CN105508662B - 用于空调的三通阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空调的三通阀，包括：阀体和阀芯。阀体具有第一接口、第二接口和第三接口。阀芯可活动地设在阀体内以使得第一接口与第二接口和第三接口中的其中一个连通，第一接口与第二接口连通时阀体内限定出第一导通通道，第一接口与第三接口连通时阀体内限定出第二导通通道，第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。根据本发明的三通阀，通过导通通道的切换，实现一种导通情况下的压损小于另一种导通情况下的压损，从而满足流体在两个导通情况下的不同压损要求。

Description

用于空调的三通阀

技术领域

本发明涉及三通阀领域，尤其是涉及一种用于空调的三通阀。

背景技术

在很多设备领域，特别是家用电器、气体量仪等领域中，根据工作状况的不同，气体量的需求不一样，不同工作状况下所需的气体参数也不同。但是这些领域使用的三通阀通常为对称式结构，无法满足上述需求。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前在空调上使用的用于切换通气状态的三通阀均为对称式结构，在两种导通情况下冷媒流经三通阀时的参数变化相等。但是发明人发现，在部分管段上，如果两种导通状态下通气的压力损失不同，空调将会获得更优的整体性能。例如一些三通阀，一种导通状态下流经低压冷媒，另一种导通状态下流经高压冷媒，因此优化设计时希望在流通低压冷媒时，冷媒压损能尽可能减小。

为此，本发明旨在提供一种用于空调的三通阀，这种三通阀在两种导通情况下流体的压损不同。

根据本发明实施例的用于空调的三通阀，包括：阀体，所述阀体具有第一接口、第二接口和第三接口；阀芯，所述阀芯可活动地设在所述阀体内以使得所述第一接口与所述第二接口和所述第三接口中的其中一个连通，所述第一接口与所述第二接口连通时所述阀体内限定出第一导通通道，所述第一接口与所述第三接口连通时所述阀体内限定出第二导通通道，所述第一导通通道的压损小于所述第二导通通道的压损。

根据本发明实施例的三通阀，通过导通通道的切换，实现一种导通情况下的压损小于另一种导通情况下的压损，从而满足流体在两个导通情况下的不同压损要求。

在一些实施例中，所述第一导通通道的长度小于所述第二导通通道的长度。

具体地，所述第一接口的中心线与所述第二接口的中心线垂直于同一平面，且所述第二接口在所述平面上的投影与所述第一接口在所述平面上的投影至少部分重叠。

有利地，所述第二接口在所述平面上的投影位于所述第一接口在所述平面上的投影内。

在另一些实施例中，所述第一导通通道在垂直于流通方向上的截面面积大于所述第二导通通道在垂直于流通方向上的截面面积。

在一些实施例中，所述阀芯可转动地设在所述阀体内，所述阀芯上设有贯通孔以限定出所述第一导通通道。

具体地，所述阀芯的外周壁上设有缺口以与所述阀体的内壁限定出所述第二导通通道。

更具体地，所述贯通孔的横截面积小于等于所述第一接口的面积，所述贯通孔的横截面积大于等于所述第二接口的面积。

在另一些实施例中，所述阀芯包括可移动地设在所述阀体内的滑块，所述滑块与所述第二接口和所述第三接口中的一个配合。

具体地，所述阀芯还包括换向支架和两个支撑盘，所述两个支撑盘位于所述第二接口和所述第三接口在移动方向上的两侧，所述换向支架连接在所述两个支撑盘之间，所述滑块设在所述换向支架上。

更具体地，所述换向支架上设有用于连通所述第一接口和所述第二接口的第一通孔，所述换向支架上还设有用于连通所述第一接口和所述第三接口的第二通孔。

优选地，所述第一通孔的面积小于等于所述第一接口的面积，所述第一通孔的面积大于等于所述第二接口的面积。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的三通阀的第一接口、第二接口在二者的中心线垂直面上的投影示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的三通阀的第一接口、第二接口在二者的中心线垂直面上的投影示意图；

图3是根据本发明一个实施例的三通阀在第一导通通道导通的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的三通阀在第二导通通道导通的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的阀芯结构示意图；

图6是根据本发明另一个实施例的三通阀在第一导通通道导通的结构示意图；

图7是根据本发明另一个实施例的三通阀在第二导通通道导通的结构示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的三通阀在第一导通通道导通的结构示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的三通阀在第二导通通道导通的结构示意图。

附图标记：

三通阀100、第一导通通道、第二导通通道、

阀体1、阀腔10、第一接头11、第一接口110、第二接头12、第二接口120、第三接头13、第三接口130、

阀芯2、旋转式阀芯21、贯通孔211、缺口212、

移动式阀芯22、滑块221、换向支架222、支撑盘223、第一通孔224、第二通孔225、

第一管道231、第二管道232。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的用于空调的三通阀100。

根据本发明实施例的三通阀100，如图3、图6和图8所示，包括：阀体1和阀芯2。阀体1具有第一接口110、第二接口120和第三接口130。阀芯2可活动地设在阀体1内，以使得第一接口110与第二接口120和第三接口130中的其中一个连通。

具体地，如图3-图9所示，阀体1内限定出阀腔10，阀芯2设在阀腔10内。阀体1上设有第一接头11、第二接头12和第三接头13，第一接头11与阀腔10的连通口为第一接口110，第二接头12与阀腔10的连通口为第二接口120，第三接头13与阀腔10的连通口为第三接口130。

第一接口110与第二接口120连通时，阀体1内限定出第一导通通道，阀芯2堵住第三接口130。第一接口110与第三接口130连通时，阀体1内限定出第二导通通道，阀芯2堵住第二接口120。

其中，第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。由此，根据本发明实施例的三通阀100，通过三通阀100导通通道的切换，实现一种导通情况下的压损小于另一种导通情况下的压损，从而满足流体在两个导通情况下的不同压损要求。例如在空调中，可利用该三通阀100实现高低压切换，在低压导通时流体通过第一导通通道流通，压损小，在高压导通时流体通过第二导通通道流通，压损大。

这里，压损又称压力损失、压力降，指的是装置进出口处流体的全压差。第一导通通道的压损指的是流体在第一接口110与第二接口120处的压差，第二导通通道的压损指的是流体在第一接口110与第三接口130处的压差。

由现有技术所知，压损反映的是流体经过装置所消耗的机械能。压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。沿程压力损失指流体在直管中流动时因流体具有的粘性而产生的压力损失。局部压力损失指流体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力引起的压力损失。其产生原因为，流体流过局部区域时形成死水区或涡旋区，流体在此区域不断打旋，加速流体摩擦或造成质点碰撞，产生局部能量损失。

根据上述原理，将三通阀100设计成非对称结构，即第一导通通道和第二导通通道的结构特征、参数不同，可实现第一导通通道和第二导通通道压损不同。

例如，可将第一导通通道的长度设计成小于第二导通通道的长度，这样，第一导通通道的沿程压力损失比第二导通通道的沿程压力损失小，这样在其他条件相同的情况下，第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。

又例如，可将第一导通通道在垂直于流通方向上的截面面积设计成大于第二导通通道在垂直于流通方向上的截面面积，这样，第一导通通道和第二导通通道的通流截面变化不同，流体在流经第一导通通道时受到通道壁的约束要小，从而第一导通通道的局部压力损失比第二导通通道的局部压力损失小，在其他条件相同的情况下，第一导通通道压损小于第二导通通道压损。

又例如，还可第二导通通道比第一导通通道带有拐角多，从而第一导通通道的局部压力损失比第二导通通道的局部压力损失小，在其他条件相同的情况下，第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。

在本发明的一个优选实施例中，第一导通通道为大体直线形通道，即第一接口110和第二接口120大体位于同一直线上，这样，第一接口110与第三接口130必然不在同一直线上，即第二导通通道带有拐角。该方案中，第一导通通道的长度小于第二导通通道的长度，使第一导通通道的沿程压力损失比第二导通通道的沿程压力损失小。同时，由于第一导通通道沿直线流通，第二导通通道流经拐角，使第一导通通道的局部压力损失也比第二导通通道的局部压力损失小，因此第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。

为方便描述，在下文的说明中均称垂直于第一接口110的中心线的平面为平面A。同时，下文实施例中也均以第一接口110为三通阀100的出口为例进行说明。

进一步优选地，第一接口110的中心线与第二接口120的中心线垂直于同一平面，即第二接口120的中心线也垂直于平面A。其中，第二接口120在平面A上的投影与第一接口110在平面A上的投影至少部分重叠。也就是说，第一接口110与第二接口120的中心线大体重合，这样，从第一导通通道流通的流体无需拐弯，压损较小。

当然，第一接口110的中心线与第二接口120的中心线也可有小范围的偏差，此时如果满足第二接口120在平面A上的投影B与第一接口110在平面A上的投影C至少部分重叠，也能满足第一导通通道为大体直线形通道的条件。

如图1所示，第二接口120在平面A上的投影B可部分位于第一接口110在平面A上的投影C内，即第二接口120在A上投影B与第一接口110在A上投影C相交，二者相交区域如图1中阴影部分D所示。或者，如图2所示，第二接口120在平面A上的投影位于第一接口110在平面A上的投影内，即第二接口120在A上投影B包含于第一接口110在A上投影C，二者相交区域如图2中阴影部分E所示。

综合上述实施例的描述，三通阀100为非对称结构。在空调进行高低压切换的三通阀100中，当第一接口110与第二接口120呈直线分布，低压气体可直线通过三通阀100，利用这种结构，可实现低压气体通过三通阀100时压降尽可能小，高压连通时，三通阀100要保持气体通过。

下面参考图1-图9描述多个具体实施例中三通阀100的具体结构。需要说明的是，不同实施例中，相同的标号表明相同的部件或者功能相同或者相近的部件。

实施例一

图3-图5显示了实施例一中三通阀100的结构示意图。

在实施例一中，阀芯2可转动地设在阀体1内，通过转动阀芯21使不同接头相连通，从而实现高低压切换，也就是说，在实施例一中，阀芯2为旋转式阀芯21。

具体地，阀芯2上设有贯通孔211以限定出第一导通通道，阀芯2的外周壁上设有缺口212以与阀体1的内壁限定出第二导通通道。这样，当缸体需要低压时，通过贯通孔211流通，流体直线流动，压损较小。当缸体需通高压时，通过缺口212连通，保证了非对称的三通阀100能使高压气体通过。

在图3的实施例中，第一接口110的面积为S1，第二接口120的面积为S2，S1≥S2。这样，压缩机缸体需通低压时，此结构可保证低压气体直线通过非对称阀，减小低压气体通过阀的压降。

更具体地，贯通孔211的横截面积S3小于等于第一接口110的面积S1，贯通孔211的横截面积S3大于等于第二接口120的面积S2，S1≥S3≥S2。也就是说，在流体的流通方向上，通流截面越来越大，利于减小流体流通阻碍。有利地，贯通孔211的中心线与第一接口110的中心线相重合。这样，低压连通时，气体通过非对称阀的压降也可进一步减小。

实施例二

图6和图7显示了实施例二中三通阀100的结构示意图。

在实施例二中，阀芯2包括可移动地设在阀体1内的滑块221，滑块221与第二接口120和第三接口130中的一个配合，也就是说，在实施例二中，阀芯2为移动式阀芯22。

具体地，阀芯2还包括换向支架222和两个支撑盘223，两个支撑盘223位于第二接口120和第三接口130在移动方向上的两侧，换向支架222连接在两个支撑盘223之间，滑块221设在换向支架222上。

有利地，支撑盘223与阀腔10的内壁之间密封连接，例如，支撑盘223为密封盘，在流经阀体1时，流体仅能在两个支撑盘223之间流通。

在图6和图7中，换向支架222可带动滑块221左右移动，移动式阀芯22可延阀体1内壁左右移动，通过左右移动移动式阀芯22使不同接头相连通，从而实现高低压切换。

其中，第二接口120位于第三接口130的左侧。当滑块221向右移动时，滑块221扣合在第三接口130上，第二接口120打开，两个支撑盘223及阀腔10内壁面之间的部分构成第一导通通道。当滑块221向左移动时，滑块221扣合在第二接口120上，第三接口130打开，两个支撑盘223及阀腔10内壁面之间的部分构成第二导通通道。

更具体地，换向支架222上设有用于连通第一接口110和第二接口120的第一通孔224，即在滑块221扣合在第三接口130上，第一通孔224正对第二接口120设置。换向支架222上还设有用于连通第一接口110和第三接口130的第二通孔225，即在滑块221扣合在第二接口120上，第二通孔225正对第三接口130设置。这样设置有利于进一步减小压损。

在图6的实施例中，第一接口110的面积为S5，第二接口120的面积为S6，S5≥S6。这样，缸体需通低压时，此结构可保证低压气体直线通过非对称阀，从而减小气体通过非对称阀的压降。

第一通孔224的面积S7小于等于第一接口110的面积S5，第一通孔224的面积S7大于等于第二接口120的面积S6，S5≥S7≥S6。低压连通时，使气体通过非对称阀的压降尽可能小。

实施例三

图8-图9显示了实施例三中三通阀100的结构示意图，在实施例三中，阀芯2也为旋转式阀芯21。

在实施例三中，阀芯2可转动地设在阀体1内，阀芯2上设有第一管道231和第二管道232。其中，第一管道231用于连通第一接口110和第二接口120，第一管道231贯通阀芯2以限定出第一导通通道。第二管道232用于连通第一接口110和第三接口130，第二管道232贯通阀芯2以限定出第二导通通道。

有利地，第一管道231为直线形管道，第二管道232为弯管道。

在实施例三中，如图8所示，第二管道232的一部分与第一管道231相重合，第二管道232上剩余的部分与第一管道231相垂直，从而第一管道231和第二管道232形成“丁”字形分布。

其中，如图8所示，当第一管道231连通第一接口110和第二接口120时，相当于第二管道232的一端连通第一接口110，第二管道232的另一端封堵。当将阀芯2转动90度后，如图9所示，第二管道232连通第一接口110和第三接口130，此时相当于第一管道231的一端连通第一接口110，第一管道231的另一端封堵。

由图8和图9的比较看出，第一管道231为较短的直线形管道，第二管道232为较长的直角形管道，从而第一导通通道的压损小于第二导通通道的压损。

当然，本发明实施例中三通阀100的结构还可不限于上述三个实施例。

另外，如果上述实施例中均以第一接口110为三通阀100的入口，那么在第一导通通道上，流体的流通方向上，通流截面越来越大，同样利于减小流体流通阻碍。

通过在空调中使用上述三通阀100，利用该三通阀100切换高低压，可满足设计需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种用于空调的三通阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体具有第一接口、第二接口和第三接口；

阀芯，所述阀芯可活动地设在所述阀体内以使得所述第一接口与所述第二接口和所述第三接口中的其中一个连通，所述第一接口与所述第二接口连通时所述阀体内限定出第一导通通道，所述第一接口与所述第三接口连通时所述阀体内限定出第二导通通道，所述第一导通通道的压损小于所述第二导通通道的压损，所述第一导通通道在垂直于流通方向上的截面面积大于所述第二导通通道在垂直于流通方向上的截面面积。

2.根据权利要求1所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述第一导通通道的长度小于所述第二导通通道的长度。

3.根据权利要求1所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述第一接口的中心线与所述第二接口的中心线垂直于同一平面，且所述第二接口在所述平面上的投影与所述第一接口在所述平面上的投影至少部分重叠。

4.根据权利要求3所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述第二接口在所述平面上的投影位于所述第一接口在所述平面上的投影内。

5.根据权利要求1所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述阀芯可转动地设在所述阀体内，所述阀芯上设有贯通孔以限定出所述第一导通通道。

6.根据权利要求5所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述阀芯的外周壁上设有缺口以与所述阀体的内壁限定出所述第二导通通道。

7.根据权利要求5所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述贯通孔的横截面积小于等于所述第一接口的面积，所述贯通孔的横截面积大于等于所述第二接口的面积。

8.根据权利要求1所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述阀芯包括可移动地设在所述阀体内的滑块，所述滑块与所述第二接口和所述第三接口中的一个配合。

9.根据权利要求8所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述阀芯还包括换向支架和两个支撑盘，所述两个支撑盘位于所述第二接口和所述第三接口在移动方向上的两侧，所述换向支架连接在所述两个支撑盘之间，所述滑块设在所述换向支架上。

10.根据权利要求9所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述换向支架上设有用于连通所述第一接口和所述第二接口的第一通孔，所述换向支架上还设有用于连通所述第一接口和所述第三接口的第二通孔。

11.根据权利要求10所述的用于空调的三通阀，其特征在于，所述第一通孔的面积小于等于所述第一接口的面积，所述第一通孔的面积大于等于所述第二接口的面积。