CN111981164A - 一种商用中央空调大容量四通阀 - Google Patents

Abstract

一种商用中央空调大容量四通阀，包括电机、联轴器、阀杆机构Ⅰ、阀体Ⅱ，所述电机设在所述联轴器的上方且与联轴器驱动连接，所述阀杆机构Ⅰ设置在联轴器的下方，阀杆机构Ⅰ的下方设有所述阀体Ⅱ，所述阀杆机构Ⅰ包括阀杆内套、阀杆外套、阀杆轴、阀杆支撑筒和轴承，所述阀体Ⅱ包括阀体座盖、上法兰、旋塞、多个螺栓、垫圈、四个接管、旋塞支撑轴、下法兰、阀门筒体，本发明通过电机驱动四通阀升降机械机构实现换向，电动四通阀不再采用先导电磁阀气动引导系统进行控制，活塞运动方式由沿阀体移动改为旋转运动，避免活塞卡死现象，阀体的长度减小了将近一半，极大地减小了四通阀的体积和重量。

Description

一种商用中央空调大容量四通阀

技术领域

本发明涉及改变中央空调用大容量四通阀传统的先导电磁阀控制的换向方式，具体涉及一种商用中央空调大容量四通阀。

背景技术

大容量四通阀主要应用于大型商用空调及中央空调机组中，通过电磁线圈通断电转换，引导阀体两端高低压气体的改变来推动活塞，改变活塞流口方向，从而实现制冷剂流向的改变。传统的先导电磁阀控制换向方式的大容量四通阀阀体体积大，加工工艺复杂，在储运、安装、维护和运行调试过程也比较麻烦，此外，特有的活塞运动方式容易导致活塞卡死现象，在使用过程中维修率大大增加，不仅使用成本也大大提高，而且影响空调的正常运行，对生产生活都会造成极大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种商用中央空调大容量四通阀，与传统先导电磁阀控制换向方式相比，电动提升式阀杆机构控制换向方式相比，系统结构简单，工作可靠。

本发明通过以下技术方案来实现：一种商用中央空调大容量四通阀，包括电机、联轴器、阀杆机构Ⅰ、阀体Ⅱ，所述电机设在所述联轴器的上方且与联轴器驱动连接，所述阀杆机构Ⅰ设置在联轴器的下方，阀杆机构Ⅰ的下方设有所述阀体Ⅱ，所述阀杆机构Ⅰ包括阀杆内套、阀杆外套、阀杆轴、阀杆支撑筒和轴承，所述阀杆内套内腔设有内螺纹，通过所述内螺纹连接所述阀杆轴，阀杆内套下半部分设有外螺纹，通过所述外螺纹连接所述阀杆外套，阀杆外套内也设有内螺纹，所述阀杆支撑筒设置在阀杆外套的下方，阀杆支撑筒的底端设有支撑筒底座法兰，所述轴承设置在阀杆内套之上且在阀杆轴上；

所述阀体Ⅱ包括阀体座盖、上法兰、旋塞、多个螺栓、垫圈、四个接管、旋塞支撑轴、下法兰、阀门筒体，阀杆支撑筒通过上法兰上设置的底座端盖连接，并通过高强度螺栓固定，所述旋塞嵌入到所述阀门筒体内并在阀门筒体内上下旋转运动，阀门筒体的外周均匀布设有四个筒体管接口，所述接管安装在筒体管接口内，多个所述螺栓设置在阀门筒体的上端面，螺栓与开设在上法兰上的螺栓孔配合使用，旋塞的上方依次设有所述上法兰和所述底座，所述下法兰设置在阀门筒体的下方，所述旋塞支撑轴垂直设置在下法兰上。

进一步优化，所述阀杆轴一端连接联轴器，另一端连接阀杆内套。

进一步优化，所述阀杆内套上设有球形销槽，所述阀杆外套上设有销孔以及U型槽，所述阀杆支撑筒内壁设销开口槽，所述销孔、所述球形销槽、所述销开口槽相互配合使用。

进一步优化，所述球头销在相互配合的销孔、球形销槽、销开口槽之间滑动，实现阀杆内套、阀杆外套以及阀杆支撑筒两两零件之间的约束联结。

进一步优化，所述阀杆外套为上粗下细筒状结构，较细部分上设有销轴孔。

进一步优化，所述阀杆支撑筒上开设有U型槽固定孔，所述U型槽固定孔内安装U型槽销，以实现阀杆外套旋转、升降时的导向、定位，所述U型槽销的一端设有U型槽销固定法兰。

进一步优化，所述上法兰和阀门筒体上端面之间、下法兰和阀门筒体下端面之间均通过密封圈密封。

进一步优化，所述阀门筒体内设置铜衬套，旋塞和阀门筒体之间通过所述铜衬套实现硬密封。

进一步优化，所述旋塞为工字型，包括上下两个圆形塞面和设置在上下两个圆形塞面的旋塞锥面，旋塞的顶端设有限位柱，所述限位柱上开设有销轴孔，所述旋塞锥面下部靠近圆形塞面处设有用于制冷剂流通的制冷剂流道。

进一步优化，所述阀门筒体上端面上还设有密封槽，所述密封槽与密封圈配合使用，以实现旋塞与上法兰之间的密封。

本发明的有益效果在于：

（1）、提升式阀杆机构在电机的驱动下，旋塞在阀杆机构的带动下提升一定高度，旋转90°，旋塞再经阀杆机构的反向驱动下降至起始位置，完成回路切换；

（2）、阀杆提升机构采用丝杠传动形式，机构运动有导向结构，通过销子和销槽进行定位，传动灵活，定位准确可靠。该机构易于实现自动控制，适用不同口径、压力级的阀门，适用范围比较广泛；

（3）、旋塞采用圆锥面结构与阀体配合密封，一方面保证旋塞可靠的升降，另一方面保证旋塞和阀体的密封。旋塞与提升式阀杆机构连接，旋塞被提升式阀杆机构提升至设定高度，与阀杆机构一起旋转90°，再与阀杆机构一起下降至起始位置完成换向，通过阀杆对旋塞施加压力，靠旋塞锥面密封保证旋塞阀的密封性能；

本发明采用电机直接驱动提升式阀杆机构，通过提升式阀杆机构的升降、旋转实现四通阀的换向，电动四通阀系统结构简单，明显地减小了四通阀的体积和重量，没有支管等其他附件，故障率低，工作可靠，给机械加工、储运、安装、维护和运行调试都带来很大方便。

附图说明

图1为商用中央空调用电动四通阀的结构示意图；

图2为阀杆机构Ⅰ装配爆炸图；

图3为四通阀阀体Ⅱ装配爆炸图；

图4为阀杆内套的结构示意图；

图5为阀杆外套的结构示意图；

图6为阀杆支撑筒的结构示意图；

图7为U型槽销的结构示意图；

图8为旋塞的结构示意图；

图9为阀门筒体的结构示意图；

图10为筒体铜衬套的结构示意图；

附图标记：1、电机，2、联轴器，3、阀杆内套，301、球形销槽，4、阀杆外套，401、销孔，402、U型槽，403、轴销孔，5、阀杆轴，6、阀杆支撑筒，601、U型槽固定孔，602、U型槽销，603、销开口槽，7、轴承，8、球头销， 9、阀体座盖，10、上法兰，11、旋塞，12、螺栓，13、垫圈，14、接管，15、旋塞支撑轴，16、下法兰，17、阀门筒体，18、密封槽，19、旋塞锥面，20、限位柱，21、销轴孔，22、制冷剂流道，23、密封圈，24、支撑筒底座法兰，25筒体衬套。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及创新点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种商用中央空调大容量四通阀，包括电机1、联轴器2、阀杆机构Ⅰ、阀体Ⅱ，所述电机1设在所述联轴器2的上方且与联轴器2驱动连接，所述阀杆机构Ⅰ设置在联轴器2的下方，阀杆机构Ⅰ的下方设有所述阀体Ⅱ，所述阀杆机构Ⅰ包括阀杆内套3、阀杆外套4、阀杆轴5、阀杆支撑筒6、轴承7和球头销8，所述阀杆内套3内腔设有内螺纹，通过所述内螺纹连接所述阀杆轴5，阀杆内套3下半部分设有外螺纹，通过所述外螺纹连接所述阀杆外套4，阀杆内套3上还设有球形销槽301，所述阀杆外套4为上粗下细筒状结构，较细部分上设有销轴孔403，阀杆外套4内也设有内螺纹，阀杆外套4较粗部分上设有销孔401以及U型槽402，所述销孔401与所述球形销槽301相配合使用，阀杆轴5一端连接联轴器2，另一端连接阀杆内套3，所述阀杆支撑筒6设置在阀杆外套4的下方，阀杆支撑筒6的底端设有支撑筒底座法兰24，阀杆支撑筒6上开设有U型槽固定孔601，所述U型槽固定孔601内安装U型槽销602，以实现阀杆支撑筒6和阀杆外套4连接，所述U型槽销602的一端设有U型槽销固定法兰，阀杆支撑筒6内腔设有销开口槽603，所述销开口槽603与所述阀杆外套4的销孔401相配合使用，所述阀杆机构Ⅰ的上部设有球头销8，可在阀杆内套3的球形销槽301、阀杆外套4的销孔401及阀杆支撑筒6的销开口槽603之间滑动，以实现阀杆机构在升降、旋转过程中阀杆内套3、阀杆外套4及阀杆支撑筒6三零件两两之间的联结。

所述轴承7设置在阀杆内套3之上且在阀杆轴5上。

所述阀体Ⅱ包括阀体座盖9、上法兰10、旋塞11、多个螺栓12、四个接管14、旋塞支撑轴15、下法兰16、阀门筒体17，所述螺栓12与开设在所述上法兰10上的螺栓孔配合使用，所述旋塞11为工字型，包括上下两个圆形塞面和设置在上下两个圆形塞面的旋塞锥面19，旋塞11的顶端设有限位柱20，所述限位柱20上开设有销轴孔21，所述旋塞锥面19靠近下圆形塞面处设有用于制冷剂流通的制冷剂流道22，旋塞11嵌入到所述阀门筒体17内并在阀门筒体17内上下旋转运动，阀门筒体17的外周均匀布设有四个筒体管接口，所述接管14安装在筒体管接口内，多个所述螺栓12设置在阀门筒体17的上端面，旋塞11的上方依次设有所述上法兰10和所述阀体座盖9，所述下法兰16设置在阀门筒体17的下方，所述旋塞支撑轴15垂直设置在下法兰16上，上法兰10和旋塞11上端面之间、下法兰16和旋塞11下端面之间均通过密封圈密封，所述阀门筒体17上端面上还设有密封槽18，所述密封槽18与密封圈配合使用，以实现阀门筒体17与上法兰10之间的密封，阀门筒体17内设置铜衬套25，实现旋塞11和阀门筒体17之间的硬密封。

进一步优化，阀杆支撑筒6通过阀体上法兰10上设置的阀体座盖9连接，并通过高强度螺栓固定，以实现阀杆机构Ⅰ与阀体Ⅱ的连接。

在本发明中，电动四通阀通过阀杆提升机构驱动旋塞11升降和旋转实现制冷剂回路的切换，其中，提升式阀杆机构Ⅰ在电机1的驱动下，旋塞11在阀杆机构Ⅰ的带动下提升一定高度，旋转90°，旋塞11再经阀杆机构Ⅰ的反向驱动下降至起始位置，完成回路切换；阀杆提升机构Ⅰ采用丝杠传动形式，机构运动有导向结构，通过球头销8在球形销槽301、销孔401及销开口槽603之间滑动，实现阀杆内套3、阀杆外套4、阀杆支撑筒6两两零件之间的联结，并通过U型槽销602和U型槽固定孔601进行行程定位，传动灵活，定位准确可靠，该机构易于实现自动控制，适用不同口径、压力级的阀门，适用范围比较广泛。

此外，旋塞11采用圆锥面结构与阀体配合密封，一方面保证旋塞11可靠的升降，另一方面保证旋塞11和阀体Ⅱ的密封，旋塞11与提升式阀杆机构连接，旋塞11被提升式阀杆机构Ⅰ提升至设定高度，与阀杆机构一起旋转90°，再与阀杆机构Ⅰ一起下降至起始位置完成换向，通过阀杆对旋塞施加压力，靠旋塞锥面密封保证旋塞阀的密封性能。

工作过程：四个接管分别记为接管A、接管B、接管C、接管D，旋塞11设置为初始位置，即接管A和接管B通路，接管C和接管D通路，开启电源，电机1顺时针转动带动阀杆轴5旋转上升，阀杆内套3在螺纹传动下逆时针旋转上升，由于初始时球头销8的一端处于阀杆内套3的球形销槽301中，另一端处于阀杆外套4的销孔401中，通过球形销槽301与销孔401的配合，使阀杆内套和阀杆外套联结约束，一起逆时针旋转上升，阀杆外套4并通过与销轴孔403孔配合使用的销轴带动旋塞11一起上升，此时U型槽销602处在U型槽402左端的最高处且该处标记为E点，阀杆外套U型槽402侧面受到U型槽销602的限制不能旋转而上升，因而U型槽销602相对向下运动；当U型槽销602从E点相对滑到U型槽402底槽处且该处标记为F，由于F处U槽销已脱离E点处对U槽的限制，阀杆外套4和阀杆内套3一起逆时针旋转，并通过销轴带动旋塞11一起逆时针旋转但不上升，而U型槽销602沿着U型槽402的底面G顺时针相对运动；当U型槽销602相对向右继续滑行，阀杆外套4带动旋塞11刚好逆时针旋转90°，U型槽销602刚好到达U型槽402的右端H处，由于受H处U型槽侧壁限制阀杆外套4停止转动，球头销8也正对与销孔401配合使用的阀杆支撑筒6的销开口槽603，此时在阀杆内套3与球头销8接触的推力作用下，球头销8脱开阀杆内套3，球头销8的一端进入销开口槽603中，一端仍处在阀杆外套销孔401中，此时在阀杆内套3的外螺纹推动以及球头销8的导向作用下，阀杆外套4相对向下运动，同时通过销轴带动旋塞11向下运动，而U型槽销602相对向上运动至U型槽右端最高处且该处记为I点；U型槽销602到达I点时，电机1停转，旋塞11落入旋塞支撑轴15上，从而最终完成四通阀管路的切换，即接管A和接管D通路，接管B和接管C通路，实现制冷制热管路的切换；

将接管A和接管D通路，接管B和接管C通路作为初始状态，当电机1逆时针旋转时，阀杆轴5逆时针旋转下降，阀杆内套3在内螺纹的传递下顺时针旋转下降，同时通过外螺纹传递至阀杆外套4，根据上一切换状态，球头销8的一端处于阀杆支撑筒内筒壁上的销开口槽603中，另一端处于阀杆外套4的销孔401中，通过阀杆内套3的球形销槽301与阀杆外套4的销孔401的配合，使阀杆外套4和阀杆支撑筒6联结约束，球头销8只能在销开口槽603的导向下沿着销开口槽603上升，此时U型槽销602处于U型槽402的I点处且受其U槽的限制，阀杆外套4只上升不旋转，并通过与销轴孔403孔配合使用的销轴带动旋塞11一起上升，U型槽销602相对向下运动；当U型槽销602相对滑行到H处时，由于H处U槽销已脱离I点处对U槽的限制，阀杆外套4欲顺时针旋转，对与其接触的球头销8施加推力，由于受到该推力，球头销8脱开销开口槽603，一端进入阀杆内套3的销槽301，另一端仍处于销孔401中，此时阀杆外套4和阀杆内套3在销的联结约束作用下一起顺时针转动，U型槽销602沿着U型槽402的底面G逆时针相对运动；当U型槽销602向F点相对滑行时，阀杆外套4带动旋塞11顺时针旋转90°，当U型槽销602到达U型槽左侧侧壁时受侧壁限制而停止转动，在外螺纹传递下，阀杆外套4和阀杆内套3一起向下运动，同时通过销轴带动旋塞11向下运动，U型槽销602相对向上运动，当U型槽销602到达U型槽402的E点时，电机1停转，旋塞11落入旋塞支撑轴15，从而最终完成四通阀管路的切换，即接管A和接管B通路，接管C和接管D通路，实现制冷制热管路的切换。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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 (10)

1.一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，包括电机（1）、联轴器（2）、阀杆机构Ⅰ、阀体Ⅱ，所述电机（1）设在所述联轴器（2）的上方且与联轴器（2）驱动连接，所述阀杆机构Ⅰ设置在联轴器（2）的下方，阀杆机构Ⅰ的下方设有所述阀体Ⅱ，所述阀杆机构Ⅰ包括阀杆内套（3）、阀杆外套（4）、阀杆轴（5）、阀杆支撑筒（6）和轴承（7），所述阀杆内套（3）内腔设有内螺纹，通过所述内螺纹连接所述阀杆轴（5），阀杆内套（3）下半部分设有外螺纹，通过所述外螺纹连接所述阀杆外套（4），阀杆外套（4）内也设有内螺纹，所述阀杆支撑筒（6）设置在阀杆外套（4）的下方，阀杆支撑筒（6）的底端设有支撑筒底座法兰（24），所述轴承（7）设置在阀杆内套（3）之上且在阀杆轴（5）上；

所述阀体Ⅱ包括阀体座盖（9）、上法兰（10）、旋塞（11）、多个螺栓（12）、垫圈（13）、四个接管（14）、旋塞支撑轴（15）、下法兰（16）、阀门筒体（17），阀杆支撑筒（6）通过上法兰（10）上设置的底座端盖连接，并通过高强度螺栓固定，所述旋塞（11）嵌入到所述阀门筒体（17）内并在阀门筒体（17）内上下旋转运动，阀门筒体（17）的外周均匀布设有四个筒体管接口，所述接管（14）安装在筒体管接口内，多个所述螺栓（12）设置在阀门筒体的上端面，螺栓（12）与开设在上法兰（10）上的螺栓孔配合使用，旋塞（11）的上方依次设有所述上法兰（10）和所述阀体座盖（9），所述下法兰（16）设置在阀门筒体（17）的下方，所述旋塞支撑轴（15）垂直设置在下法兰（16）上。

2.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀杆轴（5）一端连接联轴器（2），另一端连接阀杆内套（3）。

3.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀杆内套（3）上设有球形销槽（301），所述阀杆外套（4）上设有销孔（401）以及U型槽（402），所述阀杆支撑筒（6）内壁设销开口槽（603），所述销孔（401）、所述球形销槽（301）、所述销开口槽（603）相互配合使用。

4.如权利要求3所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述球头销（8）在相互配合的销孔（401）、球形销槽（301）、销开口槽（603）之间滑动，实现阀杆内套（3）、阀杆外套（4）以及阀杆支撑筒（6）两两零件之间的约束联结。

5.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀杆外套（4）为上粗下细筒状结构，较细部分上设有销轴孔（403）。

6.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀杆支撑筒（6）上开设有U型槽固定孔（601），所述U型槽固定孔（601）内安装U型槽销（602），以实现对阀杆外套（4）旋转、升降时的导向、定位，所述U型槽销（602）的一端设有U型槽销固定法兰。

7.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述上法兰（10）和阀门筒体（17）上端面之间、下法兰（16）和阀门筒体（17）下端面之间均通过密封圈（23）密封。

8.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀门筒体（17）内设置铜衬套（25），旋塞（11）和阀门筒体（17）之间通过所述铜衬套（25）实现硬密封。

9.如权利要求6所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述旋塞（11）为工字型，包括上下两个圆形塞面和设置在上下两个圆形塞面的旋塞锥面（19），旋塞（11）的顶端设有限位柱（20），所述限位柱（20）上开设有销轴孔（21），所述旋塞锥面（19）下部靠近下圆形塞面处设有用于制冷剂流通的制冷剂流道（22）。

10.如权利要求1所述的一种商用中央空调大容量四通阀，其特征在于，所述阀门筒体（17）上端面上还设有密封槽（18），所述密封槽（18）与密封圈（23）配合使用，以实现阀门筒体（17）与上法兰（10）之间的密封。

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