CN108071818B - 四通阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种四通阀。该四通阀包括阀座、阀芯和直线驱动机构，阀座包括阀腔以及沿阀座的周向间隔设置的第一连通孔、第二连通孔、第三连通孔和第四连通孔，阀芯滑动设置在阀腔内，直线驱动机构与阀芯驱动连接，驱动阀芯沿阀座的轴向运动，阀芯具有控制第一连通孔和第二连通孔连通且第三连通孔和第四连通孔连通的第一轴向位置，以及控制第一连通孔和第四连通孔连通且第二连通孔和第三连通孔连通的第二轴向位置，阀芯两端的阀腔相互连通。根据本发明的四通阀，可以解决现有技术中四通阀的阀芯在相对于阀体轴向位移过程中由于阀芯两端的阀腔产生压力差而导致阀芯调整不便的问题。

Description

四通阀

技术领域

本发明涉及切换阀技术领域，特别是涉及一种四通阀。

背景技术

四通阀是具有四个进出口的控制阀，该四个进出口与外部管路连通，可实现流体流通时的换向，四通阀是制冷设备中不可缺少的部件。在空调系统中，四通阀可以在制冷和制热之间切换，保证了空调既可以输出冷风，也可以通过四通阀的作用输出热风。现有技术中的四通阀结构复杂，制作工艺难度大，换向部件换向复杂，因此在使用过程中阀体内会发生泄漏造成串气等现象。

为了解决上述问题，在申请号为201610627415.0，发明名称为四通阀的中国发明专利申请中公开了一种四通阀，该四通阀包括阀体以及可插入阀体的内腔且可在内腔平移的阀芯；阀体开设有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，阀芯开设有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，当阀芯处于第一位置时，第一通道与第一通孔、第二通孔相贯通，第二通道与第三通孔、第四通孔相贯通；当阀芯平移至第二位置时，第三通道与第二通孔、第三通孔贯通，第四通道与第一通孔、第二通孔贯通。

在该申请所公开的方案中，由于阀芯两端的阀腔之间不相连通，因此在阀芯相对于阀体发生轴向位移时，阀芯两端的阀腔会产生压力差，对阀芯在阀体内的运动形成压力差，对阀芯的轴向运动造成阻力，不利于实现阀芯的轴向位置调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种四通阀，以解决现有技术中四通阀的阀芯在相对于阀体轴向位移过程中由于阀芯两端的阀腔产生压力差而导致阀芯调整不便的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种四通阀，包括阀座、阀芯和直线驱动机构，阀座包括阀腔以及沿阀座的周向间隔设置的第一连通孔、第二连通孔、第三连通孔和第四连通孔，阀芯滑动设置在阀腔内，直线驱动机构与阀芯驱动连接，驱动阀芯沿阀座的轴向运动，阀芯具有控制第一连通孔和第二连通孔连通且第三连通孔和第四连通孔连通的第一轴向位置，以及控制第一连通孔和第四连通孔连通且第二连通孔和第三连通孔连通的第二轴向位置，阀芯两端的阀腔相互连通。

本发明的四通阀，阀芯两端的阀腔相互连通，因此在通过直线驱动机构驱动阀芯沿阀座的轴向运动时，能够使阀芯两端的阀腔压力平衡，避免对阀芯的轴向运动形成阻力，使得阀芯的位置调整更加简单方便，所需的驱动作用力更小。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例的四通阀的剖视结构图；

图2示意性示出了本发明实施例的四通阀阀芯处于第一轴向位置时的结构示意图；

图3示意性示出了根据图2的A-A向的剖视结构图；

图4示意性示出了根据图2的俯视剖视结构图；

图5示意性示出了本发明实施例的四通阀阀芯处于第二轴向位置时的结构示意图；

图6示意性示出了根据图5的A-A向的剖视结构图；

图7示意性示出了根据图5的俯视剖视结构图；

图8示意性示出了本发明实施例的四通阀的阀芯的结构示意图；

图9示意性示出了根据图8的A-A向的剖视结构图；

图10示意性示出了本发明实施例的四通阀的阀芯的立体结构图。

图中附图标记：1、阀座；2、阀芯；3、直线驱动机构；4、阀腔；5、第一连通孔；6、第二连通孔；7、第三连通孔；8、第四连通孔；9、连通通道；10、上端盖；11、下端盖；12、防转孔；13、防转杆；14、球头；15、第一通道；16、第二通道；17、第三通道；18、第四通道。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图1至图10所示，根据本发明的实施例，四通阀包括阀座1、阀芯2和直线驱动机构3，阀座1包括阀腔4以及沿阀座1的周向间隔设置的第一连通孔5、第二连通孔6、第三连通孔7和第四连通孔8，阀芯2滑动设置在阀腔4内，直线驱动机构3与阀芯2驱动连接，驱动阀芯2沿阀座1的轴向运动，阀芯2具有控制第一连通孔5和第二连通孔6连通且第三连通孔7和第四连通孔8连通的第一轴向位置，以及控制第一连通孔5和第四连通孔8连通且第二连通孔6和第三连通孔7连通的第二轴向位置，阀芯2两端的阀腔4相互连通。

其中阀芯2上包括第一通道15、第二通道16、第三通道17和第四通道18，第一通道15和第二通道16成对设置，第三通道17和第四通道18成对设置，且成对设置的两组通道沿阀芯2的轴向间隔设置。在第一通道15和第二通道16之间设置有起到隔离作用的第一间隔板，在第三通道17和第四通道18之间设置有起到隔离作用的第二间隔板，第一间隔板和第二间隔板相互垂直。

当阀芯2位于第一轴向位置时，第一连通孔5和第二连通孔6之间通过第一通道15连通，第三连通孔7和第四连通孔8之间通过第二通道16连通。当阀芯处于第二轴向位置时，第一连通孔5和第四连通孔8之间通过第三通道17连通，第二连通孔6和第三连通孔7之间通过第四通道18连通。通过调整阀芯2在阀座1内的轴向位置，可以方便地对四通阀的连通状态进行调节。

本发明的四通阀，阀芯两端的阀腔相互连通，因此在通过直线驱动机构3驱动阀芯2沿阀座1的轴向运动时，能够使阀芯2两端的阀腔4压力平衡，避免对阀芯2的轴向运动形成阻力，使得阀芯2的位置调整更加简单方便，所需的驱动作用力更小。

直线驱动机构3此处例如为直线电机，也可以为其他可以控制阀芯2沿阀座1的轴向运动的驱动机构，例如伸缩缸或者伸缩杆等。

四通阀通过导管连通阀芯2两端的阀腔4，或阀芯2两端的阀腔4同时连通至压缩机的排气端。阀芯2两端的阀腔4可以直接通过阀芯2本身结构实现互通，也可以通过其他通道间接实现互通，只要能够在直线驱动机构3驱动阀芯2上下运动过程中阀芯2两端的受力平衡即可。上述的导管可以直接穿过阀芯2实现阀芯2两端的阀腔4的连通，也可以设置在阀芯2外，实现阀芯2两端的阀腔4的连通，具体可以根据实际的结构需要进行设定。

此外，当阀芯2利用自身结构的改变来实现阀芯2两端的阀腔4的连通时，阀芯2的中心或者外缘设置有连通阀芯2两端阀腔4的连通通道9。在本实施例中，该连通通道为沿阀芯2的中心轴向延伸连通阀芯2两端阀腔的中心孔。

为了保证阀芯2在阀座1内的运动稳定性，在阀座1内还设置有防止阀芯2相对于阀座1发生转动的防转装置。该防转装置可以防止阀芯在轴向滑动过程中相对于阀座1发生转动，保证阀芯2运动的稳定性和可靠性，从而保证阀芯2的各个通道与阀座1上的连通孔之间顺利实现连通，而且可以保证连通的正确性。

在本实施例中，阀腔4的两端分别设置有上端盖10和下端盖11，阀芯2上设置有防转孔12，上端盖10上设置有防转杆13，防转杆13滑动设置在防转孔12内。此处的防转孔例如为圆柱孔，防转杆例如为圆柱杆，防转杆13与防转孔12的配合，既可以起到有效的阀芯防转作用，又可以对阀芯2在阀座1内的滑动起到导向作用，防止阀芯2在滑动过程中出现卡死现象，保证阀芯2滑动的稳定性和可靠性。上端盖10和下端盖11与阀座1一同围成阀腔4，上端盖10和下端盖11与阀座1之间可以通过螺栓连接，也可以直接焊接固定，或者是通过其他方式进行连接。直线驱动机构3固定设置在上端盖10上。

优选地，阀芯2沿轴向运动的过程中，第一连通孔5、第二连通孔6、第三连通孔7和第四连通孔8在连通状态切换过程中同时连通。通过这种方式，可以使四通阀在状态切换过程中，压力能够稳定变化，可以有效确保压缩机正常运行，避免由于压缩机排气管路突然增压而导致爆炸，提高压缩机工作时的可靠性。

第一连通孔5、第二连通孔6、第三连通孔7和第四连通孔8同时连通时，阀芯2遮挡压缩机排气管对应的接口，该接口流通面积大于等于10％且小于等于34％。

具体而言，阀芯2遮挡压缩机排气管对应的接口，该接口流通面积大于等于15％且小于等于25％，从而保证压缩机的工作压差和抗水击能力能够达到最佳匹配状态，提高压缩机的工作性能。

优选地，阀芯2遮挡压缩机排气管对应的接口以外的接口，这些接口流通面积大于等于10％且小于等于40％，四通阀的高压接口和低压接口的工作压差小于或等于0.2Mpa，能够顺利地实现四通阀连通状态切换过程中冷媒压力的过渡，避免压力发生突变。

在本实施例中，直线驱动机构3与阀芯2之间铰接，使得阀芯与直线驱动机构3之间不发生转动，但是可以发生一定角度的摆正，从而使得阀芯2在运动的过程中可以出现一定幅度的偏移，提高直线驱动机构3与阀芯2连接位置的容错性，避免出现卡死现象，提高直线驱动机构3驱动时的安全性和可靠性。

优选地，直线驱动机构3的驱动杆端部设置有球头14，直线驱动机构3通过球头14与阀芯2之间铰接，连通通道9沿阀芯2的中心轴向贯穿阀芯2，球头14设置在连通通道9的端部，球头14与连通通道9之间形成有间隙。由于球头14设置在连通通道9的开口处，为了避免球头14堵死连通通道，应该改变连通通道9的开口形状，使其与球头14的形状不相匹配，与球头14之间形成间隙配合，保证阀芯2两端的阀腔4可以通过连通通道9实现互联。例如，连通通道9的开口处可以设置为矩形或者是正方形，或者是三角形等，即使直线驱动机构3的驱动杆通过球头与阀芯2之间实现铰接，球头14也不会堵死连通通道9

当然，此处也可以直接在阀芯2的端面上固定设置一个连接件，该连接件与连通通道9之间形成间隙配合，使得连通通道9能够与阀芯2上部的阀腔4连通，直线驱动机构3的驱动杆可以通过球头14与该连接件之间实现铰接，如此一来，球头14就不会对连通通道9造成阻碍。

在本实施例中，连通通道9的端部设置有沿着阀芯2的端面侧向延伸的侧向通道，连通通道9通过侧向通道连通阀芯2两端的阀腔4，球头14设置在连通通道9的开口处时，连通通道9仍然可以通过侧向通道与阀芯2上部的阀腔4实现连通。

在图中未示出的一个实施例当中，阀芯2的外周侧表面设置可以设置有槽流道，阀芯2的上下两个阀腔4可以通过该槽流道实现互通。

以上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 (12)

1.一种四通阀，其特征在于，包括阀座(1)、阀芯(2)和直线驱动机构(3)，所述阀座(1)包括阀腔(4)以及沿所述阀座(1)的周向间隔设置的第一连通孔(5)、第二连通孔(6)、第三连通孔(7)和第四连通孔(8)，所述阀芯(2)滑动设置在所述阀腔(4)内，所述直线驱动机构(3)与所述阀芯(2)驱动连接，驱动所述阀芯(2)沿所述阀座(1)的轴向运动，所述阀芯(2)具有控制第一连通孔(5)和第二连通孔(6)连通且第三连通孔(7)和第四连通孔(8)连通的第一轴向位置，以及控制第一连通孔(5)和第四连通孔(8)连通且第二连通孔(6)和第三连通孔(7)连通的第二轴向位置，所述阀芯(2)两端的阀腔(4)相互连通；所述阀芯(2)的中心或者外缘设置有连通所述阀芯(2)两端阀腔(4)的连通通道(9)。

2.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述四通阀通过导管连通阀芯(2)两端的阀腔(4), 或所述阀芯（2）两端的阀腔（4）同时连通至压缩机的排气端。

3.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀座(1)内设置有防止所述阀芯(2)相对于所述阀座(1)发生转动的防转装置。

4.根据权利要求3所述的四通阀，其特征在于，所述阀腔(4)的两端分别设置有上端盖(10)和下端盖(11)，所述阀芯(2)上设置有防转孔(12)，所述上端盖(10)上设置有防转杆(13)，所述防转杆(13)滑动设置在所述防转孔(12)内。

5.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀芯(2)沿轴向运动的过程中，所述第一连通孔(5)、所述第二连通孔(6)、所述第三连通孔(7)和所述第四连通孔(8)在连通状态切换过程中同时连通。

6.根据权利要求5所述的四通阀，其特征在于，所述第一连通孔(5)、所述第二连通孔(6)、所述第三连通孔(7)和所述第四连通孔(8)同时连通时，所述阀芯(2)遮挡压缩机排气管对应的接口，该接口流通面积大于等于10％且小于等于34％。

7.根据权利要求6所述的四通阀，其特征在于，所述阀芯(2)遮挡压缩机排气管对应的接口，该接口流通面积大于等于15％且小于等于25％。

8.根据权利要求6所述的四通阀，其特征在于，所述阀芯(2)遮挡所述压缩机排气管对应的接口以外的接口，这些接口流通面积大于等于10％且小于等于40％。

9.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述直线驱动机构(3)与所述阀芯(2)之间铰接。

10.根据权利要求9所述的四通阀，其特征在于，所述直线驱动机构(3)的驱动杆端部设置有球头(14)，所述直线驱动机构(3)通过所述球头(14)与所述阀芯(2)之间铰接，所述连通通道(9)沿所述阀芯(2)的中心轴向贯穿所述阀芯(2)，所述球头(14)设置在所述连通通道(9)的端部，所述球头(14)与所述连通通道(9)之间形成有间隙。

11.根据权利要求10所述的四通阀，其特征在于，所述连通通道(9)的端部设置有沿着所述阀芯(2)的端面侧向延伸的侧向通道，所述连通通道(9)通过所述侧向通道连通所述阀芯(2)两端的阀腔(4)。

12.根据权利要求1所述的四通阀，其特征在于，所述阀芯(2)的外周侧表面设置有槽流道。

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