CN217560136U - 流向控制阀及热泵系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流向控制技术领域，提供一种流向控制阀及热泵系统。流向控制阀，包括阀体，内部设置有互相连通的第一腔体和第二腔体，阀体设置有第三接口、第四接口以及分别与第一腔体的两端连通的第一接口和第二接口；外活塞，与第一腔体滑动连接，外活塞设置有与第二腔体连通的间隙，外活塞的另一端与第一腔体密封连接，外活塞的一端设置有与第二腔体连通的压力平衡孔；内活塞，与外活塞内的安装腔密封滑动连接，内活塞可在压缩状态和初始状态之间切换。侧活塞，与第二腔体密封滑动连接，侧活塞可在压缩状态和初始状态之间切换。根据本申请实施例的流向控制阀，实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。

Description

流向控制阀及热泵系统

技术领域

本申请涉及流向控制技术领域，尤其涉及流向控制阀及热泵系统。

背景技术

热泵系统等有流质流动的系统在使用时需要对制冷剂或相应的流质的流向进行切换控制。

相关技术中大多使用两通阀或三通阀对冷媒等流质的流向进行切换控制，而两通阀或三通阀等阀体1难以单独实现对流质的流向切换控制，想要达到对流质的流向切换控制还需要辅助较多的部件，导致系统结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种流向控制阀，实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。

本申请还提出一种热泵系统。

根据本申请第一方面实施例的流向控制阀，包括

阀体，内部设置有互相连通的第一腔体和第二腔体，所述阀体设置有第三接口、第四接口以及分别与所述第一腔体的两端连通的第一接口和第二接口；

外活塞，与所述第一腔体滑动连接，所述外活塞的一端与所述第一腔体之间设置有与所述第二腔体连通的间隙，所述外活塞的另一端与所述第一腔体密封连接，所述外活塞的一端设置有与所述第二腔体连通的压力平衡孔；

内活塞，与所述外活塞内的安装腔密封滑动连接，所述内活塞可在隔绝所述第一接口和所述第二接口的压缩状态和所述第一接口与所述第二接口连通的初始状态之间切换；

侧活塞，与所述第二腔体密封滑动连接，所述侧活塞可在所述第三接口与所述第一接口连通的压缩状态和所述第三接口与所述第四接口连通的初始状态之间切换。

根据本申请实施例的流向控制阀，在制冷时，通过间隙和压力平衡孔使得外活塞和内活塞与第二腔体之间存在压力差，通过压力将外活塞和内活塞固定住，此时第一接口和第二接口连通，第三接口和第四接口连通，使得系统可以稳定制冷。在制热时，内活塞切换为压缩状态，使得冷媒对外活塞产生挤压，使得外活塞往第二接口移动，使得第一腔体和第二腔体连通，冷媒对侧活塞产生压力，侧活塞切换为压缩状态，使得第一接口和第三接口连通。进而实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。

根据本申请的一个实施例，所述外活塞和所述第二接口之间设置有第一回位弹性件。

根据本申请的一个实施例，所述外活塞靠近所述第一接口的一端设置有第一密封件。

根据本申请的一个实施例，所述外活塞靠近所述第二接口的一端设置有底座，所述底座和所述外活塞的安装腔之间设置有连接孔，所述连接孔连通所述第一回位弹性件和所述内活塞。

根据本申请的一个实施例，所述内活塞上设置有与所述底座相匹配的通孔，所述内活塞在所述压缩状态时，所述底座与所述通孔密封连接。

根据本申请的一个实施例，所述内活塞靠近所述第二接口的一端和所述外活塞之间设置有第二回位弹性件。

根据本申请的一个实施例，所述内活塞靠近所述第一接口的一端设置有第二密封件。

根据本申请的一个实施例，所述侧活塞和所述第四接口之间设置有第三回位弹性件。

根据本申请第二方面实施例的热泵系统，包括上述的的所述流向控制阀。

根据本申请实施例的热泵系统，其包括上述流向控制阀，因此具有上述流向控制阀的所有技术效果，此处不再赘述。

根据本申请的一个实施例，所述热泵系统包括压缩机、外部换热器、电子膨胀阀、内部换热器、开关电磁阀和气液分离器，所述压缩机的一端与所述第一接口连通，所述压缩机的另一端与所述气液分离器的出口连通，所述外部换热器与所述第二接口连通，所述外部换热器的另一端与所述电子膨胀阀的一端连通，所述内部换热器的一端与所述电子膨胀阀的另一端连通，所述内部换热器的另一端与所述第三接口连通，所述开关电磁阀的一端与所述第二接口连通，所述开关电磁阀的另一端和所述第四接口均与所述气液分离器的入口连通。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的流向控制阀的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的热泵系统的结构示意图；

附图标记：

1、阀体；2、外活塞；3、内活塞；4、侧活塞；5、压缩机；6、外部换热器；

7、电子膨胀阀；8、内部换热器；9、开关电磁阀；10、气液分离器；

11、第一腔体；12、第二腔体；13、第一接口；14、第二接口；

15、第三接口；16、第四接口；21、间隙；22、压力平衡孔；

23、第一回位弹性件；24、第一密封件；25、底座；26、连接孔；

31、通孔；32、第二回位弹性件；33、第二密封件；41、第三回位弹性件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1和图2描述本申请的流向控制阀。

根据本申请第一方面的实施例，如图1所示，流向控制阀包括

阀体1，内部设置有互相连通的第一腔体11和第二腔体12，阀体1设置有第三接口15、第四接口16以及分别与第一腔体11的两端连通的第一接口13和第二接口14；

外活塞2，与第一腔体11滑动连接，外活塞2的一端与第一腔体11之间设置有与第二腔体12连通的间隙21，外活塞2的另一端与第一腔体11密封连接，外活塞2的一端设置有与第二腔体12连通的压力平衡孔22；

内活塞3，与外活塞2内的安装腔密封滑动连接，内活塞3可在隔绝第一接口13和第二接口14的压缩状态和第一接口13与第二接口14连通的初始状态之间切换；

侧活塞4，与第二腔体12密封滑动连接，侧活塞4可在第三接口15与第一接口13连通的压缩状态和第三接口15与第四接口16连通的初始状态之间切换。

在使用时，将阀体1的第一接口13、第二接口14、第三接口15和第四接口16分别与制冷或制热系统连接，外活塞2、内活塞3和侧活塞4均处于初始状态，此时外活塞2将第一腔体11和第二腔体12隔开，第一接口13和第二接口14连通，第三接口15和第四接口16连通。当制冷系统工作时，冷媒输送到第一接口13并从第二接口14流出，此时第一接口13、第一腔体11、外活塞2、内活塞3和第二接口14处由于有冷媒的流动压力较大，而第二腔体12、第三接口15和第四接口16处的压力则较小，而间隙21和压力平衡孔22均与第二腔体12连通，则此时间隙21和压力平衡孔22处的压力与第二腔体12内的压力相同。此时外活塞2和间隙21之间存在压力差，对外活塞2产生一个向间隙21的压力，使得外活塞2固定，内活塞3和压力平衡孔22之间存在压力差，对内活塞3产生一个向压力平衡孔22的力，使得内活塞3固定。进而使得外活塞2和内活塞3固定，保证了在制冷时外活塞2和内活塞3均处于稳定状态。

当从制冷系统切换成制热系统时，由于制热时冷媒的特性，此时外活塞2与间隙21之间以及内活塞3与压力平衡孔22之间均没有压力差，当冷媒从第一接口13流动到第一腔体11内时，内活塞3受到压力切换为压缩状态，此时第一接口13和第二接口14被隔绝，然后系统继续向第一腔体11内施加压力，使得外活塞2也被压向第二接口14，使得第一腔体11和第二腔体12连通，冷媒流动到第二腔体12内，使得侧活塞4切换为压缩状态，使得第一接口13和第三接口15连通。进而实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。相比于传统的四通换向阀，本实施例的流向控制阀对内漏的控制也比四通换向阀低。

在本申请的实施例中，外活塞2和阀体1的第一腔体11之间设置有油膜密封面，进而使得外活塞2可以与第一腔体11密封滑动连接。但是应当了解，外活塞2和阀体1的第一腔体11之间还可以通过其他任何合适的方式实现滑动密封连接，例如通过在外活塞2和第一腔体11之间设置密封圈实现滑动密封连接。

在本申请的实施例中，内活塞3和外活塞2之间设置有油膜密封面，使得内活塞3和外活塞2密封滑动连接。但是应当了解，内活塞3和外活塞2之间还可以通过其他任何合适的方式实现滑动密封连接，例如通过在内活塞3和外活塞2之间设置密封圈实现滑动密封连接。

在本申请的实施例中，侧活塞4和阀体1的第二腔体12之间设置有油膜密封面，使得侧活塞4和阀体1的第二腔体12密封滑动连接。但是应当了解，侧活塞4和第二腔体12之间还可以通过其他任何合适的方式实现密封滑动连接，例如通过在侧活塞4和第二腔体12之间设置，密封圈实现滑动密封连接。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，外活塞2和第二接口14之间设置有第一回位弹性件23。在使用时，在系统制冷时，第一回位弹性件23位于正常状态，冷媒通过第一接口13进入第一腔体11，然后冷媒依次通过外活塞2、内活塞3和第一回位弹性件23从第二接口14流出。系统制热时的冷媒通过第一接口13进入第一腔体11，使得内活塞3切换为压缩状态隔绝第二接口14和第一腔体11，冷媒继续对外活塞2施加压力，使得外活塞2向第二接口14移动挤压第二回位弹性件32。当系统停止工作时，即停止向第一腔体11内输送冷媒时，被压缩的第一回位弹性件23回复形状并同时推动外活塞2，使得外活塞2回到初始位置，实现了外活塞2的自动复位。

在本申请的实施例中，第一回位弹性件23例如为弹簧。但是应当了解，第一回位弹性件23还可以是其他任何合适的弹性结构件，例如橡胶件。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，外活塞2靠近第一接口13的一端设置有第一密封件24。在使用时，外活塞2在系统制冷时靠近第一接口13，外活塞2设置有第一密封件24的一端与第一腔体11的内壁面抵接，第一密封件24可以增加外活塞2和第一腔体11之间的密封性能，防止冷媒从外活塞2和第一腔体11之间流到第二腔体12内，也保证了外活塞2的压力会大于间隙21处的压力，确保了外活塞2和间隙21之间存在压力差，可以通过压力差对外活塞2产生压力使得外活塞2固定。

在本申请的实施例中，第一密封件24例如为密封垫。但是应当了解，第一密封件24还可以是其他任何合适的具有密封性能的结构件，例如密封圈。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，外活塞2靠近第二接口14的一端设置有底座25，底座25和外活塞2的安装腔之间设置有连接孔26，连接孔26连通第一回位弹性件23和内活塞3。在使用时，系统制冷时的冷媒从第一接口13进入第一腔体11内，然后通过外活塞2、内活塞3、连接孔26和第一回位弹性件23后从第二接口14流出。系统制热时冷媒从第一接口13进入第一腔体11内，冷媒使得内活塞3切换为压缩状态，此时内活塞3将连接孔26挡住，连接孔26与第一腔体11不连通，此时冷媒继续注入会加大对外活塞2的压力，使得外活塞2向第二接口14移动，使得第一腔体11和第二腔体12连通，然后侧活塞4在冷媒压力下切换为压缩状态，进而使得第一接口13和第三接口15连通，实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，内活塞3上设置有与底座25相匹配的通孔31，内活塞3在压缩状态时，底座25与通孔31密封连接。在使用时，内活塞3收到压力切换为压缩状态时，内活塞3向底座25移动，使得底座25和通孔31卡接，通孔31与底座25密封连接。进而使得外活塞2与第二接口14隔绝，随着冷媒继续进入第一腔体11，由于冷媒此时不能流动到第二接口14，进而对外活塞2产生压力，使得外活塞2向第二接口14一侧移动，第一腔体11和第二腔体12连通，冷媒流动到第二腔体12对侧活塞4产生压力，使得侧活塞4切换为压缩状态，此时第一接口13和第三接口15连通。进而实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，内活塞3靠近第二接口14的一端和外活塞2之间设置有第二回位弹性件32。在使用时，第二回位弹性件32可以使得内活塞3自动复位，当内活塞3受到压力时会切换为压缩状态，并同时对第二回位弹性件32产生挤压，当内活塞3没有受到压力时，受到挤压的第二回位弹性件32恢复形变的同时使得内活塞3切换为初始状态。

在本申请的实施例中，第二回位弹性件32例如为弹簧。但是应当了解，第二回位弹性件32还可以是其他任何合适的弹性结构件，例如橡胶件。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，内活塞3靠近第一接口13的一端设置有第二密封件33。在使用时，系统制冷时冷媒从第一接口13流入第一腔体11内，此时内活塞3处于初始状态，内活塞3设置有第二密封件33的一端与外活塞2抵接，第二密封件33可以提高内活塞3和外活塞2连接处的密封性，使得内活塞3和压力平衡孔22隔绝，使得冷媒可以稳定的从外活塞2和内活塞3流动到第二接口14，避免冷媒从内活塞3和外活塞2的连接处流出，也保证了系统制冷时内活塞3处的压力大于压力平衡孔22，使得压力差可以对内活塞3产生压力将内活塞3固定住。

在本申请的实施例中，第二密封件33例如为密封垫。但是应当了解，第二密封件33还可以是其他任何合适的具有密封性能的结构件，例如密封圈。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，侧活塞4和第四接口16之间设置有第三回位弹性件41。在使用时，第三回位弹性件41可以使得侧活塞4自动复位，当侧活塞4受到压力切换为压缩状态时，侧活塞4对第三回位弹性件41产生挤压。当侧活塞4不再受到压力时，受到挤压的第三回位弹性件41恢复形变的同时对侧活塞4产生推力，使得侧活塞4恢复到初始状态，进而实现了侧活塞4的自动复位。

在本申请的实施例中，第三回位弹性件41例如为弹簧。但是应当了解，第三回位弹性件41还可以是其他任何合适的弹性结构件，例如橡胶件。

根据本申请第二方面的实施例，如图2所示，提供一种热泵系统，包括上述的流向控制阀。

根据本申请第二方面实施例的热泵系统，实现了对冷媒等流质流向的切换控制，且结构简单，降低了成本。相比于传统的四通换向阀，本实施例的流向控制阀对内漏的控制也比四通换向阀低。

在本申请的一个实施例中，热泵系统包括压缩机5、外部换热器6、电子膨胀阀7、内部换热器8、开关电磁阀9和气液分离器10，压缩机5的一端与第一接口13连通，压缩机5的另一端与气液分离器10的出口连通，外部换热器6与第二接口14连通，外部换热器6的另一端与电子膨胀阀7的一端连通，内部换热器8的一端与电子膨胀阀7的另一端连通，内部换热器8的另一端与第三接口15连通，开关电磁阀9的一端与第二接口14连通，开关电磁阀9的另一端和第四接口16均与气液分离器10的入口连通。在使用时，在制冷时，关闭开关电磁阀9，冷媒从压缩机5排气口出来，通过流向控制阀，此时流向控制阀的第一接口13和第二接口14连通，第三接口15和第四接口16连通，进而冷媒可以进入外部换热器6放热，放热冷凝后的冷媒在电子膨胀阀7处节流降压，降压后的冷凝通过内部换热器8进行吸热，然后再通过流向控制阀，再流经气液分离器10回到压缩机5。

在制热时，先打开开关电磁阀9，冷媒从压缩机5排气口出来，通过流向控制阀，然后再通过开关电磁阀9，再流经气液分离器10回到压缩机5，此时由于回路没有较大的流阻源，制冷剂流量较大，且不会在外活塞2和间隙21之间以及内活塞3和压力平衡孔22之间产生压力差，冷媒可推动外活塞2和内活塞3移动，使得流向控制阀发生切换。流向控制阀切换后，第一接口13和第三接口15连通，冷媒从压缩机5排气口出来，通过流向控制阀，然后再进入内部换热器8放热，放热冷凝后的冷媒在电子膨胀阀7处节流降压，降压后的冷凝通过外部换热器6进行吸热，然后再通过开关电磁阀9，再流经气液分离器10回到压缩机5。进而实现了通过使用流向控制阀用于冷媒切换控制，使得热泵系统的结构简单，成本低廉，效率提升，适合大范围推广，且减少了系统中的控制部件，相比汽车行业里的热泵系统，机械部件可靠性高，稳定性好。

最后应说明的是，以上实施方式仅用于说明本申请，而非对本申请的限制。尽管参照实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本申请的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种流向控制阀，其特征在于，包括

阀体，内部设置有互相连通的第一腔体和第二腔体，所述阀体设置有第三接口、第四接口以及分别与所述第一腔体的两端连通的第一接口和第二接口；

外活塞，与所述第一腔体滑动连接，所述外活塞的一端与所述第一腔体之间设置有与所述第二腔体连通的间隙，所述外活塞的另一端与所述第一腔体密封连接，所述外活塞的一端设置有与所述第二腔体连通的压力平衡孔；

内活塞，与所述外活塞内的安装腔密封滑动连接，所述内活塞可在隔绝所述第一接口和所述第二接口的压缩状态和所述第一接口与所述第二接口连通的初始状态之间切换；

侧活塞，与所述第二腔体密封滑动连接，所述侧活塞可在所述第三接口与所述第一接口连通的压缩状态和所述第三接口与所述第四接口连通的初始状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的流向控制阀，其特征在于，所述外活塞和所述第二接口之间设置有第一回位弹性件。

3.根据权利要求1所述的流向控制阀，其特征在于，所述外活塞靠近所述第一接口的一端设置有第一密封件。

4.根据权利要求2所述的流向控制阀，其特征在于，所述外活塞靠近所述第二接口的一端设置有底座，所述底座和所述外活塞的安装腔之间设置有连接孔，所述连接孔连通所述第一回位弹性件和所述内活塞。

5.根据权利要求4所述的流向控制阀，其特征在于，所述内活塞上设置有与所述底座相匹配的通孔，所述内活塞在所述压缩状态时，所述底座与所述通孔密封连接。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的流向控制阀，其特征在于，所述内活塞靠近所述第二接口的一端和所述外活塞之间设置有第二回位弹性件。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的流向控制阀，其特征在于，所述内活塞靠近所述第一接口的一端设置有第二密封件。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的流向控制阀，其特征在于，所述侧活塞和所述第四接口之间设置有第三回位弹性件。

9.一种热泵系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的流向控制阀。

10.根据权利要求9所述的热泵系统，其特征在于，所述热泵系统包括压缩机、外部换热器、电子膨胀阀、内部换热器、开关电磁阀和气液分离器；

所述压缩机的一端与所述第一接口连通，所述压缩机的另一端与所述气液分离器的出口连通；

所述外部换热器与所述第二接口连通，所述外部换热器的另一端与所述电子膨胀阀的一端连通；

所述内部换热器的一端与所述电子膨胀阀的另一端连通，所述内部换热器的另一端与所述第三接口连通；

所述开关电磁阀的一端与所述第二接口连通，所述开关电磁阀的另一端和所述第四接口均与所述气液分离器的入口连通。

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