CN107575597B - 一种滑块及使用该滑块的换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调设备技术领域，公开了一种滑块及使用该滑块的换向阀，其换向阀还包括阀本体(5)和置于所述阀本体(5)的阀腔(9)中的阀座(6)，其滑块包括滑动部(1)和从所述滑动部(1)的上端面向上隆起形成的凸包部(2)，所述滑动部(1)与所述凸包部(2)的连接处形成环形边缘部(4)，其特征在于，在所述滑动部(1)的下端面设置有第一环形槽(11)，所述第一环形槽(11)将所述下端面分隔成内密封面(13)和外密封面(14)，本发明使滑块与阀座之间的密封区域的面积减小，密封效果显著，提高能效。

Description

一种滑块及使用该滑块的换向阀

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，具体涉及一种滑块及使用该滑块的换向阀。

背景技术

随着空调市场上变频系统的推广使用及能效要求的提升，对于冷热换向阀的内部泄漏要求也越来越高。现有技术使用的换向阀，由于其密封结构的限制，批量产品的平均泄漏水平较难达到理想状态，尤其在低密封压力的情况下泄漏可能性会更大。

图1为一种现有技术的换向阀。如图1所示，换向阀包括阀本体，在阀本体的内部形成阀腔。阀座焊接在阀本体的内侧壁上，滑块抵压在阀座上，滑块与阀座处的密封是依靠滑块平面与阀座平面的贴合。滑块在系统中的工作过程中，滑块的内腔侧为低压，外部阀腔为高压，这样在高低压差的作用下，滑块受到正向于阀座平面的正压力,滑块在正压力的作用下密封面与阀座面贴合形成密封，而滑块与阀座之间的接触力称之为密封比压，在材料性能可接受范围内，密封比压越大则密封的效果越好。而现有技术由于滑块密封面的面积较大，使得密封副的密封比压不大，密封效果差；尤其是在变频空调系统中存在压差较小,使密封比压不足导致泄漏量成上升趋势,长期处于低频低压力的工作状态，使换向阀出现泄漏，势必导致系统的能效大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题为基于以上考虑，提供一种滑块结构,以及使用该滑块的换向阀,以改善换向阀的密封结构，使得换向阀在全工作压力范围内都能实现可靠的密封，适合变频空调系统的运行环境。

本发明提供的滑块,包括滑动部和从所述滑动部的上端面向上隆起形成的凸包部,所述凸包部的反面内凹形成内腔，所述滑动部与所述凸包部的连接处形成环形边缘部，在所述滑动部的下端面设置有第一环形槽，所述第一环形槽将所述下端面分隔成内密封面和外密封面。

本发明提供的滑块，由于开设第一环形槽，凸包部受到的系统压差力向底部传递过程中，其作用力多数被作用于内密封面上，少数作用于外密封面上。滑块在第一环形槽外侧会发生微变形，所以滑块与阀座之间的密封区域以内密封面区域为主，密封面积减小，密封效果显著。

作为本发明的进一步延伸，在上述技术方案的技术上，所述第一环形槽与所述环形边缘部在所述滑动部的厚度方向上的位置相对应；

进一步，所述第一环形槽与所述滑动部的上端面之间形成簿壁部，所述簿壁部的厚度(H1)为所述滑动部的厚度(H2)的75％与85％之间。

进一步，所述第一环形槽的宽度(B1)为内密封面在滑块(10)的长度方向上的宽度(B2)的15％与50％之间；

进一步，在所述环形边缘部上还设置有第二环形槽，所述第二环形槽与所述第一环形槽在所述滑动部的厚度方向上的位置相对应。

进一步，所述第一环形槽与所述第二环形槽之间形成簿壁部，所述簿壁部的厚度(H1)为所述滑动部的厚度(H2)的75％与85％之间；

进一步，所述第二环形槽的内槽壁向上延伸形成所述凸包部的外侧壁；

进一步，所述滑块为聚苯硫醚(PPS)材料。

同时，本发明还提供了一种换向阀，包括阀本体和置于所述阀本体的阀腔中的阀座，所述换向阀还包括上述技术的滑块，所述滑块相对于所述阀座滑动以切换第一流通通路与第二流通通路。

在上述技术方案的基础上，作为进一步的延伸，在所述阀腔中设置有D腔口,在所述阀座上依次设置有的E腔口、S腔口和C腔口，当所述滑块切换至所述第一流通通路时，所述D腔口与C腔口通过所述阀腔连通,所述E腔口与所述S腔口通过所述内腔密闭连通,所述内密封面覆盖所述E腔口和所述S腔口；当所述滑块切换至所述第二流通通路时，所述D腔口与E腔口通过所述阀腔连通,所述C腔口与所述S腔口通过所述内腔密闭连通,所述内密封面覆盖所述C腔口和所述S腔口。

本发明提供的换向阀，使得密封副的密封比压大，密封效果好，尤其适合使用在变频空调系统中压差较小工作环境，提高能效。

附图说明

图1：一种现有技术的换向阀结构示意图；

图2：本发明提供的一种换向阀的结构示意图；

图3：图2中换向阀使用的滑块结构的主视图；

图3A：图3中滑块结构的俯视图；

图3B：图3中滑块结构的仰视图；

图4：本发明提供的另一种滑块结构的主视图；

图4A：图4中滑块结构的俯视图；

图4B：图4中滑块结构的仰视图；

图5：现有技术在特定模型下的模拟分析图；

图6：本发明的技术方案在特定模型下的模拟分析图。

图2-5中的符号说明：

1-滑动部、2-凸包部、3-内腔；

4-环形边缘部；

11-第一环形槽、12-第二环形槽；

13-内密封面、14-外密封面；

15-薄壁部；

21-外侧壁；

5-阀本体、6阀座；

7-驱动活塞、8-封头；

9-阀腔；

10-滑块、20-换向阀。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种换向阀及其用于该换向阀的滑块，以改善密封结构，使得换向阀能实现可靠的密封。使空调系统运行可靠节能。

图2为本发明提供的一种换向阀的结构示意图。

如图2所示。换向阀20包括用管状金属材料加工制成的阀本体5，在阀本体5的两端密闭焊接有端盖8，在阀本体5的内部形成阀腔9。金属材料的阀座6焊接在阀本体5的内侧壁上，在阀座6上分别设置有E腔口、S腔口和C腔口，在阀腔9中还设置有D腔口。E腔口、S腔口、C腔口及D腔口分别通过金属连接管与换向阀20的外部的制冷系统的管路连通形成回路。

在阀腔9中，通过驱动活塞7驱动的滑块10抵压在阀座6上，滑块10在阀座6上滑动以切换制冷系统的流路：即当滑块10切换至第一流通通路(图2所示)时，D腔口与C腔口通过阀腔9连通,E腔口与S腔口通过滑块10上开设的内腔3密闭连通；当滑块10相对与阀座6向右滑动切换至第二流通通路时，D腔口与E腔口通过阀腔9连通,C腔口与S腔口通过滑块10上开设的内腔3连通。

图3为图2中换向阀使用的滑块结构的主视图,图3A为图3中滑块结构的俯视图，图3B为图3中滑块结构的仰视图。

如图3/图3A/图3B所示。滑块10大致成倒置的碗状结构，在底部为板状结构的滑动部1，滑动部1下部的滑动面与阀座6的滑动面配合形成一种滑阀开关。滑动部1的中部向上隆起形成凸包部2，与凸包部2相对的下部形成了内腔3。滑动部1与凸包部2的连接处形成环形边缘部4，在该具体例中，环形边缘部4的形状大致为“长跑道形”。

滑块10在滑动部1的下部设置有第一环形槽11，第一环形槽11将滑动面分隔成内密封面13和外密封面14。滑块10切换至所述第一流通通路时，内密封面13覆盖E腔口和S腔口；当滑块10切换至第二流通通路时，内密封面13覆盖C腔口和S腔口。

空调系统正常运行时，阀腔9内为高压区，置于阀腔9中的滑块10由于与阀座6配合使内腔3密闭。所以滑块10的弧形凸包部2的基体受到的向下的压差力作用。由于第一环形槽11的开设，在压差力向底部传递过程中，滑块10在第一环形槽11外侧会发生微变形，所以其作用力并不是平均作用于滑动部1的滑动面，而是多数被集中于内密封面13上，少数作用于外密封面14上。因此，滑块10与阀座6之间的有效密封区域由现有技术的整个底部平面变更为以内密封面13区域为主、外密封面14为辅的密封区域，内密封面13为实际有效密封区域。改进的技术方案使滑块10密封面积减小，密封效果提高。

为使以上有益的效果增加，作为技术方案的进一步优选，如图3所示，可以在滑动部1的上部环形边缘部4上设置第二环形槽12，其第二环形槽12与第一环形槽11在滑动部1的厚度方向上的位置相对应，即在本例中，第二环形槽12贯穿在滑动部1与所述凸包部2的结合部(即环形边缘部4)，第二环形槽12的内槽壁向上延伸形成凸包部2的外侧壁21。第二环形槽12与第一环形槽11上下开设位置一致。

上述方案设置，在滑块10受到的系统压差力向底部传递过程中，有利于滑块10产生有利于改善密封效果的微变形，使作用力更加集中于内密封面13上。

在具体实施中，作为一种优选的技术方案，第一环形槽11与第二环形槽12之间构成簿壁部15，其簿壁部15的厚度(H1)为滑动部1的厚度(H2)的75％与85％之间(即:75％H2≤H1≤85％H2)；同样，第一环形槽的宽度(B1)为内密封面13在滑块10的长度方向上的宽度(B2)的15％与50％之间(即:15％B2≤B1≤50％B2)。

在具体实施中，为达到本发明较好的实施效果，滑块10的材料的选择需要综合考虑其结构稳定性和应力变性及自润滑性等参数，优选使用聚苯硫醚(PPS)材料。

图5和图6分别为现有技术与本发明的技术方案在一种特定模型下的模拟分析图。通过图示可以看出，在滑块10受到相同的1.0MPa的压差力下，本发明给出的技术方案，密封比压是现有技术的两倍左右，改善效果明显。

另外，作为本发明的另一有益之处，由于空调系统流入换向阀内部的介质中含有一定的润滑油，产品在使用一段时间后，润滑油会逐步包含在底面环槽内，这样进一步起到较好的辅助密封效果。

图4为本发明提供的另一种滑块结构的主视图,图4A为图4中滑块结构的俯视图,图4B为图4中滑块结构的仰视图。

如图4/图4A/图4B所示。该技术方案与前述方案不同点在于，只在滑块10A在滑动部1的下部设置有第一环形槽11，第一环形槽11将滑动面分隔成内密封面13和外密封面14。第一环形槽11与环形边缘部4，在滑动部1的厚度方向上的位置相对应，具体在该实施例中，第一环形槽11也同环形边缘部4一样，大致为“长跑道形”。本技术方案也具有前述方案的有益效果，在此不再赘述。

在本实施例中给出了具体“长跑道形”的环形槽,当然,如果滑块的横向尺寸减小时,环形槽将会不封闭,该结构也应作为该发明的技术方案的保护范围。

作为进一步的优选方案，第一环形槽11与滑动部1的上端面之间构成簿壁部15，簿壁部15的厚度(H1)为滑动部1的厚度(H2)的75％与85％之间(即:75％H2≤H1≤85％H2)。

以上对本发明所提供的换向阀及其滑块结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种滑块(10)，包括滑动部(1)和从所述滑动部(1)的上端面向上隆起形成的凸包部(2),所述凸包部的反面内凹形成内腔(3)，所述滑动部(1)与所述凸包部(2)的连接处形成环形边缘部(4)，其特征在于，在所述滑动部(1)的下端面设置有第一环形槽(11)，所述第一环形槽(11)将所述下端面分隔成内密封面(13)和外密封面(14)，所述第一环形槽(11)与所述环形边缘部(4)在所述滑动部(1)的厚度方向上的位置相对应，所述环形边缘部(4)还设置有第二环形槽(12)，所述第二环形槽(12)与所述第一环形槽(11)在所述滑动部(1)的厚度方向上的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的滑块(10)，其特征在于，所述第一环形槽(11)与所述滑动部(1)的上端面之间形成簿壁部(15)，所述簿壁部(15)的厚度(H1)为所述滑动部(1)的厚度(H2)的75％与85％之间。

3.根据权利要求2所述的滑块(10)，其特征在于，所述第一环形槽(11)的宽度(B1)为内密封面(13)在滑块(10)的长度方向上的宽度(B2)的15％与50％之间。

4.根据权利要求1所述的滑块(10)，其特征在于，所述第一环形槽与所述第二环形槽之间形成簿壁部(15)，所述簿壁部(15)的厚度(H1)为所述滑动部(1)的厚度(H2)的75％与85％之间。

5.根据权利要求1所述的滑块(10)，其特征在于，所述第二环形槽(12)的内槽壁向上延伸形成所述凸包部(2)的外侧壁(21)。

6.如权利要求1-5任一项所述的滑块(10)，其特征在于，所述滑块(10)为聚苯硫醚材料。

7.一种换向阀(20)，包括阀本体(5)和置于所述阀本体(5)的阀腔(9)中的阀座(6)，其特征在于，所述换向阀(20)还包括如权利要求1-6任一项所述的滑块(10)，所述滑块(10)相对于所述阀座(6)滑动以切换第一流通通路与第二流通通路。

8.根据权利要求7所述的换向阀(20)，其特征在于，在所述阀腔(9)中设置有D腔口,在所述阀座(6)上依次设置有的E腔口、S腔口和C腔口，当所述滑块(10)切换至所述第一流通通路时，所述D腔口与C腔口通过所述阀腔(9)连通,所述E腔口与所述S腔口通过所述内腔(3)密闭连通,所述内密封面(13)覆盖所述E腔口和所述S腔口；当所述滑块(10)切换至所述第二流通通路时，所述D腔口与E腔口通过所述阀腔(9)连通,所述C腔口与所述S腔口通过所述内腔(3)密闭连通,所述内密封面(13)覆盖所述C腔口和所述S腔口。