專利名稱：一種電動(dòng)四通換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換向閥門，尤其涉及一種能夠應(yīng)用于制冷和空調(diào)中的大容量 電動(dòng)四通換向閥。
技術(shù)背景目前市場上使用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，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) 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，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)，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)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠應(yīng)用于制冷和空調(diào)中的大容量 電動(dòng)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)方案是一種電動(dòng)四通換向閥，由閥體、活塞閥芯、鎖緊銷、彈簧、唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、 四通閥軸端端蓋、伺服步進(jìn)電機(jī)、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈、密封0型 圈、活塞閥芯擋環(huán)、活塞引壓管、系統(tǒng)接管管口、平衡引壓口、密封端蓋組成；閥體上分別均 勻設(shè)有四個(gè)系統(tǒng)接管管口，閥體的內(nèi)部安裝有活塞閥芯，活塞閥芯是包括流體通道和伸出 端兩部分的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，活塞閥芯伸出端與伺服電機(jī)通過鍵槽結(jié)構(gòu)直連在一起，閥體的 兩端分別安裝有四通閥軸端端蓋和密封端蓋，伺服步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)直接帶動(dòng)閥芯活塞轉(zhuǎn)動(dòng)， 活塞閥芯檔環(huán)是用來限制活塞閥芯在閥體內(nèi)部的左右位移，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、唇形 動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈形成一個(gè)防止外泄露的動(dòng)密封組件，唇形動(dòng)密封 環(huán)外徑壓板不隨活塞轉(zhuǎn)動(dòng)，唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐與軸通過鎖緊銷連接在一起，隨活塞的 轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板與活塞閥芯擋環(huán)之間安裝有彈簧，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑 壓板、四通閥軸端端蓋、活塞閥芯擋環(huán)通過彈簧緊壓在一起，起定位作用，防止串動(dòng)；活塞引 壓管安裝于四通換向閥底端兩側(cè)，作用是通過引壓管將壓力引入四通換向閥的兩側(cè)，形成 壓力平衡，通過壓力推動(dòng)閥動(dòng)作。所述密封0型圈具有密封壓力的作用。所述閥體、活塞閥芯、鎖緊銷、彈簧、唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支 撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈、活塞閥芯擋環(huán)構(gòu)成封閉式的閥組件結(jié)構(gòu)。[0008]所述閥芯可隨電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和換向位置。所述的活塞閥芯由電機(jī)軸鍵槽區(qū)、迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐 軸段、活塞密封區(qū)、氣體流道區(qū)、活塞限位段組成；電機(jī)軸鍵槽區(qū)設(shè)于迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐 軸段內(nèi)，迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段與唇形動(dòng)密封環(huán)支撐軸段相連，氣體流道區(qū)外部設(shè)有活 塞密封區(qū)，活塞密封區(qū)內(nèi)部左側(cè)上下端和外部右側(cè)設(shè)有活塞限位段。所述活塞上和殼體上設(shè)有人字形油通道，也可以采用類似油通道，目的是存儲(chǔ)排 氣和吸氣的制冷劑的潤滑油，使?jié)櫥陀凶銐虻目臻g的流動(dòng)通道在接觸部位的流動(dòng)，提供 接觸部位的油密封。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、閥芯活塞結(jié)構(gòu)緊湊，與目前使用的氣動(dòng)四通換向閥 相比，即具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，又具有流通面積大，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.首次采用了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)四通換向閥的結(jié)構(gòu)，且創(chuàng)新性的采用了伺服電 機(jī)正反轉(zhuǎn)控制閥芯的動(dòng)作，采用開啟式電機(jī)結(jié)構(gòu)，閥芯設(shè)計(jì)首次采用了動(dòng)密封結(jié)構(gòu)；3.開 啟式伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯活塞軸，通過活塞軸的正向和反向限位轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)四通換向閥的換向 操作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)動(dòng)作更加可靠穩(wěn)定，不依賴制冷系統(tǒng)的壓力來實(shí)現(xiàn)四通換向閥的動(dòng) 作；4.開啟式的結(jié)構(gòu)保證檢修和安裝方便，活塞軸由于采用了動(dòng)密封環(huán)設(shè)計(jì)，保證了四通 換向閥的有效地外密封效果；5.通過伺服電機(jī)的精確正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，加之在閥殼內(nèi)部 設(shè)置有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的極限位置限位點(diǎn)，通過兩個(gè)活塞限位段來控制，可以保證閥芯換向位 置非常精確；6.閥芯集成了換向閥芯、平衡活塞、輸出軸、動(dòng)密封圈等多種功能；7.殼體上 設(shè)計(jì)有以下結(jié)構(gòu)以保證換向過程穩(wěn)定可靠a平衡引壓管形成活塞和殼體之間的壓差，使 排氣和吸氣帶油通過毛細(xì)作用填滿接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自密封；b人字形交叉紋路形成了潤滑油 的有效通道，使閥芯和殼體接觸位置填滿油膜，減小了金屬直接接觸產(chǎn)生的摩擦阻力，使換 向更靈敏。

圖1為本實(shí)用新型內(nèi)部剖面結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1中A-A剖視部分D禾Π C、E禾Π S連通時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中A' -A'剖視部分D和E、C和S連通時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型閥芯結(jié)構(gòu)圖；圖5為圖4中C-C剖視部分一種芯閥流道截面示意圖；圖6為圖4中C' -C'剖視部分另外一種芯閥流道截面示意圖；；圖7本實(shí)用新型人字形油通道結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3所示，一種電動(dòng)四通換向閥由閥體1、活塞閥芯2、鎖緊銷3、彈簧 4、唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板5、四通閥軸端端蓋6、伺服步進(jìn)電機(jī)7、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐8、 唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈9、密封0型圈10、活塞閥芯擋環(huán)11、活塞引壓管12、系統(tǒng)接管管口 13、 平衡引壓口 14、密封端蓋15組成；閥體1由無縫鋼管制造，閥體1上分別均勻設(shè)有四個(gè)系 統(tǒng)接管管口，分別是D、E、S、C，四個(gè)連接管均布焊接在在閥體1上，每個(gè)管口在周向方向上 間隔90度，閥體1內(nèi)部研磨平整，研磨完成后加工出淺的人字型油通道，即連接制冷系統(tǒng)的吸排氣的四個(gè)管口，當(dāng)活塞閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)到A-A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，制冷劑吸收冷凍水的熱量后氣化，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3的A' -A'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)器氣管頭管連接口，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C 口并進(jìn)入到水側(cè)冷凝器的氣管進(jìn)口，凝結(jié)為制冷劑液體后在節(jié)流裝置中降溫降壓為 低溫低壓的制冷劑兩相混合物，再進(jìn)入到風(fēng)冷翅片管蒸發(fā)器中吸收環(huán)境中的熱量氣化，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1的內(nèi)部安裝有 活塞閥芯2，閥體1的兩端分別安裝有軸端端蓋6和密封端蓋15，伺服步進(jìn)電機(jī)7通過與活 塞閥芯2的軸端的鍵槽結(jié)構(gòu)直連在一起，伺服步進(jìn)電機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)直接帶動(dòng)閥芯活塞2的轉(zhuǎn) 動(dòng)，四通閥閥體內(nèi)活塞閥芯檔環(huán)11設(shè)置在閥體1內(nèi)部，限制活塞閥芯2的位移，唇形動(dòng)密封 環(huán)外徑壓板5、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐8、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈9形成一個(gè)防止外泄露的動(dòng) 密封組件，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板5不隨活塞轉(zhuǎn)動(dòng)，唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐8與軸通過鎖緊 銷3連接在一起，隨活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板5軸向通過 鎖緊銷3與活塞閥芯擋環(huán)11鎖緊在一起，當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板5和活塞 閥芯擋環(huán)11是靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)的，唇形密封環(huán)外徑壓板5上的彈簧4通過件唇形動(dòng)密封環(huán)外徑 壓板5、四通閥軸端端蓋6、活塞閥芯擋環(huán)11壓緊在一起，通過以上密封設(shè)計(jì)，可以保證足夠 的內(nèi)密封效果，伺服步進(jìn)電機(jī)7通過正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，改變閥芯活塞2流道的的角度，從而實(shí)現(xiàn) 制冷和制熱的切換，排氣和吸氣中的含油通過毛細(xì)作用被帶到活塞和軸封的各個(gè)位置，活 塞引壓管12為引壓管，系統(tǒng)接管管口 13為引壓通道，活塞閥芯2的兩端通過泄壓口與吸氣 口連通，目的是將壓力泄放到吸氣壓力，有助于排氣和吸氣中的帶油產(chǎn)生流動(dòng)壓差，保持活 塞閥芯2穩(wěn)定在中間位置。如圖4、圖5、圖6所示，閥芯由電機(jī)軸鍵槽區(qū)16、迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段17、唇 形動(dòng)密封環(huán)支撐軸段18、活塞密封區(qū)19、氣體流道區(qū)20、活塞限位段21組成；活塞采用整 體鑄造而成，隨后的活塞精密機(jī)加工時(shí)，分別加工出氣體流道區(qū)20，即截面圖C-C、C' -C' 所示的兩種結(jié)構(gòu)用于提供制冷劑排氣和吸氣的流道區(qū)；活塞密封區(qū)19 ；電機(jī)軸的唇形動(dòng)密 封環(huán)支撐軸段；電機(jī)軸的迷宮動(dòng)密封支撐軸段17 ；電機(jī)軸鍵槽區(qū)16 ；閥芯活塞限位段21。 閥芯活塞的氣體流道區(qū)20和活塞密封區(qū)19與閥體內(nèi)壁接觸部位采用油密封，加有人字形 油通道，為了保證四通換向閥和外界的有效外密封效果，采用了唇形動(dòng)密封環(huán)支撐軸段18 和迷宮型動(dòng)密封環(huán)支撐軸段17。圖7所示，活塞上和殼體上設(shè)有人字形油通道，也可以采用類似油通道，目的是存 儲(chǔ)排氣和吸氣的制冷劑的潤滑油，使?jié)櫥陀凶銐虻目臻g的流動(dòng)通道在接觸部位的流動(dòng)， 提供接觸部位的油密封。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)利要求一種電動(dòng)四通換向閥，由閥體、活塞閥芯、鎖緊銷、彈簧、唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、四通閥軸端端蓋、伺服步進(jìn)電機(jī)、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈、密封O型圈、活塞閥芯擋環(huán)、活塞引壓管、系統(tǒng)接管管口、平衡引壓口、密封端蓋組成；其特征在于閥體上分別均勻設(shè)有四個(gè)系統(tǒng)接管管口，閥體的內(nèi)部安裝有活塞閥芯，活塞閥芯是包括流體通道和伸出端兩部分的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，活塞閥芯伸出端與伺服電機(jī)通過鍵槽結(jié)構(gòu)直連在一起，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈形成一個(gè)防止外泄露的動(dòng)密封組件，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板與活塞閥芯擋環(huán)之間安裝有彈簧，活塞引壓管安裝于四通換向閥底端兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)四通換向閥，其特征在于所述閥體、活塞閥芯、鎖 緊銷、彈簧、唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈、活塞閥 芯擋環(huán)構(gòu)成封閉式的閥組件結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)四通換向閥，其特征在于所述閥芯可隨電機(jī)正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)四通換向閥，其特征在于活塞閥芯由電機(jī)軸鍵槽 區(qū)、迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐軸段、活塞密封區(qū)、氣體流道區(qū)、活塞限位 段組成；電機(jī)軸鍵槽區(qū)設(shè)于迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段內(nèi)，迷宮式動(dòng)密封環(huán)支撐軸段與唇形 動(dòng)密封環(huán)支撐軸段相連，氣體流道區(qū)外部設(shè)有活塞密封區(qū)，活塞密封區(qū)內(nèi)部左側(cè)上下端和 外部右側(cè)設(shè)有活塞限位段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)四通換向閥，其特征在于所述活塞上和殼體上設(shè) 有人字形油通道。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)四通換向閥，閥體上分別均勻設(shè)有四個(gè)系統(tǒng)接管管口，閥體的內(nèi)部安裝有活塞閥芯，活塞閥芯是包括流體通道和伸出端兩部分的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，活塞閥芯伸出端與伺服電機(jī)通過鍵槽結(jié)構(gòu)直連在一起，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板、唇形動(dòng)密封環(huán)內(nèi)徑支撐、唇形動(dòng)密封環(huán)支撐圈形成一個(gè)防止外泄露的動(dòng)密封組件，唇形動(dòng)密封環(huán)外徑壓板與活塞閥芯擋環(huán)之間安裝有彈簧，活塞引壓管安裝于四通換向閥底端兩側(cè)，芯可隨電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)90度，活塞上和殼體上設(shè)有人字形油通道，本實(shí)用新型采用開啟式伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥芯活塞軸，通過活塞軸的正向和反向限位轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)四通換向閥的換向操作，不依賴制冷系統(tǒng)的壓力來實(shí)現(xiàn)四通換向閥的動(dòng)作。
文檔編號(hào)F16K11/02GK201772099SQ20102021428
公開日2011年3月23日 申請日期2010年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月29日
發(fā)明者商萍君, 王明星, 王雷, 陳武 申請人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院