一种多通阀的制作方法

1.本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及一种多通阀。


背景技术：

2.为了提高电动汽车的续航里程，需要实现冷却液电加热器对电池加热、电池与驱动系统通过散热器散热、利用驱动系统废热加热电池等多种模式。
3.现有的热管理系统冷却液回路中，单一的比例阀不能实现上述多种模式，而是需要三通比例阀、两通比例阀等多种比例阀的组合才能实现上述的多种模式。
4.现有技术中三通比例阀和两通比例阀需要两个驱动装置控制，所占空间较大，控制复杂且成本较高。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明实施例提供一种多通阀，控制简单、结构紧凑且成本较低。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：本发明实施例提供一种多通阀，包括阀座、第一阀芯、第二阀芯和驱动装置；所述驱动装置与所述第一阀芯传动连接；所述第一阀芯上设置有第一配合结构，所述第二阀芯上设置有与所述第一配合结构相配合的第二配合结构，所述第一配合结构与所述第二配合结构具有第一配合状态和第二配合状态，在所述第一配合状态，所述第一阀芯独立转动，所述第二阀芯保持不动，在所述第二配合状态，所述第一阀芯带动所述第二阀芯同步转动；所述阀座上设置与所述第一阀芯相对应的多个第一阀口，所述第一阀芯上设置第一导通结构，所述第一导通结构用于在所述第一阀芯转至第一预定位置时将至少两个所述第一阀口连通。所述阀座上设置与所述第二阀芯相对应的多个第二阀口，所述第二阀芯上设置第二导通结构，所述第二导通结构用于在所述第二阀芯转至第二预定位置时将至少两个所述第二阀口连通。
7.与现有技术相比，本发明实施例提供的多通阀具有如下优点：
8.驱动装置与第一阀芯传动连接，第一阀芯上设置有第一配合结构，第二阀芯上设置有与第一配合结构相配合的第二配合结构，第一配合结构与第二配合结构具有第一配合状态和第二配合状态，第一配合状态时，第一阀芯独立转动，第二阀芯保持不变；在第二配合状态时，第一阀芯带动第二阀芯同步转动。这样，第一阀芯既可以独立转动，通过改变第一阀口与第一导通结构的相对角度，调节第一阀口的流量。第一阀芯转动时带动第二阀芯转动，通过改变第二阀口与第二导通结构的相对角度，调节第二阀口的流量，在调整完成后，第一阀芯再转动至原位，不改变第一阀口的流量。这样，只需要一个驱动装置就可以驱动控制第一阀芯和第二阀芯，控制简单、结构紧凑且成本较低。
9.作为本发明实施例的多通阀的一种改进，所述第一配合结构包括设置于所述第一阀芯的第一端面上的凸起结构，所述第二配合结构包括设置于所述第二阀芯的第二端面上的凹槽结构，所述第一端面与所述第二端面相对设置，所述凸起结构的至少部分结构位于所述凹槽结构内；所述凹槽结构的侧壁上设置有第一凸起部，所述第一凸起部包括周向上
间隔设置的第一端面与第二端面，在所述第一配合状态，所述凸起结构不与所述第一端面、第二端面接触，在所述第二配合状态，所述凸起结构与所述第一端面或所述第二端面抵接。
10.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述凹槽结构的侧壁包括第一圆柱面，所述第一凸起部设置于所述第一圆柱面上；所述凸起结构包括第一柱体以及由所述第一柱体的外周面向径向外侧凸起形成的第二凸起部，所述第一柱体的外侧面位于所述第一凸起部的径向内侧，所述第二凸起部在周向上的两端面分别构成所述第一侧面和所述第二侧面；所述第二凸起部的外周面包括第二圆柱面，所述第二圆柱面与所述第一圆柱面相适配。
11.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述第一凸起部包括设置于径向内侧的第三圆柱面，所述第一柱体的外周面包括第四圆柱面，所述第三圆柱面与所述第四圆柱面相适配。
12.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述凸起结构包括设置于所述第一阀芯的第一端面且与所述第一柱体相连的第二柱体。
13.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述第二柱体为圆柱体，所述第二柱体的直径与所述第二圆柱面的直径相同。
14.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述第一导通结构包括设置于所述第一阀芯的外周面上、并沿周向延伸的第一凹槽。所述第二导通结构包括设置于所述第二阀芯的外周面上、并沿周向延伸的第二凹槽。
15.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述阀座上设置有三个所述第一阀口，在周向上，三个所述第一阀口所占角度小于或等于所述第一凹槽所占的角度；和/或，所述阀座上设置有两个所述第二阀口，在周向上，两个所述第二阀口所占的角度小于或等于所述第二凹槽所占的角度。
16.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，各所述第一阀口分别通过第一通道与所述第一阀芯相连，各所述第二阀口分别通过第二通道与所述第二阀芯相连，所述第一阀口和所述第二阀口设置于所述阀座的同一侧。
17.作为本发明实施例的多通阀的进一步改进，所述驱动装置包括电机以及与所述电机传动连接的齿轮组，所述齿轮组与所述第一阀芯传动连接。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的多通阀的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的第一阀芯的结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的第二阀芯的结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的第二阀芯的流路原理示意图；
23.图5为本发明实施例提供的第一阀芯的流路原理示意图。
24.附图标记说明：
25.100：多通阀；10：第一阀芯；11：凸起结构；111：第一侧面；112：第二侧面；113：第二圆柱面；114：第四圆柱面；12：第一柱体；13：第二柱体；14：花键轴；15：第一凹槽；20：第二阀芯；21：凹槽结构；211：第一圆柱面；212：第一端面；213：第二端面；214：第三圆柱面；22：第二凹槽；30：电机；31：蜗杆；32：第一涡轮；33：第二涡轮；34：第三涡轮；35：第一齿轮；36：第二齿轮。
具体实施方式
26.为了提高电动汽车的续航里程，需要实现冷却液电加热器对电池加热、电池与驱动系统通过散热器散热、利用驱动系统废热加热电池等多种模式。现有的热管理系统冷却液回路为了提高电动汽车的续航里程，单一的比例阀不能实现上述多种模式，而是需要三通比例阀和两通比例阀等多种比例阀的组合才能实现上述的多种模式。现有技术中三通比例阀和两通比例阀需要两个驱动装置控制，所占空间较大，控制复杂且成本较高。
27.针对上述问题，本发明提出一种多通阀，其驱动装置与第一阀芯传动连接，第一阀芯上设置有第一配合结构，第二阀芯上设置有与第一配合结构相配合的第二配合结构，通过对第一配合结构和第二配合结构的设计，使得第一阀芯在单独转动时，通过改变第一阀口与第一导通结构的相对角度，调节第一阀口的流量。第一阀芯转动时带动第二阀芯转动，通过改变第二阀口与第二导通结构的相对角度，调节第二阀口的流量，在调整完成后，第一阀芯再转动至原位，不改变第一阀口的流量。这样，只需要一个驱动装置就可以驱动控制第一阀芯和第二阀芯，控制简单、结构紧凑且成本较低。
28.为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
29.下面参考附图描述根据本发明实施例的一种多通阀。
30.参阅图1，图1为本发明实施例提供的多通阀的结构示意图。该多通阀100包括阀座、第一阀芯10、第二阀芯20和驱动装置。驱动装置与第一阀芯10传动连接；第一阀芯10上设置有第一配合结构，第二阀芯20上设置有与第一配合结构相配合的第二配合结构，第一配合结构与第二配合结构具有第一配合状态和第二配合状态，在第一配合状态，第一阀芯10独立转动，第二阀芯20保持不动，在第二配合状态，第一阀芯10带动第二阀芯20同步转动。
31.阀座上设置与第一阀芯10相对应的多个第一阀口，第一阀芯10上设置第一导通结构，第一导通结构用于在第一阀芯10转至第一预定位置时将至少两个第一阀口连通；阀座上设置与第二阀芯20相对应的多个第二阀口，第二阀芯上设置第二导通结构，第二导通结构用于在第二阀芯20转至第二预定位置时将至少两个第二阀口连通。
32.驱动装置与第一阀芯10传动连接，第一阀芯10转动时，第一阀芯10上的第一配合结构能够通过第二配合结构带动第二阀芯20转动。这样，第一阀芯10既可以独立转动，通过改变第一阀口与第一导通结构的相对应的角度，调节第一阀芯10的流量。第一阀芯10转动时带动第二阀芯20转动，通过改变第二阀口与第二导通结构的相对应的角度，调节第二阀
芯20的流量，第一阀芯10再转动到原位，不改变第一阀芯10的流量。只需要一个驱动装置就可以驱动控制第一阀芯10和第二阀芯20，控制简单、结构紧凑且成本较低。
33.第一配合结构和第二配合结构可以设置为任意满足上述需求的结构，在一个可选的实施例中，参阅图2与图3，图2为本发明实施例提供的第一阀芯的结构示意图；图3为本发明实施例提供的第二阀芯的结构示意图。第一配合结构包括设置于第一阀芯10的第一端面212上的凸起结构11，第二配合结构包括设置于第二阀芯20的第二端面213上的凹槽结构21，第一阀芯10的第一端面212与第二端面213相对设置，凸起结构11的至少部分结构位于凹槽结构21内。
34.在一个可选的实施例中，凹槽结构21的侧壁上设置有第一凸起部，第一凸起部包括周向上间隔设置的第一端面212与第二端面213，在第一配合状态，凸起结构11不与第一端面212、第二端面213接触，可以实现第一阀芯10在凹槽结构中独立转动。在第二配合状态，凸起结构11与第一端面212或第二端面213抵接，可以使第一阀芯10带动第二阀芯20同步转动，设置第一端面212与第二端面213，能够更好的实现第一配合状态和第二配合状态。
35.凸起结构11的外周面包括周向上间隔设置的第一侧面111与第二侧面112，凹槽结构21的侧壁上设置有第一凸起部，第一凸起部包括周向上间隔设置的第一端面212与第二端面213；凸起结构11沿第一方向转动至第一侧面111与第一端面212抵接时，能够带动第二阀芯20沿第一方向与第一阀芯10同步转动；凸起结构11沿第二方向转动至第二侧面112与第二端面213抵接时，能够带动第二阀芯20沿第二方向与第一阀芯10同步转动。第一阀芯10带动第二阀芯20转动时，凸起结构11与凹槽结构21能够更好地配合。
36.优选地，凹槽结构21的侧壁包括第一圆柱面211，第一凸起部设置于第一圆柱面211上。凸起结构11包括第一柱体12以及由第一柱体12的外周面向径向外侧凸起形成的第二凸起部，第一柱体12的外侧面位于第一凸起部的径向内侧，第二凸起部在周向上的两端面分别构成第一侧面111和第二侧面112；第二凸起部的外周面包括第二圆柱面113，第二圆柱面113与第一圆柱面211相适配。凸起结构11上设置第二凸起结构11，使第一阀芯10转动时轴向力更好的传递到第二阀芯20上，方便力的施加。
37.进一步优选地，第一凸起部包括设置于径向内侧的第三圆柱面214，第一柱体12的外周面包括第四圆柱面114，第三圆柱面214与第四圆柱面114相适配。这样设计，使第一阀芯10带动第二阀芯20转动时，保证转动的平稳性。
38.在一个可选的实施例中，凸起结构11包括设置于第一阀芯10的第一端面212且与第一柱体12相连的第二柱体13。第二柱体13使第一阀芯10与第二阀芯20保持一定的距离，减少接触面积，第一阀芯10在转动时，减小摩擦阻力，提高传动效率。
39.优选地，为了进一步提高传动效率，第一阀芯10的凸起结构11的中心设置有第一圆孔，第二阀芯20的凹槽结构21中心设置有第二圆孔，传动轴连接第一圆孔和第二圆孔，使第一阀芯10带动第二阀芯20转动时，减少摩擦阻力，提高传动效率。
40.第二柱体13的形状可以为方柱体或圆柱体，为了方便加工，优选地，第二柱体13为圆柱体。第二柱体13的直径与第二圆柱面113的直径相同，可以相对避免第二柱体13的底面与第二阀芯20接触，减少摩擦阻力。
41.需要说明的是，第一方向为第一阀芯10的第一侧面111向第二阀芯20的第一端面212转动的方向；第二方向为第一阀芯10的第二侧面112向第二阀芯20的第二端面213转动
的方向。
42.第一阀芯10带动第二阀芯20同步转动时，有两种情况。第一种情况，第一阀芯10的凸起结构11沿第一方向转动至第一侧面111与第一端面212抵接时，能够带动第二阀芯20沿第一方向与第一阀芯10同步转动；第二种情况，第一阀芯10的凸起结构11沿第二方向转动至第二侧面112与第二端面213抵接时，能够带动第二阀芯20沿第二方向与第一阀芯10同步转动。
43.第一阀芯10单独转动时，也有两种情况。第一种情况，第一阀芯10的凸起结构11从第一侧面111与第一端面212抵接，沿第二方向转动到第二侧面112与第二端面213抵接时，第一阀芯10单独转动，第二阀芯20保持原状。第二种情况，第一阀芯10的凸起结构从第二侧面112与第二端面213抵接，沿第一方向转动到第一侧面111与第一端面212抵接时，实现第一阀芯10单独转动，第二阀芯20保持原状。
44.为了实现管路通道的接通，阀座上设置与第一阀芯10相对应的多个第一阀口，第一阀芯10上设置第一导通结构，第一导通结构用于在第一阀芯10转至第一预定位置时将至少两个第一阀口连通；阀座上设置与第二阀芯20相对应的多个第二阀口，第二阀芯上设置第二导通结构，第二导通结构用于在第二阀芯20转至第二预定位置时将至少两个第二阀口连通。在第一阀芯10和第二阀芯200上分别设置第一导通结构和第二导通结构，分别实现多个第一阀口和多个第二阀口的连通。设置第一导通结构和第二导通结构使多通阀100的结构更加紧凑，减少空间。
45.第一导通结构和第二导通结构可以设置为任意能够满足需求的结构，为了加工方便，在一个可选的实施例中，第一导通结构包括设置于第一阀芯10的外周面上、并沿周向延伸的第一凹槽15；第二导通结构包括设置于第二阀芯20的外周面上、并沿周向延伸的第二凹槽22。
46.阀座上设置与第一阀芯10相对应的多个第一阀口，在一个具体的实施例中，阀座上设置有三个第一阀口，在周向上，三个第一阀口所占角度小于或等于第一凹槽15所占的角度，可以实现三个第一阀口的连通和关闭。
47.阀座上设置与第二阀芯20相对应的多个第二阀口，阀座上设置有两个第二阀口，在周向上，两个第二阀口所占的角度小于或等于第二凹槽22所占的角度，可以实现两个第二阀口的连通和关闭。
48.在一个可选实施例中，各第一阀口分别通过第一通道与第一阀芯10相连，各第二阀口分别通过第二通道与第二阀芯20相连，第一阀口和第二阀口设置于阀座的同一侧。第一阀口和第二阀口集中布置在阀座的同一侧，便于管路布置且减少空间。
49.在一个可选的实施中，第一通道分别为a通道、b通道和c通道，a通道为进口道，b通道和c通道为出口道，b通道位于a通道和c通道中间。第一通道之间的夹角角度不限，为了避免三个第一通道干涉，三个第一通道的之间的夹角为90度；第二通道分别为e通道和f通道，两个第二通道之间的夹角为90度。
50.参阅图4与图5，图4为本发明实施例提供的第二阀芯的流路原理示意图；图5为本发明实施例提供的第一阀芯的流路原理示意图。第一阀芯10与阀座配合相当于一个三通比例阀，第二阀芯20与阀座配合相当于一个两通比例阀，如图4和图5，第一阀芯10要实现的功能是a通道进，b通道出；或者a通道进，c通道出；第二阀芯20要实现的功能是e通道进，f通道
出。多通阀100实现一个三通比例阀和一个两通比例阀的功能，通过一个驱动装置实现五个通道的目的，高度集成且布置紧凑。
51.优选地，第一阀芯10的a通道、b通道和c通道，第二阀芯20的e通道和f通道，集中布置在阀座的一个安装面上，布置美观且减少空间。
52.三个第一阀口所占角度小于或等于第一凹槽15所占的角度，并且两个第二阀口所占的角度小于或等于第二凹槽22所占的角度，优选地，第一凹槽15所占的角度为180度，并且第二凹槽22所占的角度为180度。
53.初始状态时，第一阀芯10的第一侧面111与第二阀芯20的第一端面212抵接，a通道和c通道位于第一凹槽15处，b通道位于第一阀芯10的外周面上，第一阀芯10将b通道遮挡，a通道与c通道连通。e通道位于第二阀芯20的外周面上，第二阀芯20将e通道遮挡，f通道位于第二凹槽22处，e通道和f通道处于关闭状态。
54.第二状态时，在初始状态的基础上，第一阀芯10沿第二方向转动45度时，第二阀芯20不动，a通道和b通道位于第一凹槽15处，c通道位于第一阀芯10的外周面上，第一阀芯10将c通道遮挡，a通道与b通道连通。第二阀芯20的e通道和f通道保持原状，e通道和f通道仍处于关闭状态。
55.第三状态时，在第二状态的基础上，第一阀芯10带动第二阀芯20沿第一方向与第一阀芯10同步转动45度时，第二阀芯20的e通道和f通道位于第二凹槽22处，e通道和f通道连通。第一阀芯10的c通道和a通道的一半位于第一凹槽15处，a通道的开度为50％，b通道位于第一阀芯10的外周面上，第一阀芯10将b通道遮挡。
56.第四状态时，在第三状态的基础上，第一阀芯10沿第二方向转动45度时，回到初始状态，第二阀芯20不动。第一阀芯10的a通道和c通道位于第一凹槽15处，b通道位于第一阀芯10的外周面上，第一阀芯10将b通道遮挡，a通道与c通道连通。第二阀芯20的e通道和f通道不变，e通道和f通道连通。
57.需要说明的是可以调节第一阀芯10的转动，对a通道、b通道和c通道进行开度0
‑
100％调节，第一阀芯10带动第二阀芯20转动，对e通道和f通道进行开度0
‑
100％调节。例如，通过调节a通道与第一凹槽15相对应的面积，改变a通道的开度。在a通道全部对应第一凹槽15时，a通道的开度为100％；在a通道一半对应第一凹槽15时，a通道的开度为50％；在a通道全部被第一阀芯10遮挡时，a通道的开度为0。
58.优选地，第一阀芯10和第二阀芯20采用注塑成型工艺，生产速度快、效率高，易形成形状复杂的制件。
59.驱动装置可以设置为任意能够满足驱动第一阀芯10转动的结构，在一个可选的实施例中，驱动装置包括电机30以及与电机30传动连接的齿轮组，齿轮组与第一阀芯10传动连接。电机30轴上设置蜗杆31，齿轮组包括与蜗杆31配合的第一涡轮32、与第一涡轮32啮合的第二涡轮33、与第二涡轮33啮合的第三涡轮34、第三涡轮34的底部连接第一齿轮35、与第一齿轮35啮合的第二齿轮36。齿轮组中第一涡轮32、第二涡轮33、第三涡轮34、第一齿轮35和第二齿轮36的中心轴相互平行且都是沿竖直方向，第一蜗杆31的中心轴与第一涡轮32的中心轴相互垂直。电机30轴上蜗杆31转动，通过齿轮组的传动，带动第一阀芯10转动，保证了传动的平稳性。
60.电机30的类型不限，为了控制简单和保证精度，优选地，电机30为步进电机30或伺
服电机30。
61.为了实现第一阀芯10与第二齿轮36的连接，优选地，第一阀芯10上设置第一连接部，第二齿轮36上设置第二连接部，第一连接部能够与第二连接部形成可拆卸连接。
62.进一步优选地，第一连接部包括设置于第一阀芯10的第二端面213上的花键轴14，第二连接部包括设置于第二齿轮36上的花键套，花键轴14与花键套形成可拆卸连接。
63.在一个可选的实施例中，多通阀100可以用于电动汽车的热管理系统冷却液回路，使电动汽车具有重量较轻且节约成本的优点。与需要两个驱动装置控制三通比例阀和两通比例阀的电动汽车相比，使用多通阀100的电动汽车平均每辆车节约100元，每辆车可以减轻100g。
64.本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
65.在本说明书的描述中，参考术“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。