截止阀及其制冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷技术领域，特别是涉及截止阀及其制冷系统。


背景技术：

2.在制冷系统中，截止阀用于对其所在的管路中的介质起切断和节流的重要作用，截止阀的启闭件是阀芯，其主要应用于低温环境下对介质的截断。
3.现有的截止阀，介质在阀体内的流通效率较低，容易造成流通量不足的问题，从而影响管路中介质的流通以及制冷系统的功能实现。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型针对上述的技术问题，提供一种截止阀，技术方案如下：
5.一种截止阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯位于所述阀体内，并能够沿着所述阀体的轴向运动，用于启/闭所述截止阀，所述阀体上开设有容纳所述阀芯的阀芯端、第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口分别用于连接第一连通管和第二连通管，所述阀芯端的中心轴线与所述第二开口的中心轴线的夹角为β，所述夹角β为锐角，所述阀芯具有位于开启所述截止阀的第一状态，当所述阀芯处于第一状态时，沿着所述阀体的轴向方向上，所述阀芯朝向所述第一开口的端面所在的平面与所述第二开口的内壁之间的最大距离为x，所述第二开口内径与所述第二连通管内径中的较小内径为y，所述最大距离x与内径y满足x≥0.8
×
y/sinβ。
6.如此设置，能够保证介质在第一开口和第二开口之间流动时的流通效率，合理规定了最大距离x与内径y之间的比例关系，此时能够保证流通效率最大化。基于此，可以优化截止阀阀体的长度，在保证不节流的情况下做到最短阀体长度。
7.在其中一个实施方式中，所述夹角β为60
°‑
70
°
。
8.如此设置，当夹角β为60
°‑
70
°
时，介质从第一开口到第二开口的流动过程中，转向为钝角，能够减少流动阻力，若夹角小于60
°
或大于70
°
都会影响到介质的流通效率，继而造成流通量不足的问题，以此保证流通效率最大化。
9.在其中一个实施方式中，所述夹角β为65
°
，和/或所述最大距离x与所述内径y满足x＝0.8
×
y/sinβ。
10.如此设置，此时截止阀的介质流通效率已经达到最高，流通量也已经达到最大，并且能够减少耗材、成本以及占用空间。
11.在其中一个实施方式中，所述第一开口和所述第二开口的内径相等；
12.和/或，所述第一连通管和所述第二连通管的内径相等。
13.如此设置，避免第一开口的内径远小于第二开口的内径或者第二开口的内径远小于第一开口的内径，流量较小而造成节流。在第一开口和第二开口的内径相等的情况下，上述最大距离x与内径y的关系能够起到最大效益。
14.在其中一个实施方式中，所述阀体包括阀座，所述阀座设于所述第一开口处，所述
阀座开设有阀口，所述阀芯能够启/闭所述阀口；所述阀座包括第一段和第二段，所述第一段的内径小于所述第二段的内径，以形成第一台阶，所述阀体包括第一连通管，所述第一连通管伸入所述阀座，并抵接于所述第一台阶。
15.如此设置，单独设置阀座与阀芯配合，可以单独调整阀座朝向阀芯的一侧形状来配合阀芯关闭阀口，从而使两者的结合更加紧密，进一步增强密闭性，而无需更换整个阀体或阀管。还能够防止阀芯与第一开口直接碰撞硬密封，造成两者磨损，减少装置的使用寿命，增加成本。第一台阶能够增强阀座对第一连通管的限位作用，第一台阶可以抵接于第一连通管靠近阀座的一端来提供支撑力，防止第一连通管过度深入阀座。
16.在其中一个实施方式中，所述第一开口与所述阀体同轴设置的情况下，所述第二开口的轴线与所述第一开口的轴线的夹角为α，其中夹角α为110
°‑
120
°
，当所述截止阀处于第一状态时，沿着所述阀体的轴向，所述阀芯朝向所述第一开口的端面所在的平面，与所述第二开口的内壁最大距离为x，所述第二开口与所述第二连通管的内径中较小内径为y，所述最大距离x与所述内径y满足x≥0.8
×
y/sin(180-α)。
17.在其中一个实施方式中，所述夹角α为115
°
；和/或所述最大距离x与所述内径y满足x＝0.8
×
y/sin(180-α)。
18.在其中一个实施方式中，所述第二开口内壁包括第三段和第四段，所述第三段内径小于所述第四段内径，所述第三段与所述第四段之间设有第二台阶，所述第二开口连接有第二连通管，所述第二连通管的一端与所述第二台阶抵接，所述第二开口内径为所述第三段内径。
19.如此设置，第二台阶能够增强阀座对第二连通管的限位作用，第二台阶可以抵接于第二连通管靠近阀座的一端来提供支撑力，防止第二连通管过度深入阀座。
20.在其中一个实施方式中，所述阀芯与所述阀体之间设有密封件，所述密封件环绕于所述阀芯的外周侧，并与所述阀体的内壁抵接。
21.如此设置，可以增强阀芯与阀体之间的密闭性能，防止介质泄漏的问题出现。
22.在其中一个实施方式中，所述阀芯端设有限位部，所述阀芯位于最大距离时，所述限位部与所述阀芯抵接。
23.如此设置，限位部一方面可以提供限位作用，防止阀芯脱出，另一方面可以提供硬密封作用，提高密封性能。
24.与现有技术相比，本实用新型提供的截止阀，能够保证介质在第一开口和第二开口之间流动时的流通效率，合理规定了最大距离x与内径y之间的比例关系，此时能够保证流通效率最大化，从而优化截止阀阀体的长度，在保证不节流的情况下做到最短阀体长度。
附图说明
25.图1为本实用新型提供的截止阀的主视剖视图；
26.图2为本实用新型提供的截止阀的主视图；
27.图3为本实用新型提供的截止阀的左视图；
28.图4为本实用新型提供的截止阀的俯视图；
29.图5为本实用新型提供的截止阀的立体图。
30.图中各符号表示含义如下：
31.100、截止阀；10、阀体；11、第一开口；12、第一连通管；13、第二开口；131、第二台阶；132、第三段；133、第四段；14、第二连通管；15、阀座；151、阀口；152、第一台阶；153、第一段；154、第二段；16、限位部；17、阀芯端；20、阀芯；21、凹槽；22、密封件；23、引导段；30、气门组件；31、端盖；32、气门芯；33、通道；34、连接体。
具体实施方式
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
33.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
37.现有的截止阀，介质在阀体内的流通效率较低，容易造成流通量不足的问题，从而影响管路中介质的流通以及制冷系统的功能实现。部分截止阀规定了进口和出口之间的夹角角度范围，但是所规定的范围依然比较宽泛，在实际的应用场景中，角度的细微变化也会对介质的流通效率产生较大影响，所以现有的截止阀依然无法解决介质在阀体内的流通效率较低的问题。
38.请参见图1-5，本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种截止阀100，应用于制冷系统中，用于对其所在的管路中的介质起切断和节流的重要作用，介质指的是制冷剂。当然，在其他实施例中，截止阀100也可以用于水路系统等其他工作环境中，起到对介质的截断作用。
39.请参见图1，图1为本实用新型提供的截止阀100的主视剖视图，截止阀100包括阀体10和阀芯20，阀芯20位于阀体10中，能够沿着阀体10的轴向运动，用于启闭截止阀100。
40.阀体10上开设有第一开口11和第二开口13，介质在第一开口11和第二开口13之间流动。在本实施例中，第一开口11与阀体10同轴设置，从而便于阀体10加工，第一开口11可以与阀体10一次性加工形成，无需额外设置偏心工艺，节省了成本。
41.具体地，第一开口11和第二开口13的内径相等，从而避免第一开口的内径远小于第二开口的内径或者第二开口的内径远小于第一开口的内径，流量较小而造成节流。在第一开口和第二开口的内径相等的情况下，上述最大距离x与内径y的关系能够起到最大效益。
42.第一开口11的轴线与第二开口13的轴线夹角α为110
°‑
120
°
，从而能够保证介质在第一开口11和第二开口13之间流动时的流通效率，夹角α保持在110
°‑
120
°
时能够使流通效率最大化，若夹角小于110
°
或大于120
°
都会影响到介质的流通效率，继而造成流通量不足的问题。需要解释的是，第一开口11的轴线与第二开口13的轴线夹角α为，第一开口11远离阀芯20的轴向，与第二开口13远离阀体10的轴向之间的夹角，也就是说，介质从第一开口11进入阀体10内，从第二开口13流出，转了180
°‑
α的角度，转向为钝角，从而减少介质流动过程中的阻力。
43.进一步地，第一开口11的轴线与第二开口13的轴线夹角α为115
°
，此时截止阀100中的介质流通效率已经达到最大。当然，在其他实施例中，第一开口11的轴线与第二开口13的轴线夹角α也可以根据实际工作环境调整为116
°
、117
°
、118
°
、119
°
、120
°
等角度。
44.可以理解地，在其他实施例中，夹角α也可以根据工作环境设置为114
°
、113
°
、112
°
、111
°
、110
°
，夹角α的设置不限于本实施例所述的115
°
，只需要能够保证介质的流通效率满足工作要求即可。
45.阀体10还包括阀座15，阀座15设于第一开口11处，阀座15开设有阀口151，阀芯20能够与阀口151抵接，从而启闭阀口151，实现对第一开口11和第二开口13的截断。阀座15与阀体10可以一体成型，以减少加工步骤，也可以分体设置，从而提供替换的空间以及增加功能的实现。
46.具体地，阀座15包括第一段153和第二段154，第一段153的内径小于第二段154的内径，从而形成第一台阶152。阀体10还包括第一连通管12，第一连通管12使第一开口11与外部连通。第一连通管12伸入阀座15内，并且抵接于第一台阶152。第一台阶152能够增强阀座15对第一连通管12的限位作用，提高连接稳固性。第一台阶152可以抵接于第一连通管12靠近阀座15的一端来提供支撑力，防止第一连通管12过度伸入阀座15，影响到截止阀100功能的实现。
47.可以理解地，在其他实施例中，阀座15的内径也可以设置为始终不变，即不设置台阶，仅通过周向抵接的支撑力对第一连通管12起到限位作用。阀座15与第一连通管12的连接方式并不限于本实施例所述的通过第一台阶152与第一连通管12抵接，只需能够满足对第一连通管12的稳固连接即可。
48.第二开口13的内壁包括第三段132和第四段133，第三段132的内径小于第四段133的内径，第三段132和第四段133之间设有第二台阶131，截止阀100还包括第二连通管14，第二连通管14伸入第二开口13中，并与第二开口13连接，能够使第二开口13与外部连通。第二连通管14靠近截止阀100的一端与第二台阶131抵接，第二台阶131能够增强第二开口13对第二连通管14的限位作用，第二台阶131可以抵接于第二连通管14靠近阀芯20的一端来提
供支撑力，防止第二连通管14过度伸入第二开口13。
49.进一步地，第一连通管12和第二连通管14的内径相等，从而与第一开口11和第二开口13更好匹配，并且防止因为第一连通管12或第二连通管14内径过小而造成节流。
50.阀体10在阀芯端17远离所述第一开口11的一端还设有限位部16，限位部16与阀芯20地接，限位部16一方面可以提供限位作用，防止阀芯20脱出，另一方面可以提供硬密封作用，提高密封性能。
51.阀体10上还开设有容纳阀芯20的阀芯端17，阀芯端17的中心轴线与第二开口13的中心轴线的夹角为β，夹角β为锐角。当截止阀100处于第一状态，即阀芯20移动至其所能移动到的最远离阀座15的位置时，沿着所述阀体10的轴向方向上，所述阀芯20朝向所述第一开口11的端面所在的平面与所述第二开口13的内壁之间的最大距离为x，所述第二开口13内径与所述第二连通管14内径中的较小内径为y，所述最大距离x与内径y满足x≥0.8
×
y/sinβ。
52.如此设置能够保证介质在第一开口11和第二开口13之间流动时的流通效率，合理规定了最大距离x与内径y之间的比例关系，此时能够保证流通效率最大化，从而可以优化截止阀阀体的长度，在保证不节流的情况下做到最短阀体长度。
53.进一步地，夹角β为60
°‑
70
°
，此时介质从第一开口11到第二开口13的流动过程中，转向为钝角，能够减少流动阻力，若夹角小于60
°
或大于70
°
都会影响到介质的流通效率，继而造成流通量不足的问题，以此保证流通效率最大化。
54.更进一步地，夹角β为65
°
，和/或所述最大距离x与所述内径y满足x＝0.8
×
y/sinβ。此时截止阀的介质流通效率已经达到最高，流通量也已经达到最大，并且能够减少耗材、成本以及占用空间。
55.阀芯20沿着阀体10作轴向运动，当截止阀100处于第一状态，即阀芯20移动至其所能移动到的最远离阀座15的位置时，沿着所述阀体10的轴向，所述阀芯20朝向阀座15的端面所在的平面，与所述第二开口13的内壁最大距离为x，第二连通管14的内径为y，x≥0.8
×
y/sin(180-α)。如此设置，合理规定了阀芯20与阀座15之间的距离，x≥0.8
×
y/sin(180-α)保证了此种情况下截止阀100的介质流通效率达到最高，流通量达到最大。
56.进一步地，阀芯20朝向阀座15的端面所在的平面与第二开口13的内壁的最大距离x＝0.8
×
y/sin(180-α)。此时，截止阀100的介质流通效率已经达到最高，流通量也已经达到最大，能够在流通效率的情况下，减少耗材、成本以及占用空间。
57.当然，在其他实施例中，若确有工作环境的需要，x依然可以大于0.8
×
y/sin(180-α)，并不限于本实施例所述的x＝0.8
×
y/sin(180-α)。
58.阀芯20的外侧壁环绕设有凹槽21，凹槽21的槽口朝向远离阀芯20的轴线方向。凹槽21内嵌设有密封件22，密封件22环绕阀芯20的外周侧，并且与阀体10的内壁抵接，以增强阀芯20与阀体10之间的气密性，从而防止介质从阀芯20与阀体10之间泄漏，提高装置的密闭性。
59.具体地，凹槽21为环形凹槽，密封件22为密封圈，密封圈嵌入环形凹槽中，密封圈的外周侧与阀体10的内壁抵接，提高阀芯20与阀体10之间的密封性能。
60.阀芯20靠近阀座15的一端设有引导段23，用于引导阀芯20进入阀座15，从而密封住阀口151，实现介质的截断。
61.在本实施例中，阀芯20靠近阀座15的一端外径沿着靠近阀座15的方向逐渐减小，从而形成圆台状，以此作为引导段23。在阀芯20进入阀口151的过程中，由于阀芯20靠近阀口151的一端外径较小，所以易于进入阀口151。阀芯20进入阀口151后，引导段23的外侧面与阀口151的内壁形成锥面密封，实现对截止阀100的截断。
62.截止阀100还包括气门组件30，作为充气入口或放气出口，用于给整个制冷系统补充介质或释放介质。在本实施例中，气门组件30与阀体10连接，位于阀体10远离第二开口13的一侧。
63.在其他实施例中，气门组件30也可以设置于截止阀100的其他位置，只需要能与截止阀100连接，从而给整个制冷系统补充介质或释放介质即可。
64.优选地，气门组件30的轴线与阀体10的轴线垂直，从而提高气门组件30对整个制冷系统补充或者释放介质时，介质的流通效率。
65.气门组件30包括连接体34和端盖31，连接体34用于容纳气门芯32，并且形成供介质流通的通道33，端盖31套设在连接体34的一端，用于密封住连接体34。
66.在本实施例中，连接体34与阀体10一体成型，减少了连接体34与阀体10之间的装配步骤，无需额外设置结构来保证连接体34与阀体10之间的密封性能。连接体34的远离阀体10的一端的外周侧设有外螺纹，端盖31的内壁设有内螺纹，端盖31与连接体34螺纹连接。
67.连接体34的内部具有通道33，以供介质流入或者流出截止阀100，通道33内设有气门芯32，气门芯32的一端设有弹性件(图未示)，当气门芯32未受到外界压力时，会保持关闭状态，此时，通道33被气门芯32截断，阻隔阀体10内部与外界。当气门芯32受到压力时，气门芯32挤压弹性件，并朝向靠近阀体10的方向运动，从而解除封堵，使得阀体10内部与通道33连通，从而使介质可以通入阀体10内部或流出阀体10内部。弹性件用于气门芯32的复位。
68.本实用新型还提供一种制冷系统，包括上述的截止阀100，截止阀100安装于制冷系统的介质通路中，以控制通路的截断和流通，并且用于向制冷系统补充介质。
69.在本实施例的截止阀100的工作过程中，介质从第一连通管12流入截止阀100，再从第二连通管14流出截止阀100，或从第二连通管14流入截止阀100，再从第一连通管12流出截止阀100。当阀芯20朝向第一开口11移动并且最终抵接于阀口151时，截止阀100实现对介质的截断；反之，当阀芯20朝向远离第一开口11的方向移动，即实现截止阀100的开阀。
70.相较于现有技术，本实用新型提供的截止阀100，能够保证介质在第一开口11和第二开口13之间流动时的流通效率，合理规定了最大距离x与内径y之间的比例关系，此时能够保证流通效率最大化。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。