旋转式流路切换阀的制作方法

本发明属于流路控制领域，涉及切换阀技术，具体涉及一种旋转式流路切换阀。

背景技术：

在现有锥台阀芯结构的旋转式流路切换阀的技术中，阀体与阀芯之间一般是采用硬密封，通过加工的锥面配合而进行密封的。但是,阀芯与阀体之间采用金属硬密封的方式进行密封，这就要求零件的加工精度要相对较高。而切换阀产品本身尺寸较大，精度保证能力较差。为解决以上问题，在专利申请号为cn201410458886.4的文献中，给出了一种改进的技术方案，即如图1所示的旋转式流路切换阀的阀芯在纵截面的示意图，图2为图1中的阀芯在a-a位置的横向截面的示意图。

在上述结构中，阀芯的锥形面上设置容纳槽，将用于软密封的塑料材料的密封件40’通过热注塑方式填充到容纳槽22中与阀芯结合，阀芯20’在外力作用下，产生密封压力压紧塑料材料使阀体与阀芯之间密封。

但是由于注塑需要在高温状态进行，冷却过程中金属材料的阀芯与塑料材料的密封件均会产生收缩。而二种材料的收缩率存在较大差异，会导致密封件40’与容纳槽22之间脱离的趋势，在旋转式流路切换阀使用中的密封状态，阀芯20’会受外压力和自身重力的作用，使阀芯20’受压后能弥补密封件40’与容纳槽22的侧面的间隙，但密封件40’与容纳槽22的底部之间间隙很难通过压缩方式弥补,因此使流路切换阀产生内漏的可能性。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种旋转式流路切换阀，以解决现有技术中流路切换阀由于阀芯密闭缺陷产生内漏的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种旋转式流路切换阀，包括具有阀腔的阀体、可转动地设置在所述阀腔内的呈圆锥状的阀芯、驱动所述阀芯转动的驱动装置、设置在所述阀芯的圆锥面上的密封件，所述密封件将所述阀腔隔离成相互独立的流路切换通道，在所述阀芯的圆锥面上具有容纳槽，所述密封件通过热注塑成型方式设置于所述容纳槽中，所述容纳槽的底部设置有防止所述密封件在注塑冷却后与所述容纳槽的底部分离的止挡部。

本发明给出的旋转式流路切换阀，通过容纳槽的底部设置的止挡部，限制了密封件在注塑冷却过程的缩变方向，保证了密封件与容纳槽的底部之间的密闭，提高了旋转式流路切换阀的密闭可靠性。

作为本发明进一步的技术延伸，所述容纳槽的底部间隔设置有若干螺纹孔，所述止挡部具体为所述螺纹孔的螺纹齿部；

进一步，所述螺纹孔为四个或四个以上；

作为本发明进一步的技术延伸，所述容纳槽的底部间隔设置有若干内孔直径变大的台阶孔，所述止挡部具体为所述台阶孔的台阶部；

进一步，所述台阶孔为四个或四个以上；

进一步，所述台阶孔的台阶部还包括向所述内孔方向，和/或所述容纳槽的底部方向延伸的锥部或圆弧部；

作为本发明进一步的技术延伸，所述容纳槽的底部设置有内腔变大的t型槽或燕尾槽，所述止挡部具体为所述t型槽或燕尾槽的槽口部；

进一步，所述t型槽的槽口部还包括向所述槽底方向，和/或所述容纳槽的底部方向延伸的锥部或圆弧部；

作为本发明进一步的技术延伸，所述容纳槽的底部间隔设置有若干内孔直径变大的锥形孔，所述止挡部具体为所述锥形孔的锥形部；

作为本发明进一步的技术延伸，在所述阀芯的圆锥面上靠近上端部的位置设置有上环形槽；在所述阀芯的圆锥面上靠近下端部的位置设置有下环形槽，所述容纳槽贯通所述上环形槽和下环形槽。

本发明给出的技术方案，通过设置特定结构的止挡部，使塑料密封件在注塑冷却过程受到止挡部的作用，限制缩变方向，在容纳槽的深度方向不能自由收缩，始终贴合容纳槽的底部，保证了密封件与容纳槽的底部之间的密闭。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1：现有技术的旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图；

图2：图1中的阀芯在a-a位置的横向截面的示意图；

图3：本发明给出的一种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图；

图4：图3中的阀芯在b-b位置的横向截面的结构示意图；

图5：本发明给出的第二种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图；

图6：图5中的阀芯在c-c位置的横向截面的示意图；

图7：本发明给出的第三种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图；

图8：图7中的阀芯在d-d位置的横向截面的示意图；

图9：一种典型结构的旋转式流路切换阀的示意图；

图10：图9中旋转式流路切换阀的阀芯的立体示意图。

附图标记：

10-阀体、11-阀腔；

12-第一流路通道、13-第二流路通道；

20/20’-阀芯；

21-圆锥面；

22-容纳槽、221-底部；

23-上环形槽、24-下环形槽；

30-弹簧支承件；

40/40’-密封件；

50-驱动装置；

60-螺纹孔、61-螺纹齿部；

70-台阶孔、71-外孔、72-内孔；

73-台阶部、74-锥部；

80-t型槽、81-槽口部；

82-t型槽底部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图9为本领域技术中的一种典型结构的旋转式流路切换阀的示意图，图10为旋转式流路切换阀的阀芯的立体示意图。

如图9及图10所示。旋转式流路切换阀包括阀体10和阀芯20，阀芯20大致呈正锥台状结构，并可转动地设置在阀体10的阀腔11中，阀芯20通过圆锥面21与阀腔的侧壁配合。在阀芯20的圆锥面21上开设有容纳槽22，通过在容纳槽22中设置的密封件40(参见图3)，在安装后可将阀腔11隔离成相互独立的第一流路通道12和第二流路通道13。

弹簧支承件30设置在阀芯20的下端部，驱动装置50连接在阀芯20的上端部，驱动电机(图中未示出)带动驱动装置50来驱动阀芯20转动，以切换第一流路通道12与第二流路通道13，实现旋转式流路切换阀的换向功能。

图3为本发明给出的一种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图，图4为图3中的阀芯在b-b位置的横向截面的结构示意图。

如图3及图4所示。在本实施例中，在阀芯20的圆锥面上靠近上端部的位置设置有上环形槽23，在阀芯20的圆锥面上靠近下端部的位置设置有下环形槽24(参见图10)。阀芯20的圆锥面21开设两个缺口在安装后分别作为阀腔的第一流路通道12及第二流路通道13。容纳槽22设置在第一流路通道12与第二流路通道13之间的圆锥面上，并贯通上环形槽23与下环形槽24。在容纳槽22的底部间隔设置有5个螺纹孔60。

密封件40采用具有一定特性的工程塑料(如pps材料)，通过热注塑方式填充在容纳槽22及上环形槽23和下环形槽24中，并同时填充到5个螺纹孔60中，热注塑后与阀芯20形成整体结构。

在注塑密封件40前，首先对模具和阀芯20进行预热，模具及阀芯的温度一般为140-165℃，注塑工艺的温度一般为280℃到310℃之间。而当注塑完成，产品温度随外界降低时，金属材料的阀芯20和塑料材料的密封件40由于温度变化均会产生收缩。(金属的热膨胀系数10.1-12.2×10^-6/℃，pps的热膨胀系数为4×10^-5/℃左右)。由于注塑材料填充到了螺纹孔60内，使得在收缩变形过程中，注塑材料始终承受着来自螺纹孔60的螺纹齿部61的阻挡，限制了注塑材料向脱离容纳槽22的底部221的方向的收缩和相对位移，最终确保了注塑材料与阀芯20的容纳槽22的底部211的结合。(可能的变形收缩位置发生在容纳槽22的侧面和螺纹孔60的底部)。

在旋转式流路切换阀使用中的密封状态，阀芯20会受压力和自身重力的作用，使阀芯20受压后注塑密封件40变形弥补与容纳槽22侧面的间隙，同时阀芯20的容纳槽22的底部211保持与密封件40贴合，从而达到可靠密封的效果。

在该实施例中，通过在容纳槽22的底部211设置螺纹孔60作为止挡部，通过螺纹齿部61防止密封件40在注塑冷却后与容纳槽22的底部211分离。考虑到密封件40为长条状，所以应根据密封件40长度合理设置螺纹孔60的个数及位置，以保证整个密封件40的密闭性，螺纹孔60优选地设置4个或4个以上。

图5为本发明给出的第二种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图，图6为阀芯在c-c位置的横向截面的结构示意图。

如图5及图6所示。与前述实施例不同的是，在本实施例中，容纳槽22设置在第一流路通道12与第二流路通道13之间的圆锥面上，并贯通上环形槽23和下环形槽24。在容纳槽22的底部211间隔设置有5个内孔直径变大的台阶孔70(即台阶孔70朝向容纳槽22的底部211方向的外孔71直径较小，台阶孔70的内孔72的直径较大)。

密封件40通过注塑方式填充在容纳槽22及上环形槽23和下环形槽24中并形成整体。由于注塑材料填充到了台阶孔70内，使得在收缩变形过程中，注塑材料始终承受着来自台阶孔70的台阶部73的阻力，从而限制注塑材料向脱离槽底211方向的收缩和相对位移(将可能的收缩和位移会产生在台阶部73的内孔底部位置(q)和容纳槽22的侧面，最终确保了注塑材料与阀芯20的容纳槽22的底部211的结合。

在该实施例中，通过在容纳槽22的底部211设置内孔直径变大的台阶孔70作为止挡部，通过台阶部73防止密封件40在注塑冷却后与容纳槽22的底部211分离。考虑到密封件40为长条状，所以应根据密封件40长度合理设置台阶孔70的个数及位置，以保证整个密封件40的密闭性，台阶孔70优选地设置4个或4个以上。

进一步，为改善密封件40注塑填充到台阶孔70中的流动性，台阶孔70的台阶部73可以设置锥部74。锥部74可以设置在台阶部73两边，与内孔72过渡或与容纳槽的底部211过渡。当然也可以将锥面改成圆弧部,同样达到改善的目的。

进一步，也可在容纳槽22的底部211设置内孔直径变大的锥形孔作为止挡部，同样达到改善的目的。上述实施方案也能起到提高阀芯密闭性的有益效果，在此不再赘述。

图7为本发明给出的第三种旋转式流路切换阀的阀芯在纵向截面的示意图，图8为阀芯在d-d位置的横向截面的结构示意图。

如图7及图8所示。与前述实施例不同的是，在本实施例中，容纳槽22设置在第一流路通道12与第二流路通道13之间的圆锥面上，并贯通上环形槽23和下环形槽24。在容纳槽22的底部设置有内腔变大的t型槽80(即t型槽80朝向容纳槽22的底部211的槽口部81的开口较小，t型槽底部82开口较大。密封件40通过注塑方式填充在容纳槽22及上环形槽23和下环形槽24中并形成整体。由于注塑材料填充到了t型槽80内，使得在收缩变形过程中，注塑材料始终承受着来自t型槽80的槽口部81的拉力，从而限制注塑材料向脱离槽底211方向的收缩和相对位移，最终确保了注塑材料与阀芯20的容纳槽22的底部211的结合。

同样,为改善密封件40注塑填充t型槽80过程中的流动性，t型槽80的槽口部81可以设置锥部或圆弧部，锥部或圆弧部可以设置在槽口部81两边。

作为优选的设计，为便于注塑时材料成型过程中的排气的问题，t型槽80和容纳槽22可设置与上环形槽23和下环形槽24相通，t型槽80与所述容纳槽22在阀芯的轴向方向的位置相对应，这样可以将t型槽80与容纳槽22同步加工成型。

当然，在该实施例中，也可以将t型槽结构改进成燕尾槽。也能起到提高阀芯密闭性的有益效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。