一种基于位置编码的多通阀的制作方法

本实用新型涉及阀门管路设备领域，特别涉及一种基于位置编码的多通阀。

背景技术：

在某些航空工业领域，存在阀门安装空间极小的区域，这些特定区域的阀门启闭情况复杂，通常需要实现一阀多通，且对阀门尺寸及密封设计要求极高。目前，现有的多数阀门都是采用阀芯与阀体的紧压程度来实现密封，且需要很大体积才能实现一阀多通。采用一般的阀门，都很难实现在小空间区域内的一阀多通，且同时难以保证阀门严格密封。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种基于位置编码的多通阀，以达到现有阀门在小空间区域内能够实现一阀多通，将阀门复杂启闭情况简单化，且同时保证阀门严格密封的要求。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于位置编码的多通阀，包括固定阀体、活动阀芯、电机和编码器，所述固定阀体中空，底部设置凸起，所述凸起与固定阀体内壁形成放置槽，所述固定阀体的侧壁上开设有连通固定阀体内部的阀体进水口和至少两阀体出水口，所述阀体进水口和阀体出水口不在同一竖直方向上，所有阀体出水口不在同一水平方向上，所述固定阀体的内侧壁上开设有若干凹槽，所有凹槽均水平开设，且相互不连通亦不干涉，所述阀体进水口对应设置一个凹槽，并与所述凹槽连通，每一所述阀体出水口对应设置一个凹槽，且亦与所述凹槽连通，所有阀体出水口处的凹槽在竖直方向上错位排列，且在水平面上的投影存在重叠部分和非重叠部分，其中重叠部分的重叠宽度为阀体出水口的水平宽度，所有阀体出水口处的凹槽在水平面上投影的投影长度等于阀体进水口处凹槽的水平宽度；

所述活动阀芯活动嵌套在固定阀体内，其为底部敞开的中空结构，所述活动阀芯的底部嵌套在放置槽内，所述活动阀芯的侧壁上间隔开设有连通活动阀芯内部的阀芯进水口和阀芯出水口，所述阀芯进水口和阀芯出水口不在同一竖直方向上，所有阀芯出水口不在同一水平方向上，且所述阀芯出水口设置的数量等于阀体出水口设置的数量，所述阀芯出水口通过活动阀芯相对固定阀体的转动与阀体出水口一一对应并连通，同时所述阀芯进水口与阀体进水口对应并连通；

所述活动阀芯的顶部设有连轴，所述连轴通过固定阀体顶部开设的密封口伸出固体阀体外，并在所述固定阀体外侧通过联轴器与电机的主轴连接，所述电机的主轴还嵌套在编码器中，并穿设所述编码器，所述编码器为轴套式编码器，其安装在所述电机上，并位于所述电机和活动阀芯之间。

进一步地，所述阀体进水口的开口大小与阀芯进水口的开口大小，所述阀体出水口的开口大小与阀芯出水口的开口大小。

进一步地，所述固定阀体顶部内侧壁开设有阀体密封槽，所述阀体密封槽环绕在密封口周沿；所述活动阀芯顶部外壁开设有阀芯密封槽，所述阀芯密封槽环绕在连轴周向，其与所述阀体密封槽相对应，且两者之间嵌套有密封圈。

进一步地，所述阀体进水口和阀体出水口分设在固定阀体的相对两侧，且两者的竖直宽度不大于其处凹槽的竖直宽度，所述阀体进水口位于其处凹槽槽底的中部，所述阀体出水口位于其处凹槽的一端，并位于所述凹槽的槽底处。

进一步地，所有阀体出水口处的凹槽在竖直方向上错位一个阀体出水口的水平宽度。

进一步地，所述阀体出水口的数量等于两个时，所述阀体出水口处的凹槽在水平面上投影的非重叠部分分别位于阀体出水口的左右两侧。

进一步地，所述阀体出水口的数量大于两个时，存在一个所述阀体出水口处的凹槽在水平面上投影的非重叠部分所在侧与其他阀体出水口处的凹槽在水平面上投影的非重叠部分所在侧相反，且其他阀体出水口处的凹槽水平宽度均不相同。

进一步地，所述活动阀芯的底部和放置槽槽底之间的间隙及外壁与固定阀体内壁之间的间隙均不大于0.02mm；所述活动阀芯的外表面、固定阀体的内表面、放置槽的槽壁的表面粗糙度均小于0.4。

进一步地，所述电机的运行由编码器驱动。

进一步地，所述固定阀体和活动阀芯的材质均为实心钢材。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单，设计合理，并且能在小空间内实现多通道阀门的进出水口启闭，同时还能有效保证阀门密封性，且通过采用位置编码的电控方式，实现了采用少量控制线达到多阀门控制。具体为：通过预输入的位置编码，控制电机的旋转方式及旋转时间，电机带动活动阀芯旋转，活动阀芯与固定阀体的接触面产生角位移量，旋转控制进出水阀门口的启闭，采用旋转的阀门调节方式，不仅可以减少阀门空间体积，而且能够同时保证阀门的严格密封，实现所需的设计功能及要求。

附图说明

图1是本实用新型一种基于位置编码的多通阀的结构立体拆分图。

图2是本实用新型为三通阀时固定阀体的结构立体剖视图。

图3是图2的主视剖面图及左视剖面图。

图4是本实用新型为三通阀时活动阀芯的结构立体剖视图。

图5是图4的主视剖面图及左视剖面图。

图6是本实用新型为三通阀时的位置编号图。

图7是本实用新型为七通阀时固定阀体的结构立体剖视图。

图8是本实用新型为七通阀时的位置编号图。

主要元件符号说明

图中：固定阀体1、凸起11、放置槽12、阀体进水口13、阀体出水口14、凹槽15、密封口16、阀体密封槽17、活动阀芯2、阀芯进水口21、阀芯出水口22、阀芯密封槽23、连轴3、联轴器4、电机5、编码器6。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

请参阅图1至图8，在本实用新型的一种较佳实施方式中，一种基于位置编码的多通阀，包括固定阀体1、活动阀芯2、电机5和编码器6。所述固定阀体1中空，底部设置凸起11，所述凸起11与固定阀体1内壁形成放置槽12，所述固定阀体1的侧壁上开设有连通固定阀体1内部的阀体进水口13和至少两阀体出水口14，所述阀体进水口13和阀体出水口14不在同一竖直方向上，所有阀体出水口14不在同一水平方向上，即，在竖直方向上间隔设置，在竖直方向上设置时，可以在同一竖直方向上，亦可不在同一竖直方向上；所述固定阀体1的内侧壁上开设有若干凹槽15，所有凹槽15均水平开设，且相互不连通亦不干涉，所述阀体进水口13对应设置一个凹槽15，并与所述凹槽15连通，每一所述阀体出水口14对应设置一个凹槽15，且亦与所述凹槽15连通，所有阀体出水口14处的凹槽15在竖直方向上错位排列，即，凹槽15在水平面上的不完全重叠，所有阀体出水口14处的凹槽15且在水平面上的投影存在重叠部分和非重叠部分，其中重叠部分的重叠宽度为阀体出水口14的水平宽度，所有阀体出水口14处的凹槽15在水平面上投影的投影长度等于阀体进水口13处凹槽15的水平宽度。

所述活动阀芯2活动嵌套在固定阀体1内，其为底部敞开的中空结构，所述活动阀芯2的底部嵌套在放置槽12内；所述活动阀芯2的侧壁上间隔开设有连通活动阀芯2内部的阀芯进水口21和阀芯出水口22，所述阀芯进水口21和阀芯出水口22不在同一竖直方向上，所有阀芯出水口22不在同一水平方向上，且所述阀芯出水口22设置的数量等于阀体出水口14设置的数量，所述阀芯出水口22通过活动阀芯2相对固定阀体1的转动与阀体出水口14一一对应并连通，同时所述阀芯进水口21与阀体进水口13对应并连通，即，通过活动阀芯2相对固定阀芯转动的方式使得阀芯进水口21在阀体进水口13处凹槽15范围内转动时，阀体进水口13能通过其处的凹槽15与阀芯进水口21连通，进而使得外界液体流入活动阀芯2内部，再通过阀芯出水口22流出，液体流出时，从阀芯出水口22连通阀体出水口14的流道中流出，即，阀芯出水口22转动至阀体出水口14处的凹槽15范围内时，阀芯出水口22即与阀体出水口14连通形成流道。综上可知，本实用新型所设计的多通阀是利用固定阀体1上的凹槽15来实现一阀多通的，即，固定阀体1上进出水口处都有竖直位置不同的凹槽15，活动阀芯2上进出水口在凹槽15范围内转动时其能够通过凹槽15与该凹槽15处的进水口或者出水口连通，连通后即形成流道，外界液体即从流道流进流出，因此，根据活动阀芯2与固定阀体1上凹槽15所处的位置不同，即可调节各进出水口的启闭。

所述活动阀芯2的顶部设有连轴3，所述连轴3通过固定阀体1顶部开设的密封口16伸出固体阀体外，并在所述固定阀体1外侧通过联轴器4与电机5的主轴连接，所述电机5的主轴还嵌套在编码器6中，并穿设所述编码器6，所述编码器6为轴套式编码器，其安装在所述电机5上，并位于所述电机5和活动阀芯2之间。即，通过电机5带动活动阀芯2相对固定阀体1转动来实现一阀多通，而电机5由编码器6驱动运行，即，使用时，预先输入位置编码指令，后由编码器6检测和控制电机5运行方式(正转或者反转)及运行时间(角位移量)，从而控制各进出水口的启闭。

进一步地，所述固定阀体1顶部内侧壁开设有阀体密封槽17，所述阀体密封槽17环绕在密封口16周沿；所述活动阀芯2顶部外壁开设有阀芯密封槽23，所述阀芯密封槽23环绕在连轴3周向，其与所述阀体密封槽17相对应，且两者之间嵌套有密封圈，以有效保证阀门密封性。所述固定阀体1和活动阀芯2的材质均为实心钢材。

进一步地，所述活动阀芯2的外表面、固定阀体1的内表面、放置槽12的槽壁的表面粗糙度均小于0.4，以保证活动阀芯2和固定阀芯接触面的光滑平整。

进一步地，所述活动阀芯2的底部和放置槽22槽底之间的间隙及外壁与固定阀体1内壁之间的间隙均不大于0.02mm，以保证所述多通阀的密封性；所述阀体进水口13的开口大小与阀芯进水口21的开口大小，所述阀体出水口14的开口大小与阀芯出水口22的开口大小。

进一步地，所述阀体进水口13和阀体出水口14分设在固定阀体1的相对两侧，且两者的竖直宽度不大于其处凹槽15的竖直宽度，所述阀体进水口13位于其处凹槽15槽底的中部，所述阀体出水口14位于其处凹槽15的一端，并位于所述凹槽15的槽底处。进一步地，所有阀体出水口14处的凹槽15在竖直方向上错位一个阀体出水口14的水平宽度。

进一步地，请参阅图2和3，所述阀体出水口14的数量等于两个时，即所述多通阀为三通阀，所述阀体出水口14处的凹槽15在水平面上投影的非重叠部分分别位于阀体出水口14的左右两侧。请参阅图7，所述阀体出水口14的数量大于两个时，即所述多通阀为多通阀，存在一个所述阀体出水口14处的凹槽15在水平面上投影的非重叠部分所在侧与其他阀体出水口14处的凹槽15在水平面上投影的非重叠部分所在侧相反，且其他阀体出水口14处的凹槽15水平宽度均不相同。无论是三通阀还是多通阀，所述阀体出水口14处的凹槽15的水平宽度为阀体出水口14水平宽度的倍数值，且最少为两倍。具体来说，阀体出水口14处的凹槽15的水平宽度从阀体出水口14水平宽度的两倍值依次递增。如图2中的三通阀，阀体进水口13处的凹槽15水平宽度为所有阀体出水口14处的凹槽15水平宽度之和减去重叠部分的水平宽度，阀体出水口14处的凹槽15水平宽度为阀体出水口14水平宽度的两倍；图7中的七通阀，阀体出水口14处的凹槽15水平宽度沿竖直方向自上而下递增，其中，最上面的两个凹槽15水平宽度一致，均为阀体出水口14水平宽度的两倍，第三个凹槽15为阀体出水口14水平宽度的三倍，第四个凹槽15为阀体出水口14水平宽度的四倍，依次类推，阀体进水口13处的凹槽15水平宽度则为所有阀体出水口14处的凹槽15水平宽度之和减去重叠部分的水平宽度。

在本实用新型中，所述多通阀各进出水口的启闭由编码器6上预先设置的位置编码指令控制，现对所述多通阀的编码原理及工作原理进行说明。

针对图2中的三通阀，其控制方式为4线/2线位置编码控制方式，位置编号如图6所示，图中A、B、C、D分别表示阀门件的位置编号，首先，对固定阀体1和活动阀芯2上的进出水口分别进行命名，其中，阀体进水口13和阀芯进水口21统称为进水口a，沿固定阀体1竖直方向从上至下将阀体出水口14分别称为阀体一号出水口和阀体二号出水口，沿活动阀芯2竖直方向从上至下将阀芯出水口22分别称为阀芯一号出水口和阀芯二号出水口，阀体一号出水口和阀芯一号出水口统称为出水口b，阀体二号出水口和阀芯二号出水口统称为出水口c。

1)当阀芯进水口21的位置处于阀体进水口13处凹槽15的水平宽度范围时，阀芯进水口21与阀体进水口13相通，外界液体可以从阀体进水口13和阀芯进水口21流入活动阀芯2内部，此时，进水口a处于开启状态；反之，进水口a处于关闭状态。

2)当阀芯一号出水口的位置处于阀体一号出水口处凹槽15的水平宽度范围时，阀芯一号出水口与阀体一号出水口相通，活动阀芯2内的液体可以从阀芯一号出水口和阀体一号出水口流至活动阀芯2外，此时，出水口b处于开启状态；反之，出水口b处于关闭状态。

3)当阀芯二号出水口的位置处于阀体二号出水口处凹槽15的水平宽度范围时，阀芯二号出水口与阀体二号出水口相通，活动阀芯2内的液体可以从阀芯二号出水口和阀体二号出水口流至活动阀芯2外，此时，出水口b处于开启状态；反之，出水口b处于关闭状态。

接着，用图6中位置编号A表示进水口a、出水口b、出水口c均处于关闭状态；位置编号B表示进水口a、出水口b处于开启状态，同时，出水口c处于关闭状态；位置编号C表示进水口a、出水口b、出水口c处于开启状态；位置编号D表示进水口a、出水口c处于开启状态，同时，出水口b处于关闭状态。进一步地，请参阅表1，用“1”表示阀芯进水口21当前所处位置，用“0”表示阀芯进水口21当前不处的位置，然后，对阀芯进水口21当前所处的每一个位置进行二进制编码处理，位置编码信息如表1中“Y0”“Y1”所示。

表1对应图6的4线/2线位置编码表

同理，针对图7中的七通阀，其控制方式为8线/3线位置编码控制方式，位置编号如图8所示，图中A、B、C、D、E、F、G、H分别表示阀门件的位置编号，其余与上述的三通阀类似，进一步地，请参阅表2，用“1”表示阀芯进水口21当前所处位置，用“0”表示阀芯进水口21当前不处的位置，然后，对阀芯进水口21当前所处的每一个位置进行二进制编码处理，位置编码信息如表2中“Y0”“Y1”“Y2”所示。

表2对应图8的8线/3线位置编码表

综上可知，本实用新型可通过增加阀体出水口14及阀芯出水口22的数量使得所述多通阀实现多通，而阀体出水口14处的凹槽15排列时按竖直错位排列方式设置，错位的距离均为一个阀体出水口14的水平宽度，然后再根据实际多通数量进行位置编号及编码处理，因此，本实用新型可实现一阀多通，且空间占比小。

值得说明的是，本实用新型不局限于上述三通阀和七通阀。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。