CN104676048B - 一种四通阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四通阀，为空调系统配件，解决了活塞与阀体干摩擦导致活塞卡死的问题，包括主阀和导阀，所述主阀包括阀体和活塞，阀体的一端设置第一端盖密封、另一端设置第二端盖密封，所述阀体两端的内腔壁设有从阀体的端部沿阀体的轴向向阀体的中部延伸的安装台阶，两个安装台阶的台阶面位于接管孔的两侧，所述安装台阶装配有润滑衬套，所述活塞与润滑衬套的内壁配合并沿润滑衬套的内壁滑移，所述润滑衬套的内端面抵于安装台阶的台阶面，润滑衬套的长度大于活塞的移动行程。用于空调系统中改变制冷剂流向，实现制冷、制热切换。

Description

一种四通阀

本发明专利申请为分案申请

原申请的申请日为：2013年04月28日

申请号为：2013101575891

发明创造名称为：一种四通阀

技术领域

本发明涉及空调系统中改变制冷剂流向，实现制冷、制热切换的四通阀。

背景技术

现有技术中，大容量四通阀通常用于热泵型空调中，主要由主阀和导阀组成，主阀包括阀体、设在阀体内的活塞以及设置在阀体上的冷凝管、蒸发管、高压进气管以及低压排气管，阀体的两端设有第一端盖和第二端盖。活塞是利用第一端盖和第二端盖之间的压力差，在阀体内轴向来回移动，以实现高压进气管与冷凝管、蒸发管之间来回切换。关于大容量四通阀的工作原理，国内外很多文献已经有详尽的介绍，这里不再赘述。通过对四通阀工作原理的分析：1)当四通阀处于失电状态时，由于高压气体的作用，活塞会向低压排气管与蒸发管之间倾斜，当四通阀得电后活塞会向第一端盖的端面移动，此时由于活塞受到高压气体的推力，在换向时，阀体内的低压排气管与蒸发管夹角处受到阻力特别大，若该处受力点得不到充足、有效的润滑，就会破坏阀体与活塞位于第一端盖的低压排气管与蒸发管夹角处之间的油膜，形成干摩擦，最后拉毛阀体，严重时导致整个四通阀因活塞卡死而不换向；2)当四通阀处于得电状态时，结合上述失电状态时的受力分析，若阀体内低压排气管与冷凝管夹角处的受力点得不到充足、有效的润滑，就会破坏阀体与活塞位于第二端盖的低压排气管与冷凝管夹角处之间的油膜，形成干摩擦，拉毛阀体，最终会导致整个四通阀因活塞卡死而不换向。另外，由于空调系统得压力差的原因在制冷剂的冲刷下也会使阀内的油膜被带离，导致活塞在无油润滑下工作，极易拉伤阀体内壁。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种四通阀，解决活塞与阀体干摩擦导致活塞卡死的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种四通阀，包括主阀和导阀，所述主阀包括阀体和活塞，所述活塞设于阀体的内腔中并可沿阀体轴向移动，阀体的一端设置第一端盖密封、另一端设置第二端盖密封，活塞与第一端盖之间的内腔与导阀的第一接管连通，活塞与第二端盖之间的内腔与导阀的第二接管连通，所述阀体具有接管孔并通过接管孔接有冷凝管、蒸发管、高压进气管和低压排气管，导阀的高压信号管与高压进气管连通，导阀的低压信号管与低压排气管连通，所述阀体两端的内腔壁设有从阀体的端部沿阀体的轴向向阀体的中部延伸的安装台阶，两个安装台阶的台阶面位于接管孔的两侧，所述安装台阶装配有润滑衬套，所述活塞与润滑衬套的内壁配合并沿润滑衬套的内壁滑移，所述润滑衬套的内端面抵于安装台阶的台阶面，润滑衬套的长度大于活塞的移动行程。

进一步的，所述润滑衬套的内壁具有用于嵌装固体润滑油的存油孔。

进一步的，所述存油孔为通孔或者盲孔。

进一步的，所述活塞沿其轴向从靠近第二端盖的一端到靠近第一端盖的一端依次设有高压流道I和高压流道II，高压流道II相对高压流道I旋转90度设置，高压流道I可与润滑衬套的内壁围成高压腔I，高压流道II可与润滑衬套的内壁围成高压腔II，在高压流道I的背面设有低压流道I，在高压流道II的背面设有低压流道II，低压流道I可与润滑衬套的内壁围成低压腔I，低压流道II可与润滑衬套的内壁围成低压腔II，高压流道I靠近第二端盖的侧壁与活塞靠近第二端盖的端面之间的距离以及高压流道II靠近第一端盖的侧壁与活塞靠近第一端盖的端面之间的距离均为L1，当活塞抵住第一端盖时，活塞靠近第二端盖的端面与靠近第二端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S1，S1≥0.5L1，当活塞抵住第二端盖时，活塞靠近第一端盖的端面与靠近第一端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S2，S2≥0.5L1。

进一步的，所述阀体具有八个接管孔，两个接管孔为一组并沿阀体轴向排列，四组接管孔沿阀体周向均布，八个接管孔分别连接第一冷凝管、第二冷凝管、第一蒸发管、第二蒸发管、第一高压进气管、第二高压进气管、第一低压排气管和第二低压排气管，其中第一冷凝管与第二蒸发管设于同一组接管孔中且第一冷凝管设于靠近第二端盖的接管孔中、第二冷凝管与第一蒸发管设于同一组接管孔中，第一冷凝管与第一蒸发管相对、第二蒸发管与第二冷凝管相对，第一高压进气管与第二高压进气管设于同一组接管孔中且第一高压进气管设于靠近第二端盖的接管孔中、第一低压排气管与第二低压排气管设于同一组接管孔中，第一高压进气管与第一低压排气管相对、第二高压进气管与第二低压排气管相对，所述导阀的高压信号管与第一高压进气管和/或第二高压进气管连通，导阀的低压信号管与第一低压排气管和/或第二低压排气管连通。

进一步的，所述活塞沿其轴向从靠近第二端盖的一端到靠近第一端盖的一端依次设有第一高压流道、第二高压流道和第三高压流道，其中第二高压流道相对第一高压流道旋转90度设置，第一高压流道可与润滑衬套的内壁围成第一高压腔，第二高压流道可与润滑衬套的内壁围成第二高压腔，第三高压流道可与润滑衬套的内壁围成第三高压腔，在第一高压流道的背面设有第一低压流道，在第二高压流道的背面设有第二低压流道，在第三高压流道的背面设有第三低压流道，第一低压流道可与润滑衬套的内壁围成第一低压腔，第二低压流道可与润滑衬套的内壁围成第二低压腔，第三低压流道可与润滑衬套的内壁围成第三低压腔；

当活塞抵住第一端盖时，第一高压腔与第一高压进气管、第一冷凝管连通，第一低压腔与第一低压排气管、第一蒸发管连通，第二高压腔与第二高压进气管、第二冷凝管连通，第二低压腔与第二低压排气管、第二蒸发管连通；

当活塞抵住第二端盖时，第二高压腔与第一高压进气管、第一蒸发管连通，第二低压腔与第一低压排气管、第一冷凝管连通，第三高压腔与第二高压进气管、第二蒸发管连通，第三低压腔与第二低压排气管、第二冷凝管连通。

进一步的，所述第一高压流道靠近第二端盖的侧壁与活塞靠近第二端盖的端面之间的距离以及第三高压流道靠近第一端盖的侧壁与活塞靠近第一端盖的端面之间的距离均为L2，当活塞抵住第一端盖时，活塞靠近第二端盖的端面与靠近第二端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S3，S3≥0.5L2，当活塞抵住第二端盖时，活塞靠近第一端盖的端面与靠近第一端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S4，S4≥0.5L2。

进一步的，所述活塞具有将第一高压腔与第二高压腔连通以及将第二高压腔与第三高压腔连通的第一连通孔或第一连通槽；或者，所述活塞具有将第一低压腔与第二低压腔连通以及将第二低压腔与第三低压腔连通的第二连通孔或第二连通槽；或者，所述活塞具有将第一高压腔与第二高压腔连通以及将第二高压腔与第三高压腔连通的第一连通孔或第一连通槽，所述活塞具有将第一低压腔与第二低压腔连通以及将第二低压腔与第三低压腔连通的第二连通孔或第二连通槽。

进一步的，所述第一冷凝管和第二冷凝管通过第一连通管连通；或者，所述第一蒸发管和第二蒸发管通过第二连通管连通；或者，所述第一冷凝管和第二冷凝管通过第一连通管连通，所述第一蒸发管和第二蒸发管通过第二连通管连通。

进一步的，所述第一高压进气管和第二高压进气管通过第三连通管连通，第一低压排气管和第二低压排气管通过第四连通管连通。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：设置润滑衬套后，由润滑衬套替代阀体内腔壁与活塞进行配合摩擦，既解决了四通阀的活塞与阀体干摩擦导致活塞卡死的问题，又不需要客户额外增加加油管路向四通阀中充注润滑油，同时又不改变四通阀的外部结构，大大提升产品的基本性能和可推广性；另外润滑衬套不需要完全覆盖整个阀体内腔壁，只要保证四通阀在使用过程中，活塞的两端始终与润滑衬套配合即可解决上述问题，相对润滑衬套完全覆盖阀体内腔壁而言，更加节省材料成本，而且结构上更加简单，装配也得到简化，生产成本也得以降低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中阀体的剖视图；

图3为带存油孔的润滑衬套的示意图；

图4为图1所示实施例中活塞抵住第一端盖时的结构示意图；

图5为图1所示实施例中活塞抵住第二端盖时与润滑衬套的位置关系示意图(未示出第二端盖)；

图6为图1所示实施例中活塞抵住第一端盖时相对润滑衬套的位置关系示意图(未示出第一端盖)；

图7为本发明第二种实施例的结构示意图；

图8为图7中活塞的结构示意图；

图9为图7所示实施例中活塞抵住第二端盖时与润滑衬套的位置关系示意图(未示出第二端盖)；

图10为图7所示实施例中活塞抵住第一端盖时与润滑衬套的位置关系示意图(未示出第一端盖)；

图11为图8所示活塞上增加连通槽结构的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1和2所示为本发明第一种实施例，一种四通阀，包括主阀1和导阀2，主阀包括阀体11和活塞12，活塞设于阀体的内腔中并可沿阀体轴向移动，阀体的一端设置第一端盖13密封、另一端设置第二端盖14密封，活塞与第一端盖之间的内腔与导阀的第一接管21连通，第一接管固定连接于第一端盖，活塞与第二端盖之间的内腔与导阀的第二接管22连通，第二接管固定连接于第二端盖，阀体具有四个接管孔111，四个接管孔沿阀体的周向均布，通过接管孔接有冷凝管C、蒸发管E、高压进气管D和低压排气管S，其中冷凝管C和蒸发管E相对，即是指冷凝管C与接管孔连接的管口和蒸发管E与接管孔连接的管口位于阀体的同一直径的两端，而高压进气管D和低压排气管S相对，同理是指高压进气管D与接管孔连接的管口和低压排气管S与接管孔连接的管口位于阀体的同一直径的两端，导阀的高压信号管23与高压进气管连通，导阀的低压信号管24与低压排气管连通，阀体两端的内腔壁设有从阀体的端部沿阀体的轴向向阀体的中部延伸的安装台阶112，两个安装台阶的台阶面1121位于接管孔的两侧，安装台阶装配有润滑衬套3，活塞与润滑衬套的内壁配合并沿润滑衬套的内壁滑移，所述润滑衬套的内端面抵于安装台阶的台阶面，润滑衬套的长度大于活塞的移动行程，这样就能够保证活塞的两端始终与润滑衬套配合摩擦，从而不存在干摩擦的情况，自然消除活塞卡死的隐患。如图3所示，可以选用光性自润滑材料或采用普通材料并在润滑衬套的内壁具有用于嵌装固体润滑油的存油孔31，存油孔可以为通孔或者盲孔，而且在润滑衬套的内壁均布为佳。

另外，活塞沿其轴向从靠近第二端盖的一端到靠近第一端盖的一端依次设有高压流道I128和高压流道II129，其中高压流道II相对高压流道I旋转90度设置，高压流道I可与润滑衬套的内壁围成高压腔I，高压流道II可与润滑衬套的内壁围成高压腔II，在高压流道I的背面设有低压流道I，在高压流道II的背面设有低压流道II，低压流道I可与润滑衬套的内壁围成低压腔I，低压流道II可与润滑衬套的内壁围成低压腔II，如图5和6所示，高压流道I靠近第二端盖的侧壁与活塞靠近第二端盖的端面之间的距离以及高压流道II靠近第一端盖的侧壁与活塞靠近第一端盖的端面之间的距离均为L1，当活塞抵住第一端盖时，活塞靠近第二端盖的端面与靠近第二端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S1，S1≥0.5L1，当活塞抵住第二端盖时，活塞靠近第一端盖的端面与靠近第一端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S2，S2≥0.5L1。

而涉及本实施例的工作原理如下：

四通阀失电状态时，制冷剂通过与压缩机排气口连接的高压进气管进入阀体内腔同时通过导阀的高压信号管进入导阀内，然后通过第二接管与第二端盖连接并进入活塞与第二端盖之间的内腔，使该部分内腔形成高压腔，同时，与压缩机进气口连接的低压排气管通过导阀的低压信号管连通活塞与第一端盖之间的内腔，使该内腔形成低压腔。这样就能推动活塞由第二端盖向第一端盖方向移动，直至抵住第一端盖，此时，活塞上的高压腔I与阀体上的高压进气管D及冷凝管C连通，低压腔I与阀体上的低压进气管S及蒸发管E连通，如图4和6所示，实现制冷循环；

四通阀得电状态时，制冷剂通过与压缩机排气口连接的高压进气管进入阀体内腔同时通过导阀的高压信号管进入导阀内，然后通过第一接管与第一端盖连接并进入活塞与第一端盖之间的内腔，使该部分内腔形成高压腔，同时，与压缩机进气口连接的低压排气管通过导阀的低压信号管连通活塞与第二端盖之间的内腔，使该内腔形成低压腔。这样就能推动活塞由第一端盖向第二端盖方向移动，直至抵住第二端盖。此时，活塞上的高压腔II与阀体上的高压进气管D及蒸发管E连通，低压腔II与阀体上的低压排气管S及冷凝管C连通，如图1和5所示，实现制热循环。

实施例二：

如图7和8所示为本发明第二种实施例，本实施例在实施例一的基础上作了改进，阀体11具有八个接管孔，两个接管孔为一组并沿阀体轴向排列，四组接管孔沿阀体周向均布，八个接管孔分别连接第一冷凝管C1、第二冷凝管C2、第一蒸发管E1、第二蒸发管E2、第一高压进气管D1、第二高压进气管D2、第一低压排气管S1和第二低压排气管S2，其中第一冷凝管C1与第二蒸发管E2设于同一组接管孔中且第一冷凝管C1设于靠近第二端盖14的接管孔中、第二冷凝管C2与第一蒸发管E1设于同一组接管孔中，第一冷凝管C1与第一蒸发管E1相对、第二蒸发管E2与第二冷凝管C2相对，第一高压进气管D1与第二高压进气管D2设于同一组接管孔中且第一高压进气管D1设于靠近第二端盖14的接管孔中、第一低压排气管S1与第二低压排气管S1设于同一组接管孔中，第一高压进气管D1与第一低压排气管S1相对、第二高压进气管D2与第二低压排气管S2相对，导阀2的高压信号管23与第一高压进气管D1连通，导阀的低压信号管24与第一低压排气管S1连通。

活塞12沿其轴向从靠近第二端盖14的一端到靠近第一端盖13的一端依次设有第一高压流道121、第二高压流道122和第三高压流道123，其中第二高压流道相对第一高压流道旋转90度设置，第一高压流道可与润滑衬套的内壁围成第一高压腔，第二高压流道可与润滑衬套的内壁围成第二高压腔，第三高压流道可与润滑衬套的内壁围成第三高压腔，在第一高压流道的背面设有第一低压流道124，在第二高压流道的背面设有第二低压流道125，在第三高压流道的背面设有第三低压流道126，第一低压流道可与润滑衬套的内壁围成第一低压腔，第二低压流道可与润滑衬套的内壁围成第二低压腔，第三低压流道可与润滑衬套的内壁围成第三低压腔。如图9和10所示，第一高压流道靠近第二端盖的侧壁与活塞靠近第二端盖的端面之间的距离以及第三高压流道靠近第一端盖的侧壁与活塞靠近第一端盖的端面之间的距离均为L2，当活塞抵住第一端盖时，活塞靠近第二端盖的端面与靠近第二端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S3，S3≥0.5L2，当活塞抵住第二端盖时，活塞靠近第一端盖的端面与靠近第一端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S4，S4≥0.5L2。

本实施例的工作原理如下：

四通阀失电状态时，活塞抵住第一端盖，第一高压腔与第一高压进气管D1、第一冷凝管C1连通，第一低压腔与第一低压排气管S1、第一蒸发管E1连通，第二高压腔与第二高压进气管D2、第二冷凝管C2连通，第二低压腔与第二低压排气管S2、第二蒸发管E2连通，实现制冷循环；

四通阀得电状态时，活塞抵住第二端盖，第二高压腔与第一高压进气管D1、第一蒸发管E1连通，第二低压腔与第一低压排气管S1、第一冷凝管C1连通，第三高压腔与第二高压进气管D2、第二蒸发管E2连通，第三低压腔与第二低压排气管S2、第二冷凝管C2连通，实现制热循环。

在本实施例中，如图11所示，可以根据需要在活塞上设置将第一高压腔与第二高压腔连通以及将第二高压腔与第三高压腔连通的第一连通孔或第一连通槽127，也可以在活塞上设置将第一低压腔与第二低压腔连通以及将第二低压腔与第三低压腔连通的第二连通孔或第二连通槽。又或者第一连通孔或第一连通槽、第二连通孔或第二连通槽都设置。而第一冷凝管和第二冷凝管也可以根据需要通过第一连通管连通。同样的，第一蒸发管和第二蒸发管可以通过第二连通管连通。而第一高压进气管和第二高压进气管则设置第三连通管连通，第一低压排气管和第二低压排气管通过第四连通管连通。

本实施例中四通阀的设计，在特大型商用空调上的特制产品，与将原有的产品结构设计上进行尺寸扩大而获得相同制冷量的前提下，所需要的阀体材料的重量为原有结构的四通阀的2/5左右，能大大降低大容量四通阀的制造成本。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (7)

1.一种四通阀，包括主阀(1)和导阀(2)，所述主阀包括阀体(11)和活塞(12)，所述活塞设于阀体的内腔中并可沿阀体轴向移动，阀体的一端设置第一端盖(13)密封、另一端设置第二端盖(14)密封，活塞与第一端盖之间的内腔与导阀的第一接管(21)连通，活塞与第二端盖之间的内腔与导阀的第二接管(22)连通，其特征在于：所述阀体具有八个接管孔，两个接管孔为一组并沿阀体轴向排列，四组接管孔沿阀体周向均布，八个接管孔分别连接第一冷凝管(C1)、第二冷凝管(C2)、第一蒸发管(E1)、第二蒸发管(E2)、第一高压进气管(D1)、第二高压进气管(D2)、第一低压排气管(S1)和第二低压排气管(S2)，其中第一冷凝管与第二蒸发管设于同一组接管孔中且第一冷凝管设于靠近第二端盖的接管孔中、第二冷凝管与第一蒸发管设于同一组接管孔中，第一冷凝管与第一蒸发管相对、第二蒸发管与第二冷凝管相对，第一高压进气管与第二高压进气管设于同一组接管孔中且第一高压进气管设于靠近第二端盖的接管孔中、第一低压排气管与第二低压排气管设于同一组接管孔中，第一高压进气管与第一低压排气管相对、第二高压进气管与第二低压排气管相对，所述导阀的高压信号管与第一高压进气管和/或第二高压进气管连通，导阀的低压信号管与第一低压排气管和/或第二低压排气管连通。

2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于：所述阀体两端的内腔壁设有从阀体的端部沿阀体的轴向向阀体的中部延伸的安装台阶(112)，两个安装台阶的台阶面(1121)位于接管孔的两侧，所述安装台阶装配有润滑衬套(3)，所述活塞与润滑衬套的内壁配合并沿润滑衬套的内壁滑移，所述润滑衬套的内端面抵于安装台阶的台阶面，润滑衬套的长度大于活塞的移动行程。

3.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于：所述活塞沿其轴向从靠近第二端盖的一端到靠近第一端盖的一端依次设有第一高压流道(121)、第二高压流道(122)和第三高压流道(123)，其中第二高压流道相对第一高压流道旋转90度设置，第一高压流道可与润滑衬套的内壁围成第一高压腔，第二高压流道可与润滑衬套的内壁围成第二高压腔，第三高压流道可与润滑衬套的内壁围成第三高压腔，在第一高压流道的背面设有第一低压流道(124)，在第二高压流道的背面设有第二低压流道(125)，在第三高压流道的背面设有第三低压流道(126)，第一低压流道可与润滑衬套的内壁围成第一低压腔，第二低压流道可与润滑衬套的内壁围成第二低压腔，第三低压流道可与润滑衬套的内壁围成第三低压腔；

当活塞抵住第一端盖时，第一高压腔与第一高压进气管(D1)、第一冷凝管(C1)连通，第一低压腔与第一低压排气管(S1)、第一蒸发管(E1)连通，第二高压腔与第二高压进气管(D2)、第二冷凝管(C2)连通，第二低压腔与第二低压排气管(S2)、第二蒸发管(E2)连通；

当活塞抵住第二端盖时，第二高压腔与第一高压进气管(D1)、第一蒸发管(E1)连通，第二低压腔与第一低压排气管(S1)、第一冷凝管(C1)连通，第三高压腔与第二高压进气管(D2)、第二蒸发管(E2)连通，第三低压腔与第二低压排气管(S2)、第二冷凝管(C2)连通。

4.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于：所述第一高压流道靠近第二端盖的侧壁与活塞靠近第二端盖的端面之间的距离以及第三高压流道靠近第一端盖的侧壁与活塞靠近第一端盖的端面之间的距离均为L2，当活塞抵住第一端盖时，活塞靠近第二端盖的端面与靠近第二端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S3，S3≥0.5L2，当活塞抵住第二端盖时，活塞靠近第一端盖的端面与靠近第一端盖的安装台阶的台阶面之间的距离为S4，S4≥0.5L2。

5.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于：所述活塞具有将第一高压腔与第二高压腔连通以及将第二高压腔与第三高压腔连通的第一连通孔或第一连通槽(127)；

或者，所述活塞具有将第一低压腔与第二低压腔连通以及将第二低压腔与第三低压腔连通的第二连通孔或第二连通槽；

或者，所述活塞具有将第一高压腔与第二高压腔连通以及将第二高压腔与第三高压腔连通的第一连通孔或第一连通槽(127)，所述活塞具有将第一低压腔与第二低压腔连通以及将第二低压腔与第三低压腔连通的第二连通孔或第二连通槽。

6.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于：所述第一冷凝管和第二冷凝管通过第一连通管连通；或者，所述第一蒸发管和第二蒸发管通过第二连通管连通；或者，所述第一冷凝管和第二冷凝管通过第一连通管连通，所述第一蒸发管和第二蒸发管通过第二连通管连通。

7.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于：所述第一高压进气管和第二高压进气管通过第三连通管连通，第一低压排气管和第二低压排气管通过第四连通管连通。