CN1605777A - 自动除霜换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制冷设备的自动除霜换向阀，该阀主要由一阀体、一电机、一陶瓷阀芯组成，阀芯具有一动块、一静块，其中静块具有与压缩机连接的高压接口及低压接口、与室内盘管连接的室内接口、与室外盘管连接的室外接口，动块由电机带动，具有一高压槽、一低压槽，所述高压接口与高压槽对应连通，低压接口与低压槽对应连通，室内管接口及室外管接口分别与高压槽及低压槽对应连通，并且室内管接口及室外管接口在动块的转动下它们与低压槽及高压槽对应关系发生交换。本发明换向稳定、节能性好、通用性好，适用于各种大中小型冷柜、电冰箱及冷库的除霜。

Description

自动除霜换向阀

技术领域：

本发明涉及一种用于制冷设备的自动除霜换向阀。

背景技术：

目前制冷设备的自动除霜主要有两种方式，一种是通过电磁换向阀使制冷设备汽流换向，由制冷状态切换到制热状态，在制热状态下除霜；这种除霜方式虽然除霜快，但由于受电磁换向阀结构的影响，内部泄漏较大，堵塞现象也时有发生，使制冷设备的制冷量受到较大的损失，一般限用于大中型冷柜或冷库的除霜，如果用于小型冷柜或电冰箱，将直接损失掉40％以上的制冷量，故不适用于小型冷柜及电冰箱。第二种除霜方式是使压缩机停机，通过电加热管加热除霜，这种方式，除霜时间长，耗电量较大，对于大中型冷柜或冷库显然不适合，一般只用于小型冷柜和电冰箱。对于第一种除霜方式，其电磁换向阀究竟是怎样一种结构呢？我们来看看说明书附图图6，从这幅图可以看出，该电磁换向阀主要由电磁导向阀、汽缸式换向阀、与压缩机连接的高低压管、与冷柜柜内的蒸发器相连的内连接管、与冷柜柜外冷凝器相连接的外连接管及毛细管等组成，其中有两毛细管分别连到汽缸的两端，当电磁阀通电时两根毛细管中有一根与高压管导通，使高压汽流输到汽缸的一端，推动滑块移动，使滑块的汽槽连通低压管和内连接管(或者外连接管)。当电磁阀断电时另一根毛细管会与高压管导通，使高压汽流输到汽缸的另一端，滑块反向移动，滑块的汽槽使低压管与外连接管(或者内连接管)连通，由此实现汽流的换向，因此该阀的换向完全靠汽缸两端的汽压差，如果压差不够就会出现换向不完全或不换向现象，而现有电磁换向阀的电磁导向阀及汽缸式换向阀都存在活塞与缸体间不可避免地泄漏问题，同时汽缸换向阀的滑块是塑料，缸体是金属，二者材料不同，显然存在较大的泄漏，这种由结构带来的泄漏是不可避免的，因此在该阀制造业中认为该阀内部泄漏量在1000-15000ml/min之间都是合格的，但事实上已严重影响到汽缸两端汽压差，同时滑块的材料采用塑料还决定了该换向阀的耐温值只能在-20℃～120℃之间，故整机装配时需要冷却系统。此外其毛细管还易引起堵塞导致换向不完全或不换向的现象，这同样影响到除霜效果。

发明内容：

本发明旨在提供一种除霜时间短、效果好、节能显著，适应于各类制冷设备的自动除霜换向阀。

本发明采取的技术方案是：本发明包括与压缩机连接的高压连接管及低压连接管、与制冷设备的制冷室内蒸发器相连接的蒸发器连接管、与制冷设备的制冷室外的冷凝器相连接的冷凝器连接管，其特征在于还包括一带控制腔室和执行腔室及阀座的密封阀体及该阀体外的一除霜温控开关；所述阀体的控制腔室中有一带输出轴齿的电机、一用于控制电机转动角度的控制开关，一由电机输出轴齿带动的齿盘，该齿盘的转轴采用陶瓷材料并通过一密封圈伸到所述阀体的执行腔中，电机的转向由除霜温控开关控制；所述执行腔室中有一用精密陶瓷制成的阀芯，该阀芯具有相互无泄漏贴合的一动块和一静块，动块在与静块贴合的端面开有一高压槽及一低压槽，侧面有一压力平衡孔，该孔使高压槽的内外相通，动块另一端面有一轴孔与齿盘的转轴连接，静块与阀座牢固粘接为一体，它们上面开有用于安装高压连接管、低压连接管、蒸发器连接管、冷凝器连接管的高压管接口、低压管接口、蒸发器管接口、冷凝器管接口，其中高压管接口与阀芯动块上的高压槽对应连通，低压管接口与所述低压槽对应连通，蒸发器管接口及冷凝器管接口分别与高压槽及低压槽对应连通，并且蒸发器管接口及冷凝器管接口在动块的转动下它们与低压槽及高压槽对应关系发生交换。

本发明的工作原理是：当电源通过除霜温控开关及控制开关使电机转动后，齿盘将带动阀芯的动块随之转动，阀芯的动块与静块的相对位置发生变化，使静块上各接口与动块上的高低压槽的对应关系发生变化，其中静块上的高低压管接口始终分别对应动块上的高低压槽，而蒸发器管接口和冷凝器管接口则在对应于高压槽及低压槽的二位置进行转换，制冷时冷凝器接口与高压槽连通，蒸发器接口与低压槽连通，除霜时即制热时动块需转动一个角度使冷凝器接口与低压槽连通，蒸发器接口与高压槽连通，由此实现汽流换向。

本发明用于制冷设备除霜，实质同背景技术中叙述的第一种除霜方式是相同的，也是通过换向阀使制冷设备在制热状态下除霜，但本发明自动除霜换向阀与现有电磁换向阀已有了一个质的改变，它不再依赖制冷设备的内部汽流压差，完全弃掉了活塞、汽缸、毛细管等易泄漏易堵塞的构件，而采用电机带动阀芯换向，因此无论制冷设备的内部汽流压差如何，换向都能准确无误地到位。阀芯的动块与静块用精密陶瓷，它们的贴合面在加工成镜面光洁度后能长期保持无泄漏贴合，使内部泄漏量为零，对此发明人已试制了一批样品，并通过运行检测得到了证实，尤其是通过运行检测证实本发明用于小型冷柜、电冰箱的除霜显示出了与传统电加热式除霜无可相比的优越性，其除霜时间仅为电加热式的30％，用电量不到电加热式的20％。本发明用于大中型冷柜，冷库除霜效果也明显优于传统电磁阀换向阀。因此本发明不仅适应于大中型冷柜、冷库，还适应于小型冷柜、电冰箱。

本发明同现有技术相比还具有以下优点：

1、阀芯采用精密陶瓷，由于精密陶瓷其传热性能较差，耐温值在-198℃～1700℃的范围，使本发明能适用的焊接温度及流体温度为-60～600℃，故在整机装配和维护时无需冷却系统，使产生效率提高而成本低。

2、由于本发明换向不受内部汽压差的影响，阀芯完全靠电机带动，换向稳定准确完全。因此可通用于各类大小型制冷设备，实现从大型冷库到500L至50L电冰箱相互间的通用，此外电机及相关电开关通电的时间一次只要几秒，换向完毕即自动断电，用电量极少，同时电机及电器开关由于工作时间短使用频率低，故寿命长。

3、由于本发明换向阀没有毛细管，其内部结构简单使汽液在阀中的流程极短(仅经过高低压槽)，不存在现有电磁换向阀中因导向阀、毛细管、滑块和活塞之类的易损部件及机械摩擦等形成脏堵、油堵、冰堵、卡死现象，故制冷剂流动阻力大大减小，仅为0.001MPa。

综上所述，本发明不仅除霜效果好，节能效果显著，而且通用性好，适用于各类大小型制冷设备。

附图说明：

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明一个工作状态下沿图1A-A线剖视图。

图3是本发明的电路图。

图4是本发明另一工作状态图。

图5是图4沿B-B的剖视图

图6是现有大型制冷设备中除霜用的换向阀。

具体实施方式：

参照图1-3，反映了本发明的具体结构，这是一个用于电冰箱上的实施方式，在本实施方式中阀体1采用优质H68黄铜或紫铜压铸而成，高低压连接管(2、3)及蒸发器与冷凝器连接管(4、5)则由优质的紫铜拉制而成，阀体1的内腔由一陶瓷隔板将其分为两个密封腔室，一个是控制腔室6，一个是执行腔室7，在控制腔室6中，有一个电机61、一个控制开关62、一个齿盘63，电机61采用转速15转/min，功率为2-5W的AC220V42TYJ-F型电机，电机的输出轴齿611与齿盘63啮合，带动该齿盘转动，所述齿盘的转轴631通过一密封圈8伸入执行腔室7，齿盘的转轴631采用陶瓷，密封圈8采用氟像胶密封圈，齿盘63上固定有两控制杆(633、634)，控制开关62安装在电机61的外壳上，由两控制杆(633、634)拨动，控制电机转动的转角为90°，该转角的控制除用本例控制杆拨动的机械式控制外，也可采用电器控制如用延时芯片控制及光电偶无触点开关控制等。电机61的转动方向由外接的(电源)除霜温控开关9控制，该开关固定在蒸发器中的储液管壁面上，它接受蒸发器热量，由热敏部94传导给内部的双金属片95，当蒸发器表面温度上升时，双金属片产生变形。温度达到10℃左右时，即压迫销钉96使动触点91于静触点93断开，并于另一静触点92连通，此时为电冰箱制冷工作状态。随着蒸发器温度的降低，除霜温控器内的双金属片反向变形，当温度降低到复位温度-5℃时，它的动触点91与静触点92断开，并于另一静触点93连通，此时为电冰箱制热工作状态。所述阀体的执行腔室7中有一个用精密陶瓷材料制成的阀芯71，该阀芯有一动块711一静块712，二者的贴合面加工成镜面光洁度，使二者之间无泄漏贴合，动块711的在与静块贴合的端面开有相互平行的一高压槽713及一低压槽714，侧面有一压力平衡孔715，该孔使高压槽713的内外相通；动块711另一端面有一轴孔716与齿盘的转轴631连接，从而可随该转轴转动，并且齿盘的转轴上套有弹簧632。静块712与阀体的阀座10固牢粘接为一体，它们上面开有与高压连接管2接通的高压接口21、与低压连接管3接通的低压接口31、与蒸发器连接管4接通的蒸发器接口41、与冷凝器连接管5接通的冷凝器接口51，这四个接口的中心连线基本成一个矩形，均对应于动块711上的高低压槽(713、714)，其中高压接口21始终与高压槽713对应接通，低压接口31始终与低压槽714对应接通，蒸发器接口41和冷凝器接口51分别与高压槽713或低压槽714对应接通。结合图2及图4可以看出这些接口与动块上的高压槽713和低压槽714的空间位关系。工作时，如果需要电冰箱制冷，参见图1及图3，此时除霜温控器开关9处在制冷档位置，动触点91与静触点92连通供电给电机线圈端头接点611，由电机线圈端尾接点613再连接到控制开关62的静触点621极其公共接点622回到电源，形成一个完整的电机供电回路，使电机转动，在电机61驱动下齿盘顺时针旋转，阀芯动块711随着转动，当到达预定角度90°后，控制杆633拨动控制开关62上的公共接点622，使之与静触点621断开(静触点623接通)，从而停止电机的运转，使得陶瓷阀芯71处于图1所示第一个工作位置即制冷状态，此时冷凝器接口51与高压槽713连通、蒸发器接口41与低压槽714连通(见图2)，由压缩机排出的高温、高压汽体进入高压管2流入到陶瓷阀芯71内的高压槽713，经冷凝器连接管5流到电冰箱外冷凝器进行散热、冷凝处理后变为过冷液体，然后经毛细管节流降压流到电冰箱内蒸发器内蒸发吸热处理变为过热汽体后流经蒸发器连接管4进入低压槽714，再流到低压连接管3后返回压缩机内，从而完成该次制冷循环过程。参见图4和图5当电冰箱需要除霜制热时，除霜温控器会自动将动触点91切换至静触点93即进入除霜制热档，供电给电机线圈端头接点612，由电机线圈尾端接点614再连接到控制开关62的静触点623至公共接点622回到电源，形成一个完整的电机供电回路，电机反向转动，齿盘63在电机61的驱动下逆时针旋转带动齿盘控制杆634拨动控制开关62，使控制杆634与静触点623断开(静触点621接通)，从而停止电机的运转，阀芯动块711回到原位，它与静块的相对位置关系见图4所示，此时蒸发器接口41与高压槽713连通，冷凝器接口51与低压槽714连通，使得阀芯71处于第二工作位置即除霜制热状态，此时来自压缩机排出的高温、高压汽体经高压管2流入到陶瓷阀芯71内的高压槽713至蒸发器连接管4流到电冰箱内蒸发器进行散热，冷凝处理后变为过冷液体，然后经毛细管节流降压到电冰箱外冷凝器内蒸发、吸热处理变为过热汽体后再经冷凝器连接管5进入陶瓷阀芯71内的低压槽714，最后流经低压管3后返回压缩机内由此完成一次除霜制热循环过程。本发明用于冷库、大中小型冷柜同上述用于电冰箱是一样的，可以通用。

Claims (1)

1、一种用于制冷设备的自动除霜换向阀，它包括与压缩机连接的高压连接管(2)及低压连接管(3)、与制冷设备的制冷室内蒸发器相连接的蒸发器连接管(4)、与制冷设备的制冷室外的冷凝器相连接的冷凝器连接管(5)，其特征在于：还包括一带控制腔室(6)和执行腔室(7)及阀座的密封阀体及该阀体外的一除霜温控开关(9)；所述阀体的控制腔室(6)中有一带输出轴齿(611)的电机(61)、一用于控制电机转动角度的控制开关(62)，一由电机输出轴齿(611)带动的齿盘(63)，该齿盘的转轴(631)采用陶瓷材料并通过一密封圈(8)伸到所述阀体的执行腔(7)中，电机(61)的转向由除霜温控开关(9)控制；所述执行腔室(7)中有一用精密陶瓷制成的阀芯(71)，该阀芯具有相互无泄漏贴合的一动块(711)和一静块(712)，动块在与静块贴合的端面开有一高压槽(713)及一低压槽(714)，侧面有一压力平衡孔(715)，该孔使高压槽(713)的内外相通，动块(711)另一端面有一轴孔(716)与齿盘的转轴(631)连接，静块(712)与阀座(10)牢固粘接为一体，它们上面开有用于安装高压连接管(2)、低压连接管(3)、蒸发器连接管(4)、冷凝器连接管(5)的高压管接口(21)、低压管接口(31)、蒸发器管接口(41)、冷凝器管接口(51)，其中高压管接口(21)与阀芯动块(711)上的高压槽(713)对应连通，低压管接口(21)与所述低压槽(714)对应连通，蒸发器管接口(41)及冷凝器管接口(51)分别与高压槽(713)及低压槽(714)对应连通，并且蒸发器管接口(41)及冷凝器管接口(51)在动块(711)的转动下它们与低压槽(714)及高压槽(713)对应关系发生交换。

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