CN103672023A - 一种四通换向阀及其主阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四通换向阀的主阀，包括连杆和滑块，所述滑块的两端对称设有连接部，所述连杆设有与所述连接部相应的连接配合部；换向过程中，所述滑块的前侧连接部与对应的所述连杆前侧连接配合部接触，且其后侧连接部与对应的所述连杆后侧连接配合部分离。本发明提供的四通换向阀的主阀将连杆对滑块的作用力由滑块后侧调整到了滑块前侧，即将现有技术中的推滑块运动改进为拉滑块运动，使得换向过程中该作用力对滑块的力矩作用呈减小的趋势，从而避免了换向过程中滑块所受摩擦力异常增大的现象以及由此引起的抖动及噪音，进而提高了四通换向阀的主阀的换向能力。此外，本发明还公开了一种包括上述主阀的四通换向阀。

Description

一种四通换向阀及其主阀
技术领域
本发明属于制冷控制领域，涉及一种用于制冷循环系统的四通换向阀的主阀。此外，本发明还涉及一种包括上述主阀的四通换向阀。
背景技术
空调热泵系统的制冷、制热之间的切换是通过四通换向阀来完成的。随着变频空调等节能型产品的迅速发展，对与其相配套的自动控制元器件的性能要求也越来越高。变频空调机组的特点为其工作压力范围宽，从较低压力到较高压力的调节要求相匹配的四通换向阀都能实现相应的功能，即要求四通换向阀能够可靠实现制冷、制热的切换。
请参考图1、图2和图3；图1为现有技术中一种典型四通换向阀的主阀的结构示意图；图2为图1中所示主阀换向过程中滑块的受力示意图；图3为图2中所示四通换向阀的主阀在换向过程中的受力点随转动趋势变化的示意图。
四通换向阀的主阀包括阀体101、位于阀体101两端的端盖201以及阀座301，阀体101内设有滑块102和与滑块102配合的连杆103；阀座301接触并支撑滑块102。四通换向阀处于OFF状态时，吸气管S管和蒸发管E管相通，形成制冷循环；四通换向阀处于ON状态时，吸气管S管和冷凝管C管相通，形成制热循环；其中，吸气管S管和排气管D管是相对于压缩机（图中未示出）而言。
四通换向阀的主阀在换向过程中，如图1中所示，从OFF状态切换到ON状态的过程中，连杆103与滑块102的后侧配合面121接触，与滑块102的前侧配合面122分离。
连杆103受到两端压差的作用对滑块102提供作用力F1推动滑块102滑动，同时，滑块102在滑动过程中还受到阀座301的摩擦力f1，并且摩擦力f1的方向与作用力F1的方向相反。从图2中可以看出，滑块102受到的作用力F1和摩擦力f1在不同的水平面上，两个水平面在垂直方向的距离为h1，即作用力F1以滑块102前侧和阀座301的接触点为支点A1存在力臂h1，导致换向过程中，滑块102受到力矩F1×h1的作用，有绕着上述支点A1转动的趋势，即换向过程中滑块102会轻微向前倾斜，图3中的虚线圆表示了作用力F1的作用点随转动趋势的轨迹，从图3中可以看出，由于作用力F1的作用点位于滑块102的后侧，所以作用力F1相对支点A1的力臂h1呈增大的趋势，即力臂可能由h1增大到h2，既而增大到h3，滑块102受到的力矩也相应地呈增大的趋势，进一步加剧了滑块102向前倾斜的程度，从而导致换向过程中滑块102前进方向一侧受到的摩擦力异常增大，并最终导致换向过程中滑块102抖动及产生噪音，降低了四通换向阀的主阀的切换能力。
四通换向阀的主阀从ON状态切换到OFF状态的过程中，滑块102的受力情况与上述从OFF状态切换到ON状态类似，因而也存在相同的问题。
因此，如何设计出一种能够可靠实现制冷、制热的切换，且在切换过程中无异常噪音的四通换向阀的主阀及使用该主阀的四通换向阀，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种四通换向阀的主阀和包括该主阀的四通换向阀，通过结构改进能够实现制冷、制热的可靠切换，且在切换过程中无异常噪音。
为解决上述技术问题，本发明提供一种四通换向阀的主阀，包括连杆和滑块，所述滑块的两端对称设有连接部，所述连杆设有与所述连接部对应的连接配合部；换向过程中，所述滑块的前侧连接部与对应的所述连杆前侧连接配合部接触，且其后侧连接部与对应的所述连杆后侧连接配合部分离。
优选地，所述连接部为横向贯通所述滑块的通槽以及形成所述通槽的突出部，所述连接配合部为与所述通槽配合的横梁以及与所述突出部配合的凹槽。
优选地，所述连接部为条形槽，所述条形槽的长度小于所述滑块的横向长度；所述连接配合部为与所述条形槽对应的条形凸台。
优选地，所述条形槽的形状为矩形。
优选地，所述条形槽的形状为弓形。
优选地，所述连接部为位于所述滑块横向端面的卡槽，所述连接配合部为与所述卡槽对应的突起。
优选地，所述卡槽沿所述滑块的纵向中心线对称布置。
一种四通换向阀，包括主阀和与所述主阀连通的导阀，所述主阀为上述任一项所述的主阀。
相对上述背景技术，本发明所提供的四通换向阀的主阀包括连杆和滑块，所述滑块的两端对称设有连接部，所述连杆设有与所述连接部对应的连接配合部；换向过程中，所述滑块的前侧连接部与对应的所述连杆前侧连接配合部接触，且其后侧连接部与对应的所述连杆后侧连接配合部分离。与现有技术相比，本发明所提供的四通换向阀的主阀在换向过程中，滑块的前侧连接部与对应的连杆前侧连接配合部接触，滑块的后侧连接部与对应的连杆后侧连接配合部分离，在换向过程中滑块受到连杆作用力的作用点由滑块的后侧转为滑块的前侧，即将现有技术中的推滑块运动改进为本发明中的拉滑块运动，在换向过程中虽然滑块仍然受到连杆对其作用力产生的力矩作用，产生绕滑块前侧支点转动的趋势，但是由于连杆对滑块的作用力与支点之间的垂直距离即力臂呈减小的趋势，所以滑块受到的力矩呈减小趋势，不会加剧滑块的转动趋势，进而滑块在换向过程中所受摩擦力不会出现异常增大的现象，最终避免了换向过程中滑块可能产生的抖动以及由此引起的噪音，也不会降低四通换向阀的主阀的切换能力。
附图说明
图1为现有技术中一种典型四通换向阀的主阀的结构示意图；
图2为图1中所示四通换向阀的主阀从OFF状态切换至ON状态过程中滑块的受力示意图；
图3为图2中所示四通换向阀的主阀在换向过程中的受力点随转动趋势变化的示意图；
图4为本发明所提供四通换向阀的主阀第一种实施方式的结构示意图；
图5为图4中所示四通换向阀的主阀从OFF状态切换至ON状态过程中滑块的受力示意图；
图6为图5中所示四通换向阀的主阀在换向过程中的受力点随转动趋势变化的示意图；
图7为图4中所示滑块的结构示意图；
图8为图4中所示连杆的结构示意图；
图9为本发明所提供四通换向阀的主阀第二种实施方式的结构示意图；
图10为图9中所示滑块的结构示意图；
图11为图10中所示滑块的俯视图；
图12为图9中所示连杆的结构示意图；
图13为本发明所提供四通换向阀的主阀第三种实施方式中滑块与连杆的连接示意图；
图14为图13中所示滑块的结构示意图；
图15为图14中所示滑块的俯视图；
图16为图13中所示连杆的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种四通换向阀的主阀和包括该主阀的四通换向阀，通过结构改进能够实现制冷、制热的可靠切换，且在切换过程中无异常噪音。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
需要指出的是，本发明所涉及到的前侧、后侧和横向等方位词是以换向过程中滑块的运动方向为基准定义的，以滑块对称中心面为分界，靠近滑块运动方向的一侧为滑块前侧，远离滑块运动方向的一侧为滑块后侧，与滑块的运动方向垂直的方向为滑块的横向；应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
请参考图4至图8；图4为本发明所提供四通换向阀的主阀第一种实施方式的结构示意图；图5为图4中所示四通换向阀的主阀换向过程中滑块的受力示意图；图6为图5中所示四通换向阀的主阀在换向过程中的受力点随转动趋势变化的示意图；图7为图4中所示滑块的结构示意图；图8为图4中所示连杆的结构示意图。
第一种具体实施方式中，本发明所提供的四通换向阀的主阀包括阀体1、位于阀体两端的端盖5以及阀座4；阀体1内设有滑块2和与滑块2配合的连杆3，其中，滑块2与阀座4接触并由阀座4支撑。
当四通换向阀处于OFF状态时，吸气管S管和蒸发管E管相通，形成制冷循环；当四通换向阀处于ON状态时，吸气管S管和冷凝管C管相通，形成制冷循环；其中吸气管S管和排气管D管是相对压缩机（图中未示出）而言。实际工作中需要切换工作状态时，连杆3受其两端压力差的作用，带动滑块2滑动。
滑块2的两端对称设有横向贯穿的通槽23和形成通槽23的突出部24（示于图7中）；相应地，连杆3的两端分别设有与通槽23配合的横梁31和与突出部24配合的凹槽32；其中，连杆3前侧横梁的前端面与后侧横梁的前端面之间的距离大于滑块2前侧通槽的前端面与后侧通槽的前端面之间的距离，此设置是为了保证换向过程中，滑块2的前侧配合面22与连杆3接触，而后侧配合面21与连杆3分离。
下面以四通换向阀的主阀从OFF状态切换至ON状态为例对换向过程中滑块2的受力进行分析，参考图5，滑块2向ON侧移动，从图中可看出，滑块2的前侧配合面22与连杆3的前侧横梁处于接触状态，而滑块2的后侧配合面21与连杆3的后侧横梁处于分离状态，即换向过程中，连杆3对滑块2的作用力F的作用点位于滑块2的前侧。
具体地，连杆3受到两端压差的作用对滑块2产生作用力F，推动滑块2向前即ON侧滑动，同时，滑块2在滑动过程中还受到阀座4对其的摩擦力f，并且摩擦力f的方向与作用力F的方向相反。从图5和图6中可以看出，滑块2受到的作用力F和摩擦力f处在不同的水平面上，两个水平面在垂直方向上的距离为h，即作用力F以滑块2前侧和阀座4的接触点为支点A存在力臂h，导致换向过程中，滑块2受到力矩F×h的作用，有绕着其前侧与阀座4的接触点转动的趋势，即换向过程中滑块2会轻微向前倾斜，由于滑块2受到的作用力F作用于滑块2的前侧，所以在滑块2向前倾斜的过程中，作用力F到支点A的力臂h呈减小的趋势，即滑块2受到的力矩也相应地呈减小的趋势，从而减缓了滑块2的倾斜程度，进而避免了换向过程中滑块2所受摩擦力f异常增大的现象，以及由摩擦力f异常增大导致的换向抖动、噪音等可靠性下降因素的产生，最终能够有效提高四通换向阀的主阀的换向可靠性，明显改善四通换向阀的换向能力。
四通换向阀的主阀从ON状态切换至OFF状态时，滑块2的受力情况与上述从OFF状态切换至ON状态类似，这里不再赘述。
与现有技术相比，本发明提供的四通换向阀的主阀将换向过程中连杆对滑块的作用力由滑块后侧调整到了滑块前侧，即将现有技术中的推滑块运动改进为拉滑块运动，使得换向过程中该作用力对滑块的力矩作用呈减小的趋势，从而避免了换向过程中滑块所受摩擦力异常增大的现象以及由此引起的抖动及噪音，进而提高了四通换向阀的主阀的换向能力。
从上述分析可知，在四通换向阀的主阀的换向过程中，只需保证滑块的前侧配合面与连杆接触，后侧配合面与连杆分离，即可达到四通换向阀的主阀换向稳定、可靠、无噪声的效果；上述实施方式中滑块两端的连接部为通槽和形成通槽的突出部，对应地，连杆两端的连接配合部为与通槽配合的横梁和与突出部配合的凹槽，但是在实际操作中，滑块的连接部和连杆的连接配合部可以通过不同的结构设置来达到上述效果。
请参考图9至图12；图9为本发明所提供四通换向阀的主阀第二种实施方式的结构示意图；图10为图9中所示滑块的结构示意图；图11为图10中所示滑块的俯视图；图12为图9中所示连杆的结构示意图。
本实施方式中与第一实施方式功能相通的构件或结构在图9至图12中以相同标记进行标示，以进一步明示两方案之间的区别联系。结合图9至图12可知，本实施方式与第一实施方式的区别在于，滑块2’两端对称设置的连接部为条形槽2’3，条形槽2’3的长度小于滑块2’的横向长度；条形槽2’3的形状可以设置为矩形，也可以设置为弓形，当然还可以设置为其他形状。连杆3’两端与所述条形槽2’3对应的连接配合部为条形凸台3’1，其形状与条形槽2’3相对应；其中，所述滑块2’前侧条形槽的前端面与后侧条形槽的前端面之间的距离小于所述连杆3’前侧条形凸台的前端面与后侧条形凸台的前端面之间的距离，此设置也是为了保证换向过程中，滑块2的前侧配合面2’2与连杆3’接触，后侧配合面2’1与连杆3’分离。
四通换向阀的主阀从OFF状态切换至ON状态或从ON状态切换至OFF状态时，滑块2’的前侧配合面2’2均与连杆3’接触，后侧配合面2’1均与连杆3’分离，所以换向过程中，滑块2’的受力情况与第一实施方式中滑块2的受力情况类似，即换向时，连杆3’对滑块2’的作用力产生的力矩呈减小趋势，滑块2’绕前侧支点的转动趋势减小，同样可以避免换向过程中滑块2’所受摩擦力异常增大的现象以及因摩擦力异常增大导致的换向抖动和噪音。
请参考图13至图16；图13为本发明所提供四通换向阀的主阀第三种实施方式中滑块与连杆的连接示意图；图14为图13中所示滑块的结构示意图；图15为图14中所示滑块的俯视图；图16为图13中所示连杆的结构示意图。
与第一实施方式、第二实施方式相比，在第三实施方式中，滑块2”的连接部为位于滑块2”横向端面的卡槽2”3，所述卡槽2”3可以沿所述滑块2”的纵向中心线对称设置，即滑块2”的前侧和后侧均设有两个卡槽2”3；连杆3”两端与所述卡槽2”3对应的连接配合部为突起3”1；其中，位于滑块2”同一边的前侧卡槽的前端面与后侧卡槽的前端面之间的距离小于相应的前侧突起的前端面与后侧突起的前端面之间的距离，同样，该设置是为了保证换向过程中，滑块2”的前侧配合面2”2与连杆3”接触，后侧配合面2”1与连杆3”分离。
四通换向阀的主阀在换向过程中，无论从OFF侧切换至ON侧，还是从ON侧切换至OFF侧，滑块2”的受力情况均与第一实施方式中滑块2的受力情况类似，同样可以避免换向时滑块2”所受摩擦力异常增大，从而避免了由于摩擦力异常增大导致的换向抖动和噪音，保证了主阀的切换能力。
本发明所提供的四通换向阀的主阀通过改变其滑块的连接部结构以及与该连接部对应的连杆的连接配合部的结构，使得在换向过程中，滑块的前侧配合面与连杆接触，而后侧配合面与连杆分离，使换向过程中滑块所受连杆作用力的作用点由滑块的后侧转移到滑块前侧，从而在换向过程中该作用力产生的使滑块转动的力矩呈减小趋势，避免了滑块滑动过程中所受摩擦力异常增大以及由于摩擦力异常增大导致的换向抖动和噪音问题，进而保证四通换向阀的主阀的可靠性。
需要指出的是，上述仅给出了滑块连接部和连杆连接配合部的三种结构形式，实际中，所述连接部和所述连接配合部还可以通过其他不同的结构形式实现上述效果，均在本申请请求的保护范围内。
此外，本发明还提供了一种包括上述主阀的四通换向阀，该四通换向阀的其他结构可以参照现有技术，此处不再赘述。由于上述主阀具有上述效果，所以包括该主阀的四通换向阀也具有上述效果，此处也不再赘述。
以上对本发明所提供的四通换向阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种四通换向阀的主阀，包括连杆和滑块，其特征在于，所述滑块的两端对称设有连接部，所述连杆设有与所述连接部对应的连接配合部；换向过程中，所述滑块的前侧连接部与对应的所述连杆前侧连接配合部接触，且其后侧连接部与对应的所述连杆后侧连接配合部分离。
2.如权利要求1所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述连接部为横向贯通所述滑块的通槽以及形成所述通槽的突出部，所述连接配合部为与所述通槽配合的横梁以及与所述突出部配合的凹槽。
3.如权利要求1所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述连接部为条形槽，所述条形槽的长度小于所述滑块的横向长度；所述连接配合部为与所述条形槽对应的条形凸台。
4.如权利要求3所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述条形槽的形状为矩形。
5.如权利要求3所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述条形槽的形状为弓形。
6.如权利要求1所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述连接部为位于所述滑块横向端面的卡槽，所述连接配合部为与所述卡槽对应的突起。
7.如权利要求6所述的四通换向阀的主阀，其特征在于，所述卡槽沿所述滑块的纵向中心线对称布置。
8.一种四通换向阀，包括主阀和与所述主阀连通的导阀，其特征在于，所述主阀为如权利要求1至7任一项所述的主阀。
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