CN106286890B - 一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换向阀及使用该换向阀的空调系统，所述换向阀的主阀包括阀体和阀座、所述阀座上设置有若干阀口和若干流路端口、与所述阀座配合的滑动阀芯，其特征在于，所述若干阀口包括第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口及第五阀口，所述若干流路端口包括分别与所述若干流路端口连通的S端口/E端口/C端口/D1端口/D2端口，当所述滑动阀芯滑动到第一预定位置时，所述D1端口与所述E端口连通，所述S端口与所述C端口连通；当所述滑动阀芯滑动到第二预定位置时，所述D2端口与所述C端口连通，所述S端口与所述E端口连通。本发明解决了现有技术中的换向阀的换向不稳定的问题。

Description

一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统。

背景技术

应用于制冷系统中的换向阀主要由导阀和主阀组成。在控制过程中，通过导阀作用实现主阀的换向以切换制冷介质的流通方向，从而使得热泵型制冷系统在制冷和制热两种工作状态之间切换，实现夏天制冷、冬天制热的一机两用的目的。

图1为应用于制冷系统中一种典型的换向阀的结构示意图。如图1所示，在换向阀的主阀100的阀腔107内，滑动阀芯104抵接阀座105作相对滑动。接管106c、接管106s和接管106e焊接在阀座105上并与腔室107连通、接管106d焊接在阀体上并与腔室107连通。

接管106d与压缩机110的出气端口连通、接管106s与压缩机110的吸气端口连通、接管106e与室内热交换器140连通、接管106c与室外热交换器120连通。这样，通过主阀100内部的活塞部件101带动阀芯104相对于阀座105滑动，从而实现制冷和制热两种工作状态之间的切换。当系统需要切换成制冷工作状态时，滑动阀芯104滑动至左侧，左端的活塞部件101与左端的端盖108抵接，接管106e和接管106s连通、接管106d和接管106c连通，此时系统内部的制冷剂流通路径为：压缩机110→接管106d→接管106c→室外热交换器120→节流元件130→室内热交换器140→接管106e→接管106s→压缩机110；当系统需要切换成制热工作状态时，滑动阀芯104滑动至右侧，右端的活塞部件101与右端的端盖108抵接，接管106c和接管106s连通、接管106d和接管106e连通，此时的制冷剂流通路径为：压缩机110→接管106d→接管106e→室内热交换器140→节流元件130→室外热交换器120→接管106c→接管106s→压缩机110。

在现有技术的制冷系统中，压缩机出口端的高压介质通过接管106d进入阀腔107内，并通过接管106e或接管106e形成通道，所以阀腔107作为制冷剂切换通道的一部分，而在阀腔107内，滑动阀芯104是通过弹片抵接阀座105的，在系统切换过程中，阀腔107内压力处于不稳定状态，影响阀芯104对阀座105的抵接而造成换向不稳定。所以如果改进换向阀的结构调整制冷系统的流路布局以优化设计，是本技术领域的技术人员所要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统，以解决现有技术中的换向阀在切换过程中阀腔内的高压流体压力不稳定的问题。

为此本发明给出了一种的换向阀，包括导阀和主阀，所述主阀包括：带有阀腔的阀体，在所述阀腔中设置有阀座，所述阀座上设置有若干阀口、与所述若干阀口对应连通的若干流路端口、与所述阀座配合的滑动阀芯、驱动所述滑动阀芯选择性开启或闭合所述阀口的驱动部件，所述若干阀口包括第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口及第五阀口，所述若干流路端口包括与所述第一阀口连通的S端口、与所述第二阀口连通的E端口、与所述第三阀口连通的C端口、与所述第四阀口连通的D1端口、与所述第五阀口连通的D2端口，当所述滑动阀芯滑动到第一预定位置时，所述D1端口与所述E端口连通，所述S端口与所述C端口连通；当所述滑动阀芯滑动到第二预定位置时，所述D2端口与所述C端口连通，所述S端口与所述E端口连通；

在上述技术的基础上，进一步，当所述滑动阀芯在所述第一预定位置时，所述D2端口与所述阀腔20密闭连通；当所述滑动阀芯在所述第二预定位置时，所述D2端口与所述阀腔20密闭连通；

进一步，所述滑动阀芯上独立设置有第一通道和第二通道，当所述滑动阀芯在所述第一预定位置时，所述D1端口通过所述第一通道与所述E端口连通，所述S端口通过所述第二通道与所述C端口连通；当所述滑动阀芯在所述第二预定位置时，所述D2端口通过所述第二通道与所述C端口连通，所述S端口通过所述第一通道与所述E端口连通；

优选地，所述换向阀还包括将所述滑动阀芯抵向所述阀座的弹簧压片，所述弹簧压片上设置有在纵向两侧对称布置的第一弹性抵压部，所述滑动阀芯为一体结构，在所述滑动阀芯纵向的两侧部具有与所述第一弹性抵压部相配合的第一压槽；

进一步，所述弹簧压片上还设置有横向布置的第二弹性抵压部，在所述滑动阀芯大致中间部位的横向还设置有与所述第二弹性抵压部相配合的第二压槽；

优选地，所述换向阀还包括将所述滑动阀芯抵向所述阀座的弹簧压片，所述滑动阀芯包括设置有所述第一通道的第一阀芯和设置有第二通道的第二阀芯，所述弹簧压片包括与所述第一阀芯配合的第一弹簧压片和与所述第二阀芯配合的第二弹簧压片；

优选地，所述阀腔为圆筒状，所述第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口及第五阀口设置在所述阀腔的一侧并在所述阀腔的轴线方向呈直线分布；

优选地，所述阀腔与所述第一通道及第二通道密封隔离。

同时，本发明还给出了一种制冷系统，包括压缩机、第一热交换器、第二热交换器、连通所述第一热交换器与第二热交换器的节流阀，还包括如前所述的换向阀，所述压缩机的进口端与所述S端口连通，所述压缩机的出口端与所述D1端口和D2端口连通，所述第一热交换器与所述E接管连通，第二热交换器与所述C接管连通；

在上述技术的基础上，进一步，还包括辅助热交换器，所述压缩机的出口端通过辅助热交换器与所述D1端口或D2端口连通。

本发明公开的换向阀及使用该换向阀的制冷系统，通过设置两个独立的压缩机输出管，其中一个用于制冷流路的一部份，另一个直接与阀腔连通，阀腔不作为制冷流路的一部份，所以在制冷系统切换过程中，阀腔能够保持压力的稳定性，制冷系统换向的可靠性大幅提高，

本发明提供的换向阀和使用该换向阀的制冷系统，其技术方案的有益之处在于，使用两个独立的压缩机输出管设置，无论换向阀处于第一预定位置或第二预定位置，阀腔20都保持稳定密闭的高压流体，能够使滑动阀芯有效抵接阀座，不会发生流体干扰现象，保证了系统换向的平稳性和工作可靠性。

本发明提供的换向阀和使用该换向阀的制冷系统，进一步的有益之处在于，使用两个独立的压缩机输出管设置，可以在其中一个输出管上串接辅助换热器，在空调系统工作时，从压缩机的出口排出的高温高压气体经过辅助换热器并放出热量。气体放出的热量可以用来加热其他物质，可进一步节约能源，减少排放，从而达到节能减排的效果。

附图说明

图1：现有技术在制冷系统中使用的换向阀的结构示意图；

图2：本发明给出的在制冷系统中使用的换向阀的结构示意图；

图3：图2中的换向阀的阀体与阀座局部结构示意图；

图4：图2中的换向阀的滑动阀芯结构的主视图及俯视图；

图5：图2中的换向阀的弹簧压片结构的主视图及仰视图。

附图2-图5中的标记说明：

1000-换向阀、1100-主阀、1200-导阀；

10-阀体、11-端盖，

20-阀腔、30-阀座，

40-阀口，

41-第一阀口、42-第二阀口，

43-第三阀口、44-第四阀口、45-第五阀口，

50-流路端口，

S-S端口、E-端口，

C-C端口、D1-D1端口、D2-D2端口，

60-滑动阀芯，

61-第一通道、62-第二通道，

63-第一压槽、64-第二压槽，

70-驱动部件，

71-连杆、72-活塞，

80-弹簧压片，

81-开口，

82-第一弹性抵压部、83-第而弹性抵压部，

1-压缩机、2-节流阀，

2-第一热交换器、4-第二热交换器，

6-辅助热交换器。

具体实施方式

图2为本发明给出的在制冷系统中使用的换向阀的结构示意图。

如图2所示。换向阀1000包括主阀1100和导阀1200。主阀1100的阀腔20是一个圆筒状的金属管状的阀体10在两端各焊接一个端盖11构成的，阀腔20内设置有驱动部件70，驱动部件70由连杆71和固定在连杆71两端的活塞72构成。两个活塞72将阀体10的阀腔20密闭分隔成主腔室和左/右腔室。阀座30焊接在阀体10上，滑动阀芯60抵接阀座30作相对滑动。阀座30上开设有若干阀口40，依次包括第四阀口44、第二阀口42、第一阀口41、第三阀口43、第五阀口45，阀座30上焊接有若干接管作为流路端口，其包括分别与第四阀口44、第二阀口42、第一阀口41、第三阀口43、第五阀口45连通的D1接管、E接管、S接管、C接管和D2接管。

在制冷系统的配置上，D1接管和D2接管与压缩机1的出气端口连通(在本实施例中，D2接管通过辅助热交换器6与压缩机1的出气端口连通)、S接管与压缩机1的吸气端口连通、E接管与第一热交换器3连通、C接管与第二热交换器4连通。滑动阀芯60上独立设置有第一通道61和第二通道62，滑动阀芯60抵接阀座30，使第一通道61和第二通道62与阀腔20隔离密封。

当系统切换成如图2所示的工作状态时(第一预定位置)，系统内部的制冷剂流通路径为：压缩机压缩后的高压流体介质→D1接管→第一通道61→E接管→第一热交换器3→节流阀2→第二热交换器4→C接管→第二通道62→S接管→压缩机1的进口端；同时另一路压缩机压缩后的高压流体介质→辅助热交换器6→D1接管→阀腔20。

当系统需要切换成工作状态时(第二预定位置)，通过导阀1200的毛细管压力的换向，使阀腔20的左/右腔室压力差转换，驱动部件70带动滑动阀芯60滑动至右侧(图中未示出)，系统内部的制冷剂流通路径为：压缩机压缩后的高压介质→D2接管→第二通道62→C接管→第二热交换器4→节流阀2→第一热交换器3→E接管→第一通道61→S接管→压缩机1；同时压缩机压缩的另一路高压介质→D1接管→阀腔20。

从以上流体介质的路径可以看出，无论切换阀处于第一预定位置或第二预定位置，阀腔20都有稳定密闭的高压流体，所以能够配合抵压片的压力使滑动阀芯60抵接阀座30，在换向过程中也不会发生流体干扰现象，保证了系统换向的平稳性和工作可靠性。

进一步，由于设置了两个独立的压缩机输出管D1和D2，在其中一个输出管上串接辅助换热器6，在制冷系统工作时，可以设定在第一预定位置或第二预定位置(一般选择在制冷环境下)。从压缩机的出口排出的高温高压气体经过辅助换热器并放出热量，气体放出的热量可以用来加热其他物质，可进一步节约能源，减少排放，从而达到节能减排的效果。

图3为图2中的换向阀的阀体与阀座局部结构示意图，图4为图2中的换向阀的滑动阀芯结构的主视图及俯视图，图5为图2中的换向阀的弹簧压片结构的主视图及仰视图。

如图3、图4及图5所示。本实施例中的，阀座30上的五个阀口(第一阀口41、第二阀口42、第三阀口43、第四阀口44及第五阀口45)设置在阀腔20的一侧并在阀腔20的轴线方向直线分布。接管D1接管/E接管/S接管/C接管/D2接管直接焊接在阀座30，并分别与上述五个阀口连通。这样可以将五个接管与阀座30及阀体10一次性焊接，也便于滑动阀芯60切换动作，加工工艺方便。

本实施例中的，作为一种优选的实施方式,滑动阀芯60采用整体结构，即如图4和图5所示，滑动阀芯60在纵向的轴线方向设置有两个碗状结构作为第一通道61和第二通道62。在碗状结构的相反一侧，纵轴线方向的两侧具有第一抵压槽63。在滑动阀芯60大致中间位置的第一通道61与第二通道62之间的横向具有第二抵压槽64。

弹簧压片80一般采用具有弹性的金属制成，如不锈钢薄片。弹簧压片80大致呈矩形结构，设置在驱动部件70的连杆71与滑动阀芯60之间，在其纵线并列设置有两个开口81，两个开口81与滑动阀芯60的碗状结构相对应，这样便于滑动阀芯60与弹簧压片80卡接。

弹簧压片80的纵轴线方向的两侧具有设置有第一弹性抵压，部82，第一弹性抵压部82低压滑动阀芯60的第一压槽63。弹簧压片80上的两个开口81之间还设置有第二弹性抵压部83，第二弹性抵压部83低压滑动阀芯60的第二压槽64。这样的配合方式，能否使滑动阀芯60抵接阀座30可靠。

当然,本领域的一般技术人员在以上实施例的基础上还可以进行延伸,如在制冷系统的配置上，D1接管和D2接管与压缩机1的出气端口直接连通。如滑动阀芯采用分体结构，包括两个结构相同设置的第一阀芯和第二阀芯，第一阀芯和第二阀芯分别通过一个独立的弹簧片抵压等。上述方案也能实现本发明所要解决的问题，在此不再赘述。

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 (9)

1.一种换向阀，包括导阀和主阀，所述主阀包括：

带有阀腔(20)的阀体(10)，在所述阀腔(20)中设置有阀座(30),所述阀座(30)上设置有若干阀口(40)、

与所述若干阀口(40)对应连通的若干流路端口(50)、

与所述阀座(30)配合的滑动阀芯(60)、

驱动所述滑动阀芯(60)选择性开启或闭合所述阀口(40)的驱动部件(70)，其特征在于，

所述若干阀口(40)包括第一阀口(41)、第二阀口(42)、第三阀口(43)、第四阀口(44)及第五阀口(45)，所述若干流路端口(50)包括与所述第一阀口(41)连通的S端口、与所述第二阀口(42)连通的E端口、与所述第三阀口(43)连通的C端口、与所述第四阀口(44)连通的D1端口、与所述第五阀口(45)连通的D2端口，

当所述滑动阀芯(60)滑动到第一预定位置时，所述D1端口与所述E端口连通，所述S端口与所述C端口连通；当所述滑动阀芯(60)滑动到第二预定位置时，所述D2端口与所述C端口连通，所述S端口与所述E端口连通，

当所述滑动阀芯(60)在所述第一预定位置时，所述D2端口与所述阀腔20密闭连通；当所述滑动阀芯(60)在所述第二预定位置时，所述D1端口与所述阀腔20密闭连通。

2.如权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述滑动阀芯(60)上独立设置有第一通道(61)和第二通道(62)，当所述滑动阀芯(60)在所述第一预定位置时，所述D1端口通过所述第一通道(61)与所述E端口连通，所述S端口通过所述第二通道(62)与所述C端口连通；当所述滑动阀芯(60)在所述第二预定位置时，所述D2端口通过所述第二通道(62)与所述C端口连通，所述S端口通过所述第一通道(61)与所述E端口连通。

3.如权利要求1-2任一项所述的换向阀，其特征在于，还包括将所述滑动阀芯(60)抵向所述阀座(30)的弹簧压片(80)，所述弹簧压片(80)上设置有在纵向两侧对称布置的第一弹性抵压部(82)，所述滑动阀芯(60)为一体结构，在所述滑动阀芯(60)纵向的两侧部具有与所述第一弹性抵压部（82）相配合的第一压槽(63)。

4.如权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述弹簧压片(80)上还设置有横向布置的第二弹性抵压部(83)，在所述滑动阀芯(60)大致中间部位的横向还设置有与所述第二弹性抵压部(83)相配合的第二压槽(64)。

5.如权利要求2所述的换向阀，其特征在于，还包括将所述滑动阀芯(60)抵向所述阀座(30)的弹簧压片，所述滑动阀芯(60)包括设置有所述第一通道(61)的第一阀芯和设置有第二通道(62)的第二阀芯，所述弹簧压片包括与所述第一阀芯配合的第一弹簧压片和与所述第二阀芯配合的第二弹簧压片。

6.如权利要求1-2任一项所述的换向阀，其特征在于，所述阀腔(20)为圆筒状，所述第一阀口(41)、第二阀口(42)、第三阀口(43)、第四阀口(44)及第五阀口(45)设置在所述阀腔(20)的一侧并在所述阀腔(20)的轴线方向呈直线分布。

7.如权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述阀腔(20)与所述第一通道(61)及第二通道(62)密封隔离。

8.一种制冷系统，包括压缩机(1)、第一热交换器(3)、第二热交换器(4)、连通所述第一热交换器(3)与第二热交换器(4)的节流阀(2)，其特征在于，还包括如权利要求1-6所述的换向阀，所述压缩机(1)的进口端与所述S端口连通，所述压缩机(1)的出口端与所述D1端口和D2端口连通，所述第一热交换器(3)与所述E端口连通，所述第二热交换器(4)与所述C端口连通。

9.如权利要求8所述的制冷系统，其特征在于，还包括辅助热交换器(6)，所述压缩机(1)的出口端通过辅助热交换器(6)与所述D1端口或D2端口连通。