CN105090554A - 热泵空调制冷系统及其三通换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热泵空调制冷系统及其三通换向阀，能够实现排气支管的可靠定位，且其结构简单，使用性能较好。本发明的三通换向阀包括主阀和控制所述主阀进行切换的导阀，所述导阀具有排气支管，所述主阀的阀座上设有与低压侧连通的排气接管，所述排气接管与所述主阀的内腔不连通，所述排气支管以其出口与所述排气接管连通并固定。由于排气接管与主阀的内腔不连通，此处的排气接管仅用于实现排气支管的定位，可以提高排气支管的定位可靠性，不会对旁路接管产生影响，增加了产品的整体稳定性，提高了其抗振动性能，避免因焊接不良导致连接松脱或者接管断裂；在主阀阀座上设置排气接管对阀座的改进较小，易于实现，相对于改造导阀更为简单易行。

Description

热泵空调制冷系统及其三通换向阀

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种用于控制制冷介质流向的三通换向阀。本发明还涉及一种采用上述三通换向阀对制冷介质的流向进行控制的热泵空调制冷系统。

背景技术

三通换向阀是用于实现流道切换的部件，在四通换向阀基础上改进而成，通常可以将四通换向阀中的一根接管堵塞以实现三通阀的功能。

请参考图1和图2，图1为现有技术中四通换向阀在一种具体实施方式中的工作原理示意图；图2为现有技术中三通换向阀在一种具体实施方式中的工作原理示意图。

现有技术中，四通换向阀和三通换向阀均包括电磁线圈1’、主阀2’和导阀3’三个部分，所不同的是，三通换向阀的主阀2’取消了与压缩机的吸气口连通的低压接管S，由于四通换向阀中导阀3’上用于排气的毛细管s与低压接管S连通而定位，故三通换向阀中低压接管S的取消使得原来连接在低压接管S上的毛细管s无法定位。

请进一步参考图3-图5，图3为现有技术中三通换向阀的低压侧毛细管一种定位方式的结构示意图；图4为图3所示定位方式中导阀的局部剖面示意图；图5为现有技术中三通换向阀的低压侧毛细管另一种定位方式的结构示意图。

为此，现有技术中采用两种方式实现导阀3’上与低压区连通的毛细管s的定位：

如图3所示，在一种定位方式中，可以将毛细管s固定于导阀3’，该种方式需要对导阀3’的结构进行改进。如图4所示，导阀3’的阀体沿其轴向向外延伸形成延伸部31’，延伸部31’与导阀3’的阀体内腔不连通；在延伸部31’上设有接管插口311’和连接孔312’，接管插口311’用于焊接与压缩机吸气口连通的低压接管，连接孔312’用于焊接导阀3’上的毛细管s，以实现毛细管s的定位；接管插口311’和连接孔312’在延伸部31’的内部连通，以实现毛细管s与低压区的连通。

在另一种定位方式中，毛细管s焊接固定在主阀2’的接管上，如图5所示，可以将导阀3’的毛细管s直接焊连在主阀2’的其中一个接管上，实现毛细管s的定位。

但是，上述两种定位方式均存在一定弊端：

在第一种定位方式中，需要对导阀3’的结构进行改进，增加了导阀3’的结构复杂程度，使得加工导阀3’所需材料增加，进而增加了制造成本。

在第二种定位方式中，毛细管s需焊接在主阀2’的接管上，其焊接可靠性较低，且焊接过程中产生的高温火焰很有可能会影响阀体的性能，例如对主阀2’上原有的焊缝产生热影响，对所固定接管的强度产生影响；另一方面，毛细管s焊接后，在换向阀使用过程中会产生较大振动，降低了产品的抗振动性能，影响产品的正常使用。

因此，如何另辟蹊径，设计一种三通换向阀，以简化其结构，同时能够实现用于排气的毛细管的可靠定位，提高其使用性能，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三通换向阀，能够实现排气支管的可靠定位，且其结构简单，使用性能较好。

本发明的另一目的是提供一种采用上述三通换向阀进行制冷介质流向切换的热泵空调制冷系统，能够实现对制冷介质流向的可靠控制。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三通换向阀，包括主阀和控制所述主阀进行切换的导阀，所述导阀具有排气支管，所述主阀的阀座上设有与低压侧连通的排气接管，所述排气接管与所述主阀的内腔不连通，所述排气支管以其出口与所述排气接管连通并固定。

本发明的三通换向阀，在主阀的阀座上设有与低压侧连通的排气接管，以便导阀上的排气支管能够固定连接在排气接管上，进而通过阀座固定排气支管；与现有技术中改进导阀实现排气支管的定位相比，本发明在阀座上开设有专门用于连接定位排气支管的排气接管，无需对导阀进行结构改造，进而可以减少导阀上小阀体所需贵金属材料的消耗，简化导阀结构，降低导阀加工难度，节约成本；与现有技术中将排气支管直接焊接在主阀的旁路接管上相比，本发明在阀座上设有专门的排气接管，以实现排气支管的定位，不会对主阀上与其他功能区连通的接管产生影响，进而提高了主阀的结构稳定性以及使用的可靠性。

由于排气接管与主阀的内腔不连通，此处的排气接管仅用于实现排气支管的定位，不会对三通换向阀的正常使用产生影响。更为重要的是，在主阀阀座上设置排气接管对阀座的改进较小，易于实现，相对于改造导阀更为简单易行，其加工难度较小；相对于将排气支管焊接在旁路接管上而言，专门设置排气接管可以提高排气支管的定位可靠性，不会对旁路接管产生影响，从而增加了产品的整体稳定性，提高了其抗振动性能，避免因焊接不良导致连接松脱或者排气支管、旁路接管断裂。

优选地，所述阀座上设有盲孔，所述盲孔与所述主阀的内腔不连通，所述排气接管与所述盲孔的开口端固定连接。

可以在阀座上设置盲孔，然后将排气接管直接固定连接在盲孔上，以便将排气接管与主阀的内腔相分离，避免排气接管与主阀内腔连通而影响换向阀的正常使用；开设盲孔的结构较为简单，加工难度较低，且对阀座的影响较小，还可以实现排气接管的可靠连接。

优选地，所述阀座上还具有与所述主阀的内腔连通的第一接管和第二接管，所述阀座用于连接所述第一接管和第二接管的接口分别处于所述盲孔的两侧。

可以将盲孔设置在阀座的中间，然后将第一接管和第二接管分别设置在盲孔的两侧，一方面，可以避免排气接管影响第一接管和第二接管接入主阀；另一方面，由于第一接管和第二接管需要与其他功能区连通，当第一接管和第二接管设置在阀座的两侧时，可以便于两者与其他功能区的连通，避免排气接管产生干扰；更为关键的是，当排气接管设置在第一接管和第二接管的两侧时，整个三通换向阀的结构与四通换向阀相近，其抗振动性能较好，结构更为合理，便于提高使用性能。

优选地，所述第一接管和第二接管的管径均大于所述排气接管。

优选地，所述第一接管、第二接管和排气接管均焊接在所述阀座上，且三者的焊接在同一工序中完成。

当主阀的阀座上设置排气接管时，可以将其焊接在阀座上，且其焊接过程可以在第一接管和第二接管的焊接工序中同时完成，无需单独进行焊接，故不需要额外增加焊接工序以及设备和人员，基本上无需改变原加工工序，简化了加工的复杂程度。

优选地，所述第一接管与冷凝器连通，所述第二接管与除霜装置连通。

优选地，所述排气支管与所述排气接管焊接固定。

优选地，所述主阀具有与高压侧连通的高压接管，所述导阀具有与所述高压接管连通的进气支管，所述进气支管与所述高压接管焊接，并在两者的焊接工序中完成所述排气支管与所述排气接管的焊接。

导阀上还具有与高压侧连通的进气支管，进行支管与主阀的高压接管采用焊接固定，则排气支管与排气接管的焊接可以在进气支管焊接的工序中进行，以简化产品连接结构，提高焊接后的质量。

本发明还提供一种热泵空调制冷系统，包括控制制冷介质流向的三通换向阀，所述三通换向阀为上述任一项所述的三通换向阀。

由于本发明的热泵空调制冷系统具有上述任一项所述的三通换向阀，故上述任一项所述的三通换向阀所产生的技术效果均适用于本发明的热泵空调制冷系统，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中四通换向阀在一种具体实施方式中的工作原理示意图；

图2为现有技术中三通换向阀在一种具体实施方式中的工作原理示意图；

图3为现有技术中三通换向阀的低压侧毛细管一种定位方式的结构示意图；

图4为图3所示定位方式中导阀的局部剖面示意图；

图5为现有技术中三通换向阀的低压侧毛细管另一种定位方式的结构示意图；

图6为本发明所提供三通换向阀在一种具体实施方式中的结构示意图；

图7为本发明所提供三通换向阀在另一种具体实施方式中的结构示意图；

图8为本发明所提供三通换向阀的主阀一种设置方式的剖面结构示意图；

图9为本发明所提供主阀的阀座一种设置方式的剖面结构示意图；

图10为图9所示阀座的仰视图。

图1-5中：

1’电磁线圈、2’主阀、3’导阀、31’延伸部、311’接管插口、312’连接孔

图6-10中：

1主阀、11阀座、111盲孔、12排气接管、13第一接管、14第二接管、15高压接管、16第一接口、17第二接口、2导阀、21排气支管、22进气支管

具体实施方式

本发明的核心是提供一种三通换向阀，能够实现排气支管的可靠定位，且其结构简单，使用性能较好。

本发明的另一核心是提供一种采用上述三通换向阀进行制冷介质流向切换的热泵空调制冷系统，能够实现对制冷介质流向的可靠控制。

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。

请参考图6-8，图6为本发明所提供三通换向阀在一种具体实施方式中的结构示意图；图7为本发明所提供三通换向阀在另一种具体实施方式中的结构示意图；图8为本发明所提供三通换向阀的主阀一种设置方式的剖面结构示意图。

本发明的三通换向阀，用于热泵空调制冷系统，通过其内部流道的切换对制冷介质的流向进行控制。本发明的三通换向阀包括主阀1和导阀2，导阀2用于控制主阀1的切换，导阀2具有排气支管21，排气支管21与低压侧连通，以便气体通过排气支管21向外排出；主阀1具有阀座11，阀座11上设有排气接管12，排气接管12与低压侧连通，排气支管21以其出口与排气接管12连通，以实现排气支管21与低压侧的连通；排气支管21与排气接管12固定连接，则可以通过排气接管12实现排气支管21的定位；排气接管12与主阀1的内腔不连通，以避免排气接管12的设置影响三通换向阀的正常使用。

本发明的三通换向阀，阀座11上设有排气接管12，使得导阀2上的排气支管21可以直接连接固定在排气接管12上，与现有技术中将排气支管21固定在导阀2上相比，本发明无需对导阀2的结构进行改进，可以减少制造导阀2所消耗的材料，简化导阀2的结构，降低其加工难度，节约成本；与现有技术中将排气支管21固定在与其他功能区连通的接管上相比，本发明在阀座11上设置专门用于连接固定排气支管21的排气接管12，不会对其他处于工作状态的接管产生影响，提高了主阀1使用的可靠性。

再者，仅在主阀1的阀座11上设置排气接管12即可实现排气支管21的定位，排气支管21可以直接与排气接管12连接，与现有技术中通过导阀2间接连通或者通过其他工作用接管连接相比，本发明的结构简化了三通换向阀的结构，降低了各部件之间连接的复杂程度，提高了三通换向阀的综合性能。

需要说明的是，图6和图7分别示出了本发明的三通换向阀采用不同的导阀2的整体结构，图6中导阀2采用黄铜和不锈钢组合而成，图7中的导阀完全采用不锈钢制成；也就是说，本发明将排气接管12设置在阀座11上的结构，不仅适用于采用黄铜和不锈钢组合制成导阀2的三通换向阀，还适用于采用全不锈钢制成导阀2的三通换向阀，故具有普遍适用性，仅对主阀1的结构进行了较小改动，能够有效提高三通换向阀的使用性能。

请进一步参考图9和图10，图9为本发明所提供主阀的阀座一种设置方式的剖面结构示意图；图10为图9所示阀座的仰视图。

具体地，可以在阀座11上设置盲孔111，如图9和图10所示；盲孔111与主阀1的内腔不连通，然后将排气接管12固定连接在盲孔111的开口端，如图6-8所示。

首先，在阀座11上加工盲孔111较为简单，其加工难度较低，对阀座11本身的影响较小，能够使得阀座11保持较好的强度和较高的结构完整性；其次，当在阀座11上设置盲孔111时，可以通过盲孔111一端封堵的特性实现与主阀1内腔的隔离，该结构简单易行，隔离效果较好，可有效防止排气接管12与主阀1的内腔形成连通，以使得三通换向阀正常工作；最后，可以将排气接管12直接固定连接在盲孔111上，以提高连接的可靠性和便捷性。

进一步，本发明的阀座11上还可以设置第一接管13和第二接管14，第一接管13和第二接管14均与主阀1的内腔连通；阀座11上设有用于连通第一接管13和第二接管14的接口，本文中定义用于连接第一接管13的接口为第一接口16，用于连接第二接管14的接口为第二接口17；第一接口16和第二接口17分别处于盲孔111的两侧，即盲孔111开设在第一接口16和第二接口17之间，如图9和图10所示。

当盲孔111开设在第一接口16和第二接口17之间时，排气接管12处于第一接管13和第二接管14之间，整个三通换向阀的结构与现有的四通换向阀类似，这种结构布局相对比较稳定，在使用过程中具有较好的抗振动性能。

通常情况下，第一接管13和第二接管14为处于工作状态的接管，两者可以与其他功能区连通，然后通过高压气源在第一接管13和第二接管14之间切换改变流路，以便高压侧与第一接管13或者第二接管14连通后实现不同的功能；从这点上讲，当第一接管13和第二接管14处于排气接管12的两侧时，第一接管13和第二接管14处于主阀1的外侧，便于两者与其他功能区实现连通，避免排气接管12对第一接管13和第二接管14产生影响，从而简化连接结构，防止接管之间相互缠绕，便于进行维修等操作。

在上述基础上，第一接管13和第二接管14、排气接管12可以均焊接在阀座11上，即第一接管13与第一接口16焊接，第二接管14与第二接口17焊接，排气接管12与盲孔111焊接，则上述三个焊接过程可以在同一个焊接工序中完成。

也就是说，第一接管13、第二接管14和排气接管12可以焊接在阀座11上，故排气接管12的焊接可以与第一接管13和第二接管14的焊接在同一工序中完成，无需为排气接管12增加而外的定位工序，也就无需增加工序、设备和人员，对主阀1的加工工艺影响较小。

另外，采用焊接的连接方式有利于提高连接可靠性，与现有技术中将排气支管21直接焊接在第一接管13或者第二接管14上相比，本发明的排气支管21焊接在排气接管12上，不会对第一接管13和第二接管14的强度和结构产生影响；更为重要的是，与第一接管13和第二接管14不同的是，排气接管12与主阀1的内腔不连用，不会因流体的流动产生振动，故排气支管21与排气接管12的连接可靠性较高；与此同时，第一接管13和第二接管14可靠地焊接在阀座11上，且不存在排气支管21的二次焊接影响，故第一接管13、第二接管14、排气支管21和排气接管12均得到可靠定位，从而提高了整个主阀1的抗振动性能。

还可以对第一接管13、第二接管14和排气接管12的管径进行设置，如图8所示，第一接管13和第二接管14的管径可以均大于排气接管12的管径。由于排气接管12与盲孔111连通，与主阀1的内腔不连通，故排气接管12的作用仅限于对排气支管21进行连接定位，可以采用小管径设置，在实现排气支管1与低压侧连通功能的同时，减小体积，降低材料消耗，同时降低对阀座11的影响。

详细地，排气支管21与排气接管12可以采用焊接固定的方式实现连接，其连接较为可靠。

不失一般性，主阀1上可以设置与高压侧连通的高压接管15，导阀2具有与高压接管15连通的进气支管22，进气支管22可以与高压接管15焊接，则排气支管21与排气接管12的焊接可以在高压接管15与进气支管22的焊接工序中完成。

可见，当排气支管21与排气接管12采用焊接的连接方式时，由于导阀2上的进气支管22与主阀1上的高压接管15通常采用焊接的连接方式，故排气支管21与排气接管12的焊接可以在高压接管15与进气支管22的焊接工序中完成，无需额外增加排气支管21与排气接管12进行连接的加工工序；与现有技术中排气支管21的两种定位方式相比，本发明不仅定位可靠，还简化了加工工艺。

以第一接管13与冷凝器连通，第二接管14与除霜装置连通为例，以下结合图2，对本发明三通换向阀的工作原理进行详细说明。

详细地，主阀1可以包括一个圆筒形的阀体，阀体上通常设有与高压气源口相连通的高压接管15(即为高压区)，也就是说，高压接管15与高压侧连通；阀体上还可以设置与低压管路相连通的第一接管13和第二接管14；阀体的两端由端盖封固，内部焊接有阀座11；阀体内还具有沿阀体的轴向延伸的连杆，以及嵌在连杆中间的滑块，连杆的两端均设有活塞，从而将主阀1的内腔分隔成左、中、右三个腔室；阀座11和滑块组成一对运动副，活塞和阀体则组成另一对运动副，通过两个运动副的相对运动实现流道的切换。

导阀2可以包括套管，套管的左端焊接有闷盖部件，右端焊接有封头；闷盖部件上侧焊接有与主阀1的高压接管15连接的进气支管22，故导阀2的内腔为高压区，下侧孔中焊接有小阀座；小阀座上开有三个台阶通孔，且由左至右的三个台阶通孔分别焊接有与主阀1的左端盖连通的支管、与低压管路连通的排气支管21和与主阀1的右端盖连通的支管；套管的内腔有能够左右滑动的芯铁，和弹压在芯铁右侧安装孔中的回复弹簧，以及通过铆钉连为一体、然后一起铆接固定在芯铁左侧孔中的拖动架和簧片；拖动架左端有开孔，下部开有凹孔的滑碗即嵌装在该孔中，簧片则顶压在滑碗的上部，以使滑碗的下端面紧贴在小阀座表面。

滑碗可随芯铁、拖动架和簧片在小阀座的表面上滑动，滑碗与小阀座组成一个运动副；小阀座的内腔(即连接有排气支管21的腔体)为低压区，而其背部(即导阀2的内腔)为高压区，因此滑碗承受着由此而产生的压差力，以保证运动副的密封可靠性。

电磁线圈套装在导阀2的外部与芯铁对应的位置，以便通过控制电磁线圈的通断电实现对芯铁的控制。

具体地，当电磁线圈不通电时，在回复弹簧的作用下，芯铁带动滑碗一起左移，从而使与主阀1的左端盖连通的支管与排气支管21连通，与主阀1的右端盖连通的支管与进气支管22连通；由于排气支管21连接的是低压区，故主阀1左腔的气体通过滑碗和排气支管21而流出左腔，因此左腔成为低压区，而主阀1的右腔由于有来自进气支管22的高压气的补充，从而成为高压区，如此在主阀1的左右腔间形成压力差，从而将滑块和活塞推向左侧，使第一接管13与高压接管15断开，高压接管15与第二接管14相通，此时流通路径为：高压气源口→高压接管15→阀体中腔→第二接管14→除霜装置(或其它功能区)，形成流路。

当需要改变流体流路时，电磁线圈通电，在线圈电磁力的作用下，芯铁克服回复弹簧的作用力而带动滑碗一起右移，而使与主阀1的右端盖连通的支管与排气支管21连通，与主阀1的左端盖连通的支管与进气支管22相通。主阀1的右腔成为低压区，而左腔成为高压区，因此滑块和活塞被推向右侧，使第二接管14与高压接管15断开，高压接管15与第一接管13相通，此时流通路径为：高压气源口→高压接管15→阀体中腔→第一接管13→冷凝器(或其它功能区)，形成流路。

本文中所述的左右方式是指滑块的滑动方向，上下是指与左右方向所在的水平面垂直的方向，并以三通换向阀正常使用的状态区分上下和左右。

本发明还提供一种热泵空调制冷系统，采用上述任一项所述的三通换向阀对制冷介质的流向进行控制，热泵空调制冷系统中其他部分的结构请参照现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的热泵空调制冷系统及其三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 (9)

1.一种三通换向阀，包括主阀(1)和控制所述主阀(1)进行切换的导阀(2)，所述导阀(2)具有排气支管(21)，其特征在于，所述主阀(1)的阀座(11)上设有与低压侧连通的排气接管(12)，所述排气接管(12)与所述主阀(1)的内腔不连通，所述排气支管(21)以其出口与所述排气接管(12)连通并固定。

2.如权利要求1所述的三通换向阀，其特征在于，所述阀座(11)上设有盲孔(111)，所述盲孔(111)与所述主阀(1)的内腔不连通，所述排气接管(12)与所述盲孔(111)的开口端固定连接。

3.如权利要求2所述的三通换向阀，其特征在于，所述阀座(11)上还具有与所述主阀(1)的内腔连通的第一接管(13)和第二接管(14)，所述阀座(11)用于连接所述第一接管(13)和第二接管(14)的接口分别处于所述盲孔(111)的两侧。

4.如权利要求3所述的三通换向阀，其特征在于，所述第一接管(13)和第二接管(14)的管径均大于所述排气接管(12)。

5.如权利要求3所述的三通换向阀，其特征在于，所述第一接管(13)、第二接管(14)和排气接管(12)均焊接在所述阀座(11)上，且三者的焊接在同一工序中完成。

6.如权利要求3所述的三通换向阀，其特征在于，所述第一接管(13)与冷凝器连通，所述第二接管(14)与除霜装置连通。

7.如权利要求1-6任一项所述的三通换向阀，其特征在于，所述排气支管(21)与所述排气接管(12)焊接固定。

8.如权利要求7所述的三通换向阀，其特征在于，所述主阀(1)具有与高压侧连通的高压接管(15)，所述导阀(2)具有与所述高压接管(15)连通的进气支管(22)，所述进气支管(22)与所述高压接管(15)焊接，并在两者的焊接工序中完成所述排气支管(21)与所述排气接管(12)的焊接。

9.一种热泵空调制冷系统，包括控制制冷介质流向的三通换向阀，其特征在于，所述三通换向阀为上述权利要求1-8任一项所述的三通换向阀。