專利名稱：一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于制冷和空調(diào)設(shè)備的閥門，尤其涉及一種半封閉式電動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥。
技術(shù)背景目前市場(chǎng)上使用的大容量的四通換向閥主要分為兩種交叉式流道活塞式結(jié)構(gòu)四 通換向閥、內(nèi)部滑塊式U型流道設(shè)計(jì)的四通換向閥，這兩種四通換向閥均是通過制冷系統(tǒng) 內(nèi)部的高低壓差來實(shí)現(xiàn)閥芯的直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到制冷和制熱循環(huán)切換的目的。第一種交叉式流道活塞式設(shè)計(jì)的四通換向閥，其主要結(jié)構(gòu)由主閥、導(dǎo)閥和信號(hào)管 組成，活塞采用高強(qiáng)度的耐磨金屬制造，閥殼體由無縫鋼管制造，活塞和殼體內(nèi)部表面需要 經(jīng)過高精度的車削、精磨、珩磨和配合磨等工藝來使得活塞可以在殼體內(nèi)部自由通暢的滑 動(dòng)，活塞和內(nèi)壁之間的間隙不能過小也不能過大，精度要求非常高，間隙過大則導(dǎo)致高低壓 側(cè)內(nèi)漏量增大；間隙過小，則焊接過程中的輕微變形，雜質(zhì)的侵入即導(dǎo)致活塞在閥體內(nèi)部移 動(dòng)阻力增大、換向失靈、四通閥卡死等故障，為了減小高低壓側(cè)制冷劑的內(nèi)漏，活塞型四通 換向閥的加工精度要求非常高，同時(shí)還需要研磨出交叉的油通道，通過油密封來達(dá)到更有 效地內(nèi)密封效果，這類四通閥的特點(diǎn)是1.整體都是由鋼材制造而成，體積和重量都很大， 在機(jī)組中的裝配相對(duì)不方便；2.閥體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件之間的配合加工精度要求高，對(duì)焊接過 程中的熱變形以及系統(tǒng)的清潔度要求比較高；3. —旦出現(xiàn)活塞卡死的情況，使活塞回位需 要耗時(shí)耗力，需要拆卸四通閥兩側(cè)端蓋，通過機(jī)械力量使四通閥回位；4.由于采用交叉流 道設(shè)計(jì)，流道壓力損失很小，對(duì)系統(tǒng)性能的影響非常小，其壓力損失甚至僅相當(dāng)于流體在管 路彎頭中的流動(dòng)壓力損失。第二種為內(nèi)部滑塊式U型流道設(shè)計(jì)的四通換向閥，其主要結(jié)構(gòu)由主閥、導(dǎo)閥和信 號(hào)管組成，殼體采用黃銅棒或者黃銅管加工而成，通過一個(gè)U型結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯的滑塊 的左右移動(dòng)，U型口在移動(dòng)過程中分別與不同的制冷系統(tǒng)的管口接通，實(shí)現(xiàn)換向功能，制冷 模式下排氣管和冷凝器接通，吸氣管和蒸發(fā)器接通，制熱模式下排氣管和蒸發(fā)器接通，吸氣 管和冷凝器接通，U型流道的滑塊兩側(cè)通過連桿與兩側(cè)的移動(dòng)端蓋連接，移動(dòng)端蓋在殼體內(nèi) 部移動(dòng)，其是由聚四氟乙烯包裹的黃銅塊制造而成，在端蓋的底部開油泄露小孔，通過端蓋 上的壓力差來實(shí)現(xiàn)U型流道滑塊的左右移動(dòng)，這類四通閥的特點(diǎn)是1.整體由黃銅和聚四 氟乙烯制造，體積和重量都要比第一種四通換向閥小很多，在機(jī)組中安裝方便；2.動(dòng)密封 都是采用黃銅和聚四氟乙烯來密封，聚四氟乙烯本身具有很好的自潤滑機(jī)理，因此在流道 滑塊移動(dòng)過程中的阻力損失較小，很少出現(xiàn)卡死的情形；3.對(duì)閥體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件之間的加 工精度要求不如第一種四通換向閥高，不需要那么多到磨削工藝，加工成本可以有效降低； 4.由于材料重量小，結(jié)構(gòu)緊湊，一旦出現(xiàn)四通閥閥芯卡死，通過低壓側(cè)放氣強(qiáng)制提高換向壓 差的方法，可以有效地使四通閥回位，處理過程較簡單；5.零部件通用設(shè)計(jì)，對(duì)于大容量的 四通換向閥，需要多個(gè)四通換向閥并聯(lián)，因此會(huì)出現(xiàn)換向不同步的情況；6.由于采用U型流 道設(shè)計(jì)，流道存在較大的局部壓力損失，導(dǎo)致的系統(tǒng)性能損失也較大。[0005]兩種四通換向閥的結(jié)構(gòu)都是依靠內(nèi)部壓差來推動(dòng)閥芯的動(dòng)作，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)較 為簡單，但也有以下缺點(diǎn)1.由于閥芯重量和體積均大，需要很大的推動(dòng)力，一旦產(chǎn)生換向 不靈，閥芯卡在閥體中間，則維修和復(fù)位都非常困難，如果出現(xiàn)閥芯動(dòng)作不同步，也會(huì)造成 高低壓氣體串通，即如果出現(xiàn)換向不靈的情況，推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)的氣體壓力將不存在，四通換 向閥將無法正常工作；2.必須設(shè)計(jì)保證足夠的換向壓差，才有可能保證四通閥正常動(dòng)作， 在制熱運(yùn)行時(shí)，必須先運(yùn)行制冷循環(huán)，使高低壓差達(dá)到換向壓力后，才運(yùn)行制熱循環(huán)；3.閥 芯的直線移動(dòng)需要克服閥芯和閥座之間的摩擦阻力，通常的設(shè)計(jì)是采用排氣帶油潤滑或者 采用自潤滑的閥芯材料
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥，由密封端蓋、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)、閥體、伺 服電機(jī)、閥芯活塞銷、壓縮機(jī)排氣管接口、制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷凝器進(jìn)口管接口、制熱模式 時(shí)的風(fēng)冷蒸發(fā)器的出口管接口、制冷模式時(shí)的水側(cè)蒸發(fā)器出口管接口、制熱模式下的水側(cè) 冷凝器的進(jìn)口管接口、壓縮機(jī)吸氣管接口、鎖緊螺母、鎖緊卡簧、電機(jī)軸鍵、電機(jī)支架組成； 閥體左右兩端安裝密封端蓋，閥體內(nèi)部安裝有閥芯，閥體上設(shè)有與制冷系統(tǒng)管連接的四個(gè) 連接管口，四個(gè)連接管均布焊接在閥體上，分別是壓縮機(jī)排氣管接口、制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷 凝器進(jìn)口管接口、制熱模式時(shí)的風(fēng)冷蒸發(fā)器的出口管接口、制冷模式時(shí)的水側(cè)蒸發(fā)器出口 管接口、制熱模式下的水側(cè)冷凝器的進(jìn)口管接口、壓縮機(jī)吸氣管接口 ；閥芯的左側(cè)設(shè)有銷 孔，閥芯活塞銷安裝在銷孔內(nèi)，兩端用鎖緊螺母和鎖緊卡簧固定，使閥芯活塞銷固定在閥芯 上，防止其滑出閥芯活塞銷孔；閥芯活塞銷套裝在連桿機(jī)構(gòu)的連接孔內(nèi)，兩側(cè)用鎖緊卡簧卡 緊，防止連桿機(jī)構(gòu)在閥芯活塞銷上滑動(dòng)；連桿機(jī)構(gòu)的另一端套入電機(jī)軸內(nèi)，通過電機(jī)軸鍵使 連桿套環(huán)與電機(jī)軸卡緊在一起，電機(jī)軸末端采用防松螺母固定。所述電機(jī)軸、連桿機(jī)構(gòu)、活塞銷在安裝時(shí)保證在同一平面上。所述閥芯活塞銷的作用是使閥芯、連桿機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)連接在一起。所述閥體、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)構(gòu)成封閉式的閥組件結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有以下主要特點(diǎn)1.閥芯具有氣體流通面積大，系統(tǒng)性能損失小的 優(yōu)點(diǎn)，具有重要的節(jié)能降本的效果；2.傳統(tǒng)的四通換向閥采用的是氣體壓差換向，由于體 積和重量較大，需要增加導(dǎo)閥和引壓管，換向時(shí)應(yīng)保證最大和最小換向壓差，這種采用電機(jī) 驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)不需要采用氣體壓差實(shí)現(xiàn)換向，不需要導(dǎo)閥和引壓管，不需要先達(dá)到換向壓差 再換向，有效簡化了四通閥和結(jié)構(gòu)，減小了泄漏點(diǎn)，簡化了中央空調(diào)熱泵主機(jī)的控制；3.采 用半封閉式電機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)相比于開啟式電機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，可以有效地避免制冷劑泄漏， 不需要開啟式的軸封等防止外漏的動(dòng)密封設(shè)計(jì)，與全封閉式結(jié)構(gòu)相比，可以方便地拆卸和 維修。

圖1為本實(shí)用新型內(nèi)部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實(shí)用新型圖1中A-A剖面圖；圖3為本實(shí)用新型圖1中B-B剖面圖；圖4為本實(shí)用新型圖1中C-C剖面圖；圖5為本實(shí)用新型閥芯結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實(shí)用新型制冷模式下閥芯管口位置圖D-D ；圖7為本實(shí)用新型制熱模式下閥芯管口位置圖E-E ；
具體實(shí)施方式
一種半封閉式電動(dòng)直線型四通換向閥由密封端蓋1、閥芯2、連桿機(jī)構(gòu)3、閥體4、伺 服電機(jī)5、密封端蓋6、閥芯活塞銷7、制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷凝器進(jìn)氣管接口 8 (或制熱模式 下的風(fēng)冷蒸發(fā)器回氣管接口)、壓縮機(jī)排氣管接口 9、制冷模式下的水側(cè)蒸發(fā)器的回氣管接 口 10 (或制熱模式下的水側(cè)冷凝器進(jìn)氣管接口)、壓縮機(jī)吸氣管接口 11、鎖緊螺母12、鎖緊 卡簧13、電機(jī)軸鍵14、電機(jī)支架15組成；如圖1、3、4所示，閥體4上設(shè)有與制冷系統(tǒng)管連接 的四個(gè)連接管口，分別是制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷凝器進(jìn)氣管接口 8 (或制熱模式下的風(fēng)冷蒸 發(fā)器回氣管接口)、壓縮機(jī)排氣管接口 9、制冷模式下的水側(cè)蒸發(fā)器的回氣管接口 10(或制 熱模式下的水側(cè)冷凝器進(jìn)氣管接口)、壓縮機(jī)吸氣管接口 11，四個(gè)連接管均布焊接在閥體4 上，每個(gè)管口在周向方向上間隔90度，當(dāng)活塞閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)到B-B圖所示位置時(shí)，D和C連通，E 和S連通，表明四通閥處于制冷狀態(tài)，D為壓縮機(jī)排氣管連接口，C為翅片管冷凝器氣管頭管 連接口，E為水側(cè)蒸發(fā)器吸氣管連接口，S為壓縮機(jī)吸氣管連接口。在制冷狀態(tài)下，壓縮機(jī)的 高溫高壓排氣經(jīng)D 口流到C 口并進(jìn)入到翅片管冷凝器的氣管頭管，在冷凝器中制冷劑高溫 高壓的制冷劑氣體凝結(jié)為高溫高壓的制冷劑液體，在節(jié)流機(jī)構(gòu)中降溫降壓后兩相混合制冷 劑進(jìn)入水側(cè)蒸發(fā)器，低溫低壓的制冷劑兩相混合物吸收冷凍水的熱量后氣化為低溫低壓的 過熱氣體，制冷劑氣體經(jīng)E 口流到S 口，即返回到壓縮機(jī)的吸氣口，在壓縮中，低溫低壓的制 冷劑氣體被再次壓縮到高溫高壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。當(dāng)活塞閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)到圖4的C-C位置 時(shí)，D和E連通，S和C連通，表明四通閥處于制熱位置，此時(shí)C為翅片管蒸發(fā)器回氣管連接 口，E為水側(cè)冷凝器氣管連接口，壓縮機(jī)的排氣將經(jīng)D 口流到E 口并進(jìn)入到水側(cè)冷凝器的氣 管進(jìn)口，在水側(cè)冷凝器中，壓縮機(jī)排出的高溫高壓的制冷劑氣體凝結(jié)為制冷劑液體后，再流 經(jīng)節(jié)流裝置中降溫降壓為低溫低壓的制冷劑兩相混合物，制冷劑兩相混合物進(jìn)入到風(fēng)冷翅 片管蒸發(fā)器中吸收環(huán)境中的熱量后氣化為過熱的制冷劑氣體，制冷劑氣體經(jīng)C 口流到S 口， 即返回到壓縮機(jī)的吸氣口，實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。閥體4內(nèi)部研磨平整，研磨完成后加工出淺的人 字型油通道，閥芯2的結(jié)構(gòu)為交叉流道式，閥芯2采用整體鑄造而成，經(jīng)精加工后，閥芯2與 閥體4接觸位置處進(jìn)行研磨和油流道加工。如圖2、圖5所示，閥芯2的左側(cè)設(shè)有銷孔，閥芯 活塞銷7安裝在銷孔內(nèi)，兩端用鎖緊螺母12和鎖緊卡簧13固定，使閥芯活塞銷7固定在閥 芯2上，防止其滑出閥芯活塞銷孔7，在閥芯活塞銷7安裝完成前，閥芯活塞銷7套裝在連桿 機(jī)構(gòu)3的連接孔內(nèi)，兩側(cè)用鎖緊卡簧13卡緊，防止連桿機(jī)構(gòu)3在閥芯活塞銷7上滑動(dòng)，連桿 機(jī)構(gòu)3的另一端套入電機(jī)軸內(nèi)，通過電機(jī)軸鍵14使連桿套環(huán)與電機(jī)軸卡緊在一起，電機(jī)軸 末端采用防松螺母固定，所述電機(jī)軸、連桿機(jī)構(gòu)3、閥芯活塞銷7在安裝時(shí)保證在同一平面 上，保證伺服電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)3可以輕松動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上各部件安裝完成后，將 伺服電機(jī)5與電機(jī)支架15鎖緊。[0021] 本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、體積小、節(jié)約能源、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，具有極 大的推廣價(jià)值。
權(quán)利要求一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥，由密封端蓋、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)、閥體、伺服電機(jī)、閥芯活塞銷、壓縮機(jī)排氣管接口、制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷凝器進(jìn)口管接口、制熱模式時(shí)的風(fēng)冷蒸發(fā)器的出口管接口、制冷模式時(shí)的水側(cè)蒸發(fā)器出口管接口、制熱模式下的水側(cè)冷凝器的進(jìn)口管接口、壓縮機(jī)吸氣管接口、鎖緊螺母、鎖緊卡簧、電機(jī)軸鍵、電機(jī)支架組成；其特征在于閥體內(nèi)部安裝有閥芯，閥體上設(shè)有與制冷系統(tǒng)管連接的四個(gè)連接管口，四個(gè)連接管均布焊接在閥體上，分別是壓縮機(jī)排氣管接口、制冷模式時(shí)的風(fēng)冷冷凝器進(jìn)口管接口、制熱模式時(shí)的風(fēng)冷蒸發(fā)器的出口管接口、制冷模式時(shí)的水側(cè)蒸發(fā)器出口管接口、制熱模式下的水側(cè)冷凝器的進(jìn)口管接口、壓縮機(jī)吸氣管接口；閥芯的左側(cè)設(shè)有銷孔，閥芯活塞銷安裝在銷孔內(nèi)，兩端用鎖緊螺母和鎖緊卡簧固定；閥芯活塞銷套裝在連桿機(jī)構(gòu)的連接孔內(nèi)，兩側(cè)用鎖緊卡簧卡緊；連桿機(jī)構(gòu)的另一端套入電機(jī)軸內(nèi)，通過電機(jī)軸鍵使連桿套環(huán)與電機(jī)軸卡緊在一起，電機(jī)軸末端采用防松螺母固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥，其特征在于所 述電機(jī)軸、連桿機(jī)構(gòu)、活塞銷在安裝時(shí)保證在同一平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥，其特征在于所 述閥體、閥芯、連桿機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)構(gòu)成封閉式的閥組件結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種半封閉式電動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)型四通換向閥，閥體內(nèi)部安裝有閥芯，閥體上設(shè)有與制冷系統(tǒng)管連接的四個(gè)連接管口，閥芯的左側(cè)設(shè)有銷孔，閥芯活塞銷安裝在銷孔內(nèi)，兩端用鎖緊螺母和鎖緊卡簧固定；閥芯活塞銷套裝在連桿機(jī)構(gòu)的連接孔內(nèi)，兩側(cè)用鎖緊卡簧卡緊；連桿機(jī)構(gòu)的另一端套入電機(jī)軸內(nèi)，通過電機(jī)軸鍵使連桿套環(huán)與電機(jī)軸卡緊在一起，電機(jī)軸末端采用防松螺母固定。本實(shí)用新型采用半封閉式電機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，可以有效地避免制冷劑泄漏，不需要開啟式的軸封等防止外漏的動(dòng)密封設(shè)計(jì)，不需要采用氣體壓差實(shí)現(xiàn)換向，不需要導(dǎo)閥和引壓管，不需要先達(dá)到換向壓差再換向，有效簡化了四通閥和結(jié)構(gòu)，減小了泄漏點(diǎn)，簡化了中央空調(diào)熱泵主機(jī)的控制。
文檔編號(hào)F16K31/04GK201723776SQ20102021427
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月29日
發(fā)明者吳華萍, 吳明芳, 商萍君, 高登山 申請(qǐng)人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院