控制阀的制作方法

1.本发明涉及流体控制领域，具体涉及一种控制阀。


背景技术：

2.通常，控制阀的阀杆通过在驱动件的带动下移动，以实现控制阀对多个流路的流体控制，在阀杆移动过程中希望能设置检测结构对阀杆的位置进行检测，但检测结构的位置设置的是否准确易影响测试结果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种控制阀，便于提高检测结构的位置设置的准确性。
4.本发明实施例提供一种控制阀，具有阀口，所述控制阀包括阀杆组件、位置检测组件以及限位结构，所述阀杆组件能够向靠近或远离所述阀口的方向移动以导通或关闭对应的所述阀口，所述位置检测组件能够检测所述阀杆组件的位置，所述位置检测组件包括待测元件，所述待测元件与所述阀杆组件固定连接，其中，所述阀杆组件包括配合件，所述配合件与所述限位结构的限位面周向限位连接，所述限位面沿所述阀杆组件轴向的正投影关于所述阀杆组件的轴线的非对称。
5.根据本发明实施例提供的控制阀，包括阀杆组件、位置检测组件以及限位结构，通过设置阀杆组件的配合件与限位结构的限位面周向限位连接，且限位面为沿阀杆组件轴向的正投影为关于阀杆组件的轴线的非对称图形，能够使限位结构对阀杆组件的周向设置位置进行限位，防止阀杆组件通过绕自身轴线方向旋转与限位结构具有多个安装位置，由于位置检测组件的待测元件与阀杆组件固定连接，使得限位结构能够通过阀杆组件对位置检测组件的待测元件的设置位置进行限位，便于提高位置检测组件的位置设置的准确性。
附图说明
6.图1是本发明第一种实施例提供的控制阀的分解结构示意图；
7.图2是图1中示出的控制阀的立体结构示意图；
8.图3是图2中示出的控制阀的截面结构示意图；
9.图4是图2中示出的控制阀的局部结构示意图；
10.图5是本发明一个实施例提供的第一支架的结构示意图；
11.图6是本发明一个实施例提供的第一支架和配合件的连接结构的正视结构示意图；
12.图7是本发明一个实施例提供的阀体的结构示意图；
13.图8是图7中示出的阀体的截面结构示意图；
14.图9是本发明第一种实施例提供的阀杆组件和磁性元件的组合结构示意图；
15.图10是图9中示出的组合结构在其中一个位置处的截面结构示意图；
16.图11是本发明一个实施例提供的第一阀座的结构示意图；
17.图12是本发明一个实施例提供的第二支架和连接件的结构示意图；
18.图13是本发明一个实施例提供的地二阀座的结构示意图；
19.图14是图2中示出的控制阀在第一工作模式的结构示意图；
20.图15是图2中示出的控制阀在第二工作模式的结构示意图；
21.图16是本发明第二种实施例提供的控制阀在第一模式的结构示意图；
22.图17是是本发明第二种实施例提供的控制阀在第二模式的结构示意图；
23.图18是本发明第二种实施例的阀杆组件的结构示意图；
24.图19是电磁线圈和霍尔元件输出电压之间的曲线示意图。
具体实施方式
25.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。本文中，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。
26.如图1至图8所示，本发明实施例提供一种控制阀1，包括阀体50和阀杆组件10，控制阀1具有阀腔102，阀体50形成阀腔102的至少部分壁部，阀杆组件10的部分位于阀腔102，控制阀1具有阀口101，阀口101可以位于阀腔102内，阀杆组件10能够向靠近或远离阀口101的方向移动以导通或关闭对应的阀口101，从而实现控制阀1对流体等工作介质的控制功能。
27.如图1至图4所示，控制阀1还包括位置检测组件20，位置检测组件20能够对阀杆组件的位置进行检测，其中，位置检测组件20包括待测元件201，该待测元件201与阀杆组件10固定连接，使得待测元件201与阀杆组件10同步移动，便于对阀杆组件10的位置进行检测。可选地，待测元件201可以为磁性元件21，位置检测组件20还包括霍尔元件22，霍尔元件22相对于阀口101固定设置，在具体实施时，控制阀还可以包括控制件80，霍尔元件22位于控制件80上，控制件80可以与阀体10固定连接，在阀杆组件10的至少部分移动行程内，霍尔元件22均位于磁性元件21的磁场范围内，便于使霍尔元件22和磁性元件21相互配合以对阀杆组件10的位置进行检测。需要说明的是，本文中的固定连接可以为焊接、粘接、螺纹连接、通过紧固件连接、或者一体成型为一体结构等方式。
28.为提高位置检测组件20的位置设置的准确性，进一步结合图1、图3至图6所示，在一些实施例中，控制阀1还包括限位结构30，阀杆组件10包括配合件11，配合件11与限位结构30的限位面31限位连接，沿阀杆组件10的轴向，限位面31的正投影关于阀杆组件10的轴线的非对称。通过上述设置，能够使限位结构30对阀杆组件10的位置进行限位，防止阀杆组件10通过绕自身轴线方向旋转与限位结构30具有多个安装位置，由于位置检测组件20的待测元件201与阀杆组件10固定连接，使得限位结构30能够通过阀杆组件10对位置检测组件20的待测元件201的设置位置进行限位，便于提高位置检测组件20的位置设置的准确性。
29.如图9和图10所示，在一些实施例中，沿阀杆组件10的轴向，磁性元件21的正投影环绕阀杆组件10的中轴线的角度小于360度。可选地，如图10所示，沿阀杆组件10的轴向，磁性元件21的正投影为扇形结构；或者磁性元件21的正投影为多边形结构；或者磁性元件21
的正投影的外轮廓为由直线或曲线形成的结构。通过上述设置，相较于环绕阀杆组件10一圈均设置磁性元件而言，本发明实施例提供的磁性元件21的体积较小，能够节省材料，且能够便于提高磁性元件21充磁的均匀性，便于提高霍尔元件22对磁性元件21检测的稳定性。
30.结合图1至图4、图10所示，在一些实施例中，控制阀1还包括驱动组件40，驱动组件40能够驱动阀杆组件10移动，驱动组件40包括壳体45和位于壳体45的容纳腔451内的电磁线圈41，阀杆组件10轴向上的第一端p1位于壳体45的容纳腔451内，阀杆组件10轴向上的第二端p2位于驱动组件40外且与驱动组件40间隔设置，磁性元件21靠近阀杆组件10的第二端p2设置。通过上述设置，能够减少电磁线圈41在通电时产生的磁性对霍尔元件22检测磁性元件21磁性的影响，从而提高位置检测组件20对阀杆组件10的位置检测的准确性。
31.进一步地，如图3和图4所示，可选地，驱动组件40还可以包括动铁芯42、定铁芯43和弹性件44，弹性件44位于动铁芯42和定铁芯43之间，电磁线圈41通电时产生磁场，能够驱动动铁芯42相对定铁芯43移动，电磁线圈41断电时，弹性件44的弹性作用使得动铁芯42复位。阀杆组件10还包括相互连接的阀杆12和活塞13，阀杆12的一部分位于壳体45的容纳腔451内且与动铁芯42传动连接，活塞13与驱动组件40间隔设置，在阀杆组件10的移动行程内，活塞13能够与阀口101的口壁接触挤压形成密封面，使得活塞13能够关闭对应的阀口101，磁性元件21位于活塞13远离驱动组件40的一侧。通过上述设置，使得磁性元件21距离电磁线圈41较远，进而使霍尔元件22也距离电磁线圈41较远，便于减少电磁线圈41在通电时产生的磁性对霍尔元件22检测磁性元件21磁性的影响。
32.请参阅图3至图6所示，在一些实施例中，限位结构30具有限位孔32，限位面31形成限位孔32的至少部分周壁，配合件11的至少部分位于限位孔32内，配合件11的形状与限位面31的形状匹配，配合件11与限位面31间隙配合。由于沿阀杆组件10的轴向，限位面31的正投影为关于阀杆组件10的轴线的非对称图形，通过上述设置，一方面，能够使得限位面31能够限制阀杆组件10的转动，使得阀杆组件10具有止转功能，使得阀杆组件10的位置以及磁性元件21相对于霍尔元件22的位置稳定，另一方面，通过设置配合件11与限位面31间隙配合，能够提高阀杆组件10与阀腔102的内侧壁的同轴度，便于实现阀杆组件10沿轴向的稳定移动，便于提高活塞13与阀口101的壁部之间的密封性。可选地，如图3所示，限位结构30可以位于活塞13和驱动组件40之间，便于减小控制阀沿轴向的高度；或者限位结构30也可以位于活塞13远离驱动组件40的一侧，本发明对此不进行限定。
33.请进一步参阅图5和图6，在一些实施例中，限位面31形成限位孔32的周壁，沿阀杆组件10轴向，限位面31的正投影为六边形结构，六边形结构包括六条直线段，相邻直线段的长度不同，相对设置的直线段的长度不同。如图6所示，六边形结构的六条直线段为别为第一段l1、第二段l2、第三段l3、第四段l4、第五段l5和第六段l6，相邻两条直线段可以通过圆弧段连接，其中，第一段l1和第二段l2相邻且二者的长度不同，相似地，第二段l2和第三段l3相邻且二者的长度不同，第一段l1和第四段l4相对设置且二者的长度不同，相似地，第二段l2和五段l5相对设置且二者的长度不同，其余直线段的设置与上述相似，不再赘述。
34.进一步参阅图1至图15，在一些实施例中，控制阀1还包括阀座60，阀杆12的部分、活塞13、配合件11、限位结构30以及阀座60均位于阀腔102，且阀杆12、活塞13、配合件11和磁性元件21注塑为一体结构，例如阀杆组件10还包括安装部15，磁性元件21作为嵌件与安装部15一体成型，可选地，阀杆组件10还可以包括加强筋14，加强筋14连接于阀杆12的外表
面和安装部15的表面之间，提高安装部15的强度。阀座60包括橡胶部，橡胶部的组成材料为橡胶，阀口101位于橡胶部，可选地，阀座60整体可以均由橡胶材料制成或者局部结构由橡胶材料制成。本发明实施例中，活塞13可以由塑料制成，相较于设置金属的活塞和橡胶的阀座，这样能够减少活塞13在随阀杆12移动过程中与阀口101接触时产生粘连，进而提高控制阀1的稳定性和使用寿命。
35.进一步结合图3至图13，在一些实施例中，阀体50包括侧壁部54、第一接管51、第二接管52和第三接管53，第一接管51、第二接管52和第三接管53均与侧壁部54连接，第一接管51的流通通道、第二接管52的流通通道和第三接管53的流通通道均与阀腔102连通，阀杆组件10的活塞13包括间隔设置的第一活塞131和第二活塞132，控制阀1的阀座60包括第一阀座61和第二阀座62，第一活塞131和第二活塞132均位于第一阀座61和第二阀座62之间，第一阀座61包括第一橡胶部611，第二阀座62包括第二橡胶部621，第一橡胶部611和第二橡胶部621间隔设置，阀口101包括第一阀口1011和第二阀口1012，第一阀口1011位于第一橡胶部611，第二阀口1012位于第二橡胶部621；沿控制阀1的轴向，第一阀口1011和第二阀口1012之间的间隔距离大于第一活塞131和第二活塞132之间的间隔距离，便于实现第一阀口1011和第二阀口1012的至少一者处于导通状态。
36.进一步地，结合图3至图13，在一些实施例中，控制阀1还包括第一支架71、第二支架72和连接件73，第一支架71与限位结构30连接为一体结构，例如，第一支架71与限位结构30可以一体注塑成型，驱动组件40、第一支架71、第一活塞131的至少部分、第二支架72的至少部分、第二活塞132的至少部分沿阀杆组件10的轴向顺次排布，如图3和图4所示，此时的第一支架71位于驱动组件40和第二支架72之间，第一活塞131的至少部分位于第一支架71和第二支架72之间，第二活塞132的至少部分位于第二支架72远离第一支架71的一侧；第一支架71和第二支架72的其中一者包括凹槽711，另一者与连接件73连接为一体结构，连接件73的部分穿过第一活塞131嵌入凹槽711内。结合图6、图11和图12所示，第一支架71包括多个凹槽711，第二支架72与连接件73一体成型，连接件73的数量为多个且沿第二支架72的圆周方向不均匀排布，使得第一支架71和第二支架72的安装位置准确，第一支架71具有第一连通口，第一连通口与第一接管51的流通腔连通，第二支架72具有第二连通口，第二连通口与第三接管53的流通腔连通。为使第一支架71得第一连通口与与第一接管51的流通腔对准，如图4至图7，在一些实施例中，第一支架71具有限位部713，阀体50具有配合部55，限位部713和配合部55相互配合以对第一支架71的位置进行限位。可选地，限位部713和配合部55的其中一者为凸台，另一者为凹槽，限位部713和配合部55相互嵌套。
37.下面对本发明第一种实施方式提供的控制阀的工作模式进行介绍，如图14和图15所示，控制阀具有第一工作模式和第二工作模式，图中用加粗实现绘示出工作介质的流动示意，如图14，控制阀处于第一工作模式，电磁线圈41未通电，此时动铁芯42和定铁芯43在弹性件44的弹性作用下间隔设置，使得第一活塞131与第一阀口1011的壁部抵接形成密封面，第二活塞132与第二阀口1012之间具有间隙，使得第二接管52的流通腔通过该间隙与第三接管53的流通腔导通。如图15所示，控制阀处于第二工作模式，电磁线圈41通电产生磁场，此时动铁芯42在磁场作用下向定铁心43移动，使得第一活塞131与第一阀口1011之间具有间隙，第二活塞132与第二阀口1012的壁部之间抵接形成密封面，使得第一接管51的流通腔通过该间隙与第三接管53的流通腔导通。此时，可以将第一接管51和第二接管52作为进
口管，第三接管53作为出口管，从而实现控制阀的“两进一出”的功能。可以理解的是，也可以使电磁线圈41未通电时，动铁芯42和定铁芯43相互吸合，电磁线圈41通电时，动铁芯42和定铁芯43相互脱离。
38.如图16至图18所示，为本发明第二种实施方式提供的控制阀，与第一种实施方式的控制阀的结构相似，其中部分的区别在于，第一活塞131位于第一阀座61远离第二阀座62的一侧，第二活塞132位于第二阀座62远离第一阀座61的一侧，相应地，第一活塞131的结构、第二活塞132的结构、第一阀座61的安装结构和第二阀座62的安装结构与第一种实施方式的控制阀不同。此时的控制阀也具有两种工作模式，如图16所示，在第一种模式，电磁线圈未通电，此时动铁芯42和定铁芯43在弹性件44的弹性作用下间隔设置，使得第二活塞132与第二阀口1012的壁部抵接形成密封面，第一活塞131与第一阀口1011之间具有间隙，使得第一接管51的流通腔通过该间隙与第三接管53的流通腔导通。如图17所示，控制阀处于第二模式，电磁线圈41通电产生磁场，此时动铁芯42在磁场作用下向定铁心43移动，使得第一活塞131与第一阀口1011的壁部之间抵接形成密封面，第二活塞132与第二阀口1012之间具有间隙，使得第二接管52的流通腔通过该间隙与第三接管53的流通腔导通。此时，可以将第一接管51和第二接管52作为出口管，第三接管53作为进口管，从而实现控制阀的“一进两出”的功能。
39.下面对上述任一实施方式提供的位置检测组件20的检测方法和检测原理进行说明，以电磁线圈41未通电时动铁心42和定铁心43相互分离为例进行说明。定义电磁线圈41未通电状态为off状态，电磁线圈41通电状态为on状态，随着阀杆组件10的移动，阀杆组件10带动磁性元件21移动，使得磁性元件21与霍尔元件22之间的距离变化，磁性元件21与霍尔元件22之间的距离与霍尔元件22输出的电压成反比或几乎成反比，使得霍尔元件22输出的电压发生变化，从而对阀杆组件10的位置进行检测。在检测时，通过控制件80对霍尔元件22输入第一预设电压u1，接收霍尔元件22输出的输出电压u，判断u
输
是否满足u2≤u
输
≤u3，其中u2＞0，u3≤5v，如果u
输
满足u2≤u
输
≤u3，则判断阀杆组件10在移动行程中的位置满足要求，如果u
输
不满足u2≤u
输
≤u3，则判定阀杆组件10在移动行程中的位置不满足要求。在具体实施时，如图19所示，可以设定u1＝5v，u2＝0.5v，u3＝4.5v，当检测到u
输
的电压满足如图19所示的曲线时，判定阀杆组件10在移动行程中的位置满足要求，控制阀合格。可以理解的是，当电磁线圈41未通电时动铁心42和定铁心43相互吸合时，图19所示的曲线会适应性变化，不再赘述。
40.可以理解的是，本发明实施例的控制阀还可以是两通阀，控制阀具有一个阀口101，阀杆组件10具有一个活塞13，可以想到的是，位置检测组件20可以为电检测元件，例如用于检测电场的变化，或者位置检测组件20还可以为光学检测元件，例如用于检测光线强度的变化等，位置检测组件20也可以不限于图3示出的位于控制阀的底部，也可以位于驱动组件40和第一阀座61之间。
41.综上，根据本发明实施例提供的控制阀1，包括阀杆组件10、位置检测组件20以及限位结构30，通过设置阀杆组件10的配合件11与限位结构30的限位面31限位连接，且限位面31为沿阀杆组件10轴向的正投影为关于阀杆组件10的轴线的非对称图形，能够使限位结构30对阀杆组件10进行限位，防止阀杆组件10通过旋转与限位结构30具有多个安装位置，由于位置检测结构20的待测元件与阀杆组件10固定连接，使得限位结构30能够通过阀杆组
件10对位置检测组件20的待测元件的设置位置进行限位，便于提高位置检测组件20的位置设置的准确性，便于推广应用。
42.需要说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改、结合或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。