CN203614801U - 一种并联式四通换向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种并联式四通换向阀，以提高各并联主阀换向的同步性。本实用新型包括在前后方向依次并联的若干主阀和控制各所述主阀换向的控制阀，所述控制阀通过控制管路与各所述主阀两端的腔室连通，所述控制管路具有均流结构，使得所述控制阀分送到各所述主阀的腔室内的流体流量相同或相近。本实用新型在控制阀与主阀相连通的控制管路上设有均流结构，则控制阀能够控制流体均匀地分送到各个主阀的腔室，以便各个主阀能够基本上同步完成换向；各主阀换向所需的压力差基本上在同一时间形成，故不存在前方主阀先换向而导致的压力损失，也就不会因压力差下降的叠加而影响后方主阀的换向，从而保证各主阀均实现可靠换向，避免后方主阀换向不到位。

Description

一种并联式四通换向阀

技术领域

本实用新型涉及阀技术领域，特别是涉及一种并联式四通换向阀。

背景技术

请参考图1-图3，图1为采用现有技术中的并联式四通换向阀进行切换的热泵系统示意图；图2为图1所示并联式四通换向阀的正面结构示意图；图3为图2所示并联式四通换向阀中各并联主阀的内部结构剖视图。

如图1所示，并联式四通换向阀的主阀1’包括四个接口，四个接口均连接有接管，即接管D、接管S、接管E和接管C；其中，接管D与压缩机10的出气端口连通，接管S与压缩机10的吸气端口连通，接管E与室内热交换器20连通，接管C与室外热交换器30连通；如图3所示，主阀1’的阀腔中具有连杆部件11’，连杆部件11’的两端具有活塞部件12’，则两个活塞部件12’将腔室密闭分隔为主腔室13’、第一腔室14’和第二腔室15’,第一腔室14’和第二腔室15’分别处于主腔室13’的两端；阀块16’抵接在阀座17’上，当第一腔室14’和第二腔室15’之间的压力差达到一定值时，即可推动阀块16’相对阀座17’滑动；可以将第一腔室14’和第二腔室15’均与控制阀2’连通，则可以通过控制阀2’改变两个腔室的压差，以驱动阀块16’相对阀座17’往复运动，从而改变主阀1’中各个接口的连通关系，最终改变制冷剂的流向，以便在制冷和制热两种工作状态之间进行切换。

如图2所示，大型并联式四通换向阀包括多个并联的主阀1’、对主阀1’进行控制的控制阀2’、电磁线圈3’、并联式四通换向阀5’以及主管道组件6’；主管道组件6’包括接管D、接管S、接管E和接管C，各个主阀1’的进气接口均与接管D连通，出气接口均与接管S连通，其他两个接口分别与接管E和接管C连通，如图2所示；通常，采用一个控制阀2’控制多个并联主阀1’的换向，控制阀2’的两个控制端口均连通有并联式四通换向阀5’，各个并联主阀1’的端盖两侧分别与对应侧的并联式四通换向阀5’连通，且各个并联主阀1’沿其排列方向依次连接到并联式四通换向阀5’的管道中；电磁线圈3’设置在控制阀2’上，并通过其通断电实现对控制阀2’的换向控制，进而控制各并联主阀1’的换向。

采用上述结构，当电磁线圈3’得电后，带动控制阀2’切换换向，定义靠近控制阀2’阀端的方向为前，图2所示并联式四通换向阀的主阀1’由前至后分别为A阀、B阀、C阀和D阀，则并联式四通换向阀5’内部流路的进气顺序依次为A阀、B阀、C阀和D阀；

由于四个主阀1’的进气存在先后顺序，则第一进气的A阀首先形成换向压力差，且当A阀形成换向压力差后即刻进行换向；依次类推，B阀、C阀和D阀顺次完全换向。

在上述过程中，第一换向的A阀使得控制系统换向的压力在换向的瞬间产生了一定损失，致使第二换向的B阀的换向速度减缓；在B阀换向的过程中，控制系统换向的压力进一步损失，从而叠加引起C阀的换向速度进一步减缓；依次类推，累积到D阀换向时，控制系统换向的压力已经损失到最小，当D阀中滑块切换移动到中间位置时，如果D阀中间流量值的设置大于某一极限值，能够与高压侧和低压侧互通，则此时无法建立D阀换向所需的压力差，以至于D阀的滑块停留在该中间位置，导致D阀换向不到位。

为解决上述远离控制阀2’阀端的主阀换向不到位的问题，现有技术中在两侧的并联式四通换向阀5’上均串联了一个手动复位球阀4’，通过人工手动复位的方式将换向不到位的主阀1’复位。

因此，如何设计一种并联式四通换向阀，以尽可能的实现各并联主阀1’的同步换向，避免人工复位，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种并联式四通换向阀，以提高各并联主阀换向的同步性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种并联式四通换向阀，包括在前后方向依次并联的若干主阀和控制各所述主阀换向的控制阀，所述控制阀通过控制管路与各所述主阀两端的腔室连通，所述控制管路具有均流结构，使得所述控制阀分送到各所述主阀的腔室内的流体流量相同或相近。

本实用新型在控制阀与主阀相连通的控制管路上设有均流结构，则控制阀能够控制流体以等流量或者相近的流量分送到各个主阀的腔室，以便各个主阀能够基本上同步完成换向；与现有技术中控制阀控制流体依次流经各个主阀的技术方案相比，处于前后方向的各个主阀换向所需的压力差基本上在同一时间形成，故不存在前方主阀先换向而导致的压力损失，压差下降，也就不会因压力差下降的叠加而影响后方主阀的换向，从而保证各主阀均实现可靠换向，避免后方主阀换向不到位。

优选地，所述控制管路包括由前至后延伸至中间位置的主管路，以及由所述主管路的出口向前后两侧延伸的分流管，所述分流管上具有与各所述主阀的腔室连通的若干分管路，所述分流管和分管路形成所述均流结构。

控制管路可以包括主管路和若干分流管，首先通过主管路将流体运送到中间位置，然后通过分流管向处于前后两侧的各个主阀进行分流，在流体运送到中间位置时，其流速相对减缓，此时再从中间位置进行分流，能够使得分流形成的各路流体相对较为均匀，不会出现较大差异，以便起到均衡各路流体的作用；此外，上述结构较为简单，仅通过主管路和分流管的设置即可实现对各个主阀内流体的均衡，提高换向的同步性。

优选地，所述分流管具有前后间隔设置的若干分流口，以便与各所述主阀相对应，所述分流口与所述分管路的进口连通。

分流管还可以进一步设置若干分流口，各个分流口前后间隔设置，则各分流口与各主阀对应，对分流管内的流体进行二次分流，并直接将分流后的流体输送到主阀的腔室内，进一步改善均流的效果。

优选地，所述分流管的前后两端连通有分流支管，所述分流支管上具有与各所述分管路的进口对应连通的若干分流支口。

还可以在分流管的前后两端设置分流支管，首先将流体分为前后两部分，当流体流通至前后两端时，通过分流支管进行进一步的分流，则流体经过两次分流，各路流体的均衡效果更好。

优选地，各所述分流支管均前后延伸，且各所述分流支口前后间隔设置，以便与各所述主阀相对应。

可以将分流支口在分流支管的前后方向间隔分布，使得各个分流支口能够与各个主阀相对应，以便各个分管路以其进口接入分流支口后直接输送到各个主阀，不仅有效缩短了行程，提高了分流效率，还避免了分管路的弯折，改善了均流效果。

优选地，所述分流支管为具有若干通口的多通接头，各所述通口由所述分流管的前后端口分别朝向对应侧的各所述主阀发散，各所述通口与对应的所述分管路的进口连通。

可以在分流管的前后两个端口设置多通接头，将各个通口朝向各个主阀，整个多通接头呈发散状的结构，进一步缩短了通口与主阀的腔室之间的距离，两者之间的分管路可以设置为直线结构，提高了流速，进而提高换向速度；又由于流体的流通路径缩短了，减小了流体在流动过程中的能量损失，从而使得主阀两端的腔室能够形成较高的压力差，保证换向的可靠性。

优选地，所述控制管路包括前后延伸的主路，以及在所述主路上前后间隔分布的若干支路，各所述支路与对应的所述主阀的腔室连通；各所述支路的管径由前至后依次递增，以形成所述均流结构。

还可以在现有技术的基础上直接改进各个支路上管径的大小，由于流体在前方时的流速较快，可以将处于前方的支路管径设置为小管径，然后依次递增后方的支路管径，以起到均衡各个主阀的流量的作用。

优选地，还包括设置在所述控制阀的出口处的手动复位阀，以便将换向不到位的所述主阀复位。

附图说明

图1为采用现有技术中的并联式四通换向阀进行切换的热泵系统示意图；

图2为图1所示并联式四通换向阀的正面结构示意图；

图3为图2所示并联式四通换向阀中各并联主阀的内部结构剖视图；

图4为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第一种具体实施方式中的正面结构示意图；

图5为本实用新型所提供控制管路在第一种具体实施方式中的正面结构示意图；

图6为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第二种具体实施方式中的正面结构示意图；

图7为本实用新型所提供控制管路在第二种具体实施方式中的正面结构示意图；

图8为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第三种具体实施方式中的正面结构示意图；

图9为本实用新型所提供控制管路在第三种具体实施方式中的正面结构示意图；

图10为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第四种具体实施方式中的正面结构示意图；

图11为本实用新型所提供控制管路在第四种具体实施方式中的正面结构示意图。

图1-3中：

1’主阀、11’连杆部件、12’活塞部件、13’主腔室、14’第一腔室、15’第二腔室、16’阀块、17’阀座、2’控制阀、3’电磁线圈、4’手动复位球阀、5’并联式四通换向阀、6’主管道组件、10压缩机、20室内热交换器、30室外热交换器、

图4-11中：

1主阀、2控制阀、3控制管路、31主管路、32分流管、321分流口、322分流支管、3221分流支口、3222通口、33分管路、34主路、35支路、4手动复位阀

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种并联式四通换向阀，以提高各主阀换向的同步性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图4-9，图4为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第一种具体实施方式中的正面结构示意图；图5为本实用新型所提供控制管路在第一种具体实施方式中的正面结构示意图；图6为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第二种具体实施方式中的正面结构示意图；图7为本实用新型所提供控制管路在第二种具体实施方式中的正面结构示意图；图8为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第三种具体实施方式中的正面结构示意图；图9为本实用新型所提供控制管路在第三种具体实施方式中的正面结构示意图。

本实用新型提供一种并联式四通换向阀，包括若干主阀1和控制阀2，各个主阀1在前后方向依次并联设置；控制阀2用于控制各个主阀1的换向，主阀1两端均具有腔室，控制阀2与主阀1两端的腔室连通，进而通过改变主阀1两端腔室的压力差切换主阀1的方向；控制阀2通过控制管路3实现与主阀1两端腔室的连通；本实用新型的控制管路3上具有均流结构，则控制阀2可以将流体以等流量或者相近的流量分送到各个主阀1的腔室内，故各个主阀1换向所需的压力差基本上在同一时间形成，提高了换向的同步性。

所述前后方向是指各个主阀1的并联方向，在前后方向上，以处于流体上游的方向为前方，处于流体下游的方向为后方；所述主阀1的个数根据需要具体设置，可以为两个、三个或者多个，即文中所述的若干并不局限于四个以上的多数。

所述等流量或者相近的流量是指流体基本上能够等流量地流入各个主阀1的腔室内，并非确切地指将流体均分为与主阀1对应、且流量绝对相等的若干份，然后依次输送到各个主阀1的腔室内；也就是说，本文中所述的流量相等或者相近是一个相对的概念，是为了实现各个主阀1内流体的相对均匀，即使得流入各主阀1内的流体的流量相差较小，流量的差值保持在较小范围内，所述较小范围根据各主阀1同步换向所需的压力差进行设置。

采用本实用新型的并联式四通换向阀，在控制阀2与主阀1之间的控制管路3上设有均流结构，以便对流向各个主阀1的流体的量进行均匀处理，使得同一时间进入各个主阀1腔室内的流体量基本保持一致，进而使得各个主阀1形成换向所需的压力差的时间基本一致，提高主阀1换向的同步性。

与现有技术中流体沿一条管路由前至后逐渐流入各个主阀1相比，本实用新型对流体进行了均匀处理，不会出现前方主阀1内的流体量较多、后方主阀1内的流体量依次递减的情况，也就不会出现前方主阀1首先形成换向压差后直接换向的现象，进而避免了前方主阀1先换向对整个管路系统造成的压力损失，减小了换向中压力差下降的叠加；由于现有技术中后方主阀1换向不到位是前方主阀1先换向引起的压力差下降叠加的结果，故当提高了各个主阀1换向同步性时，整个管路系统中的压力能够保持在一定水平，能够提高各个主阀1换向的可靠性，避免主阀1换向不到位，降低了主阀1换向不到位的故障率。

可以对本实用新型的并联式四通换向阀进行进一步的改进。

如图4-9所示，控制管路3可以包括主管路31和分流管32，主管路31由前至后延伸至中间位置；分流管32连通在主管路31的出口，且分流管32由所述中间位置朝向前后两侧延伸，以便将流体输送到处于前后两侧的各个主阀1。在分流管32上延伸出若干分管路33，各个分管路33分别与其对应的主阀1的腔室连通。可见，分流管32和分管路33共同形成上述分流结构，将流体较为均匀地分送到各个主阀1的腔室内。

所述中间位置是指各个并联主阀1所占用的前后空间的中间位置，可以最前方的主阀1和最后方的主阀1之间前后间距的中心为参照，向前后两端延伸一段较小距离所形成的空间范围即为所述中间位置；故所述中间位置是相对前端和后端这两个端部而言的，并非确切地指正中间的位置。

首先，主管路31将流体全部输送到中间位置，然后借助分流管32从中间位置向前后两端分流至各个主阀1。一方面，流体输送到中间位置时，其流速相对于前端有所降低，故流体不会快速流入靠近主管路31出口的主阀1中，也就不会导致中间的主阀1首先换向；另一方面，相对现有技术中流体在由前至后的流动过程中完成分流相比，将流体集中到中间位置后再进行分流，分流点至各个主阀1的距离相差较小，故提高了分流后各路流体之间的均衡性，进而提高各主阀1换向的同步性。

详细地，在图4-5所示的第一种具体实施方式中，分流管32具有在前后方向间隔设置的若干分流口321，各分流口321与各个主阀1对应设置，各个分流口321与相应主阀1的分管路33的进口连通，则流体直接通过分流口321向各个主阀1的腔室分送，不仅可以提高分流后流体之间的均衡，还减少了分流的次数，以便流体快速流入主阀1的腔室内，提高主阀1的换向效率。

同时，当并联较多主阀1时，可以在分流管32的延伸方向间隔设置与主阀1的个数对应的分流口321，整个分流管32的结构较为简单，且与各个分流口321连通的分管路33之间相对独立，不会产生较多的干扰，尤其适用于个数较多的主阀1并联的大型并联式四通换向阀。

其中，各个分流口321与各个主阀1对应设置是指，两相邻的分流口321之间的前后间距基本等于与其对应的两相邻主阀1之间的前后间距，与分流口321对应的主阀1是指通过分管路33与分流口321相连通的主阀1；以主阀1的进气口至出气口的方向为上下方向，则分流口321基本上处于主阀1腔室入口的正上方或者正下方，如图4所示；所述上下方向与前后方向垂直，也就是说，分流管32尽可能远地将流体输送到前后两侧的主阀1，然后通过分管路33垂直地延伸到各个主阀1的腔室入口，分管路33的长度较短，整个分流管32的结构得到合理利用，使得流体的流动更为顺畅。

在第二种具体实施方式中，可以在分流管32的前后两个端口均连通分流支管322，各个分流支管322上具有分流支口3221，每个分流之口3221对应一个主阀1，以便通过分管路33与各个主阀1的腔室连通。

如图6和图7所示，分流支管322可以进一步在前后方向延伸，然后将各个分流支口3221在分流支管322上前后间隔设置，以便各个分流支口3221与各主阀1的腔室入口相对应，则分管路33可以仅在上下方向上延伸至主阀1的腔室入口，以简化管路结构；所述分流支口3221与主阀1的腔室入口对应设置可以参照第一种具体实施方式中分流口321与主阀1的腔室入口对应设置的定义。

采用上述结构，流体首先通过主管路31输送至中间位置，然后通过分流管32分流成两部分，并分别流至前后两端；接着，处于前后两端的流体通过分流支管322进行二次分流，通过分流支口3221输送至各个主阀1的腔室内。

可以理解，采用二次分流的结构设置，流体经过两次分流后流入各个主阀1内，则各个主阀1内流体的流量更为均衡，可以进一步提高各主阀1换向的同步性。

可以想到，分流支管322可以为具有多个分流口的直管，如图6和图7所示，也可以为多通接头，如图8和图9所示。

在第三种具体实施方式中，分流支管322可以设置为具有若干通口3222的多通接头，且各个通口3222之间呈一定角度分散设置；与分流管32的前端口连通的分流支管322中，其通口3222由前端口朝向处于前侧的各个主阀1的腔室入口发散，以便处于前方的各通口3222与对应的分管路33的进口连通，借助分管路33将流体输送到前侧的各个主阀1的腔室内；同理，与分流管32的后端口连通的分流支管322中，其通口3222由后端口朝向后侧的各主阀1的腔室入口发散，如图8和图9所示。

在本实施方式中，由于各通口3222朝向各主阀1发散，故分管路33基本上可以呈直管状连通在通口3222与对应的主阀1之间，以缩短流体的输送路径，尽快将流体输入主阀1的腔室内，提高各主阀1的换向速度。

另外，与第二种具体实施方式相比，本实施方式中通过多通接头实现分流，其结构简单，分流效果较好，且进一步缩短了通口3222与主阀1之间的距离，提高了流体输送速度。

显然，本实施方式中通过多通接头实现了二次分流，相对于一次分流相比，其均流效果较好。

本领域技术人员应该可以理解，实现均流的结构较为多样，不限于上述实施方式1-3所述的分流管32的具体结构，凡是能够实现分流管32的分流作用、且分流后所形成的各部分相差较小的结构均可以构成本实用新型的均流结构。

还可以理解，本文中所述的对应均指与主阀1相连通，或者说与主阀1连通的分管路33的进口相连通，即每个主阀1均对应一个分管路33，每个分管路33的进口均需要与对应的管路出口连通。

请进一步参考图10和图11，图10为本实用新型所提供并联式四通换向阀在第四种具体实施方式中的正面结构示意图；图11为本实用新型所提供控制管路在第四种具体实施方式中的正面结构示意图。

在第四种具体实施方式中，控制管路3可以包括前后延伸的主路34，在主路34上前后间隔地分布有若干支路35，支路35与主阀1一一对应设置，且各支路35与对应的主阀1的腔室连通；各支路35的管径由前至后依次递增，以形成所述均流结构，如图10和图11所示。

由于流体流动到与最前方的主阀1对应的支路35时，其流速较快，此时可以缩小支路35的管径，以减缓流体进入最前方主阀1的量，以便更多的流体流向后方的主阀1；同理，可以增加与后方的主阀1对应的支路35的管径，以便较多的流体进入后方的主阀1，故通过支路35的管径设置可以形成均流结构，对进入各个主阀1的流体进行均衡，提高各主阀1换向的同步性。

可以想到，在上述四种具体实施方式中，也可以在控制阀2的出口处设置手动复位阀4，如图4、6、8和图10所示，如果通过均流处理还存在换向不到位的主阀1，可以通过手动复位阀4控制换向不到位的主阀1复位，以实现所有主阀1的换向。

以上对本实用新型所提供的并联式四通换向阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种并联式四通换向阀，其特征在于，包括：

在前后方向依次并联的若干主阀（1）；

控制各所述主阀（1）换向的控制阀（2）；

所述控制阀（2）通过控制管路（3）与各所述主阀（1）两端的腔室连通；

所述控制管路（3）具有均流结构，使得所述控制阀（2）分送到各所述主阀（1）的腔室内的流体流量相同或相近。

2.如权利要求1所述的并联式四通换向阀，其特征在于，所述控制管路（3）包括由前至后延伸至中间位置的主管路（31），以及由所述主管路（31）的出口向前后两侧延伸的分流管（32），所述分流管（32）上具有与各所述主阀（1）的腔室连通的若干分管路（33），所述分流管（32）和分管路（33）形成所述均流结构。

3.如权利要求2所述的并联式四通换向阀，其特征在于，所述分流管（32）具有前后间隔设置的若干分流口（321），以便与各所述主阀（1）相对应，所述分流口（321）与所述分管路（33）的进口连通。

4.如权利要求2所述的并联式四通换向阀，其特征在于，所述分流管（32）的前后两端连通有分流支管（322），所述分流支管（322）上具有与各所述分管路（33）的进口对应连通的若干分流支口（3221）。

5.如权利要求4所述的并联式四通换向阀，其特征在于，各所述分流支管（322）均前后延伸，且各所述分流支口（3221）前后间隔设置，以便与各所述主阀（1）相对应。

6.如权利要求4所述的并联式四通换向阀，其特征在于，所述分流支管（322）为具有若干通口（3222）的多通接头，各所述通口（3222）由所述分流管（32）的前后端口分别朝向对应侧的各所述主阀（1）发散，各所述通口（3222）与对应的所述分管路（33）的进口连通。

7.如权利要求1所述的并联式四通换向阀，其特征在于，所述控制管路（3）包括前后延伸的主路（34），以及在所述主路（34）上前后间隔分布的若干支路（35），各所述支路（35）与对应的所述主阀（1）的腔室连通；各所述支路（35）的管径由前至后依次递增，以形成所述均流结构。

8.如权利要求1-7任一项所述的并联式四通换向阀，其特征在于，还包括设置在所述控制阀（2）的出口处的手动复位阀（4），以便将换向不到位的所述主阀（1）复位。

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