CN102966759A - 一种带有压力保护的电磁四通换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁四通换向阀，主要应用于空调器上，起到切换空调系统冷媒流向和保护空调系统压力的作用。具体而言，涉及一种带有压力保护的电磁四通换向阀。该换向阀的主阀体（7）外设置一溢流阀（28），溢流阀（28）的H管（22）与现有四通阀的D接管（15）相连接，L管（23）与四通阀的S接管（13）连接。由于滑块（6）的长度N≥主阀座（18）的E1孔与C1孔之间的最大距离M，因此主阀体（7）的内部压力损失很小，所以阀的低压换向很好。由于安装了溢流阀，当主阀体（7）的内部压力超过设定的安全压力时，溢流阀会开启，保护阀体内部的压力不再升高，从而避免了阀体内压力过高对滑块（6）和导向架（5）的损坏。

Description

一种带有压力保护的电磁四通换向阀

技术领域

本发明涉及一种应用于空调器上四通换向阀，具体而言，涉及一种带有压力保护的电磁四通换向阀。

背景技术

电磁四通换向阀（以下简称四通阀）主要用来切换空调系统冷媒的流向，从而使空调器起到制冷制热的切换，现有四通阀其结构如图1、图2所示，工作原理如下：

制冷循环：当电磁线圈9断电时，从空调系统压缩机排气口出来的高压冷媒分为两路，一路经过先导阀D毛细管2、C毛细管10，到达四通阀的右活塞腔，使右活塞腔形成高压，推动活塞部件8向左移动，同时与活塞部件8相连的导向架5带动滑块6也一起向左移动，最终使滑块6盖住四通阀的E接管14和S接管13，并使其连通；另一路经过四通阀的D接管15、到C接管12，再依次经过空调系统的冷凝器、节流元件、蒸发器，最后从E接管14到S接管13回到压缩机吸气口，形成一个制冷循环。

制热循环：当电磁线圈9通电时，从空调系统压缩机排气口出来的高压冷媒分为两路，一路经过先导阀D毛细管2、E毛细管3，到达四通阀的左活塞腔，使左活塞腔形成高压，推动左端的活塞部件8向右移动，同时与活塞部件8相连的导向架5带动滑块6也一起向右移动，最终使得滑块6盖住四通阀的S接管13和C接管12，并使其连通；另一路经过四通阀的D接管15、到E接管14，再依次经过空调系统的蒸发器、节流元件、冷凝器，最后从C接管12到S接管13回到压缩机吸气口，形成一个制热循环。

现有四通阀存在的问题是：

1、随着变频空调的发展，对四通阀的低压换向压力越来越高，现有四通阀结构设计决定了低压换向性能不好。如图3所示，为了保证高压换向时滑块6运动到主阀座18的中间位置时主阀体7内部的压力P1不要过高，所以如图4所示，滑块6的长度N必须小于主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M，此时低压换向会出现图3所示的主阀体7内部的冷媒沿着L1和L2路径流向S接管13，使得P1和P2的压力非常接近，所以低压换向性能不好。

2、如图5所示，为了提高四通阀的低压换向性能，通常会把滑块6的长度N设计接近于主阀座18的E1孔19和C1孔21的最大距离M，这时如图3所示，主阀体7的内部压力P1由于冷媒从L1和L2路径流向S接管13的流量非常少，使得P1的压力不断升高，容易击碎滑块6和导向架5的折弯部位，以及冲击活塞部件8。

3、由于现有四通阀结构决定了低压换向性能和主阀体7内部压力是矛盾的，在保证低压换向的前提下当滑块6运动到中间位置时，主阀体7内部的压力在高压换向时一般都会高出正常运行压力，所以空调系统一般要配置压力传感器或者压力开关来保护压缩机和空调系统，结构复杂，成本高。

例如申请号为201020144367.8的实用新型专利，其公开了一种四通换向阀及空调系统，该空调系统中的导阀上设置有排气压力采集毛细管，所述的排气压力采集毛细管的采集点位于压缩机的排气口处，排气压力的采集不再取决于四通换向阀高压管内压力的限制，但是该四通换向阀内压力会有很大的损失。

发明内容

本发明提供一种带有压力保护的电磁四通换向阀，其克服了现有技术中的四通阀的低压换向性能不好等缺陷，使得阀体内部的压力能够控制在安全压力范围内，减少甚至消除了空调系统中使用压力传感器或者压力开关来保护压缩机和系统压力的需要，从而结构不再像现有技术中那样复杂，成本也得到了降低。

按照本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀，其包括先导阀体、端盖、导向架、滑块、主阀体。所述导向架将两活塞部件连接在一起。先导阀体通过D毛细管与主阀体连接。E毛细管一端与先导阀体相连，另一端连接于端盖的左侧。C毛细管一端与先导阀体相连，另一端连接于端盖的右侧。S毛细管一端与先导阀体相连，另一端与S接管相连。所述主阀体外设置一溢流阀，该溢流阀的H管与四通阀的D接管相连接，L管与四通阀的S接管连接。滑块的长度N≥主阀座的E1孔和C1孔之间的最大距离M。

低压换向时，即便与压缩机排气口相连的D接管进气压力非常低，当线圈通电时，先导阀换向后主阀开始换向，滑块运动到中间位置时，由于滑块的长度N≥主阀座的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体内部沿着L1和L2路径流向S接管的冷媒很少，所以主阀体内部的压力损失很小，此时左活塞腔端的压力P1与主阀体的内部压力一致，右活塞腔压力P2和与压缩机吸气口相连的S接管压力P2一致，P1>P2，所以四通阀低压换向良好。

高压换向时，与压缩机排气口相连的D接管进气压力逐渐升高，当线圈通电时，先导阀换向后主阀开始换向，当滑块运动到中间位置时，由于滑块的长度N≥主阀座的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体内部沿着L1和L2路径流向S接管的冷媒很小，所以主阀体内部的压力因为几乎没有释放迅速升高。当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 此时溢流阀的弹簧被密封件压缩，主阀体内部的压力P1经过溢流阀的H管、L管向S接管进行泄压，使得主阀体的内部压力达到设定的安全压力时不再升高，进而避免了由于压力过大而对滑块和导向架的损坏。

优选的是，溢流阀的阀体包括密封件、弹簧、封头。当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 此时溢流阀的弹簧被密封件压缩，主阀体内部的压力P1经过溢流阀的H管、L管向S接管进行泄压，使得主阀体的内部压力达到设定的安全压力时不再升高。

在上述任一方案中优选的是，溢流阀为具有手动调节的溢流阀。

在上述任一方案中优选的是，溢流阀为滑阀式溢流阀。

作为一种替换，溢流阀为球阀式溢流阀。

在上述任一方案中优选的是，滑块的宽度B>E1孔、S1孔、C1孔的直径A。当滑块运动到中间位置时，由于滑块的长度N≥主阀座的E1孔和C1孔之间的最大距离M，滑块的宽度B>E1孔、S1孔、C1孔的直径A，所以，E1孔、S1孔、C1孔被滑块盖住，主阀体内部沿着L1和L2路径流向S接管的冷媒很小，所以主阀体内部的压力因为几乎没有释放而被迅速升高。当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 溢流阀的弹簧被密封件压缩，主阀体内部的压力P1经过溢流阀的H管、L管向S接管泄压，使得主阀体的内部压力达到设定的安全压力后不再继续升高。

在上述任一方案中优选的是，阀体选用铜材料。为了防止溢流阀时间久了会氧化生锈，因此阀体选用铜材料。

在上述任一方案中优选的是，密封件以不锈钢为材料，其上部为锥体，下部为圆柱体，因此主阀体内部的压力损失很小。

在上述任一方案中优选的是，L管为L形管，采用直线结构直接安装在溢流阀的出口处。这样采用了直线结构，优化了直角结构，使主阀体在泄压时更加顺畅。

在上述任一方案中优选的是， S接管和溢流阀的阀体采用固定架和螺栓组件固定。确保溢流阀与四通阀紧密的连接在一起，防止因为振动导致强度不够发生位移产生断裂。

在上述任一方案中优选的是，固定架上对称设有三个螺栓孔。S接管和溢流阀的阀体之间通过固定架连接在一起，最后通过螺栓组与固定架上的螺栓孔进行配合，进而将溢流阀与四通阀紧密的连接在一起。

附图说明

图1为现有技术的电磁四通换向阀的结构图；

图2为图1中的现有技术的电磁四通换向阀的右视图；

图3为图1中的现有技术的电磁四通换向阀的通电换向示意图；

图4为图1中的现有技术的电磁四通换向阀的滑块处于主阀座的中间位置示意图；

图5为图1中的现有技术的电磁四通换向阀中的主阀座与滑块的配合间隙示意图；

图6为按照本发明的电磁四通换向阀的溢流阀的一优选实施例的结构示意图；

图7为按照本发明的电磁四通换向阀的一优选实施例的电磁四通换向阀的右视图；

图8为按照本发明的电磁四通换向阀的另一优选实施例的电磁四通换向阀的右视图；

图9示出了按照本发明的电磁四通换向阀的滑块与主阀座的配合方式；

图10为按照本发明的的电磁四通换向阀的又一实施例右视图；

图11为本发明的主阀体与溢流阀的固定架结构示意图；

图12为图11所示的固定架的侧面剖视图；

图13为本发明的又一实施例后视图。

具体实施方式

图中标注说明：先导阀体1，D毛细管2，E毛细管3，端盖4，导向架5，滑块6，主阀体7，活塞部件8，电磁线圈9，C毛细管10，S毛细管11，C接管12，S接管13，E接管14，D接管15，支盖16，支架17，主阀座18，E1孔19，S1孔20，C1孔21，H管22，L管23，阀体24，密封件25，弹簧26，封头27，溢流阀28，固定架29，螺栓组件30。 

具体实施方式

为了更好地理解按照本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀，下面结合附图描述按照本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀的四个实施例。

实施方式一：

首先参阅图3所示，本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀，其包括先导阀体1、端盖4、导向架5、滑块6、主阀体7；所述导向架5将两活塞部件8连接在一起；先导阀体1，其通过D毛细管2与主阀体7连接；E毛细管3，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的左侧；C毛细管10，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的右侧；S毛细管11，其一端与先导阀体1相连，另一端与S接管13相连；先导阀体1与主阀体7通过支盖16、支架17相连。

如图6所示，溢流阀28包括阀体24、密封件25、弹簧26、封头27，所述弹簧26抵靠在封头27上。溢流阀28可以为具有手动调节的溢流阀、滑阀式溢流阀、球阀式溢流阀等。为了防止溢流阀28时间久了会氧化生锈，因此阀体24选用铜材料。

如图7所示，溢流阀28的H管22与四通阀的D接管15相连接，L管23与四通阀的S接管13连接。

如图9所示，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M；滑块6的宽度B>E1孔19、S1孔20、C1孔21的直径A，当滑块6运动到中间位置时，滑块6将主阀座18的E1孔19、S1孔20、C1孔21盖住，此时主阀体7内部压力不断升高，由于安装了溢流阀，当压力超过溢流阀的开启压力时，溢流阀打开，避免了阀体内压力过高对滑块6和导向架5的损坏。

密封件25以不锈钢为材料，其上部为锥体，下部为圆柱体。低压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，即便与压缩机排气口相连的D接管15进气压力非常低，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很少，因此主阀体7内部的压力损失很小，此时左活塞腔端的压力P1与主阀体7的内部压力一致，右活塞腔压力P2和与压缩机吸气口相连的S接管13的压力P2一致，P1>P2，所以四通阀低压换向良好。

高压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，与压缩机排气口相连的D接管15进气压力逐渐升高，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，当滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很小，所以主阀体7内部的压力因为几乎没有释放迅速升高，当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 此时溢流阀的弹簧26被密封件25压缩，主阀体7内部的压力P1经过溢流阀的H管22、L管23向S接管13进行泄压，使得主阀体7的内部压力达到设定的安全压力时不再升高。

实施方式二：

首先参阅图3所示，本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀，其包括先导阀体1、端盖4、导向架5、滑块6、主阀体7；所述导向架5将两活塞部件8连接在一起；先导阀体1，其通过D毛细管2与主阀体7连接；E毛细管3，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的左侧；C毛细管10，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的右侧；S毛细管11，其一端与先导阀体1相连，另一端与S接管13相连；先导阀体1与主阀体7通过支盖16、支架17相连。

如图6所示，溢流阀28包括阀体24、密封件25、弹簧26、封头27，所述弹簧26抵靠在封头27上。溢流阀28可以为具有手动调节的溢流阀、滑阀式溢流阀、球阀式溢流阀等。为了防止溢流阀28时间久了会氧化生锈，因此阀体24选用铜材料。

如图8所示，主阀体7外设置一溢流阀28，溢流阀28的H管22与四通阀的主阀体7背面的中间部位相连接，L管23与四通阀的S接管13连接。

如图9所示，滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M。

由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M；滑块6的宽度B>E1孔19、S1孔20、C1孔21的直径A，当滑块6运动到中间位置时，滑块6将主阀座18的E1孔19、S1孔20、C1孔21盖住，此时主阀体（7）内部压力不断升高，由于安装了溢流阀，当压力超过溢流阀的开启压力时，溢流阀打开，避免了阀体内压力过高对滑块6和导向架5的损坏。

密封件25以不锈钢为材料，其上部为锥体，下部为圆柱体。低压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，即便与压缩机排气口相连的D接管15进气压力非常低，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很少，因此主阀体7内部的压力损失很小，此时左活塞腔端的压力P1与主阀体7的内部压力一致，右活塞腔压力P2和与压缩机吸气口相连的S接管13的压力P2一致，P1>P2，所以低压换向很好。

高压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，与压缩机排气口相连的D接管15进气压力逐渐升高，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，当滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很小，所以主阀体7内部的压力因为几乎没有释放迅速升高，当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 此时溢流阀的弹簧26被密封件25压缩，主阀体7内部的压力P1经过溢流阀的H管22、L管23向S接管13进行泄压，使得主阀体7的内部压力达到设定的安全压力时不再升高。

实施方式三：

首先参阅图3所示，本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀，其包括先导阀体1、端盖4、导向架5、滑块6、主阀体7；所述导向架5将两活塞部件8连接在一起；先导阀体1，其通过D毛细管2与主阀体7连接；E毛细管3，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的左侧；C毛细管10，其一端与先导阀体1相连，另一端连接于端盖4的右侧；S毛细管11，其一端与先导阀体1相连，另一端与S接管13相连；先导阀体1与主阀体7通过支盖16、支架17相连。

如图6所示，溢流阀28包括阀体24、密封件25、弹簧26、封头27，所述弹簧26抵靠在封头27上。溢流阀28可以为具有手动调节的溢流阀、滑阀式溢流阀、球阀式溢流阀等。为了防止溢流阀28时间久了会氧化生锈，因此阀体24选用铜材料。

如图9所示，滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M；滑块6的宽度A>E1孔19、S1孔20、C1孔21的直径B。

如图10所示，主阀体7外设置一溢流阀28，溢流阀28的H管22与四通阀的D接管15相连接，L管23与四通阀的S接管13连接。 另外，该实施例中的S接管13为L形管，直接安装在溢流阀28的出口处，采用了直线结构，优化了结构，使阀体内压力的释放更加畅通。 

由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔19和C1孔21之间的最大距离M；滑块6的宽度A>E1孔19、S1孔20、C1孔21的直径B，当滑块6运动到中间位置时，滑块6将主阀座18的E1孔19、S1孔20、C1孔21盖住，此时主阀体（7）内部压力不断升高，由于安装了溢流阀，当压力超过溢流阀的开启压力时，溢流阀打开，避免了阀体内压力过高对滑块6和导向架5的损坏。

密封件25以不锈钢为材料，其上部为锥体，下部为圆柱体。低压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，即便与压缩机排气口相连的D接管15进气压力非常低，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很少，因此主阀体7内部的压力损失很小，此时左活塞腔端的压力P1与主阀体7的内部压力一致，右活塞腔压力P2和与压缩机吸气口相连的S接管13的压力P2一致，P1>P2，所以低压换向很好。

高压换向时，如图3（箭头方向为压力流向）所示，与压缩机排气口相连的D接管15进气压力逐渐升高，当线圈9通电时，先导阀换向后主阀开始换向，当滑块6运动到中间位置时，由于滑块6的长度N≥主阀座18的E1孔和C1孔之间的最大距离M，使得主阀体7内部沿着L1和L2路径流向S接管13的冷媒很小，所以主阀体7内部的压力因为几乎没有释放迅速升高，当压力达到溢流阀设定的开启压力时， 此时溢流阀的弹簧26被密封件25压缩，主阀体7内部的压力P1经过溢流阀的H管22、L管23向S接管13进行泄压，使得主阀体7的内部压力达到设定的安全压力时不再升高。

实施方式四：

如图11-13所示，在四通阀的S接管13和溢流阀28的阀体24之间采用固定架29，固定架29上对称设有三个螺栓孔，螺栓孔和螺栓组件30相配合进而将溢流阀28与四通阀紧密的固定连接在一起。采用螺栓组30的连接固定，确保溢流阀28与四通阀紧密的连接在一起，防止因为振动导致强度不够发生位移产生断裂的情况。其余结构和工作原理同实施方式一、实施方式二、实施方式三所述。

本领域技术人员不难理解，本发明的带有压力保护的电磁四通换向阀包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种带有压力保护的电磁四通换向阀，其包括先导阀体（1）、端盖（4）、导向架（5）、滑块（6）、主阀体（7）,其特征在于:所述主阀体（7）外设置一溢流阀（28），溢流阀（28）的H管（22）与四通阀的D接管（15）相连接，L管（23）与四通阀的S接管（13）连接。

2.如权利要求1的四通换向阀，其特征在于：滑块（6）的长度N≥主阀座（18）的E1孔（19）和C1孔（21）之间的最大距离M。

3.如权利要求1的四通换向阀，其特征在于：溢流阀（28）的阀体（24）包括密封件（25）、弹簧（26）、封头（27）。

4.如权利要求1或3的四通换向阀，其特征在于：溢流阀（28）为手动调节的溢流阀或滑阀式溢流阀或球阀式溢流阀。

5.如权利要求1的四通换向阀，其特征在于：滑块（6）的宽度B>E1孔（19）、S1孔（20）、C1孔（21）的直径A。

6.如权利要求3的四通换向阀，其特征在于：阀体（24）选用铜材料制成。

7.如权利要求3的四通换向阀，其特征在于：密封件（25）以不锈钢为材料，其上部为锥体，下部为圆柱体。

8.如权利要求1的四通换向阀，其特征在于：L管（23）为L形管，采用直线结构直接安装在溢流阀（28）的出口处。

9.如权利要求1或3的四通换向阀，其特征在于： S接管（13）和溢流阀（28）的阀体（24）采用固定架（29）和螺栓组件（30）固定。

10.如权利要求9的四通换向阀，其特征在于：固定架（29）上对称设有三个螺栓孔。

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