块323朝向密封组件320b的压块323；如图4所示，位于上方的密封组件320a，其压块323位于密封件321的下方，相应地，垫块322位于密封件321的上方设置，位于下方的密封组件320b，其压块323位于密封件321的上方，相应地，垫块322位于密封件321的下方设置。
72.密封件321与垫块322之间形成有第一密封结构，密封件321与压块323之间形成有第二密封结构。
73.如上，该阀芯部件300在其连接轴310上设有两个密封组件320a、320b，每个密封组件的密封件321通过固套在连接轴310上的压块323和垫块322夹紧，从而将密封件321挤压固定，该种结构简单可靠，不易失效。
74.具体的方案中，前述第一密封结构形成于密封件321与垫块322，第二密封结构形成于密封件321与压块323。
75.具体地，第一密封结构包括形成于垫块322的第一密封槽3221和形成于密封件321的第一密封凸起3211，第一密封凸起3211卡嵌于第一密封槽3221；第二密封结构包括形成于压块323的第二密封槽3231和形成于密封件321的第二密封凸起3212，第二密封凸起3212卡嵌于第二密封槽3231。
76.实际中，密封件321多为橡胶件等具有一定弹性的部件，此时，密封件321的第一密封凸起3211和第二密封凸起3212可在垫块322与压块323夹紧挤压密封件321的过程中形成，也就是说，正常加工时，密封件321与压块323、垫块322相接触的面部不单独加工出密封凸起，在垫块322与压块323夹紧密封件321的过程中，通过挤压使得密封件321形成卡嵌于第一密封槽3221和第二密封槽3231内的密封凸起，实现密封。
77.当然，实际中，装配前，即在密封件321上加工出相应配合的第一密封凸起3211和第二密封凸起3212也是可行的，相对而言，上述方式更简单可靠。
78.如上，密封结构形成与密封件321、压块323和垫块322自身，无需额外单独设置密封部件，能够简化阀芯部件300的结构。
79.具体的方案中，压块323的外周沿轴向向垫块322的方向延伸形成有限位凸部3232，该限位凸部3232与密封件321的外周相抵；限位凸部3232的设置能够限定密封件321的径向位置。
80.具体的方案中，压块323和垫块322均可通过过盈配合或焊接的方式与连接轴310固定，该种固定方式简单可靠，易实施。
81.具体的方案中，连接轴310上具有朝上的第一环形台阶面311，位于上方的密封组件320a的压块323与该第一环形台阶面311相抵，可以理解，该第一环形台阶面311的设置能
够限制密封组件320a在连接轴310的轴向位置，确保密封组件320a与第一阀口131的启闭配合。
82.该连接轴310上还具有朝下的第二环形台阶面312，位于下方的密封组件320b的压块323与该第二环形台阶面312相抵，可以理解，该第二环形台阶面312的设置能够限制密封组件320a在连接轴310的轴向位置，确保密封组件320b与第二阀口121的启闭配合。
83.除了上述结构外，阀芯部件还可以有其他结构形式，请一并参考图7至图9，图7为本发明所提供阀芯部件的另一实施例的结构示意图；图8为图7中c部位的局部放大图；图9为图7中d部位的局部放大图。
84.该实施例中，阀芯部件300
′
也包括连接轴310和套设于连接轴310的两个密封组件320a
′
、320b
′
，两个密封组件320a
′
、320b
′
间隔预设距离设置，与第一阀口131和第二阀口121分别对应。
85.该阀芯部件300
′
的基本结构与前述实施例类似，区别在于密封组件的结构略有不同，下面就区别部分详细说明。
86.该实施例中，密封组件320a
′
、320b
′
也包括密封件321
′
以及位于密封件321
′
两侧的垫块322
′
和压块323
′
，垫片322
′
和压块323
′
也是固套在连接轴310上并将密封件321
′
挤压固定。
87.该实施例中，垫块322
′
与密封件321
′
之间形成的第一密封结构包括形成于垫块322
′
的第一密封凸部3221
′
，该第一密封凸部3221
′
嵌入密封件321
′
内，使两者之间密封；压块323
′
与密封件321
′
之间形成的第二密封结构包括形成于压块323
′
的第二密封凸部3231
′
，该第二密封凸部3231
′
嵌入密封件321
′
内，使两者之间密封。
88.可以理解，该实施例中，在垫块322
′
与密封件321
′
接触的面部设置第一密封凸部3221
′
结构，在压块323
′
与密封件321
′
接触的面部设置第二密封凸部3231
′
结构，两者夹持密封件321
′
时，第一密封凸部3221
′
和第二密封凸部3231
′
分别挤压嵌入密封件321
′
内，形成密封。
89.该种密封方式结构简单，可靠性高。
90.该实施例中，连接轴310上也设有朝上的第一环形台阶面311和朝下的第二环形台阶面312，以限制两个密封组件310a
′
、310b
′
在连接轴310的轴向位置。
91.具体的，该实施例中，压块323
′
也具有朝向垫块322
′
方向的限位凸部3232
′
，以限制密封件321
′
的径向位置。
92.具体的方案中，垫块322
′
包括环状本体和沿环状本体的内缘轴向向压块323
′
方向伸出的轴向凸台3222
′
，该轴向凸台3222
′
插入密封件321
′
的内孔中，可以理解，这样设置后，相当于在垫块322
′
的轴向凸台3222
′
的外周、与垫块322
′
的环状本体及压块323
′
之间形成容纳密封件321
′
的容纳部。
93.可以理解，密封组件320a
′
、320b
′
在装配至连接轴310上时，先将压块323
′
固套于连接轴310，并使其与对应的环形台阶面311相抵，再套入密封件321
′
，最后套入垫块322
′
，使垫块322
′
朝压块323
′
方向挤压，垫块322
′
的轴向凸台3222
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的设计可以控制垫块322
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挤压密封件321
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的挤压程度，避免密封件321
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被过渡压缩。
94.当然，在前述图4至图6所示的实施例中，其垫块322也可以设置类似的轴向凸台，以限制密封件321的压缩量。
95.同样地，在其他方案中，可将上述阀芯部件的两实施例中的密封结构相互组合形成新的阀芯部件的结构，比如，垫块与密封件之间的密封结构采用图4至图6所示的方案，压块与密封件之间的密封结构采用图7至图9所示的方案。
96.以上对本发明所提供的三通阀及其阀体部件均进行了详细介绍。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方法及其核心思想。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。