CN106321937A - 四通阀和空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种四通阀和空调装置。该四通阀包括阀体、滑块和电磁致动部，滑块活动地设置在阀体的阀腔内，电磁致动部与阀体连接，电磁致动部驱动滑块在阀腔内在制冷位置与制热位置之间切换。本发明采用“电‑磁‑力”的方式控制换向，因此，只需要保证电磁致动部与滑块之间的磁力大于开机时滑块与四通阀阀体内壁的摩擦力，即可完成换向，不会存在换向卡死问题。此外，由于电磁致动部通电即可完成换向，且换向前不会存在先制冷问题，解决了制热慢的问题，且本发明中的四通阀在压缩机开启之前就已完成换向，不存在液击问题和串气问题，也大大降低了换向噪音。

Description

四通阀和空调装置
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种四通阀和空调装置。
背景技术
图1示出了现有技术中的一种四通阀的工作原理图。如图1所示，该四通阀的阀体内安装有滑块15和位于两端的活塞18，其中，每个活塞18分别通过一个连杆19与滑块15的一端连接。阀体上端与压缩机排气管11连接，下侧分别与蒸发器进口12、压缩机吸气管13和冷凝器出口14连接。此外，压缩机排气管11连接有滑阀20，其中滑阀20通过电磁线圈21控制，滑阀20的一个阀口通过第一毛细管16与左侧的活塞18一侧的腔体连接，另一个阀口通过第二毛细管17与右侧的活塞18一侧的腔体连接。
当空调器接收到模式转换信号时，系统开始检测变频压缩机吸气口和排气口的压力差是否满足四通阀换向的要求，如果满足，直接控制四通阀换向；如果不满足，则通过调节频率或电子膨胀阀开度，使压差满足四通阀换向要求。该四通阀存在易液击、串气、换向噪声大、换向时间长、换向可靠性差等问题。
发明内容
本发明实施例中提供一种四通阀和空调装置，以解决现有技术中易液击、串气、换向噪声大、换向时间长、换向可靠性差的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种四通阀，包括阀体、滑块和电磁致动部，滑块活动地设置在阀体的阀腔内，电磁致动部与阀体连接，电磁致动部驱动滑块在阀腔内在制冷位置与制热位置之间切换。
作为优选，电磁致动部包括第一电磁线圈、与第一电磁线圈配合的第一磁体、第二电磁线圈、以及与第二电磁线圈配合的第二磁体，其中，第一电磁线圈及第一磁体安装在阀体的一端，第二电磁线圈及第二磁体安装在阀体的另一端。
作为优选，第一电磁线圈及第二电磁线圈套在阀体的外部，第一磁体及第二磁体安装在阀体的内部。
作为优选，四通阀还包括设置在阀腔内的滑座，滑座的一端与第一磁体的一端抵接，滑座的另一端与第二磁体的另一端抵接。
作为优选，滑块包括本体、第一铁芯和第二铁芯，其中，第一铁芯与本体的第一端连接，第二铁芯与本体的第二端连接。
作为优选，滑块还包括与本体连接的底座，底座突出于本体的一侧的表面形成为与阀腔的内壁接触的滑动支撑面。
作为优选，阀体竖直设置，且电磁致动部包括第一电磁线圈，第一电磁线圈安装在阀体的上端。
作为优选，四通阀还包括安装在阀体内的弹性元件，滑块在弹性元件的作用下切换至制冷位置，滑块在电磁致动部的作用下切换至制热位置。
本发明还提供了一种空调装置，包括上述的四通阀。
本发明采用“电-磁-力”的方式控制换向，因此，只需要保证电磁致动部与滑块之间的磁力大于开机时滑块与四通阀阀体内壁的摩擦力，即可完成换向，不会存在换向卡死问题。此外，由于电磁致动部通电即可完成换向，且换向前不会存在先制冷问题，解决了制热慢的问题，且本发明中的四通阀在压缩机开启之前就已完成换向，不存在液击问题和串气问题，也大大降低了换向噪音。
附图说明
图1是现有技术中的一种四通阀的工作示意图；
图2是本发明实施例的四通阀在制冷运行时的示意图；
图3是本发明实施例的四通阀在制热运行时的示意图。
附图标记说明：1、阀体；2、第一电磁线圈；3、第一磁体；4、第二电磁线圈；5、第二磁体；6、滑座；7、本体；8、第一铁芯；9、第二铁芯；10、底座；11、压缩机排气管；12、蒸发器进口；13、压缩机吸气管；14、冷凝器出口；15、滑块；16、第一毛细管；17、第二毛细管；18、活塞；19、连杆；20、滑阀；21、电磁线圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
发明人经过研究发现，图1中的四通阀实现换向的基本原理是满足如下公式：F高压-F低压>f摩擦，其中，F高压指高压腔的压力；F低压指低压腔的压力；f摩擦指滑块与四通阀内壁之间的摩擦力。
图1中的四通阀在制热换向过程中，当滑块15移动到中间位置时，四通阀的蒸发器进口12、压缩机吸气管13和冷凝器出口14处于连通状态，压缩机排气管11中的高压气体通过滑块与蒸发器进口12、冷凝器出口14的间隙口会进入压缩机吸气管13中，重新流回压缩机，形成串气。
在图1中的四通阀换向过程中，当滑块15移到中间位置时，四通阀的蒸发器进口12、压缩机吸气管13和冷凝器出口14几乎被滑块15完全遮住，此时压缩机排气管中的高温高压气体无法排出，高压几乎全部作用在滑块上，滑块15与四通阀内壁之间的摩擦力f摩擦会急剧增大。当F高压-F低压≦f摩擦时，会导致换向卡死；同时，由于此时存在串气问题，低压腔的压力F低压也会增大，更容易使F高压-F低压≦f摩擦，导致换向卡死问题。此时，压缩机排气管11中的高温高压气体无法排出，随着压力的持续升高，气体变成高压液体，使滑块15产生液击，可能损坏滑块15。
进一步地，图1中的四通阀在冬季制热换向时，为防止四通阀的滑块液击问题，需先进行制冷运行40s左右，然后电磁线圈21得电，滑阀20在电磁力的作用下向右吸合，此时蒸发器进口12的活塞腔通过毛细管与压缩机排气管11(高压)连通，冷凝器出口14的活塞腔通过毛细管与压缩机吸气管13(低压)连通，两端活塞腔存在的压差使活塞18向低压侧移动，活塞18通过连杆19带动滑块15移动，实现换向。整个换向过程会持续60s左右，且制热开始之前，大概有40s的时间是制冷运行，会从室内带走热量，从而导致制热慢的问题。
为此，本发明提供了一种四通阀，以解决上述易液击、串气、换向时间长、换向卡死等问题，与现有技术中采用压差控制换向的方式不同，本发明采用的是“电-磁-力”的方式控制换向。
如图2和图3所示，本发明中的四通阀包括阀体1、滑块和电磁致动部，滑块活动地设置在阀体1的阀腔内，电磁致动部与阀体1连接，电磁致动部驱动滑块在阀腔内在制冷位置与制热位置之间切换。阀体1可采用现有技术中的阀体，优选其材质选用不锈钢，以增加线圈磁场的穿透性。
其中，电磁致动部向滑块提供了换向时的力，以驱动滑块在阀腔内在制冷位置与制热位置之间切换从而控制四通阀进行换向。
在上述技术方案中，本发明采用“电-磁-力”的方式控制换向，因此，只需要保证电磁致动部与滑块之间的磁力大于开机时滑块与四通阀阀体内壁的摩擦力，即可完成换向，不会存在换向卡死问题，提高了换向可靠性；由于电磁致动部通电即可完成换向，整个过程1s左右，且换向前不会存在先制冷问题，解决了现有技术中四通阀制热慢的问题，且本发明中的四通阀在压缩机开启之前就已完成换向，不存在液击问题和串气问题。这样，现有技术中的四通阀换向噪声大，主要是因为换向时的液击导致的，由于本发明消除了液击问题，因此也大大降低了换向噪音。
在图2和图3所示的实施例中，本发明中的电磁致动部包括第一电磁线圈2、与第一电磁线圈2配合的第一磁体3、第二电磁线圈4、以及与第二电磁线圈4配合的第二磁体5。
其中，第一电磁线圈2及第一磁体3安装在阀体1的一端，第二电磁线圈4及第二磁体5安装在阀体1的另一端。更具体地，第一电磁线圈2及第二电磁线圈4可以套在阀体1的外部，第一磁体3及第二磁体5则可以安装在阀体1的内部，当然也可以采用其他的安装方式，只要能够向滑块提供电磁力作用力即可。
在上述实施例中，本发明利用电磁线圈通电后产生磁场，磁场使磁体产生磁性力，磁性力控制滑块的移动，实现换向。请参考图2，当空调接收到制冷信号时，第一电磁线圈2不得电，第二磁体5不产生磁性力)，第二电磁线圈4得电产生磁场，此时第一磁体3被磁化产生磁性力，使滑块向第一磁体3方向移动；当滑块与第一磁体3吸合时，换向完成，空调实现制冷运行。当空调接收到制热信号时，如图3所示，第二电磁线圈4不得电，第一磁体3不产生磁性力，第一电磁线圈2得电产生磁场，此时第二磁体5被磁化产生磁性力，使滑块向第二磁体5方向移动，当滑块与第二磁体5吸合时，换向完成，空调实现制热运行。
优选地，四通阀还包括设置在阀腔内的滑座6，滑座6的一端与第一磁体3的一端抵接，滑座6的另一端与第二磁体5的另一端抵接。其中，滑座6可以采用现有技术中的滑座，但是其端部分别与第一磁体3和第二磁体5抵接，从而形成一个刚性固定连接，可防止滑块吸合后位置存在偏差。
优选地，滑块包括本体7、第一铁芯8和第二铁芯9，其中，第一铁芯8与本体7的第一端连接，第二铁芯9与本体7的第二端连接。例如，第一铁芯8和第二铁芯9可沿垂直于滑块移动方向设置。通过第一铁芯8和第二铁芯9，可保证滑块能受到磁性力的作用。更优选地是，第一铁芯8和第二铁芯9的形状尽量不要有棱角，这样可减小冷媒的流动阻力。
优选地，滑块还包括与本体7连接的底座10，底座10突出于本体7的一侧的表面形成为与阀腔的内壁接触的滑动支撑面，以防止滑块在四通阀腔体内上下跳动。以制冷为例，当四通阀制冷运行时，冷媒从蒸发器进口12进入，压缩机吸气管13流出。此时，滑块会受到蒸发器进口12、压缩机排气管11冷媒的冲击力而上下跳动。由于在此技术方案中，底座10与本体7的高度加在一起，接近但小于四通阀阀体的直径，这样可以有效防止滑块部件的上下运动。
在一个未图示的实施例中，本发明中的四通阀还包括安装在阀体1内的弹性元件，其用于向滑块提供一个作用力，滑块在该作用力的作用下切换至制冷位置，当需要制热时，则可通过电磁致动部提供一个电磁力，以使滑块切换至制热位置。在该实施例中，将一侧的电磁致动部用弹性元件代替。例如，制冷时，第一电磁线圈2不通电，此时滑块只受到弹簧弹性力的作用，向图1的左侧移动，整个系统实现制冷运行；制热时，第一电磁线圈2通电，此时滑块受到右端磁性力与左端弹性力的共同作用，要保证右端磁性力大于弹簧弹性力与摩擦力之和即可。此实施例，结构十分简单，仅需要一侧的电磁致动部和一个弹性元件，因此大大简化了结构，具有结构简单、成本低的特点。
在另一个未图示的实施例中，可以将结构进一步简化。例如，在本发明中的阀体1呈竖直状态设置时，可将电磁致动部安装在阀体1的上端，例如，本实施例中的电磁致动部件可仅包括一个第一电磁线圈2。在此实施例中，不但可以省掉下端的电磁致动部，而且还进一步简化地上端的电磁致动部。例如，制冷时，第一电磁线圈2不通电，此时滑块只受到重力的作用，整个系统实现制冷运行；制热时，第一电磁线圈2通电，此时滑块受到上端磁性力与下端重力的共同作用，只需要保证上端磁性力大于下端重力即可。此实施例，结构十分简单，仅需要一个电磁线圈，因此大大简化了结构，具有结构简单、成本低的特点。
本发明还提供了一种空调装置，包括上述的四通阀。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种四通阀，其特征在于，包括阀体(1)、滑块和电磁致动部，所述滑块活动地设置在所述阀体(1)的阀腔内，所述电磁致动部与所述阀体(1)连接，所述电磁致动部驱动所述滑块在所述阀腔内在制冷位置与制热位置之间切换。
2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述电磁致动部包括第一电磁线圈(2)、与所述第一电磁线圈(2)配合的第一磁体(3)、第二电磁线圈(4)、以及与所述第二电磁线圈(4)配合的第二磁体(5)，其中，所述第一电磁线圈(2)及所述第一磁体(3)安装在所述阀体(1)的一端，所述第二电磁线圈(4)及所述第二磁体(5)安装在所述阀体(1)的另一端。
3.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于，所述第一电磁线圈(2)及所述第二电磁线圈(4)套在所述阀体(1)的外部，所述第一磁体(3)及所述第二磁体(5)安装在所述阀体(1)的内部。
4.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于，所述四通阀还包括设置在所述阀腔内的滑座(6)，所述滑座(6)的一端与所述第一磁体(3)的一端抵接，所述滑座(6)的另一端与所述第二磁体(5)的另一端抵接。
5.根据权利要求2所述的四通阀，其特征在于，所述滑块包括本体(7)、第一铁芯(8)和第二铁芯(9)，其中，所述第一铁芯(8)与所述本体(7)的第一端连接，所述第二铁芯(9)与所述本体(7)的第二端连接。
6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述滑块还包括与所述本体(7)连接的底座(10)，所述底座(10)突出于所述本体(7)的一侧的表面形成为与所述阀腔的内壁接触的滑动支撑面。
7.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀体(1)竖直设置，且所述电磁致动部包括第一电磁线圈(2)，所述第一电磁线圈(2)安装在所述阀体(1)的上端。
8.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述四通阀还包括安装在所述阀体(1)内的弹性元件，所述滑块在所述弹性元件的作用下切换至所述制冷位置，所述滑块在所述电磁致动部的作用下切换至所述制热位置。
9.一种空调装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的四通阀。
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