CN105065717B - 一种换向阀及空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换向阀及空调机组，换向阀包括第一盖体，第一盖体的第一表面上设有第一通气口，第二表面上设有第二通气口和至少两个第三通气口，且在第一盖体中设有将第一通气口与第二通气口连通的第一连接通道和将第三通气口中的两个连通的第二连接通道，第一盖体能够绕一旋转轴线旋转，使第二通气口和第三通气口随第一盖体旋转从而与气管的连通关系改变，通过第一连接通道将与第一通气口连通的气管和与第二通气口连通的气管导通，同时通过第二连接通道将与第三通气口中的两个连通的气管导通，以实现换向阀的换向。本发明的换向阀适应性较强，在设备中实际安装时更为方便；而且控制所需的结构件较少，使得控制过程更加简便。

Description

一种换向阀及空调机组

技术领域

本发明涉及流体控制元件技术领域，尤其涉及一种换向阀及空调机组。

背景技术

为了使空调机组实现夏天制冷冬天制热这种一机两用的目的，一般采用四通换向阀来改变制冷剂的流动通道，以此来改变制冷剂的流向，从而实现制冷和制热模式的切换。

现有技术中的四通换向阀多数采用如图1所示的结构，包括主阀1a、导阀2a和控制导阀2a动作的电磁线圈3a，导阀2a通过d、e、s和c四个毛细管与主阀1a连接。其中，主阀1a包括一个圆筒形的阀体11a，其上设有与压缩机4a的排气口相连的D连接管(即为高压区)，与压缩机4a的吸气口相连的S连接管(即为低压区)，与蒸发器侧6a相连的E连接管，以及与冷凝器侧5a相连的C连接管。阀体1a内部固定有阀座15a，滑块14a和一对活塞13a通过用连杆12a连成一体，从而使阀座15a和滑块14a组成一对运动副，活塞13a和阀体11a组成一对运动副，而且阀体1a内部通过活塞13a分隔为三个腔室。

当空调机组在制冷模式下运行时，电磁线圈3a不通电，导阀2a在内部回复弹簧的作用下使毛细管e/s、c/d分别连通，由于S接管处为低压区，这时主阀1a左腔室的气体通过毛细管e、导阀2a和毛细管s而流向低压区的S连接管，因此主阀1a左腔室形成低压区；而右腔室由于有来自毛细管c的高压气的补充，从而形成高压区，在压力差的作用下将活塞13a和滑块14a推向左侧，使E和S连接管相通，D和C连接管相通。此时机组内部的制冷剂流通路径为：压缩机4a排气口→D连接管→阀体11a中腔→C连接管→冷凝器侧5a→蒸发器侧6a→E连接管→S连接管→压缩机4a吸气口，这时机组处于制冷工作状态。

当空调机组在制热模式下运行时，电磁线圈3a通电，通过导阀2a使得毛细管c/s、e/d分别相通，按照类似的原理，活塞13a和滑块14a被推向右侧，使C和S连接管相同，D和E连接管相通，此时机组内部的制冷剂流通路径相反。

可以看出，该四通阀结构在进行模式切换时，只能实现进气口(D连接口)与阀体11a两侧管路中的一路(E或C连接口)导通，同时其余的两路导通，无法实现进气口与中间一路导通，导致该类四通阀在实际安装应用时存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提出一种换向阀及空调机组，能够使换向阀在设备中安装时获得更好的适应性。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种换向阀，包括设有通气口的第一盖体，所述通气口包括设置在所述第一盖体的第一表面上的第一通气口、设置在所述第一盖体的第二表面上的第二通气口和至少两个第三通气口，且在所述第一盖体中设有将所述第一通气口与所述第二通气口连通的第一连接通道和将所述至少两个第三通气口中的两个连通的第二连接通道，所述第一盖体能够围绕一转动轴线旋转，使得所述第二通气口和所述至少两个第三通气口随所述第一盖体旋转从而与气管的连通关系发生变化，通过所述第一连接通道将与所述第一通气口连通的气管和与所述第二通气口连通的气管导通，同时通过所述第二连接通道将与所述至少两个第三通气口中的两个连通的气管导通，以实现所述换向阀的换向。

进一步地，还包括能够与所述第一盖体相对转动的第二盖体，所述第二盖体包括与所述第二表面相接合的第三表面以及用于连接与所述第二通气口和所述至少两个第三通气口连通的气管的第四表面，能够使所述第二通气口和所述第三通气口通过所述第二盖体内且位于所述第三表面和所述第四表面之间的第三连接通道与所述气管连通。

进一步地，在所述第二表面上开设有凹槽，所述凹槽与所述第三表面共同形成所述第二连接通道。

进一步地，在所述第一盖体内部开设有作为所述第二连接通道的孔状通道，所述孔状通道在所述第二表面上形成所述至少两个第三通气口。

进一步地，还包括驱动部件，所述驱动部件与所述第一盖体连接，能够驱动所述第一盖体旋转从而实现所述换向阀的换向。

进一步地，所述驱动部件为电机，所述电机的输出轴与所述第一盖体连接。

进一步地，所述第二通气口和所述至少两个第三通气口在所述第一盖体的所述旋转轴线为圆心的同一圆周上等间隔排列。

进一步地，所述第一盖体的所述旋转轴线为所述第一通气口的中心轴线。

进一步地，所述换向阀为四通阀，所述至少两个第三通气口的数量为两个。

进一步地，所述第一盖体和所述第二盖体均为圆柱形。

进一步地，所述第一盖体可旋转地安装在与所述第一通气口连通的气管上。

为实现上述目的，本发明另一方面提供了一种空调机组，包括上述实施例所述的换向阀。

进一步地，所述换向阀的所述第一通气口通过进气管与所述空调机组中压缩机的高压端连通。

基于上述技术方案，本发明实施例的换向阀，通过控制第一盖体作旋转运动来使第二通气口和至少两个第三通气口与气管的连通关系发生变化，从而实现换向，这种结构能够大大降低现有技术中换向阀的局限性，使得换向阀在设备中安装时无需受限于特定的位置，从而使各气管的布局更加合理，因而该换向阀的在实际安装时适应性较强，使得安装更为方便；而且，该换向阀仅需要控制第一盖体的旋转即可实现换向，控制所需的结构件较少，控制过程也更加简便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中的换向阀在空调机组中的连接示意图；

图2为本发明换向阀的一个实施例的三维结构示意图；

图3为图2所示换向阀的俯视图；

图4为图2所示换向阀的半剖示意图；

图5、图6和图7分别为图2所示换向阀的A-A、B-B和C-C剖视图。

附图标记说明

1a－主阀；2a－导阀；3a－电磁线圈；4a－压缩机；5a－冷凝器侧；6a－蒸发器侧；11a－阀体；12a－连杆；13a－活塞；14a－滑块；15a－阀座；D、E、S、C－连接管；d、e、s、c－毛细管；

1－第一盖体；2－第二盖体；3－进气管；4－第一气管；5－第二气管；6－第三气管；7－电机；M－第一连接通道；N－第二连接通道；O－第三连接通道。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

本发明提供了一种换向阀，如图2所示，包括第一盖体1，第一盖体上开设有四个以上通气口，通气口包括设置在第一盖体1的第一表面上的第一通气口、设置在第一盖体1的第二表面上的第二通气口和至少两个第三通气口。对于图2所示的第一盖体1为圆柱形的换向阀，第一表面和第二表面可以分别是圆柱体的上表面和下表面，如图3所示，第一通气口开设在圆柱体的上表面，与进气管3连通，如图6所示，第二通气口和两个第三通气口开设在圆柱形的下表面，分别与第一气管4、第二气管5和第三气管6相连通。在其它可实现的形式中，各通气口也可以设置在第一盖体1的侧面，或者也不排除第一表面和第二表面为同一个表面的情况。

而且在第一盖体1中开设有两个连接通道，如图3所示的俯视图、图4所示的半剖视图和图5所示的A-A剖视图，分别为第一连接通道M和第二连接通道N，第一连接通道M将第一通气口与第二通气口连通，第二连接通道N将至少两个第三通气口中的两个连通。这里提到的将至少两个第三通气口中的两个连通，可以包括以下几种情况：采用多条第二连接通道N分别将每一对第三通气口连通；采用一条第二连接通道N将部分第三通气口连通，而使其它第三通气口设置为截止状态；采用一条第二连接通道N将所有的第三通气口都连通，这三种情况即为将至少两个第三通气口中的部分或者全部连通，至于选择哪种类型的设计形式完全取决于实际设备的需求。

并且该换向阀的第一盖体1能够围绕一转动轴线旋转，使得第二通气口和至少两个第三通气口随第一盖体1旋转从而与气管的连通关系发生变化，通过第一连接通道M将与第一通气口连通的气管和与第二通气口连通的气管导通，同时通过第二连接通道N将与至少两个第三通气口中的两个连通的气管导通，以实现换向阀的换向。优选地，该转动轴线可以是第二通气口和至少两个第三通气口形成的圆的中心轴线。

下面将本发明的实施例与现有技术进行对比来说明其技术效果。现有技术中的换向阀是通过导阀和压缩机配合，来控制活塞在阀体内运动到左极限位置或者右极限位置，以改变各连接管的连通关系从而实现换向，这种结构形式和控制原理使得进气口只能与阀体两侧管路中的一路导通，同时其余的两路导通，而根本无法实现进气口与中间一路导通，也就造成了该换向阀安装时的局限性。

而本发明实施例的换向阀，通过采用第一盖体作旋转运动的方式来使第二通气口和至少两个第三通气口与气管的连通关系发生变化，从而实现换向，这种结构能够大大降低现有技术中换向阀的局限性，使得换向阀在设备中安装时无需受限于特定的位置，从而使各气管的布局更加合理，因而该换向阀的在实际安装时适应性较强，使得安装更为方便；而且，该换向阀仅需要控制第一盖体的旋转即可实现换向，控制所需的结构件较少，控制过程也更加简便。

上面介绍的换向阀实施例可以是四通阀，相应地在第一盖体1的第二表面上设置两个第三通气口，这种四通阀可以应用在空调机组中来改变制冷剂的流动通道，以此来改变制冷剂的流向，从而实现制冷和制热模式的切换。当然，此种四通阀也可以应用在其它类型的需要执行换向功能的设备中。而且，根据设备中实际管路的连接需求，该换向阀也可以设计为五通阀或者六通阀等。另外，换向阀内部以及各管路中流通的介质除了是气体，也可以是其它类型的工质。

下面给出的各种实施例均以四通阀为例进行介绍，其它种类换向阀的特征与之类似。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，该换向阀还包括能够与第一盖体1相对转动的第二盖体2，第二盖体2包括与第二表面相接合的第三表面以及用于连接与第二通气口和至少两个第三通气口连通的气管的第四表面，能够使第二通气口和第三通气口通过第二盖体2内且位于第三表面和第四表面之间的第三连接通道O与气管连通。对于图2和图4所示的实施例，第二盖体2设置在第一盖体1的下方，能够起到固定或安装第一气管4、第二气管5和第三气管6的作用，并建立起第二通气口和第三通气口与这些气管的连通关系。在可选的两种方案中，其一是将这些气管通过转接头安装在第二盖体2的第四表面上，从而实现各个气管与对应通气口保持连通；其二是将各个气管伸入到对应的第三连接通道O中，可以顶住第一盖体1的第二表面，也可以伸入到第二盖体2中连接通道的任意位置。优选地，气管可以采用铜管或者其它材料制成的管。

上述带有第二盖体2的实施例是优选的方案，可以将第一盖体1和第二盖体2封装在一起形成完整的换向阀产品，在使用和安装时更加方便，易于与设备中的管路连接固定。当然，作为扩展的实施例，在满足管路和其它结构件的固定、以及密封良好的前提下，可以将第一气管4、第二气管5和第三气管6通过转接件直接连接在第二通气口和第三通气口上，这种方案是直接通过第一盖体1的旋转来实现各通气口与气管之间的连通关系切换，而不需要经过第二盖体2。

上一个实施例给出了各气管在第二盖体2上的固定方式，由于第二盖体2是静止的结构件，因而气管在其上连接时也较为容易。但是对于连接在第一盖体1上的气管，由于第一盖体1存在旋转运动，就需要设置特殊的结构来使第一盖体1可旋转地安装在与第一通气口连通的气管上。例如，如图4所示的换向阀的半剖视图和图7所示的C-C剖视图，在第一盖体1上设有轴承部件，轴承部件包括：固定在第一通气口处的外圈、用于与气管相固定的内圈和位于外圈和内圈之间的滚动体，在安装时仅需要将进气管3与轴承部件的内圈固定即可。

上述各实施例中的第一连接通道M和第二连接通道N起到将不同的通气口之间相互连通的作用，下面将给出几个实施例来说明这两种连接通道可以采用的结构形式。

第一连接通道M将第一通气口与第二通气口连通，从图2所示的结构示意图和图4所示的半剖视图中，可以看出第一连接通道M设计成截面为圆形，轨迹为折线的通道，但不限于此，它可以是截面和轨迹为任意形状的通道，只要能实现气体的导通即可，但最好不要给气体的流通造成太大的阻力，以降低能量损耗。

第二连接通道N将两个第三通气口连通，对于设计有第二盖体2的实施例，第二连接通道N由设置在第二表面上的凹槽和第三表面共同围合形成。从图2所示的结构示意图、图3所示的俯视图和图5所示的A-A剖视图中，可以看出第二连接通道N为圆弧形凹槽，凹槽的两端分别与第三通气口过渡连通。这种设置第二连接通道N的方式加工起来比较简单。

对于设计有第二盖体2或者直接将气管与通气口连通的实施例，第一盖体1内部开设有孔状通道作为第二连接通道N，该孔状通道在第二表面上形成至少两个第三通气口，它可以是截面和轨迹为任意形状的通道，只要能实现气体的导通即可。这种实施例的优点在于适应性更广，对换向阀的结构设置和连接关系无特别限制。

更进一步地，本发明的换向阀还包括驱动部件，驱动部件与第一盖体1连接，能够驱动第一盖体1旋转从而实现换向阀的换向。根据在不同设备中的应用情况，可以选取不同种类的动力元件来驱动第一盖体1进行旋转，例如采用电动、液动和气动提供动力来进行驱动。

在一个优选的实施例中，驱动部件为电机7，电机7的本体与第一通气口同轴固定在第二盖体2上，输出轴与第一盖体1连接，在需要换向时，控制电机7转动预设的角度行程，预设的角度行程是指第一盖体1转动一定的角度后，恰好能将第二通气口和第三通气口与各气管的连通关系发生改变，以实现管路中气流流向的改变。

在一个更加优选的实施例中，对于四通阀而言，第二通气口和两个第三通气口在第一盖体1的旋转轴线为圆心的同一圆周上等间隔排列，即按照120度的间隔角布置。第二通气口和两个第三通气口位于同一个圆上，目的是为了使第一盖体1每次转过预设的角度行程后，各通气口仍能与相应位置的气管保持连通关系。当然，也可以将第二通气口和第三通气口设计为气室的形式，即尺寸稍大于气管的内径，这样就允许各通气口在径向位置上存在一定的偏差。另外，第二通气口和两个第三通气口在圆周上等间隔布置，目的是为了更容易控制电机7实现旋转定位，每次需要换向时只需要控制电机7转过120度即可。

对于上一个实施例，更进一步地，第一盖体1的旋转轴线为第一通气口的中心轴线，即第二通气口和两个第三通气口位于以第一通气口的中心轴为圆心的同一个圆上。而且，对于第一盖体1为圆柱体的实施例，可以将第一通气口设置在第一表面的中心位置，并将圆柱体的轴心线作为预设旋转轴线。在其它的实施例中，第一通气口也可以偏离预设旋转轴线设置。

另外，对于换向阀整体形状的设计，只要不影响旋转换向，并能保证换向阀的密封即可。对于图2所示的实施例，第一盖体1和第二盖体2均为圆柱形，这种结构加工起来比较简单，而且从密封的角度来考虑，整体设计为圆柱形的结构更容易满足密封要求。

此外，本发明还提供了一种空调机组，包括上述各实施例所述的换向阀。前面已经阐述了该换向阀具有安装适应性强和控制简便的优点，因而采用安装了该换向阀的空调机组也具备相应的优点。除了用于空调机组，如果其它设备需要具备换向的功能，也可以安装本发明的换向阀。

在一个实施例中，只需要将换向阀的第一通气口通过进气管3与空调机组中压缩机的高压端连通，并将第二通气口和两个第三通气口对应的气管分别与压缩机的低压端、蒸发器和冷凝器连接，但是不需要遵循特定的连接关系，因为第一气管4、第二气管5和第三气管6在实现换向过程中的地位是相同的，所以本发明的空调机组在安装时更加方便，内部各个气管的布局也会比较合理；而且，该空调机组在对制冷剂的流动方向进行切换时，仅需要控制第一盖体1的旋转即可实现，控制所需的结构件较少，控制过程比较简便；另外，由于换向阀自身结构简单，可以节约空调机组的内部安装空间，同时也具备较高的动作可靠性。

上面的实施例是将第一盖体1上的第一通气口作为进气口，将其通过进气管3与压缩机的高压端连接，实际安装使用时也可以将第一通气口作为排气口，将其通过气管与压缩机的低压端连接。

以上对本发明所提供的一种换向阀及空调机组进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施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 (13)

1.一种换向阀，其特征在于，包括设有通气口的第一盖体(1)，所述通气口包括设置在所述第一盖体(1)的第一表面上的第一通气口、设置在所述第一盖体(1)的第二表面上的第二通气口和至少两个第三通气口，且在所述第一盖体(1)中设有将所述第一通气口与所述第二通气口连通的第一连接通道(M)和将所述至少两个第三通气口中的两个连通的第二连接通道(N)，所述第一盖体(1)能够围绕一转动轴线旋转，使得所述第二通气口和所述至少两个第三通气口随所述第一盖体(1)旋转从而与气管的连通关系发生变化，通过所述第一连接通道(M)将与所述第一通气口连通的气管和与所述第二通气口连通的气管导通，同时通过所述第二连接通道(N)将与所述至少两个第三通气口中的两个连通的气管导通，以实现所述换向阀的换向。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，还包括能够与所述第一盖体(1)相对转动的第二盖体(2)，所述第二盖体(2)包括与所述第二表面相接合的第三表面以及用于连接与所述第二通气口和所述至少两个第三通气口连通的气管的第四表面，能够使所述第二通气口和所述第三通气口通过所述第二盖体(2)内且位于所述第三表面和所述第四表面之间的第三连接通道(O)与所述气管连通。

3.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于，在所述第二表面上开设有凹槽，所述凹槽与所述第三表面共同形成所述第二连接通道(N)。

4.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于，在所述第一盖体(1)内部开设有作为所述第二连接通道(N)的孔状通道，所述孔状通道在所述第二表面上形成所述至少两个第三通气口。

5.根据权利要求1～3任一所述的换向阀，其特征在于，还包括驱动部件，所述驱动部件与所述第一盖体(1)连接，能够驱动所述第一盖体(1)旋转从而实现所述换向阀的换向。

6.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，所述驱动部件为电机(7)，所述电机(7)的输出轴与所述第一盖体(1)连接。

7.根据权利要求1～3任一所述的换向阀，其特征在于，所述第二通气口和所述至少两个第三通气口在所述第一盖体(1)的所述转动轴线为圆心的同一圆周上等间隔排列。

8.根据权利要求7所述的换向阀，其特征在于，所述第一盖体(1)的所述转动轴线为所述第一通气口的中心轴线。

9.根据权利要求1～3任一所述的换向阀，其特征在于，所述换向阀为四通阀，所述至少两个第三通气口的数量为两个。

10.根据权利要求2或3所述的换向阀，其特征在于，所述第一盖体(1)和所述第二盖体(2)均为圆柱形。

11.根据权利要求8所述的换向阀，其特征在于，所述第一盖体(1)可旋转地安装在与所述第一通气口连通的气管上。

12.一种空调机组，其特征在于，包括权利要求1～11任一所述的换向阀。

13.根据权利要求12所述的空调机组，其特征在于，所述换向阀的所述第一通气口通过进气管(3)与所述空调机组中压缩机的高压端连通。