一种新型多功能四通换向阀的制作方法

本实用新型涉及换向阀技术领域，具体涉及一种便于安装和拆卸的应用于流体输配管道系统、加热系统、冷却系统、制冷系统或工业热交换器等方向的流动换向、流量调节、堵塞和温度测量、流量测量的多功能四通换向阀。

背景技术：

对于过滤器和热交换器清洁以及热泵等特殊工程系统而言，反冲洗和/或反向流动至关重要。这些功能通常由所谓的四通阀或四通旋塞来实现。四通阀或四通旋塞是一种流体控制阀，阀体具有四个等距分布在阀室周围的端口，并且其阀芯具有两个连接相邻端口的通道。阀芯可以是圆柱形、锥形或球形的。它有两个流动位置，通常使所有端口关闭的位置是中心位置。由于阀芯中的两个“l”形端口不互连，所以四通阀有时被称为“x”接口或x体。

这种四通阀受自身管口位置的限制，安装到系统中的接管十分不便，需要增加弯头与四通阀配合，增大了施工难度，同时增加了管道阻力。这种安装方式不仅增加了设计制造成本，也使系统能耗增加。

现有技术的四通阀一般仅具备阻断、流动换向的功能。在现有情况下，由于四通阀的功能限制，使含四通阀的系统往往需要诸如导阀、控制阀等结构零件相配合才能实现流量控制功能。

现有流体系统中，阀门调节流量的功能需要流量计配合使用，流量计单独安装管道中增加了管道长度。在供暖、换热器等有换热要求的场合，需要流量计和温度计来测量系统末端的热量消耗。这种设计不仅使系统的结构更为复杂，并且增加了设计和制造成本，导致故障率较高、维护成本较大。

在2019年7月19日公开的公开号为cn110030406a的中国发明专利申请一种四通调节阀及其工作方法，它包括4个流体连接端口、外壳、流线形阀芯，所述4个流体连接端口分别与所述外壳内部相通，包括用于连接主供给侧系统的1个供给端口、1个返回端口，用于连接用户侧系统的2个负载侧端口，所述供给端口与所述返回端口分别对应设于所述圆筒状侧壳横截面的直径的两端，所述2个负载侧端口分别对应设于所述圆筒状侧壳横截面的直径的两端，所述流线形阀芯设于所述外壳内，所述流线形芯挡板将外壳内部划分为2个空间，与所述4个流体连接端口实现换向、阻断与调节功能。在2019年7月9日公开的公开号为cn107435746b的中国发明专利一种四通调节阀及其工作方法，包括所述供给端口与所述返回端口分别对应设于所述圆筒状侧壳横截面的直径的两端，所述2个负载侧端口分别对应设于所述圆筒状侧壳横截面的直径的两端。这种四通阀管口位置的设置，使得将四通阀安装到系统中的接管十分不便，需要增加弯头与四通阀配合，增大了施工难度，同时增加了管道阻力，这种安装方式不仅增加了设计和制造成本，也使系统能耗增加。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型提供了一种新型多功能四通换向阀，不仅能够具有对管道中的气体、液体等流体进行流动换向、阻塞与控制或流量调节等功能，而且使得将四通阀安装到系统中的接管十分方便，减少了设计和制造成本，也降低了系统能耗。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种新型多功能四通换向阀，包括阀座和阀芯，所述阀座为圆筒状，所述阀座包括4个流体连接端口，所述4个流体连接端口分别与所述阀座水平连接并且与阀座的内腔相通，所述4个流体连接端口包括用于连接主供给侧系统的供给侧入口和供给侧出口，用于连接用户侧系统的负载侧入口和负载侧出口，所述阀芯密封转动装配于阀座的内腔中，阀芯的转动轴线为上下方向，阀芯的上转动轴设置有用于与驱动装置连接的连接部，所述4个流体连接端口中心线位于包含阀芯转动轴线的同一平面内，所述供给侧入口设置于供给侧出口的上方且位于阀座的一侧，所述负载侧入口设置于负载侧出口的上方且位于阀座的另一侧，所述供给侧入口与负载侧入口贯通设置且具有相同的中心线，所述供给侧出口与负载侧出口贯通设置且具有相同的中心线，所述阀芯上设置有4个通道，在阀芯相对阀座转动时，与所述4个流体连接端口实现阀门的换向、阻断以及流量0～100％调节功能。

进一步地，所述供给侧入口、供给侧出口、负载侧入口和负载侧出口的内孔直径相同。

进一步地，所述供给侧出口的内孔为锥孔结构。

进一步地，所述供给侧入口、负载侧入口和负载侧出口的内孔直径相同，所述供给侧出口内孔的锥孔大端直径尺寸与供给侧入口、负载侧入口和负载侧出口的内孔直径相同。

进一步地，所述阀芯上的4个通道包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述第一通道和第二通道是由贯通阀芯直径的直通孔形成，所述第一通道位于第二通道的上方且与第二通道平行设置，所述第三通道及第四通道（204）均由设置在阀芯外周壁上的螺旋槽形成，所述第三通道与第四通道结构相同且相对于阀芯的转动轴线中心对称。

进一步地，所述阀芯上的4个通道包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述第一通道和第二通道是由贯通阀芯直径的直通孔形成，所述第一通道位于第二通道的上方且与第二通道平行设置，所述第三通道及第四通道均由设置在阀芯内部的孔道形成，所述第三通道与第四通道相对于阀芯的转动轴线中心对称。

进一步地，所述第一通道和第二通道管径相同，且与第三通道、第四通道的通流面积大小一致。

进一步地，所述负载侧入口上设置有第一温度采集孔，所述负载侧出口上设置有第二温度采集孔，所述第一温度采集孔和第二温度采集孔用于连接温度传感器；所述供给侧出口的锥孔的小端圆柱孔处设置有第一压力采集孔，所述供给侧出口的锥孔的大端圆柱孔处设置有第二压力采集孔，所述第一压力采集孔和第二压力采集孔用于连接压力传感器。

进一步地，所述阀座的上部固定连接上压盖，所述阀座的下部固定连接下压盖，所述阀芯的上端转动轴通过固定在上压盖中的上轴承转动连接，所述阀芯的下端转动轴通过固定在下压盖中的下轴承转动连接，所述上压盖的下部对称设置有左侧凸起和右侧凸起，所述阀芯与上压盖相对的一端上对称设置有左侧环状沟槽和右侧环状沟槽，所述左侧凸起与左侧环状沟槽相对应，所述右侧凸起与右侧环状沟槽相对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、增加流量测量功能，使得将四通阀具有对管道中的气体、液体等流体进行流动换向、阻塞与控制或流量调节等功能。

2、阀体的4个流体连接端口位于同一垂直平面内，使得将四通阀安装到系统中的接管十分方便，减少了设计和制造成本，也降低了系统能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为阀座1的一种结构形式的主视图；

图3为图2中阀座1的俯视图；

图4为图3中阀座1的a-a剖视图；

图5为阀座1的另一种结构形式的主视图；

图6为图5中阀座1的俯视图；

图7为图6中阀座1的b-b剖视图；

图8为阀芯2的主视图；

图9为图8中的c-c剖视图；

图10为图8中的d向视图；

图11为图9中阀芯的俯视图；

图12为阀芯2为孔道式结构的主视图。

图中：1、阀座；101、供给侧入口；102、供给侧出口；103、负载侧入口；104、负载侧出口；105、第一温度采集孔；106、第二温度采集孔；107、第一压力采集孔；108、第二压力采集孔；2、阀芯；201、第一通道；202、第二通道；203、第三通道；204、第四通道；205、第一前端口；206、第一后端口；207、第二前端口；208、第二后端口；209、第三顶部；210、第三底部；211、第四顶部；212、第四底部；213、左侧环状沟槽；214、右侧环状沟槽；215、左侧沟槽端部一；216、右侧沟槽端部一；217、左侧沟槽端部二；218、右侧沟槽端部二；219、减重孔；3、上压盖；301、左侧凸起；302、右侧凸起；4、下压盖；5、上轴承；6、下轴承；7、螺钉一；8、螺钉二；9、上密封环；10、下密封环；11、轴封；12、螺钉三；13、填料压盖。

具体实施方式

以下结合实施例及相应附图对本实用新型的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型的技术方案，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1到图7所示，一种新型多功能四通换向阀，包括阀座1和阀芯2，所述阀座1为圆筒状，所述阀座1包括4个流体连接端口，所述4个流体连接端口分别与所述阀座1水平连接并且与阀座1的内腔相通，所述4个流体连接端口包括用于连接主供给侧系统的供给侧入口101和供给侧出口102，用于连接用户侧系统的负载侧入口103和负载侧出口104；所述阀芯2密封转动装配于阀座1的内腔中，阀芯2的转动轴线为上下方向，阀芯2的上转动轴设置有用于与驱动装置连接的连接部，所述阀座1的上部通过螺钉一7固定连接上压盖3，所述阀座1的下部通过螺钉二8固定连接下压盖4，所述阀芯2的上端转动轴通过固定在上压盖3中的上轴承5转动连接，所述阀芯2的下端转动轴通过固定在下压盖4中的下轴承6转动连接，所述4个流体连接端口中心线位于包含阀芯2转动轴线的同一平面内，所述供给侧入口101设置于供给侧出口102的上方且位于阀座1的一侧，所述负载侧入口103设置于负载侧出口104的上方且位于阀座1的另一侧，所述供给侧入口101与负载侧入口103贯通设置且具有相同的中心线，所述供给侧出口102与负载侧出口104贯通设置且具有相同的中心线，所述阀芯2上设置有4个通道，在阀芯2相对阀座1转动时，与所述4个流体连接端口实现阀门的换向、阻断以及流量0～100％调节功能。为了防止流体在阀座1内的泄漏，提高阀体的密封性，所述阀座1的上部与上压盖3之间通过上密封环9进行密封，所述阀座1的下部与下压盖4之间通过下密封环10进行密封，所述阀芯2的上端转动轴与上压盖3之间设有轴封11进行密封，所述轴封11通过螺钉三12与所述上压盖3、填料压盖13固定连接。

如图2、图3和图4所示，给出了一种阀座1的结构形式；如图5、图6和图7所示，给出了另一种阀座1的结构形式，与如图2、图3和图4所示的阀座1的区别在于负载侧出口104的长度尺寸不同。优选地，所述供给侧入口101、供给侧出口102、负载侧入口103和负载侧出口104的内孔直径相同。

如图1到图7所示，优选地，所述供给侧出口102的内孔为锥孔结构。所述供给侧入口101、负载侧入口103和负载侧出口104的内孔直径相同，所述供给侧出口102内孔的锥孔大端直径尺寸与供给侧入口101、负载侧入口103和负载侧出口104的内孔直径相同。所述负载侧入口103上设置有第一温度采集孔105，所述负载侧出口104上设置有第二温度采集孔106，所述第一温度采集孔105和第二温度采集孔106用于连接温度传感器；所述供给侧出口102的锥孔的小端圆柱孔处设置有第一压力采集孔107，所述供给侧出口102的锥孔的大端圆柱孔处设置有第二压力采集孔108，所述第一压力采集孔107和第二压力采集孔108用于连接压力传感器。将上述电信号传送至控制系统，通过控制系统对测得的上述数据进行系统运算，即可以测量流经四通阀的流体的流量，实现流量测量的目的，并且能够同时监测流经负载侧入口103和负载侧出口104的流体的温度情况。

如图1、图8、图9、图10和图11所示，优选地，所述阀芯2上的4个通道包括第一通道201、第二通道202、第三通道203和第四通道204，所述第一通道201和第二通道202是由贯通阀芯2直径的直通孔形成，所述第一通道201位于第二通道202的上方且与第二通道202平行设置，所述第三通道203及第四通道204均由设置在阀芯2外周壁上的螺旋槽形成，所述第三通道203与第四通道204结构相同且相对于阀芯2的转动轴线中心对称。所述第一通道201和第二通道202管径相同，且与第三通道203、第四通道204的通流面积大小一致。第三通道203的两端分别为第三顶部209和第三底部210，第四通道204的两端分别为第四顶部211和第四底部212；第一通道201的两个端口分别为第一前端口205和第一后端口206，第二通道202的两个端口分别为第二前端口207和第二后端口208。第三通道203的两端第三顶部209和第三底部210所在的两点在阀芯2圆周方向上的跨度占二分之一圆，所述第三通道203与第四通道204结构相同且相对于阀芯2的转动轴线中心对称。第一通道201的两个端口第一前端口205和第一后端口206以及第三通道203的第三顶部209和第四通道204的第四顶部211在阀芯2外圆周方向上均匀分布且位于同一水平面内，也即相邻两个相隔90度分布；同样，第二通道202的两个端口第二前端口207和第二后端口208以及第三通道203的第三底部210和第四通道204的第四底部212在阀芯2外圆周方向上均匀分布且位于同一水平面内，也即相邻两个相隔90度分布。

如图1、图9和图11所示，所述上压盖3的下部对称设置有左侧凸起301和右侧凸起302，所述左侧凸起301和右侧凸起302为圆柱形，所述所述阀芯2与上压盖3相对的一端上对称设置有左侧环状沟槽213和右侧环状沟槽214，所述左侧凸起301与左侧环状沟槽213相对应，所述右侧凸起302与右侧环状沟槽214相对应。当阀芯2相对于上压盖3转动时，左侧凸起301位于左侧环状沟槽213内并实现相对转动，同时，右侧凸起302位于右侧环状沟槽214内并实现相对转动。所述左侧环状沟槽213设有左侧沟槽端部一215和左侧沟槽端部二217，所述右侧环状沟槽214设有右侧沟槽端部一216和右侧沟槽端部二218，左侧凸起301相对于左侧环状沟槽213从左侧沟槽端部一215相对转动到左侧沟槽端部二217的转动角度为90度，同时，右侧凸起302相对于右侧环状沟槽214从右侧沟槽端部一216相对转动到右侧沟槽端部二218的转动角度为90度。从而达到实现限制阀芯2的相对转动范围的目的。

此外，图1和图2所示，为了减轻阀芯2的重量，在阀芯2上可设置减重孔219，所述减重孔219的设置应考虑阀芯2的平衡要求。

本发明的工作方法，具体包括如下步骤：

1、当需要使流体从所述供给侧入口101向负载侧入口103流动时，转动阀芯2，使第一通道201的第一前端口205与供给侧入口101连通，第一通道201的第一后端口206与负载侧入口103连通，同时，第二通道202的第二前端口207与供给侧出口102连通，第二后端口208与负载侧出口104连通。此时，左侧凸起301位于左侧环状沟槽213的左侧沟槽端部二217处，右侧凸起302位于右侧环状沟槽214的右侧沟槽端部二218处。

2、当需要使流体从所述供给侧入口101向负载侧出口104流动时，转动阀芯2，使第三通道203的第三顶部209与供给侧入口101连通，第三通道203的第三底部210将与负载侧出口104连通；同时，第四通道204的第四顶部211将与负载侧入口103连通，第四通道204的第四底部212将与供给侧出口102连通。此时，左侧凸起301位于左侧环状沟槽213的左侧沟槽端部一215处，右侧凸起302位于右侧环状沟槽214的右侧沟槽端部一216处。

3、当需要阻断或隔离供给侧和负载侧时，转动阀芯2，使阀芯2的圆周表面完全堵住阀座1的4个流体连接端口，使得第一通道201、第二通道202、第三通道203和第四通道204的端口都不能与阀座1的4个流体连接端口相连通。此时，左侧凸起301位于左侧环状沟槽213的中间位置处，右侧凸起302位于右侧环状沟槽214的中间位置处。

4、当需要调节或控制流量时，转动阀芯2，使阀芯2的圆周表面遮挡4个流体连接端口的截面，通过改变流体流通截面积，实现流量调节作用。

实施例2：

本实施例与实施例2的区别在于，阀芯2上的第三通道203和第四通道204构造不同。如图12所示，所述阀芯2上的4个通道包括第一通道201、第二通道202、第三通道203和第四通道204，所述第一通道201和第二通道202是由贯通阀芯2直径的直通孔形成，所述第一通道201位于第二通道202的上方且与第二通道202平行设置，所述第三通道203及第四通道204均由设置在阀芯2内部的孔道形成，所述的孔道可由管道制作，所述第三通道203与第四通道204相对于阀芯2的转动轴线中心对称。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。