组合阀和热管理系统

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组合阀和热管理系统
申请号	CN202311484018.9	申请日	2023-11-08	公开(公告)号	CN117515224A	公开(公告)日	2024-02-06
申请人	浙江银轮机械股份有限公司;			发明人	周天侠; 徐峥铮; 范天锋; 袁晓秋; 仇雪炜; 周浩楠;
摘要	本发明的实施例提供了一种组合阀和热管理系统，涉及阀技术领域。组合阀包括阀体、电子膨胀阀和控制阀。阀体设置有第一安装腔、第二安装腔以及与第一安装腔和第二安装腔连通的冷媒流道，冷媒流道具有与外部连通的第一开口、第二开口、第三开口和第四开口。第二开口和第三开口之间用于串联外部换热设备，第一开口和第四开口中的一者用于冷媒流入，另一者用于冷媒流出，电子膨胀阀安装于第一安装腔，以在第一开口和第二开口之间节流，控制阀安装于第二安装腔，以阻断或打开第一开口与第四开口或在第一开口和第二开口之间节流。其能够降低空间的占用，且让换热管路的布置更加方便。
权利要求	1.一种组合阀，其特征在于，包括阀体(150)、电子膨胀阀(110)和控制阀(130)；所述阀体(150)设置有第一安装腔(151)、第二安装腔(153)以及与所述第一安装腔(151)和所述第二安装腔(153)连通的冷媒流道(155)，所述冷媒流道(155)具有与外部连通的第一开口(157)、第二开口(159)、第三开口(161)和第四开口(163)；所述第二开口(159)和所述第三开口(161)之间用于串联外部换热设备，所述第一开口(157)和所述第四开口(163)中的一者用于冷媒流入，另一者用于冷媒流出，所述电子膨胀阀(110)安装于所述第一安装腔(151)，以在所述第一开口(157)和第二开口(159)之间节流，所述控制阀(130)安装于所述第二安装腔(153)，以阻断或打开第一开口(157)与所述第四开口(163)或在第一开口(157)和第二开口(159)之间节流。 2.根据权利要求1所述的组合阀，其特征在于，所述冷媒流道(155)包括有第一流道(165)、第二流道(167)、第三流道(169)、第四流道(171)和第五流道(173)；所述第一流道(165)的一端与所述第一安装腔(151)连通，另一端形成所述第一开口(157)；所述第二流道(167)的一端与所述第一安装腔(151)连通，另一端形成所述第二开口(159)；所述第四流道(171)的一端与所述第二安装腔(153)连通，另一端形成所述第四开口(163)；所述第三流道(169)的一端与所述第四流道(171)连通，另一端形成所述第三开口(161)；所述第五流道(173)的一端与所述第一流道(165)连通，另一段与所述第二安装腔(153)连通；所述第一流道(165)、第二流道(167)、所述第三流道(169)和第四流道(171)可与串联在所述第二开口(159)和所述第三开口(161)之间的外部换热设备形成第一冷媒换热流路，所述膨胀阀用于控制第一冷媒流路中的冷媒流量；所述第一流道(165)、所述第五流道(173)和所述第四流道(171)形成第二冷媒循环流路，所述控制阀(130)用于控制所述第五流道(173)与所述第四流道(171)之间的通断或控制所述第五流道(173)与所述第四流道(171)之间冷媒流量。 3.根据权利要求2所述的组合阀，其特征在于，所述控制阀(130)为截止阀或膨胀阀。 4.根据权利要求3所述的组合阀，其特征在于，所述阀体(150)包括第一内嵌件(175)、第二内嵌件(177)以及注塑成型于所述第一内嵌件(175)与所述第二内嵌件(177)外周缘的外壳体(179)；所述第一内嵌件(175)内形成有至少部分的所述第一流道(165)、所述第一安装腔(151)、所述第二流道(167)和所述第五流道(173)；所述第二内嵌件(177)形成有至少部分所述第三流道(169)和所述第四流道(171)；所述第一内嵌件(175)和所述第二内嵌件(177)由塑料或者金属制成；和/或，所述第一内嵌件(175)和所述第二内嵌件(177)通过压铸、注塑、焊接中的一种或几种工艺组合制备形成。 5.根据权利要求4所述的组合阀，其特征在于，所述外壳体(179)由塑料材质注塑形成。 6.根据权利要求4或5所述的组合阀，其特征在于，所述组合阀(100)还包括第一密封圈(191)和第二密封圈(193)；所述第一安装腔(151)的开口设置有第一密封斜面(181)；所述膨胀阀设置有第一密封环槽(111)以及第一装配凸台(113)；所述第一密封圈(191)设置于所述第一密封环槽(111)内，以与所述第一安装腔(151)的侧壁之间形成密封；所述第二密封圈(193)套设于所述膨胀阀且与所述第一装配凸台(113)抵接，以与所述第一密封斜面(181)之间形成密封；和/或，所述组合阀(100)还包括第三密封圈(195)和第四密封圈(197)；所述第二安装腔(153)的开口设置有第二密封斜面(183)；所述控制阀(130)设置有第二密封环槽(131)以及第二装配凸台(133)；所述第三密封圈(195)设置于所述第二密封环槽(131)内，以与所述第二安装腔(153)的侧壁之间形成密封；所述第四密封圈(197)套设于所述控制阀(130)且与所述第二装配凸台(133)抵接，以与所述第二密封斜面(183)之间形成密封。 7.根据权利要求4或5所述的组合阀，其特征在于，所述外壳体(179)对应所述第一安装腔(151)的外周缘设置第一加强筋(185)；所述外壳体(179)对应所述第二安装腔(153)的外周缘设置有第二加强筋(187)。 8.根据权利要求7所述的组合阀，其特征在于，所述第一加强筋(185)和第二加强筋(187)呈外凸的环台状，且多层依次间隔设置，相邻的两层之间通过竖向连接筋连接。 9.根据权利要求4或5所述的组合阀，其特征在于，所述外壳体(179)位于所述第一安装腔(151)外周缘设置螺钉孔(189)，所述膨胀阀通过螺钉(199)安装于所述螺钉孔(189)以将所述膨胀阀与所述外壳体(179)相对固定。 10.一种热管理系统，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的组合阀。
说明书全文	组合阀和热管理系统技术领域 [0001] 本发明涉及换热技术领域，具体而言，涉及一种组合阀和热管理系统。背景技术 [0002] 随着汽车轻量化和集成度的要求越来越高，汽车热管理系统的集成度要求也不断提高，汽车热管理系统可以用于调节汽车内外的冷热平衡，同时控制汽车上各个工作部件的温度(例如电池包的温度)，对于汽车的稳定行驶以及保证良好的用户体验至关重要。 [0003] 现有技术中，汽车热管理系统通常包括压缩机、内部换热器和外部换热器等部件，各个部件之间通过管路连通，制冷剂可以在管路中循环流通，通过制冷剂温度和压力状态变化实现热交换，从而实现车厢内的制冷或制冷功能，管路上的各个位置分别设置有膨胀阀和电磁阀，以控制管路的通断以及制冷剂的流通方向。 [0004] 然而，现有的汽车热管理系统中，需要多个阀门分别连接在多根管路中，占用空间大，管路布置不便，且成本较高。发明内容 [0005] 本发明的目的包括，例如，提供了一种组合阀和热管理系统，其能够降低空间的占用，且让换热管路的布置更加方便。 [0006] 本发明的实施例可以这样实现： [0007] 第一方面，本发明提供一种组合阀，包括阀体、电子膨胀阀和控制阀； [0008] 所述阀体设置有第一安装腔、第二安装腔以及与所述第一安装腔和所述第二安装腔连通的冷媒流道，所述冷媒流道具有与外部连通的第一开口、第二开口、第三开口和第四开口； [0009] 所述第二开口和所述第三开口之间用于串联外部换热设备，所述第一开口和所述第四开口中的一者用于冷媒流入，另一者用于冷媒流出，所述电子膨胀阀安装于所述第一安装腔，以在所述第一开口和第二开口之间节流，所述控制阀安装于所述第二安装腔，以阻断或打开第一开口与所述第四开口或在第一开口和第二开口之间节流。 [0010] 在可选的实施方式中，所述冷媒流道包括有第一流道、第二流道、第三流道、第四流道和第五流道； [0011] 所述第一流道的一端与所述第一安装腔连通，另一端形成所述第一开口； [0012] 所述第二流道的一端与所述第一安装腔连通，另一端形成所述第二开口； [0013] 所述第四流道的一端与所述第二安装腔连通，另一端形成所述第四开口； [0014] 所述第三流道的一端与所述第四流道连通，另一端形成所述第三开口； [0015] 所述第五流道的一端与所述第一流道连通，另一段与所述第二安装腔连通。 [0016] 所述第一流道、第二流道、所述第三流道和第四流道可与串联在所述第二开口和所述第三开口之间的外部换热设备形成第一冷媒换热流路，所述膨胀阀用于控制第一冷媒流路中的冷媒流量； [0017] 所述第一流道、所述第五流道和所述第四流道形成第二冷媒循环流路，所述控制阀用于控制所述第五流道与所述第四流道之间的通断或控制所述第五流道与所述第四流道之间冷媒流量。 [0018] 在可选的实施方式中，所述控制阀为截止阀或膨胀阀。 [0019] 在可选的实施方式中，所述阀体包括第一内嵌件、第二内嵌件以及注塑成型于所述第一内嵌件与所述第二内嵌件外周缘的外壳体； [0020] 所述第一内嵌件内形成有至少部分的所述第一流道、所述第一安装腔、所述第二流道和所述第五流道； [0021] 所述第二内嵌件形成有至少部分所述第三流道和所述第四流道； [0022] 所述第一内嵌件和所述第二内嵌件由塑料或者金属制成；和/或， [0023] 所述第一内嵌件和所述第二内嵌件通过压铸、注塑、焊接中的一种或几种工艺组合制备形成。 [0024] 在可选的实施方式中，所述外壳体由塑料材质注塑形成。 [0025] 在可选的实施方式中，其特征在，所述组合阀还包括第一密封圈和第二密封圈； [0026] 所述第一安装腔的开口设置有第一密封斜面； [0027] 所述膨胀阀设置有第一密封环槽以及第一装配凸台； [0028] 所述第一密封圈设置于所述第一密封环槽内，以与所述第一安装腔的侧壁之间形成密封； [0029] 所述第二密封圈套设于所述膨胀阀且与所述第一装配凸台抵接，以与所述第一密封斜面之间形成密封； [0030] 和/或， [0031] 所述组合阀还包括第三密封圈和第四密封圈； [0032] 所述第二安装腔的开口设置有第二密封斜面； [0033] 所述控制阀设置有第二密封环槽以及第二装配凸台； [0034] 所述第三密封圈设置于所述第二密封环槽内，以与所述第二安装腔的侧壁之间形成密封； [0035] 所述第四密封圈套设于所述控制阀且与所述第二装配凸台抵接，以与所述第二密封斜面之间形成密封。 [0036] 在可选的实施方式中，所述外壳体对应所述第一安装腔的外周缘设置第一加强筋； [0037] 所述外壳体对应所述第二安装腔的外周缘设置有第二加强筋。 [0038] 在可选的实施方式中，所述第一加强筋和第二加强筋呈外凸的环台状，且多层依次间隔设置，相邻的两层之间通过竖向连接筋连接。 [0039] 在可选的实施方式中，所述外壳体位于所述第一安装腔外周缘设置螺钉孔，所述膨胀阀通过螺钉安装于所述螺钉孔以将所述膨胀阀与所述外壳体相对固定。 [0040] 第二方面，本发明提供一种热管理系统，包括前述实施方式中任一项所述的组合阀。 [0041] 本发明实施例提供的组合阀和热管理系统的有益效果包括，例如： [0042] 本申请通过在阀体设置冷媒流道，并且设置与外部连通的第一开口、第二开口、第三开口、第四开口以及第一安装腔和第二安装腔，且在第一安装腔和第二安装腔内分别安装电子膨胀阀和控制阀，从而可以在第一开口和第四开口之间形成两条冷媒流路，从而更加方便冷媒流路的并联，集成度高，减少空间占用，其次便于管路的布置和连接可降低成本。附图说明 [0043] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。 [0044] 图1为本发明实施例提供的组合阀的第一视角结构示意图； [0045] 图2为本发明实施例提供的组合阀的第二视角结构示意图； [0046] 图3为本发明实施例提供的组合阀的俯视结构示意图； [0047] 图4为图3中A－A方向的剖视示意图； [0048] 图5为本发明实施例提供的组合阀的侧视结构示意图； [0049] 图6为图5中B－B方向的剖视示意图； [0050] 图7为本发明实施例提供的组合阀的阀体结构示意图； [0051] 图8为图4中A处放大示意图； [0052] 图9为图6中B处放大示意图。 [0053] 图标：100－组合阀；110－电子膨胀阀；111－第一密封环槽；113－第一装配凸台；130－控制阀；131－第二密封环槽；133－第二装配凸台；150－阀体；151－第一安装腔； 153－第二安装腔；155－冷媒流道；157－第一开口；159－第二开口；161－第三开口；163－第四开口；165－第一流道；167－第二流道；169－第三流道；171－第四流道；173－第五流道；175－第一内嵌件；177－第二内嵌件；179－外壳体；181－第一密封斜面；183－第二密封斜面；185－第一加强筋；187－第二加强筋；189－螺钉孔；191－第一密封圈；193－第二密封圈；195－第三密封圈；197－第四密封圈；199－螺钉。具体实施方式 [0054] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0055] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0056] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0057] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0058] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0059] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。 [0060] 请参考图1和图2，本实施例提供了一种热管理系统，其可用于汽车的热管理，以调节汽车内外的冷热平衡，同时控制汽车上各个工作部件的温度。 [0061] 热管理系统包括压缩机、四通阀、换热器、组合阀100、电子膨胀阀110、外部换热设备(车内温度调节换热器)以及其他换热部件(例如电池热管理系统)。压缩机、四通阀、外部换热器、组合阀100、换热设备以及其他换热部件依次串联形成冷媒循环回路。 [0062] 在本实施例中，组合阀100包括阀体150、电子膨胀阀110和控制阀130。阀体150设置有第一安装腔151、第二安装腔153以及与第一安装腔151和第二安装腔153连通的冷媒流道155，冷媒流道155具有与外部连通的第一开口157、第二开口159、第三开口161和第四开口163。第二开口159和第三开口161之间用于串联外部换热设备。第一开口157和第四开口163中的一者用于冷媒流入，另一者用于冷媒流出，电子膨胀阀110安装于第一安装腔151，以在第一开口157和第二开口159之间节流。这样形成第一开口157、膨胀阀、第二开口159、外部换热设备、第三开口161、第四开口163形成一个冷媒流路。控制阀130安装于第二安装腔153，以阻断或打开第一开口157与第四开口163或在第一开口157和第二开口159之间节流。这样第一开口157、控制阀130和第四开口163形成第二个流路。第四开口163可以作为组合阀100的总进和总出。控制阀130可以在电子膨胀阀110关闭的情况下打开，保证冷媒循环流路的正常运行，避免相互影响。 [0063] 本实施例通过在阀体150设置冷媒流道155，并且设置与外部连通的第一开口157、第二开口159、第三开口161、第四开口163以及第一安装腔151和第二安装腔153，且在第一安装腔151和第二安装腔153内分别安装电子膨胀阀110和控制阀130，从而可以在第一开口157和第四开口163之间形成两条冷媒流路，从而更加方便冷媒流路的并联，集成度高，减少空间占用。且在热管路系统每增加一个并联的支路只需要在主循环流路中增加一个组合阀 100即可，便于管路的布置和连接，可降低成本。 [0064] 在一些实施方式中，可以将车内温度调节换热器连接于第四开口163，将电池温度管理系统连接于第二开口159与第三开口161之间。在另外一些实施例中，也可将电池管理系统连接于第四开口163，而将车内温度调节换热器连接于第二开口159与第三开口161之间。 [0065] 请参照图3至图7，在本实施例中，冷媒流道155包括有第一流道165、第二流道167、第三流道169、第四流道171和第五流道173。第一流道165的一端与第一安装腔151连通，另一端形成第一开口157。第二流道167的一端与第一安装腔151连通，另一端形成第二开口159。第四流道171的一端与第二安装腔153连通，另一端形成第四开口163。第三流道169的一端与第四流道171连通，另一端形成第三开口161。第五流道173的一端与第一流道165连通，另一段与第二安装腔153连通。第一流道165、第二流道167、第三流道169和第四流道171可与串联在第二开口159和第三开口161之间的外部换热设备形成第一冷媒换热流路，膨胀阀用于控制第一冷媒流路中的冷媒流量。第一流道165、第五流道173和第四流道171形成第二冷媒循环流路，控制阀130用于控制第五流道173与第四流道171之间的通断或控制第五流道173与第四流道171之间冷媒流量。 [0066] 这样可以使流道的设置简单，且可让阀体150更加小型化，从而节省空间。且可以方便在循环流路中并联支路。 [0067] 在本实施例中，控制阀130为截止阀。这样其可以控制流道之间的通断。在本申请的另外一些实施例中，该控制阀130也可是膨胀阀。 [0068] 请参照图3至图7，在本实施例中，阀体150包括第一内嵌件175、第二内嵌件177以及注塑成型于第一内嵌件175与第二内嵌件177外周缘的外壳体179。第一内嵌件175内形成有部分的第一流道165、第一安装腔151、第二流道167和第五流道173。第二内嵌件177形成有至少部分第三流道169和第四流道171。 [0069] 由于阀体150的流路较为复杂，采用机械加工成本较高，且一次注塑成型不利于流道的注塑抽芯成型会导致模具成本升高。本申请通过第二注塑的方式制备阀体150这样可以让阀体150更加小型化和轻量化。 [0070] 可以理解为，第一流道165、第二流道167、第三流道169、第四流道171、第五流道173、第一安装腔151和第二腔室153其布局设置可以根据实际需求调整，但本实施如图所示的方式，在便于连接管道的同时，可以让其更加紧凑。 [0071] 在本实施例中，第一内嵌件175和第二内嵌件177由塑料或者金属制成。第一内嵌件175和第二内嵌件177通过压铸、注塑、焊接中的一种或几种工艺组合制备形成。 [0072] 在本实施例中，外壳体179由塑料材质注塑形成。 [0073] 在本实施例，外壳体179由聚苯硫醚(PPS)或聚苯硫醚(PPS)的改性材料注塑形成。由于冷媒循环是在高温高压的情况下进行的，由于聚苯硫醚(PPS)或聚苯硫醚(PPS)的改性材料具有高温和耐高压的优点，从而可以增长使用寿命。 [0074] 在本申请的另外一些实施例中，外壳体179也可采用气体的塑料材质制成。例如树脂。 [0075] 请参照图8和图9，在本实施例中，组合阀100还包括第一密封圈191和第二密封圈193；第一安装腔151的开口设置有第一密封斜面181。膨胀阀设置有第一密封环槽111以及第一装配凸台113。第一密封圈191设置于第一密封环槽111内，以与第一安装腔151的侧壁之间形成密封。第二密封圈193套设于膨胀阀且与第一装配凸台113抵接，以与第一密封斜面181之间形成密封。组合阀100还包括第三密封圈195和第四密封圈197。第二安装腔153的开口设置有第二密封斜面183。控制阀130设置有第二密封环槽131以及第二装配凸台133。第三密封圈195设置于第二密封环槽131内，以与第二安装腔153的侧壁之间形成密封。第四密封圈197套设于控制阀130且与第二装配凸台133抵接，以与第二密封斜面183之间形成密封。 [0076] 采用第二密封圈193与第一密封斜面181配合，采用第四密封圈197与第二密封斜面183配合，可以降低由于径向密封对圆度要求高而带来的泄露风险。斜面密封和侧壁密封协调使用可以降低塑料阀体150的短期形变和长期蠕变对密封泄露的风险。 [0077] 请参照图7，在本实施例中，外壳体179对应第一安装腔151的外周缘设置第一加强筋185。外壳体179对应第二安装腔153的外周缘设置有第二加强筋187。 [0078] 第一加强筋185和第二加强筋187的设置可以增强阀体150的机械强度，从而避免在高压高温的情况下形变。 [0079] 在本实施例中，第一加强筋185和第二加强筋187呈外凸的环台状，且多层依次间隔设置，相邻的两层之间通过竖向连接筋连接。环形的加强筋更容易拆模，且结构简单。 [0080] 在本实施例中，外壳体179位于第一安装腔151外周缘设置螺钉孔189，膨胀阀通过螺钉199安装于螺钉孔189以将膨胀阀与外壳体179相对固定。这样可以避免在阀体150成型时增加多的嵌件，且可降低成本。 [0081] 综上，本发明实施例提供的组合阀100和热管路系统的工作原理和有益效果包括： [0082] 本实施例通过在阀体150设置冷媒流道155，并且设置与外部连通的第一开口157、第二开口159、第三开口161、第四开口163以及第一安装腔151和第二安装腔153，且在第一安装腔151和第二安装腔153内分别安装电子膨胀阀110和控制阀130，从而可以在第一开口157和第四开口163之间形成两条冷媒流路，从而更加方便冷媒流路的并联，集成度高，减少空间占用。且在热管路系统每增加一个并联的支路只需要在主循环流路中增加一个组合阀 100即可，便于管路的布置和连接，可降低成本。 [0083] 以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。