本发明涉及用于空调系统、特别是机动车辆空调系统的制冷剂阀装置的球阀。制冷剂阀装置包括至少一个球阀，并且可以在具有制冷剂r134a(1,1,1,2-四氟乙烷)或r1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)的制冷剂系统中进行操作。实施为3/2通阀的球阀的入口位于底部，流体出口安置在两个相对侧部上。流体出口必须彼此分开，以及通过密封与入口分开。操作压力的差异通常在5至30巴的范围内。
背景技术：
1、这里描述的球阀被提供用于作为阀装置的插装阀中的应用。插装阀的原理是，制冷剂系统的几个阀布置在阀块中，其中，制冷剂系统的最大部分也位于该块内。阀块中的阀的组装和拆卸应快速且简单，以便使这些系统易于维护。在这个概念中，阀块与阀或阀的壳体之间需要密封。通常，设置外部o形环用于密封，然而，在阀装置的组装和运输期间，这些可能会造成问题。阀芯概念最初是针对针阀开发的，然而，针阀只能作为双通阀进行操作。3/2通球阀可以在多个方向上导引制冷剂流动，并且如果提供膨胀接头，甚至可以调节出口处的制冷剂流。这意味着这种3/2通球阀甚至可能取代一个系统中的两个针阀。插装球阀在现有技术中是已知的，既用于3/2通操作，也用于双通操作。
2、在wo 001999061824 a1中，描述了一种具有球阀的装置，该装置具有阀本体，该阀本体具有对准的通道，该通道在相反端部处终止于凸缘，以用于安装在流动管线中。在垂直于流动通道的中心轴线上于流动通道之间形成有截头式腔，使得截头式腔可以接纳插入组件，该插入组件包括由两个半圆形半壳构成的阀芯，这两个半壳通过连接元件连接，并通过阀上部保持在阀本体中。插入组件包含阀球和位于由可分离的半壳形成的阀芯内的相对阀座环。匹配的半壳在阀球的两侧彼此连接，并且由此形成与腔相对应的截锥形状。筒形弹簧密封件在阀座环直径减小的长度部段中附接至阀座环中的每个阀座环。每个弹簧密封件都被压缩在阀座环的肩部区域与面对它们的阀芯中的环形凹陷之间，并将阀座环按压成与阀球动态密封接触。弹簧密封件还在阀座环与阀芯之间的界面处提供静态密封。阀上部和插入组件的连接表面上的连接件使得可以将插入组件和阀上部完全从阀本体移除，以便能够容易地维修或更换阀芯内的部件。每个半壳都包含用于在通道之间进行连接的开口。阀球具有接合表面以及上轴承轴颈和下轴承轴颈，以用于在垂直于通道的纵向方向的轴线上在衬套中旋转，并且另外阀球具有穿过阀球的孔，该孔的直径与通道的直径相同并且当阀球从关闭位置旋转90度到完全打开位置时，该孔与开口对准。附接至开口周围的截头式阀芯的弯曲半壳表面的环形密封件旨在防止液体通过阀芯与阀本体之间的界面从通道中逸出。
3、从us2008 00 99 712a1中还已知一种类似构造的阀，该阀包括阀本体和布置在阀本体中的阀组件，其中，该构造旨在使现场维护成为可能，而无需将整个阀从管线系统中移除。阀组件包括主阀芯和上阀芯，其中，主阀芯由两个阀芯半部构成，并且其中，具有球阀和轴的球阀装置布置在阀芯半部之间。球阀具有开口，使得当球阀处于打开位置时，液体可以流动通过球阀。通过将连接至球阀的轴并且因此球阀自身旋转四分之一圈或90度，球阀也可以旋转到关闭位置，在关闭位置中没有液体可以流动通过开口。轴可以与球阀形成为一个件，或者可以单独形成并紧固至球阀。球阀两侧有相应的密封件。密封件设计成使得密封件至少基本上对应于球阀的曲率半径，使得球阀可以在密封件之间平稳地旋转，同时密封件旨在确保对球阀的液密密封。密封件均为环形设计，使得当球阀处于打开位置时，密封件不会限制或至少基本上不会限制液体通过开口的流动。阀芯半部各自可以构造成使得阀芯半部可以接纳密封件中的相应的一个密封件。每个阀芯半部具有内表面，该内表面具有环形凹陷，该环形凹陷的轮廓与所接纳的密封件的轮廓互补，使得密封件可以配装在环形凹陷中。阀芯半部各自具有弯曲的外表面，该外表面具有用于接纳o形环的环形凹陷。环形凹陷中的o形环也在将主阀芯定位且固定在阀本体中发挥作用。此外，o形环紧固在上阀芯的下侧的环形凹部中。该o形环在主阀芯与上阀芯之间提供液密密封。
4、所述阀的共同点是，阀球完全被至少两部分的阀芯壳体围封，阀芯壳体具有锥形或筒形外表面。第一阀芯壳体和第二阀芯壳体被锁定在一起并且因此围封球。在第一阀芯壳体和第二阀芯壳体的弯曲外表面上，安置有相应的o形环作为密封剂。这意味着这两个阀都符合一个概念，即在两个出口处使用两部分壳体和外密封件。在每种情况下，使用这种阀要实现的主要目标是，阀可以在不拆卸整个系统的情况下从系统中更换和/或移除。
5、在de 7902845 u中，公开了一种具有阀门本体的球阀，该球阀具有在开口之间延伸的至少一个通流通道，具有通流孔的可旋转球塞插入其中，该球塞抵靠至少一个密封件进行支承，并且连接至阀门本体外部的开关手柄的开关主轴接合在该球塞上以使其旋转。在这种情况下，阀门本体插入刚性阀门壳体的腔中，同时阀门本体的嘴部彼此外部密封，并且可以通过壳体窗口被移除。就其本身而言，阀门壳体具有通流开口，该通流开口在阀门本体的嘴部位置处具有管道连接的可能性。阀门壳体在开关主轴的延伸轴的区域中具有窗口，并且阀门本体可以沿该轴的方向推入窗口，从而将其关闭，或沿该轴的方向从该窗口拉出。阀门本体和阀门壳体的腔可以基本上具有圆筒形或圆锥形形状，其中，阀门本体在阀门壳体的腔内至少能够旋转中心角，该中心角受到阀门本体的嘴部的相互密封不得与阀门壳体的通流开口接触的条件的限制。在壳体的腔中，阀门本体可以抵靠壳体的内壁搁置，其中在嘴部之间以及在嘴部与窗口之间插入密封剂。在阀本体的外表面中有无数用于容纳密封剂的凹槽。密封剂一方面可以布置在阀门壳体的内壁上所布置的互补阶状部之间，并且另一方面可以布置在阀门本体的外壁上所布置的互补阶状部之间。密封件在阀门本体的外表面上位于嘴部之间或者位于通流开口之间，并且可以设计成o形环的形状，该o形环将通流通道的两个端部彼此密封。o形环插入凹槽中，该凹槽沿着阀门本体的侧表面位于斜面中，即是椭圆形的。与上述两件式或多件式阀芯壳体一样，封闭球塞的阀门本体形成锥形壳体，但与阀芯壳体相反，该壳体形成为一件式。使用位于斜面上的对角o形环对一体式旋塞阀门壳体上的通流通道、即入口的两端进行密封确实有效，但为此目的，阀门本体壳体必须完全环绕球塞。
6、现有技术中的所有上述对象都涉及阀本体或阀门本体，阀本体或阀门本体各自包含球，并且以阀芯的方式使用。在所提出的解决方案中，阀本体或阀门本体的壳体必须完全封围球，这一事实造成了如下所述的几个缺点：
7、-对壳体的材料要求很高，
8、-生产期间产生大量废料，
9、-制造和材料成本高，
10、-用于在阀芯概念内使用的复杂壳体结构，
11、-由于用于整个封围件的材料，阀的重量很高。
技术实现思路
1、技术问题
2、本发明的目的是提供一种阀，该阀利用阀芯概念但需要更少的材料，从而也具有更少的重量，并且另外可以更经济有效地进行生产。
3、技术方案
4、该目的通过用于空调系统的制冷剂阀装置的球阀来实现，其中，球阀至少具有权利要求1的特征。在从属权利要求中具体说明了进一步的改进方案。
5、根据本发明的球阀包括由两个壳体部分构成的球阀壳体，每个壳体部分具有l形横截面几何形状。这两个l形壳体部分相对于彼此旋转对称地对准，并在其端部处借助于紧固元件彼此连接，以形成具有矩形横截面几何形状的球阀壳体，该球阀壳体具有两个相对的壳体侧壁、底壁以及与底壁相对的上壳体壁以及两个相对的敞开侧部。根据本发明，球阀壳体因此被设计为敞开壳体，并具有形成在底壁中的流体入口和形成在相互相对的壳体侧壁中的两个流体出口。两个壳体部分优选地借助于螺钉被夹持在一起。
6、另外，根据本发明的球阀包括球装置，该球装置包含通流控制球以及密封座和密封元件、比方说例如o形环，并作为“球组”通过球阀壳体保持在一起。通过o形环、密封座和两个壳体侧壁之间的通流控制球的这种球装置，根据本发明的球阀的内部因此类似于已知的3/2通插装阀的内部。
7、具有指向流体入口的底部开口且具有侧向开口的通流通道延伸穿过通流控制球。通流控制球能够围绕垂直于底壁的轴线旋转，因此通流控制球体的侧向开口相对于流体出口的位置是可调节的。这意味着球阀被实施为3/2通球阀，其可以通过将通流控制球的侧向开口朝向不同方向的各个流体出口对准来导引流体流、例如冷却剂流。通流通道优选地以直角实施。根据有利的设计，通流控制球的侧向开口可以包括不同形状的部段、例如在一侧过渡成间隙部段的圆形部段。因此，可以调节两个流体出口中的每个流体出口处的流体流，即在一个方向上调节流体流。
8、根据本发明，两个间隔开且相互相对的壳体侧壁是弯曲的，并且在壳体侧壁的外侧部上以向下渐缩的截锥的两个相对部段的方式对准。围绕对应壳体侧壁中的流体出口的开口延伸的相应密封环附接至两个壳体侧壁的弯曲外侧部。
9、在本发明的上下文中，尽管没有在球阀壳体的整个圆周上延伸的完整圆锥形形状，而是向两个相对侧部敞开的壳体，但因为相对的壳体侧壁的外侧部的弯曲形状和取向，因此球阀壳体被认为是“圆锥形的”。球阀壳体在其壳体侧壁的外侧部的区域中是圆锥形的，因为这些外侧部是弯曲的，并且以向下渐缩的锥体或截锥的相对部段的相对定向的外表面的方式对准。在其弯曲的外侧部的区域中呈锥形渐缩的球阀壳体的锥角对应于具有对应的相互相对的截锥部段的截锥的锥角的一半，优选地约为7°，即7°±0.5°。
10、在壳体侧壁的弯曲外侧部上，优选地为相应的一个密封环形成有相应的环形接纳凹部。有利地，用于对应的侧向的密封环的相应接纳凹部形成在壳体侧壁的弯曲外侧部上，使得接纳凹部在每个方向上垂直于弯曲外侧部的表面对准。这意味着，除其他外，在接纳凹部呈u形的每个横截面表示中，每个u形肢部各自垂直于球阀壳体的外侧部的表面延伸，或者垂直于球阀壳体的壳体侧壁的抵靠u形肢部进行支承的弯曲外侧部的切面延伸。接纳凹部的这种对准确保了侧向的密封环既不会丢失也不会滑出接纳凹部。
11、通常，球阀还包括用于驱动通流控制球的轴，其中，该轴穿过上壳体壁的中间的通路开口，并且连接至通流控制球或与通流控制球操作连接。轴可以与通流控制球形成为一个件，或者可以单独形成并紧固至通流控制球。可以实现轴与通流控制球之间的操作连接是因为轴在其指向通流控制球的端部处具有在轴的轴向方向上突出的接合元件，该接合元件接合在通流控制球的对应凹部中。
12、此外，球阀可以包括阀上部，该阀上部紧固至球阀壳体的上壁并具有中央区域，该中央区域具有密封通路，轴穿过该密封通路。
13、优选地，保持在球阀壳体内的球装置的密封座和密封元件围绕流体出口的开口安置在壳体侧壁的内侧部上。根据本发明的有利实施方式，所述密封元件是o形环，其中，在壳体侧壁的内侧部上形成有具有环形凹陷的相应互补轮廓。
14、本发明的实质性特征是，如上所述，两个l形壳体部分不形成完整的壳体。与迄今为止已知的插装阀相比，这减少了所需的材料量以及与之相关的重量和所需的空间，而且还使得在不进行复杂加工的情况下选择其他生产方法成为可能。因此，l形壳体部分可以通过挤压来制造，这允许大规模生产，但铸造和粉末冶金或烧结工艺也是可能的，因此，与具有完整壳体的插装阀相比，产品基本上可以更具成本效益和竞争力地生产。要连接的两个壳体部分的精确定位是通过安置销钉或通过在装配工具中定位轴来实现的。
15、此外，根据本发明的球阀受益于已知的阀芯概念的优点，因为为此目的球阀不需要完全封闭。球组在敞开的阀芯壳体、球阀壳体中也有足够的支撑。如果球阀作为阀芯插入到阀块或阀块中，并且在组装期间阀芯壳体完全配装到阀块的分配器凹穴中，则阀芯起到常规阀的作用，所述常规阀即在所有侧部都具有主要封闭壳体壁的阀。
16、因此，本发明还涉及一种制冷剂阀装置，该制冷剂阀装置包括至少一个具有根据本发明的上述特征的球阀、用于驱动球阀的驱动装置以及阀块。阀块又包括至少一个向下渐缩的截锥形分配器凹穴，该分配器凹穴在垂直于两个相反的流动管线端部的中心轴线上形成在与分配器凹穴邻接的两个相反的流动管线端部之间，使得分配器凹穴可以接纳球阀的两件式球阀壳体。另外，阀块具有另一条流动管线，分支从该流动管线通向分配器凹穴的底部区域。根据本发明，两件式球阀壳体接纳在分配器凹穴中，使得在每种情况下，一个流体出口与流动管线端部中的一个流动管线端部齐平，并且流动管线的分支与流体入口及通流控制球的通道的底部开口齐平。
17、球阀壳体的锥角约为7°的上述锥形形状确保了在将球阀组装且插入阀块期间不会损坏密封环。球阀在插入阀块时功能齐全。
18、来自底部入口的制冷剂流可以在两个出口方向上进行引导，并且有可能在一个方向上调节制冷剂流。在分配器凹穴中也确保了两个流体出口之间的密封。
1.一种用于空调系统的制冷剂阀装置(34)的球阀(1)，所述球阀(1)包括：
2.根据权利要求1所述的球阀(1)，其特征在于，在所述球阀壳体(2)的所述壳体侧壁(3a，3b)的弯曲的所述外侧部(8a，8b)上形成有用于相应的一个所述密封环(10a；10b)的相应的环形的接纳凹部(16a；16b)。
3.根据权利要求2所述的球阀(1)，其特征在于，在所述壳体侧壁(3a，3b)的弯曲的所述外侧部(8a，8b)上，用于对应的侧向的所述密封环(10a；10b)的相应的所述接纳凹部(16a；16b)形成为使得所述接纳凹部(16a；16b)在每个方向上垂直于弯曲的所述外侧部(8a，8b)的表面对准。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的球阀(1)，其特征在于，在所述球阀壳体(2)的弯曲的外侧部(8a，8b)的区域中呈锥形渐缩的所述球阀壳体(2)的锥角约为7°，即7°±0.5°。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的球阀(1)，还包括用于驱动所述通流控制球(6)的轴(15)，其中，所述轴(15)借助于通路开口(21)穿过所述上壳体壁(4b)的中央，并且连接至所述通流控制球(6)或者与所述通流控制球(6)进行操作连接。
6.根据权利要求5所述的球阀(1)，还包括阀上部(11)，所述阀上部(11)固定至所述球阀壳体(2)的所述上壳体壁(4b)并具有中央区域，所述中央区域具有密封通路(14)，所述轴(15)穿过所述密封通路(14)。
7.根据权利要求5或6所述的球阀(1)，其特征在于，所述轴(15)与所述通流控制球(6)之间的所述操作连接是这样实现的，即所述轴(15)在其指向所述通流控制球(6)的端部处具有接合元件(22)，所述接合元件(22)在所述轴(15)的轴向方向上突出并接合所述通流控制球(6)的对应凹部(23)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的球阀(1)，其特征在于，保持在所述球阀壳体(2)的内部中的所述球装置的所述密封座(18)和所述内部密封元件(19)围绕所述流体出口(9a，9b)的所述开口安置在所述壳体侧壁(3a，3b)的内侧部上。
9.根据权利要求8所述的球阀(1)，其特征在于，所述内部密封元件(19)是o形环，并且在所述壳体侧壁(3a，3b)的所述内侧部上形成有具有环形凹陷的相应互补轮廓。
10.一种制冷剂阀装置(34)，所述制冷剂阀装置(34)包括：
