CN2883827Y - 光电控制式偏心定位单臂四通换向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，包括被隔板分为高压腔和传控腔的阀体、与阀体贯通的进气管、共用管、第一交换管、第二交换管，以及分别设于传控腔和高压腔内的传动机构和换向装置，传动机构包括电机和传动轴，隔板上有轴孔，其中，共用管、第一交换管和第二交换管在高压腔呈三角形排列，换向装置包括紧密贴合的单臂摆动块和齿板，单臂摆动块设有低压气槽，恰好遮盖共用管与第一交换管或共用管与第二交换管的管口，且单臂摆动块于对应共用管管口处的底部通过枢轴枢设在隔板上，传动轴顶端设有减速齿轮，齿板前端设锯齿，减速齿轮与齿板啮合。由于采用了偏心定位的方式，减轻了传动过程中的机械阻力，使效率和精确度相应得以提高。

Description

光电控制式偏心定位单臂四通换向阀

【技术领域】

本实用新型涉及一种热泵型空调与制冷装置上使用的用以改变制冷剂气流方向的四通换向阀，尤其是一种光电控制式偏心定位单臂四通换向阀。

【背景技术】

四通换向阀可以根据制冷和制热的不同需要来改变制冷剂的流动方向。

传统的四通换向阀普遍使用电磁控制方式，当低压制冷剂进入室内换热器时(此时为蒸发器)，空调器向室内送冷风；当高压制冷剂进入室内换热器时(此时为冷凝器)，空调器便向室内送热风。中国专利CN1254805A公开了一种“电控四通换向阀”，它有一个阀筒体，筒体中有阀座，阀座上通有两个以上的管口，阀座上有与之配合的阀块，阀块则受电磁导阀的控制。它通过电磁导阀的得电与失电，并利用制冷管路系统中的高压和低压气体的压差来推动阀块进行往复运动，从而达到切换四根管路中的高压和低压气体流动方向的目的。

由于上述专利所提出的换向阀的加工工艺复杂、用材多、成本高，因而价格贵。因此业内人士一直在寻求相应的替代方案。

2003年2月12日，中国专利CN2535629Y进一步公开了一种“电动换向阀”，它有一个阀筒体，筒体中有阀座，阀座上通有四个管子，阀座上有与之配合的电控阀块，其相对上述“电控四通换向阀”专利的改进之处在于所述阀块是能在平面上转动的旋转阀块，其上部的转轴与阀筒体轴套上的轴孔配合，阀块与轴套之间有压簧，阀块下部有能包含并接通管子的、彼此独立的两个通腔，所述的电控部件是电机及传动机构。

上述改进的方案采用了平面旋转切换原理，改阀体的平动为平面旋动，克服了“电控四通换向阀”专利的诸多不足，但是，却也由此带来其自身的不足，具体如下：

1、由于所述旋转阀块与所述传动机构之间通过采用转轴进行中心定位，故而当电机带动阀块旋转时，会较为费力，且容易导致定位不准，随着使用时间的增长，阀块旋转时的定位角度精确性会日渐下降。

2、传动机构采用的电机需要用交流电驱动，因而，四通换向阀的性能容易受外部电网的影响，导致工作稳定性下降。

3、对能耗无科学的利用，没有对电机的运转时间进行控制，因此导致电能的大量浪费。

【实用新型内容】

本实用新型的目的就是要提供一种定位精确度高、换向时动作迅速稳定、不受外部电网影响且节约用电的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

本实用新型光电控制式偏心定位单臂四通换向阀包括密封的阀体、进气管、共用管、第一交换管、第二交换管、传动机构以及换向装置，所述阀体被一隔板分隔为高压腔和传控腔，所述进气管、共用管、第一交换管与第二交换管均与高压腔相贯通，所述传动机构置于传控腔内，换向装置则置于高压腔内，所述传动机构包括电机和与电机直接或间接连接的传动轴，隔板上设置有轴孔，其中，共用管、第一交换管和第二交换管在高压腔上面呈三角形排列，所述换向装置包括相互紧密贴合的单臂摆动块和齿板，单臂摆动块设有低压气槽，恰好遮盖共用管与第一交换或共用管与第二交换管的管口，且单臂摆动块于对应所述共用管管口处的底部通过一枢轴枢设在隔板上以保持共用管始终被所述低压气槽所遮盖，所述传动轴顶端设有减速齿轮，齿板前端设有锯齿，该减速齿轮与所述齿板相啮合。

所述传动机构还包括蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆设置在电机的转子上，蜗轮则设置在所述传动轴上。

所述电机电性连接一驱动电路，所述驱动电路还电性连接一光电控制装置，驱动电路与光电控制电路之间还电性连接有触发电路。

所述光电控制装置包括设置在蜗轮底部同一直径两端的挡光件和通光件，包括设置在同一直线上的两组发射接收件，每组发射接收件均包括发射器和接收器，发射器与接收器之间留有供挡光件或通光件通过的空间。

所述传控腔内还设有控制驱动件，该控制驱动件具有一聚四氟乙稀外壳，所述驱动电路与光电控制装置均被封装其内，所述两组发射接收件的发射器与接收器均被设置在该控制驱动件上，并且，该控制驱动件设有供驱动电路电性连接所述电机与电源的接插口。

所述单臂摆动块与共用管所对应的高压腔内壁之间设置有与之紧密贴合的固定决，固定块对应共用管、第一交换管以及第二交换管开设有相应的通孔。

所述传动轴与隔板的轴孔之间设有传动轴套。

所述单臂摆动块在其与齿板对应的一面设有若干弹簧槽，所述齿板对应所述弹簧槽则设有相应的滑动通孔，每个弹簧槽内均设置有弹簧，弹簧底则设置有抵触隔板的滚动钢珠。

所述齿板靠隔板一面设有若干平衡滑动顶针，与隔板作滑动平衡配合。

所述传控腔内壁设有聚四氟乙烯隔热套。

与现有技术相比较，本实用新型的优点在于：

1、改变原有的中心定位为偏心定位，使操作的力臂增长，减轻了电机及传动轴在传动过程中的机械阻力，使传动效率更高，精确度也相应得以提高。

2、采用直流电机提供动力，不会受外部电网影响而出现不稳定的情况，机器寿命增长，运行时稳定性更高。

3、利用光电感应原理对四通换向阀进行切换较为科学，能节省能耗，使其应用时更节省运行成本。

4、各部件之间采用紧密连接，尤其是提供了各部件之间的接插口，使机器各部件之间相对比较稳固，保证了质量，进一步延长了使用寿命。

【附图说明】

图1为本实用新型内部结构示意图；

图2为图1中B-B方向的示意图，其中，单臂摆动块处于右侧；

图3为图1中B-B方向的示意图，其中，单臂摆动块处于左侧；

图4为图1中A-A方向的示意图，其中，单臂摆动块处于图2所示的右侧；

图5为图1中A-A方向的示意图，其中，单臂摆动块处于图3所示的左侧；

图6为本实用新型齿板的示意图；

图7中A、B、C三小图为本实用新型单臂摆动块的示意图，其中A为其横截面剖视图，B为其底部示意图，C为B的内部示意图；

图8为本实用新型传控腔的内部结构示意图，且蜗轮处于顺时针方向转动状态；

图9为本实用新型传控腔的内部结构示意图，且蜗轮处于逆时针方向转动状态；

图10为本实用新型工作电路原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明和实施例，对本实用新型作进一步的说明：

请参阅图1至图3，本实用新型光电控制式偏心定位单臂四通换向阀包括密封的阀体1、进气管21、共用管22、第一交换管23、第二交换管24、传动机构以及换向装置。

其中，所述阀体1可为圆筒形且完全密封，采用高温玻璃烧结而成，其中部被一隔板12分隔为高压腔14和传控腔13，隔板12与阀体1之间采用一体成型或螺钉或其它方式连结。所述进气管21、共用管22、第一交换管23与第二交换管24均与高压腔14相贯通，进气管21被设置在高压腔14一侧边上，共用管22、第一交换管23以及第二交换管24则被设置在高压腔14的上面，并且大致呈等腰三角形排列，使共用管22到第二交换管24或第二交换管24的距离完全或大致相同。

所述传动机构被设置在传控腔13内，传控腔13内壁设有聚四氟乙烯隔热套140，传动机构具体包括电机31、蜗轮33蜗杆34机构和传动轴32，所述电机31位居侧边，为特制耐高温、耐氟、内带微型减速器的精密可逆转直流微电机31，其转子与蜗杆34相连结，以便带动蜗杆34旋转；所述隔板12中部设置有贯穿的轴孔120，传动轴32则通过套设一轴套320后贯穿该隔板12的轴孔120，以便与高压腔14中的换向装置连接，该轴套320内带耐高温、耐氟材料做成的密封橡胶圈3208，传动轴32置于密封橡胶圈3208内。所述蜗轮33呈圆盘状，连结在传动轴32底端，并通过其外周的锯齿与蜗杆34相互啮合。

所述换向装置则置于高压腔14内，包括单臂摆动块41和齿板42。

请结合图1、图2、图3和图7，单臂摆动块41的上部即与共用管22相对的一面设有截面呈半圆状的低压气槽410，该低压气槽410的长度以能同时遮盖共用管22与第一交换管23的管口220，230为宜，当然，也满足遮盖共用管22与第二交换管24的管口220，240。所述隔板12于高压腔14内的一面对应共用管22管口220附近位置处还设有一个枢槽128，单臂摆动块41于对应所述共用管22管口220处的底部处则设有一条枢轴418，通过将该枢轴418枢设在隔板12的枢槽128上实现偏心定位，以保持无论单臂摆动块41枢转至任何角度均可将共用管22的管口220置于所述低压气槽410的遮盖范围内。

请结合图1至图3、图6和图7，所述单臂摆动块41的底部还设有三个弹簧槽415和两个位于侧边的凹槽416，每个弹簧槽415内均设有反张力弹簧417。所述齿板42的两侧则设置有侧翼板426，通过其侧翼板426插置于单臂摆动块41的凹槽416中实现两者的稳固连结及紧密贴合，齿板42前端设有若干锯齿，对应单臂摆动块41的三个弹簧槽415处还设有相应的滑动通孔427，在滑动通孔427中放入滚动钢珠429，可与隔板12配合压紧弹簧417。考虑到齿板42的尺寸扩大到足以覆盖单臂摆动块41的枢轴418时，在其对应所述枢轴418处还可设置相应的偏心轴孔428(参见图6)。为增强齿板42工作的平衡性及稳定性，齿板42对应隔板12的一面还设置有四个平衡滑动顶针413。

请再结合图1至图3，所述传动机构的传动轴32顶部设置有一个减速齿轮324，该减速齿轮324与齿板42的锯齿相互啮合，如此，当电机31启动时，其转子先后带动蜗杆34，蜗轮33，传动轴32进行旋转，传动轴32又进一步带动减速齿轮324和齿板42转动，相应地，单臂摆动块41也会作一定角度的摆动。

参阅图1至图5，所述高压腔14内，单臂摆动块41与共用管22所对应的高压腔14内壁之间设置有与之紧密贴合的采用耐磨超硬度植被压铸成型的固定块5，固定块5对应共用管22、第一交换管23以及第二交换管24开设有相应的通孔50。固定块5、高压腔14相对固定块5的一面，以及单臂摆动块41相对固定块5的一面均经高精度研磨，并得以镜面精度相吻合组成无泄漏配合。

请参阅图10，本实用新型设有一驱动电路81，所述驱动电路81分别电性连接电机31和一光电控制装置82，驱动电路81与光电控制装置82之间还电性连接有触发电路83。

请参阅图1至3，所述传控腔13内底部设置有一控制驱动件9，该控制驱动件9具有一聚四氟乙稀外壳，为灌注的环氧树脂密封体，内部封装有所述驱动电路81和光电控制装置82。

所述光电控制装置82包括设置在蜗轮33底部同一直径两端的挡光件821和通光件822，挡光件821和通光件822均为一竖直整体的挡片，但通光件822上设有一个通光孔8220，光电控制装置82还包括设置在同一直线上的两组发射接收件，每组发射接收件均包括发射器8231，8241和接收器8232，8242，发射器8231，8241与接收器8232，8242之间留有供挡光件821或通光件822通过的空间。所述两组发射接收件的发射器8231，8241与接收器8232，8242均被设置在该控制驱动件9对应所述挡光件821和通光件822的位置上。

该控制驱动件9设有供驱动电路81电性连接所述电机31与电源的接插口91即电源接插口和电机31接插口93，对应该电源接插口处，阀体1底部设置相应的开孔以供该电源接插口91外露。此方便加强各个功能部件电性连接的稳定性。

下面简述本实用新型的工作原理：

请参阅图1至3，所述进气管21接制冷压缩机排气管，所述共用管22接制冷压缩机吸入管，第一交换管23和第二交换管24则接热交换器。

制冷状态时，如图8和图10所示，本实用新型所采用的电机31每分钟1400转，驱动电路81的工作电压为DC12V，电机31带动蜗杆34以每分钟47齿的速度带动蜗轮33顺时针转动，经蜗轮33减速、增大转动力矩后，传动轴32以每分钟30转的速度带动减速齿轮324，啮合齿板42向右同步摆动70度角(参见图2和图4)。此时，蜗轮33底部的挡光件821和通光件822分别置于两个发射接收件内，左侧的发射接收件中发射器8231所发射到接收器8232的光线被挡光件821所阻断，右侧的发射接收件中发射器8241所发射到接收器8242的光线则通过通光件822得以接收，内部自动截止，转为输出低电平0V，电机31失去触发电压，进而失去供电回路，停止向右转动，换向结束。此时，换向装置处于制冷状态，如图2和图4所示，进气管21、高压腔14及第一交换管23三处相通，共用管22通过低压气槽410与第二交换管24相通。制冷压缩机排出的高温高压气体，经外部管路系统连接管通过进气管21流入高压腔14、第一交换管23、通过外部管路系统连接管流入室外冷凝器作散热、冷凝处理后变为高压过冷液体，经毛细管节流、降压、变化为低压过冷气体，通过外部管路系统连接管流入室内蒸发器蒸发、吸热后，变成低压过热气体，经外部管路系统连接管进入第二交换管24，沿单臂摆动块41内低压气槽410流到共用管22，经外部管路系统连接管进入制冷压缩机吸入管，返回压缩机内，完成制冷循环工作流动过程。

制热状态时，参见图9和图10，电机31反向带动蜗杆34以每分钟47齿的速度带动蜗轮33逆时针转动，经蜗轮33减速、增大转动力矩后，传动轴32以每分钟30转的速度带动减速齿轮324，啮合齿板42向左同步摆动70度角(参见图3和图5)。此时，蜗轮33底部的挡光件821和通光件822分别置于两个发射接收件内，右侧的发射接收件中发射器8241所发射到接收器8242的光线被挡光件821所阻断，左侧的发射接收件中发射器8231所发射到接收器8232的光线则通过通光件822得以接收，内部自动截止，转为输出低电平0V，电机31失去触发电压，进而失去供电回路，停止向左转动，换向结束。此时，换向装置处于制热状态，如图3和图5所示，进气管21、高压腔14及第二交换管24三处相通，共用管22通过低压气槽410与第一交换管23相通。压缩机排出的高温高压气体，经外部管路系统连接管通过进气管21流入高压腔14、第二交换管24，经外部管路系统连接管流入室内冷凝器作散热、冷凝处理后变为高压过冷液体，通过外部管路系统连接管流入到毛细管节流、降压、变为低压过热气体流入室外蒸发器蒸发、吸热后，变成低压过热气体，经外部管路系统连接管进入第一交换管23，沿单臂摆动块41内低压气槽410流到共用管22，进入压缩机吸入管，返回压缩机内，完成制冷循环工作流动过程。

综上所述，本实用新型用将光电控制原理和单臂摆块的偏心定位原理结合应用于四通换向阀中，无引线、无连线、无触点开关、无焊点、无裸露元件和电路板，实现了机电结合的自动控制，精确定位的功能，使用寿命长，故障率极低，用电极省。提高了本实用新型的可靠性、稳定性、适配性和通用性。

Claims (10)

1、一种光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，包括密封的阀体、进气管、共用管、第一交换管、第二交换管、传动机构以及换向装置，所述阀体被一隔板分隔为高压腔和传控腔，所述进气管、共用管、第一交换管与第二交换管均与高压腔相贯通，所述传动机构置于传控腔内，换向装置则置于高压腔内，所述传动机构包括电机和与电机直接或间接连接的传动轴，隔板上设置有轴孔，其特征在于：共用管、第一交换管和第二交换管在高压腔上面呈三角形排列，所述换向装置包括相互紧密贴合的单臂摆动块和齿板，单臂摆动块设有低压气槽，恰好遮盖共用管与第一交换或共用管与第二交换管的管口，且单臂摆动块于对应所述共用管管口处的底部通过一枢轴枢设在隔板上以保持共用管始终被所述低压气槽所遮盖，所述传动轴顶端设有减速齿轮，齿板前端设有锯齿，该减速齿轮与所述齿板相啮合。

2、根据权利要求1所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述传动机构还包括蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆设置在电机的转子上，蜗轮则设置在所述传动轴上。

3、根据权利要求2所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述电机电性连接一驱动电路，所述驱动电路还电性连接一光电控制装置，驱动电路与光电控制电路之间还电性连接有触发电路。

4、根据权利要求3所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述光电控制装置包括设置在蜗轮底部同一直径两端的挡光件和通光件，包括设置在同一直线上的两组发射接收件，每组发射接收件均包括发射器和接收器，发射器与接收器之间留有供挡光件或通光件通过的空间。

5、根据权利要求4所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述传控腔内还设有控制驱动件，该控制驱动件具有一聚四氟乙稀外壳，所述驱动电路与光电控制装置均被封装其内，所述两组发射接收件的发射器与接收器均被设置在该控制驱动件上，并且，该控制驱动件设有供驱动电路电性连接所述电机与电源的接插口。

6、根据权利要求1至5任意一项中所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述单臂摆动块与共用管所对应的高压腔内壁之间设置有与之紧密贴合的固定块，固定块对应共用管、第一交换管以及第二交换管开设有相应的通孔。

7、根据权利要求6所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述传动轴与隔板的轴孔之间设有传动轴套。

8、根据权利要求7所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述单臂摆动块在其与齿板对应的一面设有若干弹簧槽，所述齿板对应所述弹簧槽则设有相应的滑动通孔，每个弹簧槽内均设置有弹簧，弹簧底则设置有抵触隔板的滚动钢珠。

9、根据权利要求8所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述齿板靠隔板一面设有若干平衡滑动顶针，与隔板作滑动平衡配合。

10、根据权利要求9所述的光电控制式偏心定位单臂四通换向阀，其特征在于：所述传控腔内壁设有聚四氟乙烯隔热套。

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