CN105333167B - 换向阀及其滑块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换向阀及其滑块，其中，换向阀的滑块包括：滑块本体(10)，滑块本体(10)具有连通腔、密封面以及换向接触面(11)，密封面围绕在连通腔的周围，换向接触面(11)设置在密封面的沿滑块本体(10)的运动方向的两端，滑块还包括：排泄结构，设置在换向接触面(11)上，排泄结构包括第一排泄口(21)和第一排泄槽(22)，第一排泄槽(22)的延伸方向与滑块本体(10)的运动方向相交，第一排泄口(21)设置在滑块本体(10)的边缘以将第一排泄槽(22)内的流体排出至滑块本体(10)的外部。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中换向时存在抖动的问题。

Description

换向阀及其滑块

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体而言，涉及一种换向阀及其滑块。

背景技术

现有技术中的换向阀，以四通阀为例，其结构如图1所示，主要包括阀座1’和滑块2’。该四通阀广泛地使用在空调领域中，在该领域中，由于节能环保意识的不断深入，变频空调等节能型产品已经得到迅速发展，目前变频空调已经成为市场的主流产品。因此对应用在该变频空调上的四通阀的性能要求越来越高，且要求其与变频机性能相匹配。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下要求匹配四通阀都能实现相应的功能，即要求四通阀必须有较强的低压换向能力。

为尽量匹配变频空调的低压换向的能力，在四通阀的设计过程中，通常是通过加长滑块2’长度、增加滑块2’密封面积的方式，来减小四通阀的中间流量，进而提升四通阀的低压启动能力，因此，尽量将配套变频机用的四通阀的滑块2’设计成如图2和图3所示的形状。经实验及使用发现，上述结构的滑块2’在高压下的切换过程中容易产生异常振动。

同样使用在空调领域中，日本专利公开号为JP2013-227994A的专利文献公开了一种四通切换阀。该四通切换阀与上述的四通阀的区别在于：在阀芯的与所述阀座的抵接面上，除与所述阀座一起运动形成密闭空间的密封面外，还设置有沿该阀芯的滑动方向上延伸的槽。上述槽更容易地将外部的包含在制冷剂中的润滑油引入至阀座和阀芯的接触表面中，以确保油膜形成在邻接表面上，因此能够防止两者之间的吸附，以防止噪声的产生。

然而，根据本申请的发明人经一系列分析以及实验验证证明，上述专利申请的技术方案虽然从一定程度上解决了噪声问题，但上述方案使得阀座和阀芯之间不会吸附在一起，即在两者之间存在流体，鉴于此，会使阀芯在换向时存在异常振动的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种换向阀及其滑块，以解决现有技术中换向时存在抖动的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种换向阀的滑块，包括：滑块本体，滑块本体具有连通腔、密封面以及换向接触面，密封面围绕在连通腔的周围，换向接触面设置在密封面的沿滑块本体的运动方向的两端，滑块还包括：排泄结构，设置在换向接触面上，排泄结构包括第一排泄口和第一排泄槽，第一排泄槽的延伸方向与滑块本体的运动方向相交，第一排泄口设置在滑块本体的边缘以将第一排泄槽内的流体排出至滑块本体的外部。

进一步地，第一排泄槽的至少一端延伸至滑块本体的边缘以形成第一排泄口。

进一步地，第一排泄槽垂直于滑块本体的运动方向。

进一步地，排泄结构还包括：第二排泄槽，第二排泄槽的一端连接到第一排泄槽上，第二排泄槽的另一端延伸至滑块本体的边缘以形成第二排泄口。

进一步地，第二排泄槽平行于滑块本体的运动方向。

进一步地，第二排泄槽与滑块本体的运动方向相交。

进一步地，排泄结构还包括：收集槽，收集槽的一端连接到第二排泄槽上，收集槽的另一端为封闭端，收集槽与滑块本体的运动方向相交。

进一步地，收集槽平行于第一排泄槽。

进一步地，第一排泄槽为平行设置的多条，第二排泄槽与每条第一排泄槽均连通。

进一步地，第一排泄槽为平行设置的多条。

根据本发明的另一方面，提供了一种换向阀，包括：阀座和可移动地设置在阀座内的滑块，滑块为上述的滑块。

应用本发明的技术方案，滑块包括滑块本体，滑块本体具有连通腔、密封面以及换向接触面，密封面围绕在连通腔的周围，换向接触面设置在密封面的沿滑块本体的运动方向的两端，在换向接触面上设置有排泄结构。该排泄结构包括第一排泄口和第一排泄槽，第一排泄槽的延伸方向与滑块本体的运动方向相交，第一排泄口设置在滑块本体的边缘以将第一排泄槽内的流体排出至滑块本体的外部。由于第一排泄槽的延伸方向与滑块本体的运动方向相交，这样在滑块本体运动时，换向接触面内的流体会被收集到第一排泄槽内并通过第一排泄口排出到滑块本体外。这样，能够大大降低流体对滑块本体的反向浮力，甚至使反向浮力消失。进而，使得滑块与阀座有效地贴合，大大地降低了滑块在换向过程中的抖动。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了现有技术中的四通阀的结构示意图；

图2示出了图1的四通阀的滑块的主视示意图；

图3示出了图2的滑块的仰视示意图；

图4示出了图2的滑块的受力分析示意图；

图5示出了图2的滑块换向过程中间隙内流体的排泄模拟示意图；

图6示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例一的结构示意图；

图7示出了图6的滑块换向过程中间隙内流体的排泄模拟示意图；

图8示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例二的结构示意图；

图9示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例三的结构示意图；

图10示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例四的结构示意图；

图11示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例五的结构示意图；以及

图12示出了根据本发明的换向阀的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、滑块本体；11、换向接触面；21、第一排泄口；22、第一排泄槽；23、第二排泄槽；24、第二排泄口；25、收集槽；1、阀座；2、滑块；1’、阀座；2’、滑块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

发明人通过一系列的实验验证后发现，现有技术的四通阀在使用时，在从OFF侧切换到ON侧的换向过程中，滑块2’的受力状态如图4所示。滑块2’受到连杆提供的推动力F1，其受力点位于连杆与滑块2’接触的水平位置。另外滑块2’在换向过程中还受到滑块与阀座接触面的摩擦力f，其受力方向与推动力F1方向相反，且滑块2’在滑动过程中连杆对滑块2’的推力与滑块2’与阀座1’的反向摩擦力f不在同一水平面上。同时滑块2’又受到高压气体压力F2的作用。

因此，滑块2’在连杆对滑块2’的推动力F1的作用下进行换向时，由于受到高压气体F2的作用，迫使滑块2’与阀座1’进行贴合，然后滑块2’与阀座1’的间隙内有流体的存在(系统内的流体，例如冷冻油、冷媒等)，那么滑块2’与阀座1’进行贴合的过程中，就会挤压滑块2’与阀座1’间隙内的流体。根据作用力与反作用的原理，间隙内那些未能及时排出的流体就会对滑块2’产生反向浮力F3。从而出现滑块2’在换向过程中产生浮动的现象，导致四通阀换向过程中产生抖动进而引起振动。

现有滑块2’间隙内的流体的排出方向如图5所示。当四通阀从OFF侧向ON侧进行换向时(即滑块2’向ON侧移动时)，相对滑块2’来讲，间隙内流体的流动方向则是向OFF侧移动，那么间隙内的流体仅能通过靠近OFF侧且与外部接触的部位进行排出，排出方式如图5所示。在图5中，箭头表示流体排泄方向，箭头的大小，表示流量的大小。

如图5所示，如果滑块2’的密封面较大，那么换向接触面中部部位S’的流体将很难迅速排出(该两个区域形成排泄流体困难的两个区域)，在受到高压气体F2的作用后，该两区域的流体就会对滑块产生反向浮力F3，且高压气体F2越大，反向浮力F3也越大，进而导致产品在换向过程中产生的抖动也越大，进而振动越大。

针对上述问题，本申请的换向阀的滑块包括滑块本体，滑块本体具有连通腔、密封面以及换向接触面，密封面围绕在连通腔的周围，换向接触面设置在密封面的沿滑块本体的运动方向的两端，在换向接触面上设置有排泄结构。该排泄结构包括第一排泄口和第一排泄槽，第一排泄槽的延伸方向与滑块本体的运动方向相交，第一排泄口设置在滑块本体的边缘以将第一排泄槽内的流体排出至滑块本体的外部。由于第一排泄槽的延伸方向与滑块本体的运动方向相交，这样在滑块本体运动时，换向接触面内的流体尤其是现有技术中排泄流体困难的两个区域内的流体会被收集到第一排泄槽内。第一排泄槽内的流体通过第一排泄口排出到滑块本体外。这样，能够大大降低流体对滑块本体的反向浮力，甚至使反向浮力消失。进而，使得滑块与阀座有效地贴合，大大地降低了滑块在换向过程中的抖动。

图6示出了根据本发明的换向阀的滑块的实施例一的结构示意图。如图6所示，实施例一的换向阀的滑块包括：滑块本体10，滑块本体10具有连通腔、密封面以及换向接触面11，密封面围绕在连通腔的周围，换向接触面11设置在密封面的沿滑块本体10的运动方向的两端。滑块还包括：排泄结构，设置在换向接触面11上，排泄结构包括第一排泄口21和第一排泄槽22，第一排泄槽22的延伸方向与滑块本体10的运动方向相交，第一排泄口21设置在滑块本体10的边缘以将第一排泄槽22内的流体排出至滑块本体10的外部。在实施例一中，第一排泄槽22垂直于滑块本体10的运动方向，第一排泄槽22的两端均延伸至滑块本体10的边缘以形成两个第一排泄口21。

图7示出了实施例一的滑块换向过程(从OFF切换到ON侧)中间隙内流体的排泄模拟示意图(当滑块从ON侧切换到OFF侧时，则流体方向刚好相反)。如图7所示，当滑块本体10从OFF侧向ON侧进行移动时，相对滑块本体10来说，间隙内流体的流动方向则是向OFF侧移动，这样能将现有技术中无法及时排出的流体区域S内的流体可以通过第一排泄槽22和第一排泄口21排出到滑块本体10的外侧，大大降低了流体对滑块的反向浮力F3，甚至使反向浮力消失。

如图12所示，在换向阀换向过程中，滑块2的受力状态就如图12所示，依然选用从OFF侧切换到ON侧过程中的动作举例，连杆对滑块2的受力F1，阀座1对滑块2的阻力f和高压气体对滑块2的压力F2均无太大变化，但是阀座面、滑块面间隙内的流体对滑块的浮力F3消除了(或者大大降低了)，很明显本实施例的四通阀更有利于滑块2与阀座1贴合，大大地降低了滑块2在换向过程中的抖动。通过本实施例的结构，可大幅减小滑块换向过程产生的抖动。

在图中未示出的实施方式中，第一排泄槽22可以不垂直于滑块本体10的运动方向，第一排泄槽22可以与滑块本体10的运动方向形成锐角夹角，或者第一排泄槽22还可以呈弧形。此外，作为可行的实施方式，第一排泄槽22的一端为封闭端，另一端延伸至滑块本体10的边缘以形成第一排泄口21。或者，第一排泄口21不由第一排泄槽22的端部形成，第一排泄槽22的两端可以为封闭端，此时，第一排泄口21和第一排泄槽22之间可以通过连通槽连通。

如图6所示，排泄结构还包括：第二排泄槽23，第二排泄槽23的一端连接到第一排泄槽22上，第二排泄槽23的另一端延伸至滑块本体10的边缘以形成第二排泄口24。上述的第二排泄槽23和第二排泄口24同样有利于流体的收集和排出。一般情况下，当滑块本体10向ON侧移动时，靠近OFF侧的第二排泄槽23和第二排泄口24能够排出流体，同样的，当滑块本体10向OFF侧移动时，靠近ON侧的第二排泄槽和第二排泄口能够排出流体。

在实施例一中，第二排泄槽23平行于滑块本体10的运动方向。当然，第二排泄槽23也可以不平行于滑块本体10的运动方向，即第二排泄槽23与滑块本体10的运动方向相交。或者，第二排泄槽23可以呈弧形。

如图8所示，在实施例二中，与实施例一的区别在于，第二排泄槽23与滑块本体10的运动方向相交，与一条第一排泄槽22相连通的第二排泄槽23为两条。在滑块本体10的内部向外部延伸的方向上，两条第二排泄槽23之间的距离逐渐增大。第二排泄槽23的另一端也延伸至滑块本体10的边缘以形成第二排泄口24。

如图9所示，在实施例三中，与实施例一的区别在于，实施例三中仅有第一排泄槽22，在实施例二中，每侧的换向接触面11上设有两个相互平行的第一排泄槽22。当然，第一排泄槽22的数量并不限于两条，可以根据需要进行设置。

如图10所示，在实施例四中，与实施例三的区别在于，实施例四中除了第一排泄槽22还包括第二排泄槽23，该第二排泄槽23平行于滑块本体10的运动方向，并且第二排泄槽23与每条第一排泄槽22均连通。

如图11所示，在实施例五中，与实施例一的区别在于，排泄结构还包括：收集槽25，收集槽25的一端连接到第二排泄槽23上，收集槽25的另一端为封闭端。在实施例五中，收集槽25平行于第一排泄槽22，并且收集槽25设置在第二排泄槽23的相对的两侧。

本申请还提供了一种换向阀，如图12所示，根据本申请的换向阀的实施例包括：阀座1和可移动地设置在阀座1内的滑块2，滑块2为上述的滑块。本实施例的四通阀由于其滑块带有排泄结构，进而更有利于滑块2与阀座1贴合，大大地降低了滑块2在换向过程中的抖动。通过本实施例的结构，可大幅减小滑块换向过程产生的抖动，可有效避免现有四通阀装在在空调系统上出现的应力不合格的问题。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明滑块上设置了排泄结构。这样可以在提升四通阀低压启动能力的基础上，又达到降低四通阀抖动的效果。

本发明结构相比现有技术，可更有效的减小滑块换向过程产生的抖动，从而提高换向过程的可靠性，即可明显改善四通阀无论是在高压或是低压工况下的换向能力。另外，通过本发明结构的使用，可大幅减小滑块换向过程产生的抖动，可有效避免现有四通阀装在在空调系统上出现的应力不合格的问题。

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 (11)

1.一种换向阀的滑块，包括：

滑块本体(10)，所述滑块本体(10)具有连通腔、密封面以及换向接触面(11)，所述密封面围绕在所述连通腔的周围，所述换向接触面(11)设置在所述密封面的沿所述滑块本体(10)的运动方向的两端，

其特征在于，所述滑块还包括：

排泄结构，设置在所述换向接触面(11)上，所述排泄结构包括第一排泄口(21)和第一排泄槽(22)，所述第一排泄槽(22)的延伸方向与所述滑块本体(10)的运动方向相交，所述第一排泄口(21)设置在所述滑块本体(10)的边缘以将所述第一排泄槽(22)内的流体排出至所述滑块本体(10)的外部。

2.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述第一排泄槽(22)的至少一端延伸至所述滑块本体(10)的边缘以形成所述第一排泄口(21)。

3.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述第一排泄槽(22)垂直于所述滑块本体(10)的运动方向。

4.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述排泄结构还包括：第二排泄槽(23)，所述第二排泄槽(23)的一端连接到所述第一排泄槽(22)上，所述第二排泄槽(23)的另一端延伸至所述滑块本体(10)的边缘以形成第二排泄口(24)。

5.根据权利要求4所述的滑块，其特征在于，所述第二排泄槽(23)平行于所述滑块本体(10)的运动方向。

6.根据权利要求4所述的滑块，其特征在于，所述第二排泄槽(23)与所述滑块本体(10)的运动方向相交。

7.根据权利要求5或6所述的滑块，其特征在于，所述排泄结构还包括：收集槽(25)，所述收集槽(25)的一端连接到所述第二排泄槽(23)上，所述收集槽(25)的另一端为封闭端，所述收集槽(25)与所述滑块本体(10)的运动方向相交。

8.根据权利要求7所述的滑块，其特征在于，所述收集槽(25)平行于所述第一排泄槽(22)。

9.根据权利要求4至6中任一项所述的滑块，其特征在于，所述第一排泄槽(22)为平行设置的多条，所述第二排泄槽(23)与每条所述第一排泄槽(22)均连通。

10.根据权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述第一排泄槽(22)为平行设置的多条。

11.一种换向阀，包括：阀座(1)和可移动地设置在所述阀座(1)内的滑块(2)，其特征在于，所述滑块(2)为权利要求1至10中任一项所述的滑块。