CN102518836B - 一种两位五通阀及电动车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两位五通阀及电动车空调系统，其中两位五通阀包括管状的阀体、第一法兰、第二法兰和先导阀，第一法兰和第二法兰设置于阀体两端，并与阀体一起构成容纳腔，容纳腔内设置有活塞，活塞将容纳腔分隔成第一腔体和第二腔体；第一法兰中设置有第一毛细管，第二法兰上有第二毛细管；阀体上设置有第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头；第一接头固定有第三毛细管，第三接头上固定有第四毛细管，先导阀包括容置腔，容置腔上设置有控制第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头之间通断的控制部件。采用本发明的两位五通阀可实现传统电动车空调系统制冷、制热之间可靠切换，以简化空调系统结构、降低系统成本。

Description

一种两位五通阀及电动车空调系统

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，更具体地说，涉及一种两位五通阀及电动车空调系统。

背景技术

常见电动车空调系统的原理如图1所示，包括电动压缩机1、车外换热器7、车内蒸发器8、车内加热器9、第一热力膨胀阀2、第二热力膨胀阀3、第一电磁阀5、第二电磁阀6、第三电磁阀10和第四电磁阀4，还包括电加热器和风机等。当该空调系统制冷时，从电动压缩机1流出的冷媒，按照方向a所示的流向，经由第一电磁阀5、车外换热器7、第二电磁阀6、第一热力膨胀阀2进入车内蒸发器8，冷媒吸热蒸发后回到电动压缩机1。当该空调系统制热时，从电动压缩机1流出的冷媒，按照方向b所示的流向，经由车内加热器9、第二热力膨胀阀3、第三电磁阀10进入车外换热器7，冷媒吸热蒸发后经过第四电磁阀4回到电动压缩机1。

上述电动车空调系统中，采取了多个电磁阀进行制冷和制热转换的控制，不但成本非常高、系统可靠性不好，而且多个电磁阀功率消耗大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可简化空调系统结构、降低成本，并能实现空调系统制冷、制热可靠切换的两位五通阀，以及采用该两位五通阀的电动车空调系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种两位五通阀，包括管状的阀体、第一法兰、第二法兰和先导阀，所述第一法兰和所述第二法兰设置于所述阀体两端，并与所述阀体一起构成容纳腔，其中，所述容纳腔内设置有可相对所述容纳腔轴向运动的活塞，所述活塞将所述容纳腔分隔成第一腔体和第二腔体；所述第一法兰中固定设置有与所述第一腔体相连通的第一毛细管，所述第二法兰上固定有与所述第二腔体相连通的第二毛细管；所述阀体上设置有用于与所述容纳腔外部相连通的第一接头、第二接头、第三接头、第四接头和第五接头；所述第一接头固定有第三毛细管，所述第三接头上固定有第四毛细管；其中，

所述先导阀包括与所述第一毛细管、第二毛细管、第三毛细管和第四毛细管相连通的容置腔，所述容置腔上设置有用于通过控制所述第一毛细管、所述第二毛细管、所述第三毛细管和所述第四毛细管的连通状况，以控制所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头、所述第四接头和所述第五接头之间通断的控制部件。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述控制部件包括静铁芯和动铁芯，所述静铁芯与所述动铁芯之间设置有弹簧，所述动铁芯上固定有托架，所述托架上固定有密封件；

所述控制部件还包括通电线圈，用于在电磁力作用下控制所述动铁芯克服所述弹簧弹力、推动所述托架和所述密封件运动，以控制所述第一毛细管、所述第二毛细管、所述第三毛细管和所述第四毛细管的连通状况。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述活塞包括长轴状的活塞本体，所述活塞本体表面一侧间隔设置有与所述第一腔体和所述第二腔体均隔断的第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，所述活塞本体表面另一侧间隔设置有与所述第一腔体和所述第二腔体均隔断的第五凹槽、第六凹槽和第七凹槽；其中，

所述第一凹槽与所述第三凹槽、所述第五凹槽相连通，所述第四凹槽与所述第七凹槽相连通；

所述第二凹槽与所述第一凹槽、所述第三凹槽、所述第四凹槽、所述第五凹槽、所述第六凹槽和所述第七凹槽之间均隔断；

所述第六凹槽与所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽、所述第四凹槽、所述第五凹槽和所述第七凹槽之间均隔断。

本发明所述的两位五通阀，其中，在所述通电线圈得电时：

所述第二接头与所述第三接头与所述第二凹槽相连通，所述第一接头与所述第四凹槽相连通，所述第五接头与所述第七凹槽相连通。

本发明所述的两位五通阀，其中，在所述通电线圈失电时：

所述第一接头与所述第三凹槽相连通，所述第二接头与所述第一凹槽相连通，所述第三接头和所述第四接头均与所述第二凹槽相连通，所述第五接头与所述第六凹槽相连通。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述第二法兰上沿所述阀体的轴向设置有限位销，所述活塞上沿轴向设置有与所述限位销相适配的限位孔；

所述限位销的长度大于所述活塞在所述阀体内可相对移动的距离。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述阀体与所述第一法兰和所述第二法兰之间设置有采用非金属材料制成的密封圈。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述阀体采用金属材料制成。

本发明所述的两位五通阀，其中，所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头、所述第四接头和所述第五接头为采用接管形式或钎焊接管形式的接头。

本发明还提供了一种电动车空调系统，包括相连接的电动压缩机、第一热力膨胀阀、第二热力膨胀阀、车内蒸发器、车内加热器和车外换热器，其中，所述系统还包括如前述任一项所述的两位五通阀；其中，

所述两位五通阀的第五接头与所述车内加热器连接，所述两位五通阀的第一接头、第三接头与所述电动压缩机连接，所述两位五通阀的第二接头与所述车外换热器连接，所述两位五通阀的第四接头与所述车内蒸发器连接。

本发明的有益效果在于：通过合理设计两位五通阀的结构来代替传统电动车空调系统中所应用的多个电磁阀，完成电动车空调系统制冷、制热之间的可靠切换，以简化空调系统结构、降低系统成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中电动车空调系统原理示意图；

图2是本发明较佳实施例的两位五通阀线圈失电状态下结构示意图；

图3是图2中A部分放大示意图(不包含通电线圈)；

图4是本发明较佳实施例的两位五通阀线圈得电状态下结构示意图；

图5是图4中B部分放大示意图(不包含通电线圈)；

图6是本发明较佳实施例的两位五通阀中活塞结构示意图；

图7是本发明较佳实施例的两位五通阀中活塞结构剖视图；

图8是本发明较佳实施例的电动车空调系统原理示意图。

具体实施方式

本发明较佳实施例的两位五通阀如图2所示，包括管状的阀体32、第一法兰323、第二法兰324和先导阀34。其中，第一法兰323和第二法兰324设置于阀体32的两端，并与阀体32一起构成容纳腔320。在容纳腔320内设置有可相对容纳腔320轴向运动的活塞33，活塞33将容纳腔320分隔成第一腔体321和第二腔体322；第一法兰323中固定设置有与第一腔体321相连通的第一毛细管311，第二法兰324上固定有与第二腔体322相连通的第二毛细管312；阀体32上设置有用于与容纳腔320外部相连通的第一接头315、第二接头316、第三接头317、第四接头318和第五接头319；第一接头315固定有第三毛细管313，第三接头317上固定有第四毛细管314。其中，先导阀34包括与第一毛细管311、第二毛细管312、第三毛细管313和第四毛细管314相连通的容置腔340。在该容置腔340上设置有控制部件，该控制部件用于通过控制第一毛细管311、第二毛细管312、第三毛细管313和第四毛细管314的连通状况，来控制第一接头315、第二接头316、第三接头317、第四接头318和第五接头319之间的通断，从而实现传统电动车空调系统中所应用的多个电磁阀所实现的功能，完成电动车空调系统制冷、制热之间的可靠切换，以简化空调系统结构、降低系统成本。

在具体的实施例中，上述控制部件可采用多种方式实现。在最优选的实施例中，如图2和图3所示，上述控制部件包括静铁芯344、动铁芯342和通电线圈35，静铁芯344与动铁芯342之间设置有弹簧343，动铁芯342上固定有托架345，托架345上固定有密封件346。其中，通电线圈35与电源连接，用于在电磁力作用下控制动铁芯342克服弹簧343弹力、推动托架345和密封件346运动，以控制第一毛细管311、第二毛细管312、第三毛细管313和第四毛细管314的连通状况。

具体地，如图2和图3所示，当通电线圈35失电时，动铁芯342在弹簧343的作用下推动托架345与密封件346，处于容置腔340的左端位置，此时第三毛细管313与第一毛细管311接通，第二毛细管312与第四毛细管314接通，来自第一接头315的高压制冷气体经过第三毛细管313与第一毛细管311进入到第一腔体321内，同时第二腔体322内气体通过第二毛细管312进入到第四毛细管314并泄压到第三接头317，此时活塞33受到压力差作用往右移动，使得第一接头315与第二接头316相通，第三接头317与第四接头318相通，第五接头319断路。

如图4和图5所示，当通电线圈35得电时，动铁芯342在弹簧343的作用下推动托架345与密封件346，处于容置腔340的右端位置，此时第三毛细管313与第二毛细管312相通，第四毛细管314与第一毛细管311相通，来自第一接头315的高压制冷气体经过第三毛细管313与第二毛细管312进入到第二腔体322内，同时第一腔体321内的气体通过第一毛细管311进入到第四毛细管314并泄压到第三接头317，此时活塞33受到压力差的作用往左移动，使得第一接头315与第五接头319相通，第二接头316与第三接头317相通，第四接头318断路。

上述实施例中，可以通过在活塞33上设置连通结构来实现上述各个接头之间的连通和断开，具体的连通结构设计可以有多种方式，在此不一一举例说明。

在较优选的实施例中，通过在上述活塞33表面设置多个沟槽来实现上述各个接头之间的连通和断开。具体地，如图6和图7所示，上述活塞33包括长轴状的活塞本体330，在活塞本体330表面一侧间隔设置有与第一腔体321和第二腔体322均隔断的第一凹槽331、第二凹槽332、第三凹槽333和第四凹槽334，活塞本体330表面另一侧间隔设置有与第一腔体321和第二腔体322均隔断的第五凹槽335、第六凹槽336和第七凹槽337。其中，第一凹槽331与第三凹槽333、第五凹槽335相连通，第四凹槽334与第七凹槽337相连通；第二凹槽332与第一凹槽331、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335、第六凹槽336和第七凹槽337之间均隔断；第六凹槽336与第一凹槽331、第二凹槽332、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335和第七凹槽337之间均隔断。由于第一凹槽331、第二凹槽332、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335、第六凹槽336和第七凹槽337与容纳腔320的第一腔体321和第二腔体322均隔断，这样可以避免各个接头与毛细管之间气体连通，以保证活塞33在容纳腔320内左右移动，完成对各个接头之间通断的控制。

具体地，如图4和图5所示，在通电线圈35得电时，动铁芯342在弹簧343的作用下推动托架345与密封件346，处于容置腔340的右端位置，使得活塞33受到压力差的作用往左移动，第二接头316与第三接头317与第二凹槽332相连通，第一接头315与第四凹槽334相连通，第五接头319与第七凹槽337相连通。由于第一凹槽331与第三凹槽333、第五凹槽335相连通，第四凹槽334与第七凹槽337相连通；第二凹槽332与第一凹槽331、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335、第六凹槽336和第七凹槽337之间均隔断；第六凹槽336与第一凹槽331、第二凹槽332、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335和第七凹槽337之间均隔断，从而使得第一接头315与第五接头319相通，第二接头316与第三接头317相通，第四接头318断路。

如图2和图3所示，在通电线圈35失电时：动铁芯342在弹簧343的作用下推动托架345与密封件346，处于容置腔340的左端位置，活塞33受到压力差作用往右移动，使得第一接头315与第三凹槽333相连通，第二接头316与第一凹槽331相连通，第三接头317和第四接头318均与第二凹槽332相连通，第五接头319与第六凹槽336相连通。由于第一凹槽331与第三凹槽333、第五凹槽335相连通，第四凹槽334与第七凹槽337相连通；第二凹槽332与第一凹槽331、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335、第六凹槽336和第七凹槽337之间均隔断；第六凹槽336与第一凹槽331、第二凹槽332、第三凹槽333、第四凹槽334、第五凹槽335和第七凹槽337之间均隔断，从而使得第一接头315与第二接头316相通，第三接头317与第四接头318相通，第五接头319断路。

在进一步的实施例中，如图2所示，上述两位五通阀的第二法兰324上沿阀体33的轴向设置有限位销3241，在活塞33内部沿轴向设置有与限位销3241相适配的限位孔338。其中，优选地，限位销3241的长度大于活塞33在阀体32的容纳腔320内可相对移动的距离。这样，当活塞33在气压推动下左右移动时，限位销324也在限位孔338中随着一起移动，对活塞33起到限位作用，即使活塞33移动到容纳腔320的最左端或最右端，由于限位销3241的长度大于活塞33在阀体32的容纳腔320内可相对移动的距离，因此限位销3241会始终保持在限位孔338内，从而保证活塞33在容纳腔320内运动的稳定性。更优选地，上述限位销3241采用扁平的长条状结构，限位孔338则采用相适配的长条状孔结构，以防止活塞33相对容纳腔320周向转动，影响各个接头之间的连通和断开。

更进一步地，上述两位五通阀的阀体32与第一法兰323和第二法兰324之间设置有采用非金属材料制成的密封圈(未图示)，例如密封橡胶等。这样可以保证阀体32的容纳腔320内空间与外界完全隔离，当第一毛细管311、第二毛细管312、第三毛细管313和第四毛细管314在控制部件的控制作用下相互连通时，能改变第一容纳腔320321和第二容纳腔320322内的气体压力，从而实现活塞33的左右运动。

优选地，上述各实施例中两位五通阀的阀体32采用金属材料制成，例如铝或铜等。这样可以保证阀体32部分的强度，并实现与第一接头315、第二接头316、第三接头317、第四接头318和第五接头319之间的可靠连接。

优选地，上述各实施例中两位五通阀的第一接头315、第二接头316、第三接头317、第四接头318和第五接头319为采用接管形式或钎焊接管形式的接头，具体结构在此不一一赘述。

在本发明的另一实施例中，还提供了一种电动车空调系统，如图8所示，包括相连接的电动压缩机21、第一热力膨胀阀22、第二热力膨胀阀23、车内蒸发器24、车内加热器25和车外换热器26。其中，上述各部件的连接方式可参见现有技术，在此不一一赘述。本实施例中，上述电动车空调系统还包括如前述任一实施例中所描述的两位五通阀30。其中，该两位五通阀30的第五接头319与车内加热器25连接，第一接头315、第三接头317与电动压缩机21连接，第二接头316与车外换热器26连接，第四接头318与车内蒸发器24连接。

当上述电动车空调系统制热时，通电线圈35上电，使得第一接头315与第五接头319相通，第二接头316与第三接头317相通，第四接头318断路，从电动压缩机21流出的冷媒经由两位五通阀30的第一接头315与第五接头319后，按照图8中方向c所示的流向，经由车内加热器25、第二热力膨胀阀23后进入到车外换热器26，冷媒吸热蒸发后经过两位五通阀30的第二接头316和第三接头317回到电动压缩机21，实现电动车空调系统的制热。

当上述电动车空调系统制冷时，通电线圈35失电，使得第一接头315与第二接头316相通，第三接头317与第四接头318相通，第五接头319断路，从电动压缩机21流出的冷媒经由两位五通阀30的第一接头315和第二接头316，按照图8中方向d所示的流向进入车外换热器26，再从车外换热器26经第一热力膨胀阀22进入车内蒸发器24，冷媒吸热蒸发后回到电动压缩机21，实现电动车空调系统的制冷。

综上，本发明通过合理设计两位五通阀的结构来代替传统电动车空调系统中所应用的多个电磁阀，完成电动车空调系统制冷、制热之间的可靠切换，以简化空调系统结构、降低系统成本。

应当理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种两位五通阀，包括管状的阀体（32）、第一法兰（323）、第二法兰（324）和先导阀（34），所述第一法兰（323）和所述第二法兰（324）设置于所述阀体（32）两端，并与所述阀体（32）一起构成容纳腔（320），其特征在于，所述容纳腔（320）内设置有可相对所述容纳腔（320）轴向运动的活塞（33），所述活塞（33）将所述容纳腔（320）分隔成第一腔体（321）和第二腔体（322）；所述第一法兰（323）中固定设置有与所述第一腔体（321）相连通的第一毛细管（311），所述第二法兰（324）上固定有与所述第二腔体（322）相连通的第二毛细管（312）；所述阀体（32）上设置有用于与所述容纳腔（320）外部相连通的第一接头（315）、第二接头（316）、第三接头（317）、第四接头（318）和第五接头（319）；所述第一接头（315）固定有第三毛细管（313），所述第三接头（317）上固定有第四毛细管（314）；

所述先导阀（34）包括与所述第一毛细管（311）、第二毛细管（312）、第三毛细管（313）和第四毛细管（314）相连通的容置腔（340），所述容置腔（340）上设置有用于通过控制所述第一毛细管（311）、所述第二毛细管（312）、所述第三毛细管（313）和所述第四毛细管（314）的连通状况，以控制所述第一接头（315）、所述第二接头（316）、所述第三接头（317）、所述第四接头（318）和所述第五接头（319）之间通断的控制部件；

所述活塞（33）包括长轴状的活塞本体（330），所述活塞本体（330）表面一侧间隔设置有与所述第一腔体（321）和所述第二腔体（322）均隔断的第一凹槽（331）、第二凹槽（332）、第三凹槽（333）和第四凹槽（334），所述活塞本体（330）表面另一侧间隔设置有与所述第一腔体（321）和所述第二腔体（322）均隔断的第五凹槽（335）、第六凹槽（336）和第七凹槽（337）；其中，

所述第一凹槽（331）与所述第三凹槽（333）、所述第五凹槽（335）相连通，所述第四凹槽（334）与所述第七凹槽（337）相连通；

所述第二凹槽（332）与所述第一凹槽（331）、所述第三凹槽（333）、所述第四凹槽（334）、所述第五凹槽（335）、所述第六凹槽（336）和所述第七凹槽（337）之间均隔断；

所述第六凹槽（336）与所述第一凹槽（331）、所述第二凹槽（332）、所述第三凹槽（333）、所述第四凹槽（334）、所述第五凹槽（335）和所述第七凹槽（337）之间均隔断。

2.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述控制部件包括静铁芯（344）和动铁芯（342），所述静铁芯（344）与所述动铁芯（342）之间设置有弹簧（343）,所述动铁芯（342）上固定有托架（345），所述托架（345）上固定有密封件（346）；

所述控制部件还包括通电线圈（35），用于在电磁力作用下控制所述动铁芯（342）克服所述弹簧（343）弹力、推动所述托架（345）和所述密封件（346）运动，以控制所述第一毛细管（311）、所述第二毛细管（312）、所述第三毛细管（313）和所述第四毛细管（314）的连通状况。

3.根据权利要求2所述的两位五通阀，其特征在于，在所述通电线圈（35）得电时：所述第二接头（316）与所述第三接头（317）与所述第二凹槽（332）相连通，所述第一接头（315）与所述第四凹槽（334）相连通，所述第五接头（319）与所述第七凹槽（337）相连通。

4.根据权利要求2所述的两位五通阀，其特征在于，在所述通电线圈（35）失电时：所述第一接头（315）与所述第三凹槽（333）相连通，所述第二接头（316）与所述第一凹槽（331）相连通，所述第三接头（317）和所述第四接头（318）均与所述第二凹槽（332）相连通，所述第五接头（319）与所述第六凹槽（336）相连通。

5.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述第二法兰（324）上沿所述阀体（32）的轴向设置有限位销（3241），所述活塞（33）上沿轴向设置有与所述限位销（3241）相适配的限位孔（338）；

所述限位销（3241）的长度大于所述活塞（33）在所述阀体（32）内可相对移动的距离。

6.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述阀体（32）与所述第一法兰（323）和所述第二法兰（324）之间设置有采用非金属材料制成的密封圈。

7.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述阀体（32）采用金属材料制成。

8.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述第一接头（315）、所述第二接头（316）、所述第三接头（317）、所述第四接头（318）和所述第五接头（319）为采用接管形式的接头。

9.根据权利要求1所述的两位五通阀，其特征在于，所述第一接头（315）、所述第二接头（316）、所述第三接头（317）、所述第四接头（318）和所述第五接头（319）为采用钎焊接管形式的接头。

10.一种电动车空调系统，包括相连接的电动压缩机（21）、第一热力膨胀阀（22）、第二热力膨胀阀（23）、车内蒸发器（24）、车内加热器（25）和车外换热器（26），其特征在于，所述系统还包括如权利要求1-9中任一项所述的两位五通阀（30）；其中，

所述两位五通阀（30）的第五接头（319）与所述车内加热器（25）连接，所述两位五通阀（30）的第一接头（315）、第三接头（317）与所述电动压缩机（21）连接，所述两位五通阀（30）的第二接头（316）与所述车外换热器（26）连接，所述两位五通阀（30）的第四接头（318）与所述车内蒸发器（24）连接。