CN101270826A - 电动切换阀 - Google Patents
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Abstract
电动切换阀，属于制冷技术，现有技术存在结构复杂、噪声大、抗干挠能力差等缺陷，本发明在阀腔的阀座上设置了一个常通导入口和一个平坦底面，在平坦底面上设置有三个导出口；阀腔内设置有由步进电机带动的滑块，该滑块密封贴合在所述的平坦底面上；通过步进电机控制滑块与导出口的相对位置而在四个工作位置上实现三个导出口与常通导入口的导通，分别实现B出口导通，两个相临导出口同时导通，另两个相临导出口同时导通以及另一个导出口导通。该方案采用回转变位方式驱动，动作噪声可以控制在距离30cm距离小于30dB(A)以内；工作状态切换后可以停止通电，电机磁极与步进电机磁转子自保持可保证工作状态稳定，降低了阀自身的能耗。
Description
技术领域
本发明属于制冷技术，具体的说是冷冻、变温冰箱用电动式切换阀。
背景技术
随着人们生活水平的提高和冰箱技术的发展，冰箱设置带0℃保鲜、-7℃软冻区或设置有可调节的带变温区功能的冰箱成为国内高端冰箱的主流产品。
现有该类冰箱采用的技术主要是如图1所示采用一个双稳态二位三通电磁阀和一个双稳态单通阀并联，实现温区的增加，一个双稳态二位三通电磁阀和一个双稳态单通阀并联组件阀实现的功能为：一个进口、三个出口，具有四种组合功能模式。
图1所示冰箱制冷系统增加了一个变温区蒸发器共有四种制冷运行模式如下：
模式一、单路制冷循环模式：
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4→直通电磁阀5→冷藏室毛细管8→冷藏室蒸发器9→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)；
模式二、二路同时制冷模式：
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4→直通电磁阀5→冷藏室毛细管8→冷藏室蒸发器9→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)；
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4→变温室毛细管7→变温室蒸发器10→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)；
模式三、二路同时制冷模式：
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4→变温室毛细管7→变温室蒸发器10→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)；
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4直通电磁阀5→冷冻室毛细管6→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)；
模式四、单路制冷模式：
压缩机1→冷凝器2→干燥过滤器3→电磁阀4直通电磁阀5→冷冻室毛细管6→冷冻室蒸发器11→压缩机(吸气)。
现有采用二个双稳态二位三通电磁阀串接组件应用主要存在的缺点如下：
组件结构复杂，占用冰箱空间大；
双稳态电磁阀动作噪声大，采用二个电磁阀后电磁阀动作频率增加，噪声成为影响冰箱品质的关键；
双稳态电磁阀采用类似交流的的半波脉冲驱动，抗干挠能力差，需周期性增加维持脉冲防错，施加周期性的脉冲又给冰箱带来噪声方面的品质影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的组件结构复杂、噪声大、抗干挠能力差等缺陷，提供一种控制冰箱制冷循环的电动切换阀。为此，本发明采用以下技术方案：
电动切换阀，其特征在于包括：
阀腔，该阀腔的阀座上设置了一个常通导入口和一个平坦底面，在平坦底面上设置有三个导出口；
设置于阀腔内的在驱动力作用下回转变位的磁转子部件；
设置于阀腔内的由磁转子部件带动的滑块，该滑块密封贴合在所述的平坦底面上；
提供所述驱动力的线圈部件，该线圈部件与磁转子部件构成步进电机控制所述滑块在平坦底面上的四个位置之间转动变位，对应四个位置，由设置在所述滑块上的导流孔分别实现三个导出口与常通导入口的导通：在起始位置一个导出口导通；在第二工作位置两个相临的导出口同时导通；在第三工作位置另两个相临的导出口同时导通；在第四工作位置另一个导出口导通。
作为对上述电动切换阀的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：
所述的导流孔为设置在滑块上的一个仅能够与所述三个导出口中的一个或二个连通的导通通道。
所述的导通通道为开设在滑块上的孔。
所述的磁转子部件通过转轴支撑在所述的阀腔内，所述的滑块连接在转轴上。
所述的滑块与转轴之间通过能够轴向滑动的键与键槽连接，且在滑块与磁转子部件之间支撑有压力弹簧。用于保证滑块与平坦底面之间的密封配合。即通过弹簧压缩实现滑块与阀座上各平坦底面之间的预紧压力，以达到对泄漏量的控制。
所述的阀腔由包括外罩在内的构件包围而成，所述磁转子部件与的接触部设置有一带锥形面的轴套，所述的转轴穿设在该轴套内，在外罩与轴套接触部设置一凹状机构。在磁转子和滑块间设置的弹簧力作用下，使磁转子部件与外罩间有自动定心作用。
在所述的阀座与磁转子部件之间设置有止动器，在止动器上安装有缓冲件。用于降低起始点工作噪声。
所述的滑块采用PPS或PTFE材料制作。
本发明的有益效果是：
电动切换阀驱动方式与电磁阀的驱动明显不一样，消除了电磁阀阀芯动作的撞击噪声，电动式切换阀采用回转变位方式驱动，动作噪声可低于压缩机的工作噪声，可以控制在距离30cm距离小于30dB(A)以内；电动切换阀工作状态切换后可以停止通电，电机磁极与步进电机磁转子自保持可保证工作状态稳定，采用电动切换阀降低了阀自身的能耗。
附图说明
图1为现有带变温区冰箱用制冷系统示意图。
图2为本发明的电动切换阀的轴向剖视结构示意图。
图3为图2所示电动切换阀的轴向剖视结构示意图。
图4(a)、4(b)为本发明滑块的一种结构示意图，其中4(b)为图4(a)的E-E向剖视图。
图5(a)～图5(d)为本发明电动切换阀的四种工作状态。
图6为切换发明电动切换阀的工作状态向步进电机所施加脉冲的示意图。
图7为本发明电动切换阀应用于冰箱制冷循环系统的示意图。
图中：1-压缩机；2-冷凝器；3-干燥过滤器；4-电磁阀；5-电磁阀；6-冷冻毛细管；7-变温毛细管；8-冷藏毛细管；9-冷藏蒸发器；10-变温蒸发器；11-冷冻蒸发器；22-线圈部件；23-阀体部件；24-定位销；25-阀腔；30-阀座部件；31-外罩；32-磁转子部件；32a-磁性转子；32b-转轴；33-轴套；34-弹簧；35-滑块；35a-密封面；35b-导通通道；36-阀座；36a-平坦底面；37-缓冲橡胶；38-止动器销；39a/39b/39c-出口管；40-进口管；50-压缩机51-冷凝器；52-干燥过滤器；53-电动切换阀；54-阀B出口；55-阀C出口；56-阀D出口；57-冷冻毛细管；58-变温毛细管；59-冷藏毛细管；60-冷藏蒸发器；61-变温蒸发器；62-冷冻蒸发器；A-常通导入口；B/C/D-导出口。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。
如图2所示，本发明的电动切换阀主要由三部分构成：线圈部件22、阀体部件23、定位销24。阀体部件23和线圈部件22通过定位销构件固定定位连接。
如图3所示，阀体部件22是由阀座部件30和外罩31构成的筒状结构部件，阀座部件30由阀座36、缓冲橡胶37、止动器销38、出口管39a、39b、39c、进口管40构成，进口管40、出口管39a、39b、39c和阀座36采用钎焊焊接，在阀座上设置有一平坦面36a，在该面上设置三个导出口分别与出口管39a、39b、39c相通，在阀座36台肩面上设置装置止动器销38采用铆接固定，缓冲橡胶件37套在止动器销38上，与阀座36接触上部阀座上设置钩槽防止缓冲橡胶件37脱出，与磁转子部件32上的凸台配合限制磁转子部件32的转动工作范围及进行起始点控制；在阀座部件30和外罩31间设置有磁转子部件32、轴套33、弹簧34、滑块35(滑块的详细结构见图4(a)、4(b)，其上设置一个导通通道35b，该导通通道为开设在滑块上的孔)，磁转子部件32由磁性转子32a和轴32b构成，磁转子部件32和阀座平坦底面36a间设置滑块35，弹簧34设置在滑块35和磁转子部件32之间，使滑块35与阀座平坦底面36a间有预紧压力，同时在滑块35上设置有键槽和磁转子部件32上的键相配合，使用滑块35和磁转子部件32可以同步转动；在磁转子部件32的轴32b上设置有带锥度的轴套33，轴套33采用PPS或尼龙或PTFE材料制作，与外罩31中心设置的凹面结构相配，具有自动定心和降低运转噪声的作用；在滑块35密封面35a上设置有导出孔或槽类开闭状结构实施在工作位置对导出口的通断控制。
向步进电机分别施加如图6所示的脉冲，可以实现图5(a)～图5(d)所示的四种工作状态，具体是：
施加0个脉冲(即起始状态)，令电动切换阀处于图5(a)所示的常通导入口A→导出口B开、常通导入口A→导出口C关，常通导入口A→导出口D关的状态：
施加18个脉冲，令电动切换阀处于图5(b)所示的常通导入口A→导出口B开、常通导入口A→导出口C开，常通导入口A→导出口D关的状态：
施加36个脉冲，令电动切换阀处于图5(c)所示的常通导入口A→导出口B关、常通导入口A→导出口C开，常通导入口A→导出口D开的状态：
施加54个脉冲，令电动切换阀处于图5(d)所示的常通导入口A→导出口B关、常通导入口A→导出口C关，常通导入口A→导出口D开的状态。
通过上述本发明结构设置，本发明电动切换阀可以替代一个双稳态单通阀和一个双稳态二位三通电磁阀并联组件的功能，利用本发明的电动切换阀结构小巧，占用空间小，同时由于采用DC12V电压驱动步进电机，降低了动作噪声，工作稳定性得到提高(可以消除采用双稳态电磁阀抗干挠性差的缺点)。
利用本发明电动切换阀变温区冰箱制冷系统应用例见附图7，应用例如下：
图例7冰箱制冷系统增加了一个变温区蒸发器(也可以设置0℃保鲜、-7℃软冻区冰箱)，制冷系统中应用了本发明电动切换阀，共有四种制冷运行模式如下：
电动切换阀起始状态：
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀B出口54→冷藏室毛细管59→冷藏室蒸发器60→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
电动切换阀第二工作状态点有二路制冷分别如下：
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀B出口54→冷藏室毛细管59→冷藏室蒸发器60→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀C出口55→变温室毛细管58→变温室蒸发器61→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
电动切换阀第三工作状态点有二路制冷分别如下：
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀C出口55→变温室毛细管58→变温室蒸发器61→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀D出口56→冷冻室毛细管57→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
电动切换阀第四工作状态点：
压缩机50→冷凝器51→干燥过滤器52→电动切换阀53→电动切换阀D出口56→冷冻室毛细管57→冷冻室蒸发器62→压缩机(吸气)；
由本发明设置电动切换阀在制冷系统中应用的功能可见，完成可以替代一个双稳态二位三通电磁阀和一个双稳态单通阀并联组件的功能，而且利用本发明的电动切换阀还有如下优点：结构小巧，占用空间小，同时由于采用DC12V电压驱动步进电机，降低了动作噪声，工作稳定性得到提高(可以消除采用双稳态电磁阀抗干挠性差的缺点)。
此外，上述制冷装置也可以根据控制，B出口接冷冻室，C出口接变温室，D出口接冷藏室。
Claims (8)
1. 电动切换阀，其特征在于包括：
阀腔(25)，该阀腔(25)的阀座(30)上设置了一个常通导入口(A)和一个平坦底面(36a)，在平坦底面(36a)上设置有三个导出口(B、C、D)；
设置于阀腔(25)内的在驱动力作用下回转变位的磁转子部件(32)；
设置于阀腔(25)内的由磁转子部件(32)带动的滑块(35)，该滑块(35)密封贴合在所述的平坦底面(36a)上；
提供所述驱动力的线圈部件(22)，该线圈部件(22)与磁转子部件(32)构成步进电机控制所述滑块(35)在平坦底面(36a)上的四个位置(a、b、c、d)之间转动变位，对应四个位置，由设置在所述滑块(35)上的导流孔分别实现三个导出口与常通导入口(A)的导通：在起始位置(a)一个导出口(B)导通；在第二工作位置(b)两个相临的导出口(B、C)同时导通；在第三工作位置(c)另两个相临的导出口(C、D)同时导通；在第四工作位置(d)另一个导出口(D)导通。
2. 根据权利要求1所述的电动切换阀，其特征在于：所述的导流孔为设置在滑块(35)上的一个仅能够与所述三个导出口(B、C、D)中的一个或二个连通的导通通道(35b)。
3. 根据权利要求2所述的电动切换阀，其特征在于：所述的导通通道(35b)为开设在滑块(35)上的孔。
4. 根据1-3任一权利要求所述的电动切换阀，其特征在于：所述的磁转子部件(32)通过转轴(32b)支撑在所述的阀腔(25)内，所述的滑块(35)连接在转轴(32b)上。
5. 根据权利要求4所述的电动切换阀，其特征在于：所述的滑块(35)与转轴(32b)之间通过能够轴向滑动的键与键槽连接，且在滑块(35)与磁转子部件(32)之间支撑有压力弹簧(34)。
6. 根据权利要求4所述的电动切换阀，其特征在于：所述的阀腔(25)由包括外罩(31)在内的构件包围而成，所述磁转子部件(32)与的接触部设置有一带锥形面的轴套(33)，所述的转轴(32b)穿设在该轴套(33)内，在外罩(31)与轴套(33)接触部设置一凹状机构。
7. 根据1-3任一权利要求所述的电动切换阀，其特征在于：在所述的阀座(36)与磁转子部件(32)之间设置有止动器，在止动器上安装有缓冲件(37)。
8. 根据1-3任一权利要求所述的电动切换阀，其特征在于：所述的滑块(35)采用PPS或PTFE材料制作。
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