專利名稱：一種推桿式水流體換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水流體控制閥，特別涉及一種推桿式水流體換向閥。
背景技術(shù)：
目前使用的盤式換向和混氣閥是利用在同軸的兩片圓盤上的不同位置設(shè)計多個異形孔，并通過控制其中一個圓盤的轉(zhuǎn)動角度使其中一對或一組異形孔對位實現(xiàn)換向和混氣的，這就要求兩圓盤的配合面具有很高的平整度(平面度)才能達到水密和氣密性，防止串水串氣，使圓盤的加工難度增大加工效率降低。另外，兩圓盤的密合壓力來自于彈簧的彈力克服水壓力或水壓力和氣壓力的合力后的壓力，由于有這兩種壓力的情況就使得彈簧的彈力選擇較困難，因為彈力選大時在不混氣的情況下由于密合壓力增大導(dǎo)致圓盤轉(zhuǎn)動的摩擦力加大，此時步進電機可能因扭矩過大造成失步；彈力選小時在混氣的情況下又可能因密合力太小造成串水串氣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種密封性能良好、實時對水流體進行分流的推桿式水流體換向閥。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種推桿式水流體換向閥，包括一閥本體、若干個頂桿、一凸輪軸；所述閥本體內(nèi)腔設(shè)有若干個用于對應(yīng)設(shè)置若干個頂桿的容置腔室和一位于該若干容置腔室上方的共通腔室，所述閥本體的外壁設(shè)有進水口和若干個出水口，該進水口與所述共通腔室連通，該若干個出水口由作上下運動的頂桿控制其與進水口連通或封閉，所述閥本體上方設(shè)有與其密封連接的閥體蓋；所述凸輪軸設(shè)置于閥本體底部，該凸輪軸上設(shè)有若干個驅(qū)動頂桿作上行運動的凸輪。采用上述結(jié)構(gòu)，通過凸輪軸帶動若干個頂桿按設(shè)定的順序作上下運動，實現(xiàn)換向閥對水流換向的效果；同時，隨著頂桿的上下運動，從而控制出水口的出水大小轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)各個出水口中水流體出水的大小和水流體流向的換向；并且換向閥的擴展性能良好，只需要增加凸輪軸上的凸輪的數(shù)量及對凸輪的角度進行調(diào)整和增加相應(yīng)的頂桿結(jié)構(gòu)，就能增加水流體更多換向選擇。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，推桿式水流體換向閥還包括若干個復(fù)位彈簧，所述若干個復(fù)位彈簧與若干個頂桿相對應(yīng)，復(fù)位彈簧的兩端分別固定于閥體蓋與頂桿頂部之間， 并用于對上行頂桿的復(fù)位。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，推桿式水流體換向閥還包括一安裝于閥本體外壁的步進馬達，用于帶動所述凸輪軸轉(zhuǎn)動。采用該結(jié)構(gòu)，使推桿式水流體換向閥能自動地實現(xiàn)對水流大小及方向的控制。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述若干個凸輪的輪廓最高點沿所述凸輪軸的圓周方向分布。采用該結(jié)構(gòu)，可以使換向閥對水流進行均勻地換向。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述閥體蓋設(shè)有上彈簧座，所述頂桿的頂部設(shè)有下彈簧座，所述復(fù)位彈簧固定于該上彈簧座與下彈簧座之間。。采用該結(jié)構(gòu)，將復(fù)位彈簧穩(wěn)定地固定在頂桿與閥體蓋之間，使彈簧不易產(chǎn)生橫向變形，從而使換向閥的性能更加穩(wěn)定。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述每一頂桿的底部設(shè)有一錐體，所述凸輪通過該錐體帶動頂桿作上行運動。采用該結(jié)構(gòu)，錐體形狀與凸輪結(jié)構(gòu)相匹配，減少凸輪在轉(zhuǎn)動過程中的阻力，提高換向的性能。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述頂桿內(nèi)腔設(shè)有一進水通道，所述容置腔室的外壁上設(shè)有第一密封環(huán)，該進水通道隨所述頂桿一起上下運動，并與該第一密封環(huán)產(chǎn)生相對位移，從而控制該進水通道與進水口、出水口連通或封閉。采有上述結(jié)構(gòu)，頂桿制成空心結(jié)構(gòu)， 進水通道位于該空心結(jié)構(gòu)中并隨頂桿一起作上下運動，與進水口、出水口實現(xiàn)連通或封閉方式的轉(zhuǎn)換，從而達到分流的效果。采用該結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，并且分流的效果穩(wěn)定。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述容置腔室內(nèi)設(shè)有一進水通道，所述頂桿外周壁上設(shè)有第三密封環(huán)，該第三密封環(huán)隨頂桿作上下運動，并與該進水通道產(chǎn)生相對位移，從而控制該進水通道與進水口、出水口連通或封閉。采用該結(jié)構(gòu)，在閥本體的容置空腔內(nèi)設(shè)有一進水通道，水流經(jīng)進水口和共通腔室后，進入進水通道，結(jié)構(gòu)簡便，水流受的阻力較小，分流效果穩(wěn)定。對于上述所有結(jié)構(gòu)，所述閥本體外壁還設(shè)有進氣口，所述頂桿外周壁設(shè)有一第二密封環(huán)，該第二密封環(huán)隨所述頂桿一起上下運動，使該第二密封環(huán)與進氣口產(chǎn)生相對位移， 從而控制該進氣口與所述出水口連通或封閉。采用該結(jié)構(gòu)，取得的有益效果是水流體從進水口至出水口的過程中，增加一進氣口，并對換向閥內(nèi)的水流體增加氣壓，從而增大了水流體的壓力，可實現(xiàn)從換向閥排出的水速度更快，并更具有脈沖特性。作為本發(fā)明的一優(yōu)選方案，所述閥本體外壁還設(shè)有進氣口，所述第三密封環(huán)可同時控制該進氣口與所述出水口的連通或封閉。采用該結(jié)構(gòu)，可以省去一第二密封環(huán)，節(jié)約成本，并且，可以使出水口與進氣口實現(xiàn)同時開啟或關(guān)閉狀態(tài)，協(xié)調(diào)性能好。



圖12是本發(fā)明所述推桿式水流體換向閥第二實施例全開狀態(tài)示意圖。標號說明閥本體10 容置腔室12 共通腔室11 進水口 13 出水口 14 閥體蓋15 上彈簧座17密封墊18頂桿20進水通道21錐體22下彈簧座23第一密封環(huán)M第三密封環(huán)復(fù)位彈簧30凸輪軸40凸輪41第一凸輪41a第二凸輪41b第三凸輪41c步進馬達50支撐板51第二密封環(huán)60進氣口 6具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實施例一如圖1、圖5所示，本發(fā)明所述的推桿式水流體換向閥，包括閥本體10、若干個頂桿 20、凸輪軸40 ；閥本體10的內(nèi)腔設(shè)有一個共通腔室11和若干個容置腔室12，容置腔室12 用于對應(yīng)設(shè)置若干個頂桿20，共通腔室11位于容置腔室12上方，閥本體10的外壁設(shè)有進水口 13和若干個出水口 14，該進水口 13與共通腔室11連通，若干個出水口 14由作上下運動的頂桿20控制其與進水口 13連通或封閉，閥本體10的上方設(shè)有與閥本體10密封連接的閥體蓋15，可通過密封墊18進行密封；凸輪軸40設(shè)置于閥本體10的底部，該凸輪軸40 上設(shè)有若干個凸輪41，若干個凸輪41與若干個頂桿20相對應(yīng)，凸輪41驅(qū)動頂桿20作上行運動。推桿式水流體換向閥還可以包括若干個復(fù)位彈簧30，若干個復(fù)位彈簧30與若干個頂桿20相對應(yīng)，若干個復(fù)位彈簧30設(shè)置于共通腔室11內(nèi)，復(fù)位彈簧30的兩端分別固定于閥體蓋15與頂桿20的頂部上，并用于上行頂桿20的復(fù)位。采用上述結(jié)構(gòu)，通過凸輪軸40帶動若干個頂桿20按設(shè)定的順序作上下運動，實現(xiàn)換向閥對水流換向的效果；同時，隨著頂桿20的上下運動，從而控制出水口 14的出水大小轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)各個出水口 14中水流體出水的大小和水流體流向的換向；并且換向閥的擴展性能良好，只需要增加凸輪軸40上的凸輪41的數(shù)量及對凸輪41的角度進行調(diào)整和增加相應(yīng)的頂桿20結(jié)構(gòu)，就能增加水流體更多換向選擇。如圖1所示，為實現(xiàn)本發(fā)明所述的換向閥能自動地對水流進行換向，換向閥包括步進馬達50，步進馬達50通過固定側(cè)板51安裝于在閥本體10的外壁，用于帶動凸輪軸40 轉(zhuǎn)動。步進馬達50是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)，可以是永磁式(PM)或反應(yīng)式(VR) 或混合式(HB)或其他形式，在此不限。如圖2至圖3所示，本發(fā)明所述的凸輪軸40上可以設(shè)置多個凸輪41，以設(shè)置三個凸輪41a、41b、41c為例，每一相鄰?fù)馆?1輪廓的最高點相隔120度的角度。依此類推，如果設(shè)置為四個凸輪41，則每一相鄰?fù)馆?1輪廓的最高點相隔90度。如此設(shè)計是為了使凸輪41在驅(qū)動若干個頂桿20在上下運動時相隔的時間差能達到平衡。為了滿足不同的需求， 也可以將若干個凸輪41設(shè)置成不規(guī)則的設(shè)計或?qū)⑷舾蓚€輪41輪廓的最高點設(shè)置在同一平面上，上述結(jié)構(gòu)皆在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。如圖如至圖4d所示，在同一時刻，三個凸輪41a、41b、41c在凸輪軸40的轉(zhuǎn)動位置不同，并且優(yōu)選均勻設(shè)置。如圖5所示，閥體蓋15設(shè)有上彈簧座17，頂桿20的頂部設(shè)有一下彈簧座23，復(fù)位彈簧30固定于上彈簧座17與下彈簧座23之間，采用該結(jié)構(gòu)，將復(fù)位彈簧30穩(wěn)定地固定在頂桿20與閥體蓋15之間，使復(fù)位彈簧30不易產(chǎn)生橫向變形，從而使換向閥的性能更加穩(wěn)定。并且，每一頂桿20的底部設(shè)有一個錐體22，錐體22與凸輪41進行匹配，凸輪41通過該錐體22帶動頂桿20作上行運動。錐體22形狀的與凸輪41結(jié)構(gòu)相匹配以增加頂桿20 的運動精確度和減少凸輪41在轉(zhuǎn)動過程中的阻力，提高換向的性能。如圖1、圖5所示，頂桿20的內(nèi)腔設(shè)有一個進水通道21，容置腔室12的外壁上設(shè)有第一密封環(huán)對，該進水通道21隨頂桿20 —起上下運動，使該第一密封環(huán)M與進水通道 21產(chǎn)生相對位移，從而實現(xiàn)該進水通道21與進水口 13、出水口 14連通或封閉，達到流體換向的效果。另外，閥本體10的外壁還可設(shè)有進氣口 61，頂桿20的外周壁設(shè)有第二密封環(huán) 60，該第二密封環(huán)60隨頂桿20 —起上下運動，使該第二密封環(huán)60與進氣口 61產(chǎn)生相對位移，從而控制該進氣口 61與出水口 14連通或封閉。下面結(jié)合附圖5至附圖9說明本發(fā)明所述推桿式水流體換向閥運動過程。如圖5所示，示出推桿式水流體換向閥初始狀態(tài)圖。凸輪41與頂桿20底部的錐體22的接觸面是凸輪41的最低點，復(fù)位彈簧30處于預(yù)壓縮狀態(tài)或有一定壓縮量的狀態(tài)，頂桿20內(nèi)腔的進水通道21被第一密封環(huán)M密封。因此，此時，即便水流體從進水口 13進入閥本體10的共通腔室11，水流體也不能經(jīng)進水通道 21從閥本體10的出水口 14流出。進氣口 61也被第二密封環(huán)60密封，氣流體不能進入閥本體10的容置腔室12。此時，閥本體10處于關(guān)閉狀態(tài)。如圖6、圖7所示，示出推桿式水流體換向閥半開狀態(tài)圖。隨著步進馬達50 (如圖1所示)驅(qū)動凸輪軸40上的凸輪41轉(zhuǎn)動，頂桿20被凸輪 41頂起一定位置，進水通道21也隨頂桿20向上運動，因此，進水通道21與第一密封環(huán)M 產(chǎn)生相對位移，第一密封環(huán)M則不能完全將進水通道21密封，進水口 13、出水口 14通過進水通道21連通，但處于半開狀態(tài)。同時，第二密封環(huán)60相應(yīng)地隨頂桿20往上運動，從而使進氣口 61經(jīng)閥本體10內(nèi)腔的容置空腔12與出水口 14和進氣口 61連通。水流體通過閥本體10的進水口 13以圖中所示E方向進入閥本體10的共通腔室11，并通過進水通道21， 最終流至閥本體10的出水口 14，氣流體經(jīng)圖中所示F方向經(jīng)進氣口 61，進入頂桿10的容置腔室12，最終與水流體匯合至出水口 14，形成水流體與氣流體相混合的氣水流體，同時增大了水流體的流動速度，并具有脈沖特性。復(fù)位彈簧30隨著頂桿20向上運動而被壓縮。 由于凸輪41與頂桿20接觸的還不是輪廓的最高點。因此，此時換向閥處于半開狀態(tài)。如圖8、圖9所示，示出推桿式水流體換向閥全開狀態(tài)圖。隨著步進馬達50 (如圖1所示)繼續(xù)驅(qū)動凸輪軸40上的凸輪41轉(zhuǎn)動，凸輪41與頂桿20底部接觸面是凸輪41的輪廓的最高點時，使頂桿20向上達到最大位置，復(fù)位彈簧 30的壓縮量達到最大，同時，第二密封環(huán)60相應(yīng)的繼續(xù)往上運動到最高位置，進水通道21、 進氣口 61處于完全開放狀態(tài)，水流體沿圖中所示E'方向進入閥本體10的共通腔室11，并進入頂桿20的進水通道21，最終流至閥本體10的出水口 14，氣流體經(jīng)圖中所示F'方向經(jīng)進氣口 61，進入容置腔室12，最終與水流體匯合至出水口 14，形成水流體與氣流體相混合的氣水流體，同時增大了水流體的流動速度。此時，此時換向閥處于全開狀態(tài)。實施例二如圖10、圖11、圖12示出了本發(fā)明所述的推桿式水流體換向閥的第二實施例。本實施例與實施例一的區(qū)別在于在本實施例中，進水通道21設(shè)置于閥本體10的容置空腔12內(nèi)，頂桿20的外周壁上設(shè)有第三密封環(huán)24'，該第一密封環(huán)隨所述頂桿20 一起上下運動，使第三密封環(huán)與進水通道21產(chǎn)生相對位移，從而控制該進水通道21 與出水口 14連通或封閉。另外，頂桿20的外周壁上可以設(shè)有一凹槽，該凹槽作為進水通道 21，采用這種結(jié)構(gòu)的效果與容置空腔12內(nèi)設(shè)有進水通道21是等效的，也屬本實施例保護的范圍。作為本實施例的一種變換，由于第三密封環(huán)與頂桿20相對靜止，所以，當存在進氣口 61的情況下，可以在頂桿20上增設(shè)第四密封環(huán)(圖中未示出)用于控制進氣口 61的連通與封閉，也可以采用第三密封環(huán)在控制進水通道21與出水口 14連通或密封的同時，也可以控制進氣口 61與出水口 14連通或密封。如圖10所示，示出了推桿式水流體換向閥的初始狀態(tài)。凸輪軸40帶動凸輪41轉(zhuǎn)動到最高位置時，水流體經(jīng)進水口 13進入閥本體10的共通腔室11，并進入進水通道21，但因第三密封環(huán)將出水口 14密封，水流不能經(jīng)出水口 14流出。氣流體進入進氣口 61，但因第三密封環(huán)同時對進氣口 61進行密封。因此， 此時，推桿式水流體換向閥處于密封狀態(tài)。如圖11所示，示出了推桿式水流體換向閥的半開狀態(tài)。隨著凸輪軸40帶動凸輪41轉(zhuǎn)動，頂桿20向下行，第三密封環(huán)不能完全密封出水口 14和進氣口 61，此時，水流體經(jīng)進水通道21進入出水口 14，氣流體經(jīng)進氣口 61，并經(jīng)閥本體10內(nèi)的容置腔室12進入出水口 14。此時，因第三密封環(huán)沒有完全開啟，處于半開啟狀態(tài)。如圖12所示，示出了推桿式水流體換向閥的全開狀態(tài)。隨著凸輪軸40帶動凸輪41繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪41的最低部與頂桿20接觸，此時，第三密封環(huán)隨頂桿20運行至最低位置，出水口 14與進氣口 61和進水通道21完全開啟， 此時，換向閥處于全開狀態(tài)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例，不以此限定本發(fā)明實施的范圍.依本發(fā)明的技術(shù)方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，包括一閥本體、若干個頂桿、一凸輪軸；所述閥本體內(nèi)腔設(shè)有若干個用于對應(yīng)設(shè)置若干個頂桿的容置腔室和一位于該若干容置腔室上方的共通腔室，所述閥本體的外壁設(shè)有進水口和若干個出水口，該進水口與所述共通腔室連通，該若干個出水口由作上下運動的頂桿控制其與進水口連通或封閉，所述閥本體上方設(shè)有與其密封連接的閥體蓋；所述凸輪軸設(shè)置于閥本體底部，該凸輪軸上設(shè)有若干個驅(qū)動頂桿作上行運動的凸輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，還包括一安裝于閥本體外壁的步進馬達，用于帶動所述凸輪軸轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，還包括若干個復(fù)位彈簧，所述若干個復(fù)位彈簧與若干個頂桿相對應(yīng)，復(fù)位彈簧的兩端分別固定于閥體蓋與頂桿頂部之間，并用于對上行頂桿的復(fù)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述若干個凸輪的輪廓最高點沿所述凸輪軸的圓周方向分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述閥體蓋設(shè)有上彈簧座，所述頂桿的頂部設(shè)有下彈簧座，所述復(fù)位彈簧固定于該上彈簧座與下彈簧座之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述每一頂桿的底部設(shè)有一錐體，所述凸輪通過該錐體帶動頂桿作上行運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述頂桿內(nèi)腔設(shè)有一進水通道，所述容置腔室的外壁上設(shè)有第一密封環(huán)，該進水通道隨所述頂桿一起上下運動，并與該第一密封環(huán)產(chǎn)生相對位移，從而控制該進水通道與進水口、出水口連通或封閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述容置腔室內(nèi)設(shè)有一進水通道，所述頂桿外周壁上設(shè)有第三密封環(huán)，該第三密封環(huán)隨頂桿作上下運動，并與該進水通道產(chǎn)生相對位移，從而控制該進水通道與進水口、出水口連通或封閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述閥本體外壁還設(shè)有進氣口，所述頂桿外周壁設(shè)有第二密封環(huán)，該第二密封環(huán)隨所述頂桿一起上下運動，使該第二密封環(huán)與進氣口產(chǎn)生相對位移，從而控制該進氣口與所述出水口連通或封閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種推桿式水流體換向閥，其特征在于，所述閥本體外壁還設(shè)有進氣口，所述第三密封環(huán)可同時控制該進氣口與所述出水口的連通或封閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種推桿式水流體換向閥，包括一閥本體、若干個頂桿、一凸輪軸、若干個復(fù)位彈簧；所述閥本體內(nèi)腔設(shè)有若干個容置腔室和共通腔室，所述閥本體的外壁設(shè)有進水口和若干個出水口，所述閥本體上方設(shè)有與其密封連接的閥體蓋；所述凸輪軸設(shè)置于閥本體底部，該凸輪軸上設(shè)有若干個驅(qū)動頂桿作上行運動的凸輪。采用上述技術(shù)方案，取得的有益效果是通過凸輪軸帶動若干個頂桿按設(shè)定的順序作上下運動；同時，隨著頂桿的上下運動，從而控制出水口的出水大小轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)各個出水口中水流的大小和水體流向的換向。
文檔編號F16K31/04GK102418799SQ201110178688
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者鐘盛貴 申請人:李飛宇