CN104373628B

CN104373628B - 四通阀

Info

Publication number: CN104373628B
Application number: CN201310359149.4A
Authority: CN
Inventors: 王定军; 田鹏
Original assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Artificial Environment Co Ltd
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN104373628A

Abstract

本发明涉及一种四通阀，包括：阀体，包括阀腔和第一进气口；阀芯，活动地设置在阀腔内；驱动装置，安装在阀体的第一端，且与阀芯的第一端连接；四通阀还包括：衬套，安装在阀体的第二端，且位于阀腔内，衬套包括导向孔，阀芯的另一端活动地设置在导向孔内；阀盖，安装在阀体的第二端；衬套的端部与阀盖之间形成空腔，导向孔通过空腔与第一进气口连通。由于衬套的至少一部分位于阀腔内，因此，阀芯的另一端不用突出于阀盖的外部，因而，有效缩短了阀芯的阀杆的长度，具有结构简单、成本低的特点。

Description

四通阀

技术领域

本发明涉及空调领域，特别是涉及一种四通阀。

背景技术

日本专利文献JP3262026B2公开了一种可用于空调机组中的四通阀。图1示出了该专利文献的结构示意图。

如图1所示，该四通阀包括通路切换部22’、和阀驱动力产生部21’，通路切换部22’内收纳了阀23’。阀23’设有从阀驱动力产生部21’产生的驱动力的方向延伸而形成的轴24’、和沿轴24’的轴线按一定间隔配置的2个阀体25’及26’。阀驱动力产生部21’内包含了装在轴24’基端的活塞27’、和根据先导压力可进行滑动位移的气缸28’。活塞27’的外周面和气缸28’的内周面之间通过封帽29’进行可滑动的气密性密封。

通路切换部22’设有吸入口30’、2个转换口31’和32’及吐出口33’。吸入口30’与中间的腔室34’连通。转换口31’和32’与设在中央的腔室34’的轴24’的轴线方向两侧的中间的腔室35’、36’各自连通。吐出口33’与设在轴24’的轴线方向基端侧的基端的腔室37’、和设在顶端侧的顶端的腔室38’的两侧连通。插通了基端的腔室37’和气缸28’之间的隔板部分的轴24’的外周，通过封帽39’进行可滑动位移的气密性密封。

在基端的腔室37’及顶端的腔室38’与吐出口33’连通的通路中插入了止回阀40’。气缸28’的两端与先导口各自连通。2个转换口31’、32’及吐出口33’大致的面向同一虚拟平面内配置。吸入口30’相对于该虚拟平面呈垂直方向配置。

如图1所示，在该四通阀内设置有从左到右的四个阀座。当活塞27’运动到气缸28’的右端时，阀体25’及26’分别与图1所示的第三个及第四个阀座接触，从而使吸入口30’与转换口32’连通，吐出口33’与转换口31’连通。反之，当活塞27’运动到气缸28’的左端时，阀体25’及26’分别与图1所示的第一个及第二个阀座接触，从而使吸入口30’与转换口32’连通，吐出口33’与转换口33’连通。

图1所示的四通阀，因为轴24’的右端突出于阀盖之外，因此需要的轴24’较长，最短必须越过开口到达阀盖；另外，导向用的轴支撑部71在阀盖外部，图示结构会在轴支撑部71内腔形成压力，快速运动导致内部压力剧增，导致轴24’运动困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、所需要阀轴长度较短的四通阀。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种四通阀，包括：阀体，包括阀腔和第一进气口；阀芯，活动地设置在阀腔内；驱动装置，安装在阀体的第一端，且与阀芯的第一端连接；四通阀还包括：衬套，安装在阀体的第二端，且位于阀腔内，衬套包括导向孔，阀芯的另一端活动地设置在导向孔内；阀盖，安装在阀体的第二端；衬套的端部与阀盖之间形成空腔，导向孔通过空腔与第一进气口连通。

进一步地，空腔由形成在衬套的端部的凹槽和/或阀盖的端面上的凹槽构成。

进一步地，衬套包括端板和与端板的中部连接的导向部，导向孔为贯穿端板和导向部的通孔，端板的偏离导向部的位置开设有连通孔，空腔通过连通孔与第一进气口连通。

进一步地，连通孔的当量通径小于导向孔的直径。

进一步地，连通孔的当量通径不小于导向孔的直径。

进一步地，阀体包括依次设置第一进气口、第一切换口、出气口、第二切换口和第二进气口；四通阀还包括位于第一进气口和第一切换口之间的第一阀座、位于第一切换口和出气口之间的第二阀座、位于出气口和第二切换口之间的第三阀座、以及位于第二切换口和第二进气口之间的第四阀座；第二阀座和第三阀座固定地设置在阀体内，第一阀座活动地设置在位于第一切换口与衬套之间的活动空间内；阀芯包括阀杆和安装在阀杆上的两个阀板，当第三阀座与一个阀板与接触密封时，第一阀座在受到朝向另一所阀板的作用力而与该另一阀板接触密封。

进一步地，第一阀座与阀体之间为间隙配合。

进一步地，四通阀还包括：第一弹性元件，位于衬套与第一阀座之间。

进一步地，第四阀座活动地设置在位于第二切换口与驱动装置端部之间的活动空间内；当第二阀座与一个阀板与接触密封时，第四阀座在受到朝向另一所阀板的作用力而与该另一阀板接触密封。

由于衬套的至少一部分位于阀腔内，因此，阀芯的另一端不用突出于阀盖的外部，因而，有效缩短了阀芯的阀杆的长度，具有结构简单、成本低的特点。

附图说明

图1示意性示出了现有技术中的一种四通阀的结构示意图。

图2示意性示出了本发明中的四通阀在位于第一切换位置时的剖视图；

图3示意性示出了本发明中的四通阀在位于第二切换位置时的剖视图；

图4示意性示出了本发明的四通阀的立体图；以及

图5示意性示出了用于表明弹性元件与第四阀座之间配合关系的的局部结构示意图。

图中附图标记：10、阀体；11、第一进气口；12、第一切换口；13、出气口；14、第二切换口；15、第二进气口；16、第一阀座；17、第二阀座；18、第三阀座；19、第四阀座；20、阀芯；21、阀杆；22、阀板；30、驱动装置；31、缸体；32、活塞；40、第二弹性元件；50、衬套；52、端板；53、导向部；54、连通孔；60、阀盖；61、空腔。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图2至图5，本发明提供了一种四通阀，包括：阀体10，包括阀腔和第一进气口11；阀芯20，活动地设置在阀腔内；驱动装置30，安装在阀体10的第一端，且与阀芯20的第一端连接。四通阀还包括：衬套50，安装在阀体10的第二端，且至少一部分位于阀腔内，衬套50包括导向孔，阀芯20的另一端活动地设置在导向孔内。

优选地，四通阀还包括：阀盖60，安装在阀体10的第二端。这样，可以将阀盖60与衬套50分体地设置，便于加工、安装和拆卸。

进一步地，衬套50的端部与阀盖60之间形成空腔61，导向孔通过空腔与第一进气口11连通。由于导向孔与第一进气口11连通，因此，当阀芯20的另一端在导向孔内运动时，导向孔内的气压会与第一进气口11的气压保持一致，从而保证阀芯20可以快速、顺利地来回运动。

由于衬套50位于阀腔内，因此，阀芯20的另一端不用突出于阀盖60的外部，因而，有效缩短了阀芯20的阀杆21的长度，具有结构简单、成本低的特点。

进一步地，由于驱动装置30的一端直接插入阀腔内，且直接与阀体中间的流通孔配合，因而，可以提高阀芯的对中性。相应地，在JP3262026B2所公开的四通阀中，其需要通过活塞27’、气缸28’和封帽39’之间的三体结合，才能实现对中。相比之下，本发明仅通过驱动装置30与阀腔之间的两体直接配合，因而，本发明的对中性更好。

优选地，空腔61由形成在衬套50的端部的凹槽和/或阀盖60的端面上的凹槽构成。例如，空腔61可以形成在衬套50的端部，也可以形成在阀盖60的端面上，还可以同时形成在衬套50的端部和阀盖60的端面上。

优选地，在一个实施例中，衬套50包括端板52和与端板52的中部连接的导向部53，导向孔为贯穿端板52和导向部53的通孔，端板52的偏离导向部的位置开设有连通孔54，空腔61通过连通孔54与第一进气口11连通。显然，衬套50还可以采用其它的结构。

优选地，连通孔54的当量通径小于或大于等于导向孔的直径。特别地，当连通孔54的当量通径大于等于导向孔的直径时，不会产生严重的阻尼，以确保阀芯20的运动。当连通孔54的当量通径小于导向孔的直径时，可形成一定的阻尼，防止阀芯20受到撞击而损坏，此外，还可利用其阻尼的作用，取消在驱动活塞中设置的阻尼装置，因而简化了零部件。

优选地，阀体10包括依次设置第一进气口11、第一切换口12、出气口13、第二切换口14和第二进气口15；四通阀还包括位于第一进气口11和第一切换口12之间的第一阀座16、位于第一切换口12和出气口13之间的第二阀座17、位于出气口13和第二切换口14之间的第三阀座18、以及位于第二切换口14和第二进气口15之间的第四阀座19；第二阀座17和第三阀座18固定地设置在阀体10内，第一阀座16活动地设置在位于第一切换口12与衬套50之间的活动空间内；阀芯20包括阀杆21和安装在阀杆21上的两个阀板22，当第三阀座18与一个阀板22与接触密封时，第一阀座16在受到朝向另一所阀板22的作用力而与该另一阀板22接触密封。优选地，可利用衬套50的端面直接限制第一阀座16的轴向移动。优选地，第一阀座16和/或第四阀座19可以是环状的。进一步地，本发明中的四通阀的第一阀座16和/或第四阀座19活动地设置在阀腔内。

优选地，第一阀座16和/或第四阀座19在阀腔内的移动距离是2-5毫米。显然，第一阀座16和/或第四阀座19的移动距离也可以是其它的值。

其中，阀芯20具有第一切换位置和第二切换位置；阀芯20位于第一切换位置时，两个阀板22分别与第一阀座16及第三阀座18抵接并形成第一密封区域；阀芯20位于第二切换位置时，两个阀板22分别与第二阀座17及第四阀座19抵接并形成第二密封区域。

例如，驱动装置30可以是气缸，其可采用与JP3262026B2相同的原理进行驱动。这样，驱动装置30的位于阀腔内部的一端直接限定第四阀座19向左侧的运动位置，以防止挡住第二进气口15，同时，台阶部则可用来限制第四阀座19向右侧的运动位置。

图2示出了本发明中的四通阀位于第一切换位置时的示意图。如图2所示，当本发明中的四通阀位于第一切换位置时，其右侧的阀板22与第一阀座16抵接并密封，其左侧的阀板22则相应地运动至第三阀座18处。在理想的状态下，左侧的阀板22会恰好与第三阀座18接触并实现密封。然而，由于加工、磨损等原因，往往造成二者之间存在一定间隙，从而使二者之间无法实现正常的密封。

为了解决这个问题，本发明中的四通阀将第一阀座16活动地设置在阀腔内。这样，当四通阀处于图2所示的工作状态时，由于第一进气口11的压力大于第一切换口12内的压力，因此，在该压力差的作用下，第一阀座16会向阀板22的方向运动，并最终与该阀板22抵接，从而实现密封。

请参考图3，其示出了四通阀位于第二切换位置时的示意图。如图3所示，当四通阀处于图3所示的工作状态时，由于第二进气口15的压力大于第二切换口14内的压力，因此，在该压力差的作用下，第四阀座19会向阀板22的方向运动，并最终与该阀板22抵接，从而实现密封。

可见，本发明通过活动设置的第一阀座16和/或第四阀座19，利用其两侧的压力差，实现了第一阀座16和/或第四阀座19与相应的阀板22之间的接触与密封，达到了第一阀座16和第四阀座19与两个阀板22的同时密封，具有结构简单、成本低的特点。

优选地，第一阀座16与阀体10之间为间隙配合或通过密封件配合。例如，当对密封要求不高，可采用间隙配合的方式；当对密封要求高时，可以采用密封件（例如密封圈等）的方式配合。

优选地，四通阀还包括：第一弹性元件，位于衬套50与第一阀座16之间。通过第一弹性元件，可以确保第一阀座16与相应的阀板22之间的可靠接触。例如，第一弹性元件可以为波形垫片或弹性垫片等。

优选地，第四阀座19活动地设置在位于第二切换口14与驱动装置30端部之间的活动空间内；当第二阀座17与一个阀板22与接触密封时，第四阀座19在受到朝向另一所阀板22的作用力而与该另一阀板22接触密封。

优选地，四通阀还包括：第二弹性元件40，位于第四阀座19与驱动装置30的端部之间。例如，第二弹性元件40可以为波形垫片或弹性垫片等。利用第二弹性元件40，可以向第四阀座19提供附加的弹性力，在该弹性力的作用下，可进一步确保第四阀座19与阀板22之间的可靠接触。

优选地，驱动装置30包括缸体31和设置在缸体31内的活塞32，阀杆21与活塞32连接。当活塞32受控制而左右运动时，可驱动阀芯及其上的阀板22相应地运动，从而实现切换。

优选地，第二阀座17和/或第三阀座18与阀体10一体成型，以便于加工，显然，也可以将第二阀座17和第三阀座18以与第一阀座16和第四阀座19相类似的活动方式安装在阀腔的相应位置。优选地，第一阀座16和第四阀座19可拆卸地安装在阀腔内，以便于阀芯的安装。

优选地，阀体10可采用管材焊接结构，相比JP3262026B2中使用的铸造结构来说，具有更低的成本。

下面，结合图2和图3对本发明中的四通阀的切换过程进行详细说明。

安装时，本发明中的四通阀的第一进气口11及第二进气口15均与压缩机的出气口连接，其出气口13与压缩机的进气口连接。

当位于图2所示的状态时，压缩机输出的气体由第一进气口11进入阀腔，经过第一切换口12和第二切换口14后，由出气口13流向压缩机的进气口。

当位于图3所示的状态时，压缩机输出的气体由第二进气口15进入阀腔，经过第二切换口14和第一切换口12后，由出气口13流向压缩机的进气口。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种四通阀，包括：

阀体(10)，包括阀腔和第一进气口(11)；

阀芯(20)，活动地设置在所述阀腔内；

驱动装置(30)，安装在所述阀体(10)的第一端，且与所述阀芯(20)的第一端连接；

其特征在于，

所述四通阀还包括：

衬套(50)，安装在所述阀体(10)的第二端，且位于所述阀腔内，所述衬套(50)包括导向孔，所述阀芯(20)的另一端活动地设置在所述导向孔内；

阀盖(60)，安装在所述阀体(10)的第二端；所述衬套(50)的端部与所述阀盖(60)之间形成空腔(61)，所述导向孔通过所述空腔与所述第一进气口(11)连通；

所述衬套(50)包括端板(52)和与所述端板(52)的中部连接的导向部(53)，所述导向孔为贯穿所述端板(52)和所述导向部(53)的通孔，所述端板(52)的偏离所述导向部的位置开设有连通孔(54)，所述空腔(61)通过所述连通孔(54)与所述第一进气口(11)连通。

2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述空腔(61)由形成在所述衬套(50)的端部的凹槽和/或所述阀盖(60)的端面上的凹槽构成。

3.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述连通孔(54)的当量通径小于所述导向孔的直径。

4.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述连通孔(54)的当量通径不小于所述导向孔的直径。

5.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀体(10)包括依次设置第一进气口(11)、第一切换口(12)、出气口(13)、第二切换口(14)和第二进气口(15)；

所述四通阀还包括位于所述第一进气口(11)和所述第一切换口(12)之间的第一阀座(16)、位于所述第一切换口(12)和所述出气口(13)之间的第二阀座(17)、位于所述出气口(13)和所述第二切换口(14)之间的第三阀座(18)、以及位于所述第二切换口(14)和所述第二进气口(15)之间的第四阀座(19)；

所述第二阀座(17)和所述第三阀座(18)固定地设置在所述阀体(10)内，所述第一阀座(16)活动地设置在位于所述第一切换口(12)与所述衬套(50)之间的活动空间内；

所述阀芯(20)包括阀杆(21)和安装在所述阀杆(21)上的两个阀板(22)，当所述第三阀座(18)与一个所述阀板(22)与接触密封时，所述第一阀座(16)在受到朝向另一所阀板(22)的作用力而与该另一所述阀板(22)接触密封。

6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述第一阀座(16)与所述阀体(10)之间为间隙配合。

7.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述四通阀还包括：

第一弹性元件，位于所述衬套(50)与所述第一阀座(16)之间。

8.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述第四阀座(19)活动地设置在位于所述第二切换口(14)与所述驱动装置(30)端部之间的活动空间内；

当所述第二阀座(17)与一个所述阀板(22)与接触密封时，所述第四阀座(19)在受到朝向另一所阀板(22)的作用力而与该另一所述阀板(22)接触密封。