CN107023690B - 换向阀和空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换向阀和空调系统，换向阀包括主阀和控制组件；其中，主阀包括阀体和位于阀体内的阀芯；阀芯与阀体密封连接且将阀体的内腔分隔为高压腔和工作腔；阀体具有与高压腔连通的高压阀口和至少两个与高压腔隔离的工作阀口；控制组件控制阀芯运动以改变工作阀口的连通状态。本发明公开的换向阀设有高压腔，能够利用高压腔内的高压介质对阀芯施加作用力，且该作用力朝向工作腔，使得阀芯与阀体工作腔侧的内壁紧密贴合，有效提高了密封可靠性。

Description

换向阀和空调系统

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，更具体地说，涉及一种换向阀和空调系统。

背景技术

换向阀是一种改变介质流向的常用阀门，具体地，换向阀主要包括主阀及控制主阀的阀芯运动的控制组件，通改变过阀芯的位置来改变连通的阀口，实现换向。

由于阀芯需要运动，则在使用过程中，特别是换向时，较易影响主阀的阀体与阀芯的密封，导致换向阀的密封可靠性较差。

综上所述，如何提高换向阀的密封可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种换向阀，提高换向阀的密封可靠性。本发明的另一目的是提供一种具有上述换向阀的空调系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种换向阀，包括主阀和控制组件；

其中，所述主阀包括阀体和位于所述阀体内的阀芯；

所述阀芯与所述阀体密封连接且将所述阀体的内腔分隔为高压腔和工作腔；

所述阀体具有与所述高压腔连通的高压阀口和至少两个与所述高压腔隔离的工作阀口；

所述控制组件控制所述阀芯运动以改变所述工作阀口的连通状态。

优选地，所述阀芯具有均位于所述工作腔内的导通结构和封堵结构，所述控制组件控制所述阀芯运动以使所述导通结构改变所述工作阀口的连通状态，所述封堵结构用于封堵未与所述导通结构连通的所述工作阀口。

优选地，所述封堵结构为封堵腔或封堵板，所述导通结构为导通腔。

优选地，所述工作阀口为三个，分别为第一工作阀口、第二工作阀口及第三工作阀口；

其中，当所述阀芯处于其第一阀位时，所述第一工作阀口和所述第二工作阀口通过所述导通结构连通，所述第三工作阀口由所述封堵结构封闭；

当所述阀芯处于其第二阀位时，所述第二工作阀口与所述第三工作阀口通过所述导通结构连通，所述第一工作阀口由所述封堵结构封闭。

优选地，所述控制组件包括先导阀和电磁线圈，其中，所述电磁线圈控制所述先导阀更换阀位以控制所述主阀更换阀位。

优选地，所述先导阀具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一阀口与所述高压阀口连通，在所述电磁线圈得电和/或失电状态下所述第三阀口用于与低压管路连通，所述第二阀口和所述第四阀口分别与所述阀体的两个驱动腔连通，两个所述驱动腔分别位于所述阀芯的两侧；

所述先导阀处于其第一阀位时，所述第一阀口与所述第四阀口连通，所述第二阀口与所述第三阀口连通，所述阀芯处于其第一阀位；所述先导阀处于其第二阀位时，所述第一阀口与所述第二阀口连通，所述第三阀口与所述第四阀口连通，所述阀芯处于其第二阀位；

其中，所述换向阀工作时，所述低压管路内的压力小于所述高压阀口内的压力。

优选地，所述第三阀口与所述第一工作阀口连通。

优选地，所述电磁线圈处于失电状态时，所述先导阀处于其第一阀位。

优选地，所述电磁线圈处于得电状态时，所述先导阀处于其第一阀位。

优选地，所述控制组件控制所述阀芯沿直线运动。

优选地，所述阀芯为挡板结构。

优选地，所述挡板结构包括：两端均与所述阀体密封连接的侧板，与所述侧板密封连接的隔板；

其中，所述侧板和所述隔板形成所述高压腔，且所述高压腔和所述工作阀口分别位于所述隔板的两侧。

基于上述提供的换向阀，本发明还提供了一种空调系统，该空调系统包括上述任意一项所述的换向阀。

本发明提供的换向阀的使用方法为：将需要切换的管路与工作阀口连通，工作阀口与管路一一对应，高压阀口与能够提供高压介质的结构连通，使得高压腔存储高压介质。

本发明提供的换向阀的工作原理为：需要换向时，控制组件控制阀芯运动，当阀芯运动至设定位置时，改变连通的工作阀口，实现换向。

本发明提供的换向阀设有高压腔，向高压腔内导入高压介质，利用高压腔内的高压介质对阀芯施加作用力，且该作用力朝向工作腔，使得阀芯与阀体工作腔侧的内壁紧密贴合，有效提高了密封可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种换向阀处于其第一阀位时的结构示意图；

图2为图1中的换向阀处于其第二阀位时的结构示意图；

图3为图1中主阀的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种换向阀处于其第一阀位时的结构示意图；

图5为图4中主阀的结构示意图；

图6为图4中的换向阀处于其第二阀位时的结构示意图；

图7为图6中主阀的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明实施例提供的换向阀包括主阀1和控制组件，该主阀1包括阀体11和位于阀体11内的阀芯12。

上述阀芯12与阀体11密封连接且将阀体11的内腔分隔为高压腔13和工作腔。可以理解的是，高压腔13用于存储高压介质，高压腔13与工作腔是相互隔离的，即高压腔13与工作腔不连通。

上述阀体11具有与高压腔13连通的高压阀口a和至少两个与高压腔13隔离的工作阀口。可以理解的是，任意一个工作阀口均与高压腔13隔离。

上述控制组件控制阀芯12运动以改变工作阀口的连通状态。具体地，阀芯12处于任意阀位时，一部分工作阀口导通、另一部分工作部分不导通；或者，阀芯12处于任意阀位时，所有的工作阀口都处于导通状态。阀芯12处于不同的阀位时，相互连通的工作阀口不同。

需要说明的是，上述换向阀中，主阀1处于其任意阀位时，工作腔内的介质对阀芯12的压力小于高压腔13内的介质对阀芯12的压力，以保证阀芯12与阀体11的密封可靠性。

本发明实施例提供的换向阀的使用方法为：将需要切换的管路与工作阀口连通，工作阀口与管路一一对应，高压阀口a与能够提供高压介质的结构连通，使得高压腔13存储高压介质。

本发明实施例提供的换向阀的工作原理为：需要换向时，控制组件控制阀芯12运动，当阀芯12运动至设定位置时，改变连通的工作阀口，实现换向。

本发明实施例提供的换向阀设有高压腔13，向高压腔内导入高压介质，利用高压腔13内的高压介质对阀芯12施加作用力，且该作用力朝向工作腔，使得阀芯12与阀体11的工作腔侧的内壁紧密贴合，有效提高了密封可靠性。

为了便于改变工作阀口的连通状态，上述阀芯12具有均位于工作腔内的导通结构14和封堵结构15，控制组件控制阀芯12运动以使导通结构14改变工作阀口的连通状态，封堵结构15用于封堵未与导通结构14连通的工作阀口。

可以理解的是，阀芯12运动，则导通结构14和封堵结构15也随之运动，导通结构14所在位置不同，导通结构14连通的工作阀口不同。因此，阀芯12运动即可使导通结构14改变工作阀口的连通状态，从而改变换向阀的阀位。相应地，阀芯12运动即可使封堵结构15封堵不同的工作阀口。

上述封堵结构15可为封堵腔，也可为封堵板，为了便于封堵工作阀口，优先选择封堵结构15为封堵腔。

上述导通结构14可为导通管，也可为导通腔。为了便于介质流动以及便于生产制造，优先选择上述导通结构14为导通腔。

如图1-3所示，阀芯12包括：两端均与阀体11密封连接的侧板，与侧板密封连接的隔板；

其中，隔板包括：主隔板和与主隔板密封连接的副隔板，侧板和主隔板形成高压腔13，主隔板和副隔板形成导通结构14，侧板、主隔板和副隔板形成封堵结构15。此时，封堵结构15可为封堵腔，导通结构14为导通腔。

如图4-7所示，阀芯12包括：均与阀体11密封连接的隔板，两端分别与隔板和阀体11密封连接的侧板；

其中，隔板包括第一分隔板和第二分隔板，侧板和第一分隔板形成高压腔13，高压腔13和第二分隔板分别位于所述第一分隔板的两侧，侧板、第一分隔板和第二分隔板形成导通结构14，第二分隔板具有连通槽，该连通槽也形成导通结构14。

当阀芯12处于其第一阀位时，如图4和图5所示，导通结构14并未起到导通作用，连通槽为导通结构14，侧板为封堵结构15；当阀芯12处于其第二阀位时，如图6和图7所示，第二分隔板为封堵结构15，导通结构14起到了导通作用。上述结构中，封堵结构15为封堵板，导通结构14和连通槽交替起到了导通作用。

对于导通结构14和封堵结构15的数目，根据实际需要进行设计。例如，上述换向阀为两位三通换向阀时，工作阀口为三个，导通结构14为一个即可，封堵结构15为两个即可，且沿阀芯12的运动方向，两个封堵结构15分布位于导通结构14的两侧；上述换向阀为两位两通换向阀时，工作阀口为两个，导通结构14为一个即可，封堵结构15为一个即可。

上述主阀1的工作阀口可两个，也可为三个或者四个以上。优选地，工作阀口为三个，分别为第一工作阀口b、第二工作阀口c及第三工作阀口d。

上述换向阀中，当阀芯12处于其第一阀位时，第一工作阀口b和第二工作阀口c通过导通结构14连通，第三工作阀口d由封堵结构15封闭；当阀芯12处于其第二阀位时，第二工作阀口c与第三工作阀口d通过导通结构14连通，第一工作阀口b由封堵结构15封闭。

上述控制组件根据实际需要进行选择，例如控制组件为电磁线圈3或者电液控制组件。为了保证换向阀的稳定性，优先选择上述控制组件为电液控制组件，具体地，该控制组件包括先导阀2和电磁线圈3。

可以理解的是，电磁线圈3控制先导阀2更换阀位以控制主阀1更换阀位，即先导阀2换位时，主阀1换位。电磁线圈3控制先导阀2更换阀位以控制主阀1更换阀位，即电磁线圈3控制先导阀2更换阀位以控制阀芯12运动，从而实现主阀1更换阀位。

上述换向阀中，通过控制电磁线圈3的得失电来控制先导阀2换向，从而控制主阀1换向。具体地，可选择电磁线圈3处于失电状态时，先导阀2处于其第一阀位；或，电磁线圈3处于得电状态时，先导阀2处于其第一阀位。

对于先导阀2的具体结构，需要根据主阀1的具体结构进行设计。

优选地，如图1、图2、图4和图6所示，先导阀2具有第一阀口e、第二阀口f、第三阀口g和第四阀口h，第一阀口e与高压阀口a连通，在电磁线圈3得电和/或失电状态下第三阀口g用于与低压管路连通，第二阀口f和第四阀口h分别与阀体11的两个驱动腔连通，两个驱动腔分别位于阀芯12的两侧。其中，上述换向阀工作时，低压管路内的压力小于高压阀口a内的压力。

上述先导阀2处于其第一阀位时，第一阀口e与第四阀口h连通，第二阀口f与第三阀口g连通，阀芯12处于其第一阀位；先导阀2处于其第二阀位时，第一阀口e与第二阀口f连通，第三阀口g与第四阀口h连通，阀芯12处于其第二阀位。

上述换向阀中，在电磁线圈3得电和/或失电状态下第三阀口g用于与低压管路连通，具体地，在电磁线圈3得电状态下第三阀口g用于与低压管路连通，以保证电磁线圈3得电后，先导阀2带动主阀1换向，保证了换向阀正常工作；或，在电磁线圈3失电状态下第三阀口g用于与低压管路连通，以保证电磁线圈3失电后，先导阀2带动主阀1换向，保证了换向阀正常工作；或，在电磁线圈3得电和失电状态下第三阀口g用于与低压管路连通，以保证电磁线圈3得电和失电后，先导阀2均会带动主阀1换向，保证了换向阀正常工作。

上述换向阀中，当两个驱动腔内的压力相同时，阀芯12停止运动；当两个驱动腔内的压力不同时，阀芯12向压力较小的驱动腔运动。可以理解的是，先导阀2换向后，两个驱动腔内的压力会发生变化。

对于驱动腔的大小和形状，根据实际需要进行设计。为了提高阀芯12的受力平衡性，尽可能地增大阀芯12的受力面积。

当然，也可选择先导阀2为其他结构，并不局限于上述实施例。

为了简化安装，上述换向阀中，第三阀口g与第一工作阀口b连通。

需要说明的是，在电磁线圈3得电和/或失电状态下第一工作阀口b用于与低压管路连通，即第三阀口g通过第一工作阀口b用于与低压管路连通。

具体地，第三阀口g与第一工作阀口b连通，第一工作阀口b与低压管路连通，则在实际安装过程中，仅需连通第一工作阀口b与低压管路即可，无需在连接第三阀口g与低压管路，简化了安装和使用。

在实际应用过程中，若先导阀2处于其第一阀位的时间较多，则可选择该状态下，电磁线圈3处于失电状态，便于节省电能。同理，若先导阀2处于其第二阀位的时间较多，则可选择该状态下，电磁线圈3处于失电状态，便于节省电能。

上述换向阀中，阀芯12可旋转运动，也可移动，为了便于实现切换，保证换向，上述阀芯12沿直线运动，具体地，控制组件控制阀芯12沿直线运动。

上述换向阀中，对于阀芯12的具体结构，根据实际需要进行设计。为了方便生产制造，上述阀芯12为挡板结构。当然，也可选择阀芯12为其他结构，例如柱体结构等。

进一步地，上述挡板结构包括：两端均与阀体11密封连接的侧板，与侧板密封连接的隔板；其中，侧板和隔板形成高压腔13，且高压腔13和工作阀口分别位于隔板的两侧。

上述换向阀中，高压腔13和工作阀口分别位于隔板的两侧，加强了阀芯12与阀体11的工作阀口侧的密封连接，进一步提高了密封性能。

上述换向阀中，也可选择若干工作阀口与高压腔13位于隔板的同侧，并不局限于上述实施例。

当然，上述挡板结构还可为其他结构，例如侧板的一端与阀体11密封连接，侧板的另一端与隔板密封连接，隔板远离侧板的一端与阀体11密封连接，此时，侧板和隔板形成高压腔13，且高压腔13和工作阀口分别位于隔板的两侧。故，上述挡板结构并不局限于上述实施例。

基于上述实施例提供的换向阀，本发明实施例还提供了一种空调系统，该空调系统包括上述实施例所述的换向阀。

由于上述实施例提供的空调系统具有上述换向阀，本发明实施例提供的空调系统具有上述换向阀，则本发明实施例提供的空调系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

在实际应用过程中，对于换向阀的连接位置以及连接方式，可根据实际需要进行设计，例如，换向阀的工作阀口为两个时，可利用换向阀来控制一个管路的通断；换向阀的工作阀口为三个时，可利用换向阀实现第一管路和第二管路交替与第三管路连通。本发明实施例对空调系统中换向阀的具体位置和连接结构不做限定。

具体地，为了简化结构，方便连接，可选择主阀1的高压阀口a与压缩机的排气管连通；或，主阀1的高压阀口a与空调系统的换向装置的高压出管连通。需要说明的是，换向装置的高压出管，是指换向装置中排出高压介质的管道。该换向装置控制空调系统的工作模式，该换向装置可为四通阀。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种换向阀，其特征在于，包括主阀（1）和控制组件；

其中，所述主阀（1）包括阀体（11）和位于所述阀体（11）内的阀芯（12）；

所述阀芯（12）与所述阀体（11）密封连接且将所述阀体（11）的内腔分隔为高压腔（13）和工作腔；

所述阀体（11）具有与所述高压腔（13）连通的高压阀口（a）和至少两个工作阀口，任意一个所述工作阀口与所述高压腔（13）隔离；

所述控制组件控制所述阀芯（12）运动以改变所述工作阀口的连通状态。

2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述阀芯（12）具有均位于所述工作腔内的导通结构（14）和封堵结构（15），所述控制组件控制所述阀芯（12）运动以使所述导通结构（14）改变所述工作阀口的连通状态，所述封堵结构（15）用于封堵未与所述导通结构（14）连通的所述工作阀口。

3.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述封堵结构（15）为封堵腔或封堵板，所述导通结构（14）为导通腔。

4.根据权利要求2所述的换向阀，其特征在于，所述工作阀口为三个，分别为第一工作阀口（b）、第二工作阀口（c）及第三工作阀口（d）；

其中，当所述阀芯（12）处于其第一阀位时，所述第一工作阀口（b）和所述第二工作阀口（c）通过所述导通结构（14）连通，所述第三工作阀口（d）由所述封堵结构（15）封闭；

当所述阀芯（12）处于其第二阀位时，所述第二工作阀口（c）与所述第三工作阀口（d）通过所述导通结构（14）连通，所述第一工作阀口（b）由所述封堵结构（15）封闭。

5.根据权利要求4所述的换向阀，其特征在于，所述控制组件包括先导阀（2）和电磁线圈（3），其中，所述电磁线圈（3）控制所述先导阀（2）更换阀位以控制所述主阀（1）更换阀位。

6.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，所述先导阀（2）具有第一阀口（e）、第二阀口（f）、第三阀口（g）和第四阀口（h），所述第一阀口（e）与所述高压阀口（a）连通，在所述电磁线圈（3）得电和/或失电状态下所述第三阀口（g）用于与低压管路连通，所述第二阀口（f）和所述第四阀口（h）分别与所述阀体（11）的两个驱动腔连通，两个所述驱动腔分别位于所述阀芯（12）的两侧；

所述先导阀（2）处于其第一阀位时，所述第一阀口（e）与所述第四阀口（h）连通，所述第二阀口（f）与所述第三阀口（g）连通，所述阀芯（12）处于其第一阀位；所述先导阀（2）处于其第二阀位时，所述第一阀口（e）与所述第二阀口（f）连通，所述第三阀口（g）与所述第四阀口（h）连通，所述阀芯（12）处于其第二阀位；

其中，所述换向阀工作时，所述低压管路内的压力小于所述高压阀口（a）内的压力。

7.根据权利要求6所述的换向阀，其特征在于，所述第三阀口（g）与所述第一工作阀口（b）连通。

8.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，所述电磁线圈（3）处于失电状态时，所述先导阀（2）处于其第一阀位。

9.根据权利要求5所述的换向阀，其特征在于，所述电磁线圈（3）处于得电状态时，所述先导阀（2）处于其第一阀位。

10.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述控制组件控制所述阀芯（12）沿直线运动。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的换向阀，其特征在于，所述阀芯（12）为挡板结构。

12.根据权利要求11所述的换向阀，其特征在于，所述挡板结构包括：两端均与所述阀体（11）密封连接的侧板，与所述侧板密封连接的隔板；

其中，所述侧板和所述隔板形成所述高压腔（13），且所述高压腔和所述工作阀口分别位于所述隔板的两侧。

13.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求1-12中任意一项所述的换向阀。

Images