CN100436905C - 流路控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流路控制阀，其可通过稳定地维持阀室内压，来防止液体回流。本发明的目的在于，提供一种流路控制阀，其可迅速准确地控制流路内的工作液，可以防止工作液回流，而无需另外设置止回阀，因而可减小产品体积。为达到上述目的，本发明的流路控制阀包括一个壳体，其内有一个阀室，用于与入口及出口进行液体沟通；一个开/闭件，可移动地安装在阀室内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，从而开启或关闭入口与出口之间的通路；一个弹性件，其安装在阀室内，用于使开/闭件向关闭位置偏置；一个螺线管，安装在壳体的侧面，用于在电磁作用下移动开/闭阀。开/闭件的一个侧面形成有一个压力平衡孔，用使阀室与入口进行液体沟通。配有一个用于向出口排放经由压力平衡孔而被引入阀室内的液体的旁通管。

Description

流路控制阀
技术领域
本发明涉及一种对流路进行电力开闭控制的流路控制阀，尤其涉及一种可通过维持恒定的阀室内压来防止液体回流的流路控制阀。
背景技术
用于控制循环液体的流路的流路控制阀一般被用于液压发生装置，包括：液压泵、液压启动器及各种泵。这种流路控制阀被用于空调装置及自动装置等，从而可通过其自动操作或根据液压生成装置的工作条件来控制流路。
图1及2表示一种加热及冷却系统，其由采用传统流路控制阀的热泵式空调器来建立。如图1所示，如果用热泵式空调器来作为冷却系统，则热泵式空调器便包括一个压缩机10，其用来将处于介质温度及低压状态的工作液压缩成高温高压工作液；一个室外热交换器20，其利用外部空气，来对已被压缩机10压缩过的高温高压工作液进行热交换，从而凝缩成低温高压工作液；一个第一膨胀阀30，其用于在低温高压状态下，对从室外热交换器20输出的工作液进行解压，从而成为低温低压工作液；一个室内热交换器40，其通过相位交换，并利用室内空气，来对已被第一膨胀阀膨胀过的低温低压工作液进行热交换，从而使其成为处于介质温度及低压状态的工作液。此外，在第一膨胀阀30与室外热交换器20之间，安装有用于防止工作液回流的第一止回阀32。
如图2所示，热泵式空调器通过控制工作液的流路，来对室内进行加热。为此，在压缩机10的排出侧，安装一个用于改变工作液流路的四通阀50。其间，已被压缩机10压缩过的高温高压工作液，通过被四通阀50改变了的流路来反向循环。按上述方式来反向循环的高温高压工作液，通过室内热交换器40来进行热交换，从而成为低温高压工作液。在空调器的加热工作中，第一膨胀阀30关闭，低温高压工作液流过与第一膨胀阀30并联连接的第二止回阀37。流经第二止回阀37的工作液接着流过第二膨胀阀35，从而成为低温低压工作液。流经第二膨胀阀35的工作液通过室外热交换器20来进行热交换，从而成为处于介质温度及低压状态下的工作液，然后经由四通阀50来返回压缩机10。此外，在第一膨胀阀30与第一止回阀32之间，安装一个用于降低工作液的温度的辅助冷凝器25。因此，流路配备一个岐管，用于向辅助冷凝器25提供工作液，而且在岐管的后端，安装有用于控制工作液的循环的第一电磁阀26。此外，在第二止回阀37与辅助冷凝器25之间，安装有第二电磁阀27，其用于控制工作液在正向循环之后向内流动，此外，在第二电磁阀27的后部，安装有用于防止工作液回流的第三止回阀28。
图3表示这种传统的热泵式空调器的部分变型，以下对其进行说明。在传统的空调器中，如图3所示，被压缩机10压缩过的制冷剂气体被输出给单一管路31a，该管路与并联管路41及42相连接，而且根据工作液的冷凝方式，在并联管路41及42之一上，分别安装有空冷式热交换器45或水冷式热交换器46。此时，对空冷式热交换器45而言，诸如制冷剂之类的工作液被环境空气冷凝后所产生的冷凝热便对空气进行加热，该空气接下来被用于对流加热等。对水冷式热交换器46而言，工作液被水冷凝所产生的冷凝热会产生热水，该热水接下来被用于冷凝加热及热水供应等。这样，被选择性分路的工作液便被供给单一管路31b，从而建立循环过程。
在空冷式热交换器45或水冷式热交换器46的选择性工作中，对在空冷式热交换器45及水冷式热交换器46入口处安装的各电磁阀43进行控制，使其选择性开启或关闭，从而可向并联管路41及42之一有选择地供给工作液。由于根据来自在空冷式热交换器45或水冷式热交换器46上安装的传感器的检测值，来使电磁阀43开闭，因而当工作液发生回流时传感器便动作，因而导致不完善的流路选择性开闭，从而降低电磁阀43的动作可靠性。
图4是用于传统热泵式空调器的电磁阀的剖视图。电磁阀26、27或43配有壳体51，其内有阀室52，该阀室可与入口52及出口56进行液体流通，在阀室52内设有开/闭件58，用于在开启位置与关闭位置之间进行移动，从而开启或关闭入口54与出口56之间的通路，在阀室52内设有弹性件59，用于使开/闭件58向关闭位置旁路，在壳体51侧面设有螺线管60，用于使开/闭阀58在电磁作用下移动。当向电磁阀加电时，开/闭件58便在来自螺线管60的激励力作用下，移向开启位置。当来自螺线管60的激励力消除后，开/闭件58便在来自弹性件59的恢复力作用下移向关闭位置。
然而，当传统的电磁阀26，27或43关闭时，如果工作液的反向作用压力增大，则电磁阀的开/闭件58便可能开启。为防止这一现象，在传统技术中，在电磁阀26、27及43的后部安装止回阀28及44，从而防止工作液回流。这样，由于在传统技术中，需要在电磁阀的后部额外安装止回阀来防止工作液回流，因而结构趋于复杂。尤其是，如果空调系统采用大量的电磁阀及止回阀，则会造成结构复杂，而且零件数量增加，从而导致成本上扬。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种流路控制阀，其可迅速准确地控制流路内的工作液，可以防止工作液回流，而无需另外设置止回阀，因而可减小产品体积。此外，本发明的另一个目的在于，提供一种流路控制阀，其可选择性控制各流路。
为达到上述目的，本发明的流路控制阀包括一个壳体，其内有一个阀室，用于与入口及出口进行液体沟通；一个开/闭件，可移动地安装在阀室内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，从而开启或关闭入口与出口之间的通路；一个弹性件，其安装在阀室内，用于使开/闭件向关闭位置偏置；一个螺线管，安装在壳体的侧面，用于在电磁作用下移动开/闭阀。开/闭件的一个侧面形成有一个压力平衡孔，用于使阀室与入口进行液体沟通。配有一个用于向出口排放经由压力平衡孔而被引入阀室内的液体的旁通管。
流路控制阀还可包括一个辅助阀室，其处于出口与阀室排放部分之间；一个辅助开/闭件，其可移动地安装在辅助阀室内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，它可在出口与阀室排放部分之间分别开启及关闭通路；一个辅助弹性件，处于辅助阀室内，使辅助开/闭件向关闭位置偏置；一个辅助压力平衡孔，处于开/闭件的侧面，用于使辅助阀室与壳体出口进行液体沟通。
根据本发明的上述流路控制阀，可以防止工作液回流，而无需另外安装止回阀，从而可简化结构，减小安装空间。此外，由于利用工作液的压力来使流路控制阀开启或关闭，因而可迅速准确地操作流路控制阀，从而可改善产品的可靠性。
附图说明
图1表示一种冷却系统，其由采用传统流路控制阀的热泵式空调器来建立。
图2表示一种加热系统，其由采用传统流路控制阀的热泵式空调器来建立。
图3表示传统的热泵式空调器的变型。
图4是传统的电磁阀的剖视图。
图5是本发明流路控制阀的剖视图。
图6表示工作液流向本发明的流路控制阀的工作状态。
图7表示工作液流出本发明的流路控制阀的工作状态。
图8表示在本发明的另一种实施方式中，工作液流向流路控制阀的工作状态。
图9表示在本发明的另一种实施方式中，工作液流出流路控制阀的工作状态。
图10是本发明的另一种实施方式中配有二个阀室的流路控制阀的剖视图。
图11是本发明的另一种实施方式中，采用配有二个阀室的流路控制阀的系统的剖视图。
图12是本发明的另一种实施方式中，配有二个阀室的流路控制阀的变型的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图，来详细说明本发明的优选实施方式。
图5至7是本发明的流路控制阀的剖视图，本发明的流路控制阀110包括壳体111，其内有一个阀室112，用于与入口114及出口116进行液体沟通；一个开/闭件117，可移动地安装在阀室112内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，从而开启或关闭入口114与出口116之间的通路；一个弹性件119，其安装在阀室112内，用于使开/闭件117向关闭位置偏置；一个螺线管120，安装在壳体111的侧面，用于在电磁作用下移动开/闭阀117。开/闭件117的一个侧面形成有一个压力平衡孔118，用于使阀室112与入口114进行液体沟通，这样，便可将阀室112的内压维持到一定的压力。阀室112被固定盖板113所覆盖，在该盖板上固定有电磁阀120。电磁阀连接件121与电磁阀120相接，其与通孔123沟通，该连接件安装在固定盖板113上。通孔123在电磁阀连接件121的中心形成，密封材料113a被安装在固定盖板113与开/闭件117之间，用于当开/闭件117移到关闭位置时，在阀室112与通孔123之间进行密封。
此外，旁通管130与电磁阀连接件121的侧面相连接，用于将经由压力平衡孔118而被引入阀室112内的液体向出口116排放。电磁阀连接件121包括一个浮子122，其可在电磁阀连接件121内滑动，还有一个弹簧124，其用于弹回浮子122。
入口侧管路连接部114a被安装在入口114处，用于连接空调器管路，从而可引入工作液。出口侧管路连接部116a被安装在出口116处，用于使流经流路控制阀110的工作液从中排放。阀座111a与开/闭件117相接触，其向外突出，在入口114与出口116之间形成通路。开/闭件117包括一个圆盘126，其用于封堵入口114与出口116之间的通路。在圆盘126的底部设有密封材料127，其与阀座111a紧密接触，从而当封堵入口114与出口116之间的通路时，防止出现间隙。密封材料127可采用橡胶件。此外，密封材料127可采用密封性极佳的材料，比如聚四氟乙烯。
在开/闭件117与阀室112之间，设置用于进行密封的密封材料115。导杆128从圆盘126中心向外突出，壳体111的内部设有导孔128a，导杆128可往复地插入其中。
以下说明本发明的流路控制阀的上述动作。为实现流路控制阀110的功能，首先在空调器的管路中安装流路控制阀110。为此，将流路控制阀110的入口侧管路连接部114a及出口侧管路连接部116a连接到空调器的管路上，从而向其供应工作液。然后对电磁阀120加电，在磁力的作用下，处于电磁阀连接件121内的浮子121克服弹簧124的弹力来移向开启位置，而开/闭件117则与阀座111a相分离，如图6所示。此时，阀室112内的工作液便通过与电磁阀连接件121的侧边相接的旁通管130而向出口116排出。当开/闭件117达到开启位置时，密封材料113a便在开/闭件117与固定盖板113之间进行密封。当开/闭件117如上所述移动到开启位置时，工作液便从入口114向出口116供应。
当电磁阀120断电时，浮子122便被弹簧124弹回，从而封堵旁通管130，使阀室112内的工作液不能流出，如图7所示。此时，旁通管130被浮子122的运动而封堵，从而防止工作液外流，壳体111内的工作液将通过开/闭件117中的压力平衡孔118而流入阀室112，从而使阀室112及壳体111的内压达到平衡。此外，开/闭件117在弹性件119的弹力作用下移向关闭位置，从而封堵入口114与出口116之间的通路。如果出口侧管路连接部116a处的工作液压力高于入口侧管路连接部114a处的压力，则工作液便趋于反向循环。然而，由于开/闭件117的移动受到引入阀室112内的工作液的压力限制，因而可避免工作液回流。
对上述流路控制阀110而言，当工作液趋于反向流动且超过弹性件119的弹力，而且工作液是一种可压缩液体时，如果此时发生压力，便可能产生工作液回流。在这种场合下，反向流出出口116的部分工作液便被引入压力平衡孔118内，从而使阀室112及壳体111的内压在一定时间之后再次达到平衡，开/闭件117便在弹性件119的作用下移向关闭位置，由此来防止工作液回流。
图8是本发明另一种实施方式的流路控制阀的剖视图，其可有效防止因上述高压工作液而引起的回流。流路控制阀210还包括一个辅助阀室212，其在壳体111出口116与阀室112的排放部之间进行液体沟通。辅助开/闭件217可移动地安装在辅助阀室212内，从而在开启位置与关闭位置之间移动，进而可分别开启或关闭出口116与阀室112的排放部之间的通路。辅助开/闭件217包括一个辅助圆盘226，用于密封壳体111的出口116与阀室112的排放部之间的通路。辅助圆盘226采用辅助密封材料227，来密封壳体111的出口116与阀室112的排放部之间的间隙。此外，辅助弹性件219用于使辅助开/闭件217向关闭位置偏置，其处于辅助阀室212之内。开/闭件217的侧面配有一个辅助压力平衡孔218，用于使辅助阀室212与壳体111的出口116进行液体沟通。
在上述流路控制阀中，当工作液正向循环时，辅助开/闭件217便在工作液压力作用下移向开启位置，从而使工作液在通路内流通。
反之，当工作液反向循环时，工作液便通过辅助压力平衡孔218而从壳体111的出口116流入辅助阀室212内，如图9所示。当进入辅助阀室212内的工作液压力与出口116的压力达到平衡时，辅助开/闭件217便在弹性件219的弹力作用下移向关闭位置。
本实施方式的流路控制阀与单一管路相接。因此，如果欲将流路控制阀安装到并联管路上，则应安装多个流路控制阀。为此，本发明另一种实施方式的流路控制阀被设计成具有多个出口，从而可将流路控制阀安装到并联管路上，从而可有选择地控制从出口排出的工作液。图10是本发明另一种实施方式中配有二个阀室的流路控制阀的剖视图，图11所表示的系统采用了本发明另一种实施方式中配有二个阀室的流路控制阀。以下参照这些附图来说明流路控制阀。流路控制阀310包括一个壳体311，其中心配有二个阀室312，从而使从一个入口314输入的工作液流向二个出口316，如图10及11所示。
配有二个阀室312的流路控制阀310对流路进行控制，从而将从一个管路输入的工作液有选择地提供给二个热交换器342及346中的任意一个。与配有一个阀室的流路控制阀相比，配有二个阀室312的流路控制阀310在应用中具有下列优点：管路长度可缩短，可易于构筑系统，因为没有附加岐管。
在选择性操作与配有二个阀室312的流路控制阀310相接的二个热交换器342及346之一时，对安装在阀室312内的二个电磁阀320之一加电，而另一个电磁阀则不加电。
图12是侧视图，表示本发明另一个实施方式的流路控制阀。流路控制阀410包括一个壳体411，其中心配有二个阀室412，从而使从一个入口414输入的工作液可流向二个出口416。在各阀室412中，在流路控制阀410的一端，安装有辅助阀室452，用于防止工作液反向流动。辅助开/闭件457可移动地安装在各辅助阀室452内。辅助开/闭件457包括一个辅助圆盘466，用于封堵各阀室412的排放口与壳体411的对应出口416之间的通路。辅助圆盘466采用辅助密封材料467，用于密封阀室412的排放部与壳体411的出口416之间的间隙。此外，在辅助阀室452内，弹性安装用于使辅助开/闭件457向关闭位置偏置的辅助弹性件459。在辅助开/闭件457的侧面，形成一个辅助压力平衡孔458，用于使辅助阀室452与壳体411的出口416进行液体沟通。
尽管结合附图及示例，来说明了本发明的流路控制阀，但本发明不限于上述实施方式及附图。显然，在不脱离权利要求所述的发明范围内，业内人士可进行各种改进及改动。

Claims (1)

1.一种流路控制阀，包括：
一个壳体，其有一个阀室，用于与入口及出口进行液体沟通；
一个开/闭件，可移动地安装在阀室内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，从而开启或关闭入口与出口之间的通路；
一个弹性件，其安装在阀室内，用于使开/闭件向关闭位置偏置；和
一个螺线管，安装在壳体的侧面，用于在电磁作用下移动开/闭件，
该开/闭件的一个侧面形成有一个压力平衡孔，用于使阀室与入口进行液体沟通，和
配有一个用于向出口排放经由压力平衡孔而被引入阀室内的液体的旁通管，
其特征在于：还包括：
一个辅助阀室，其处于出口与阀室排放部之间；
一个辅助开/闭件，其可移动地安装在辅助阀室内，用于在开启位置与关闭位置之间移动，它可在出口与阀室排放部之间分别开启及关闭通路；
一个辅助弹性件，处于辅助阀室内，使辅助开/闭件向关闭位置偏置；和
一个辅助压力平衡孔，处于辅助开/闭件的侧面，用于使辅助阀室与壳体出口进行液体沟通。
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