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CN102563123A - 用于卡诺循环系统的四通阀 - Google Patents

用于卡诺循环系统的四通阀 Download PDF

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Abstract

一种用于卡诺循环系统的四通阀,包括阀体及阀芯构成的四通阀主体,四通阀主体通过管道与空调器相连,阀芯为柱状,阀芯的内部设有互相对称的通道,该通道贯穿至阀芯的表面;阀体对应通道设置有一个以上的通孔,通孔的直径与通道开口的直径相同。本发明中的制冷状态与制热状态之间的切换,只需要步进电机驱动阀芯与阀体转动配合,在运行过程中,通过短时间通电便可进行模式切换,并且在断电之后依然能维持原有模式继续进行;同时阀芯与阀体的内表面密封连接,提高四通阀的密封性,防止串气现象的发生;改变传统四通阀结构复杂、制造困难和可靠性差等不足之处。其具有结构简单合理、能效比高、控制精高和启闭时间短的特点,便于推广应用。

Description

用于卡诺循环系统的四通阀
技术领域
本发明涉及一种用于卡诺循环系统的四通阀。
背景技术
传统的制冷或者热泵系统在进行制冷到制热模式切换时,需要对先导阀进行持续供电,通过先导阀内部滑块的移动导通阀体上下端的导流管,从而将高压冷媒和低压冷媒引入四通阀主阀的两端,建立压差完成冷媒流动换向。这种四通阀内部结构复杂,制造工艺难度大,毛细管路焊接易堵,内部活塞容易烧损变形;运行可靠性较差,经常会出现内部结构卡死现象,压力差不足而导致阀体不工作。
在冬季室内外工况下,通常情况下空调或者热泵系统都是长时间运行制热模式,也就意味着需要对四通阀一直供电来保证制热的稳定运行,这种模式首先是通电能耗存在,不利于节能减排,其次传统的四通阀需要对阀体持续供电,一旦断电,则转入默认模式,对电路和控制部分可靠性要求高。因此,有必要作进一步改进和完善。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、可靠性高、加工方便和生产效率高的用于卡诺循环系统的四通阀,以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种用于卡诺循环系统的四通阀,包括阀体及阀芯构成的四通阀主体,四通阀主体通过管道与空调器相连,其结构征是所述阀芯为柱状,阀芯的内部设有互相对称的通道,该通道贯穿至阀芯的表面;阀体对应通道设置有一个以上的通孔,通孔的直径与通道开口的直径相同。
所述通道包括第一通道和第二通道,该通道呈L形、或圆弧形、或月牙形;阀芯的中部设置有阀芯轴,第一通道和第二通道位于阀芯轴的左右侧或上下侧。
所述阀体对应阀芯轴设置有步进电机,步进电机上的电机轴与阀芯轴传动连接,步进电机驱动阀芯在阀体内做角位移量为90°*[2n+1]的转动,其中n为非负整数,阀芯转动配合于阀体内,且与阀体的内表面密封连接。
所述阀芯与阀体为同轴设置,阀体呈中空的筒体状,阀体和阀芯由使制冷卡诺循环顺利实现、安全、高效的铜材料和/或钢材料制成;通孔环绕设置于阀体的外壁上,该通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔,相邻的通孔呈90°对称设置。
所述第一通孔和第二通孔分别与第二通道的两端相连,第三通孔和第四通孔分别与第一通道的两端相连;或者第一通孔和第四通孔分别与第一通道的两端相连,第二通孔和第三通孔分别与第二通道的两端相连。
所述空调器包括压缩机、室内换热器和室外换热器,压缩机的一端与第二通孔相连,压缩机的另一端与第四通孔相连;室内换热器的一端与第一通孔相连,室内换热器的另一端与室外换热器之间设置有节流部件,节流部件的两端分别与室内换热器及室外换热器相连,室外换热器与第三通孔相连,共同构成一冷媒循环回路。
本发明中的制冷状态与制热状态之间的切换,只需要步进电机驱动阀芯与阀体转动配合,在运行过程中,通过短时间通电便可进行模式切换,并且在断电之后依然能维持原有模式继续进行,不需要持续对阀体通电,提高稳定性及可靠性;并且减少活塞传动机构的增设,阀芯卡死和失效的现象大大降低,节约了材料成本,从而满足节能减排的目的;同时阀芯与阀体的内表面密封连接,提高四通阀的密封性,防止串气现象的发生;改变传统四通阀结构复杂、制造困难和可靠性差等不足之处;其具有结构简单合理、能效比高、控制精高、成本低廉和启闭时间短的特点,便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的一实施例中制冷模式的工作示意图。
图2为图1的制热模式的工作示意图。
图3-图4为阀体和阀芯的装配示意图。
图5为阀芯的局部剖视结构示意图。
图6为阀体和步进电机组装后的主视结构示意图。
图中:1为压缩机,2为第一通孔,3为第二通孔,4为四通阀主体,4.1为阀芯,4.2为阀体,4.3为阀芯轴,4.4为步进电机,4.5为第一通道,4.6为第二通道,5为第三通孔,6为第四通孔,7为室内换热器,8为节流部件,9为室外换热器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图6,本用于卡诺循环系统的四通阀,包括阀体4.2及阀芯4.1构成的四通阀主体4,四通阀主体4通过管道与空调器相连,空调器由压缩机1、室内换热器7和室外换热器9装配而成,室内换热器7的另一端与室外换热器9之间设置有节流部件8,节流部件8的两端分别与室内换热器7及室外换热器9相连,共同构成一冷媒循环回路。
阀体4.2呈中空的筒体状,阀芯4.1与阀体4.2为同轴设置,阀体4.2和阀芯4.1由使制冷卡诺循环顺利实现、安全、高效的钢材料或铜材料制成。阀体4.2的外壁环绕设置有一个以上的通孔,通孔包括第一通孔2、第二通孔3、第三通孔5和第四通孔6,相邻的通孔呈90°对称设置。压缩机1的一端与第二通孔3相连,压缩机1的另一端与第四通孔6相连,室内换热器7的一端与第一通孔2相连,室外换热器9与第三通孔5相连。阀芯4.1的中部设置有阀芯轴4.3,阀体4.2对应阀芯轴4.3设置有步进电机4.4,步进电机4.4的特性保证了可以它可以做非连续的定值运动。步进电机4.4上的电机轴与阀芯轴4.3传动连接,步进电机4.4驱动阀芯4.1在阀体4.2内转动,阀芯4.1转动配合于阀体4.2内,且与阀体4.2的内表面密封连接。各个空腔的换向依靠步进电机4.4带动阀芯4.1转动来实现,有效避免出现卡死现象,简化制造工艺。由于阀体4.2的内表面密封连接,提高四通阀的密封性,防止串气现象的发生。同时解决了现有技术中四通阀持续供电来维持模式进行,或者复杂的内部结构和精细的毛细管焊接。
阀芯4.1为柱状,阀芯4.1的内部设有互相对称的通道,该通道贯穿至阀芯4.1的表面,阀体4.2对应通道通孔的直径与通道开口的直径相同。通道包括第一通道4.5和第二通道4.6,该通道呈圆弧形,第一通道4.5和第二通道4.6位于阀芯轴4.3的左右侧或上下侧。第一通孔2和第二通孔3分别与第二通道4.6的两端相连,第三通孔5和第四通孔6分别与第一通道4.5的两端相连。或者第一通孔2和第四通孔6分别第一通道4.5的两端相连,第二通孔3和第三通孔5分别与第二通道4.6的两端相连,其目的在于:运行过程中,不需要维持阀体4.2通电状态,稳定性高,没有复杂的活塞传动机构,阀芯4.1卡死和失效的可能性大大降低,让整个结构简单,运行可靠。
本发明的工作原理为:
开启制冷模式时,阀芯4.1上的第二通道4.6连通阀体4.2上的第二通孔3和第三通孔5,阀芯4.1上的第一通道4.5连通阀体4.2上的第一通孔2和第四通孔6,这时,高温高压的冷媒从压缩机1排出后依次流经第二通孔3、第三通孔5、室外换热器9、节流部件8和室内换热器7,再由第一通孔2和第四通孔6回到压缩机1,实现制冷循环。阀体4.2断电后,系统维持制冷状态不变。
当需要切换制热时,步进电机4.4的信号输入,阀芯4.1转动90°*[2n+1]的位移量,其中n为非负整数,即n=0,1,2,3……,此时阀芯4.1上的第二通道4.6连通阀体4.2上的第一通孔2和第二通孔3,阀芯4.1上的第一通道4.5连通阀体4.2上的第三通孔5和第四通孔6,这时,高温高压的冷媒从压缩机1排出后依次流经第二通孔3、第一通孔2、室内换热器7、节流部件8和室外换热器9,再由第三通孔5和第四通孔6回到压缩机1,实现制热循环。阀体4.2断电后,系统维持制热状态不变,直至步进电机4.4的信号输入,因此四通阀主体的换向不需持续供电,系统运行可靠性高。节约了材料成本,从而满足节能减排的目的,提高能效比。

Claims (6)

1.一种用于卡诺循环系统的四通阀,包括阀体(4.2)及阀芯(4.1)构成的四通阀主体(4),四通阀主体(4)通过管道与空调器相连,其征是所述阀芯(4.1)为柱状,阀芯(4.1)的内部设有互相对称的通道,该通道贯穿至阀芯(4.1)的表面;阀体(4.2)对应通道设置有一个以上的通孔,通孔的直径与通道开口的直径相同。
2.根据权利要求1所述用于卡诺循环系统的四通阀,其特征是所述通道包括第一通道(4.5)和第二通道(4.6),该通道呈L形、或圆弧形、或月牙形;阀芯(4.1)的中部设置有阀芯轴(4.3),第一通道(4.5)和第二通道(4.6)位于阀芯轴(4.3)的左右侧或上下侧。
3.根据权利要求2所述用于卡诺循环系统的四通阀,其特征是所述阀体(4.2)对应阀芯轴(4.3)设置有步进电机(4.4),步进电机(4.4)上的电机轴与阀芯轴(4.3)传动连接,步进电机(4.4)驱动阀芯(4.1)在阀体(4.2)内做角位移量为90°*[2n+1]的转动,其中n为非负整数,阀芯(4.1)转动配合于阀体(4.2)内,且与阀体(4.2)的内表面密封连接。
4.根据权利要求1-3任一所述用于卡诺循环系统的四通阀,其特征是所述阀芯(4.1)与阀体(4.2)为同轴设置,阀体呈中空的筒体状,阀体(4.2)和阀芯(4.1)由使制冷卡诺循环顺利实现、安全、高效的铜材料和/或钢材料制成;通孔环绕设置于阀体的外壁上,该通孔包括第一通孔(2)、第二通孔(3)、第三通孔(5)和第四通孔(6),相邻的通孔呈90°对称设置。
5.根据权利要求4所述用于卡诺循环系统的四通阀,其特征是所述第一通孔(2)和第二通孔(3)分别与第二通道(4.6)的两端相连,第三通孔(5)和第四通孔(6)分别与第一通道(4.5)的两端相连;或者第一通孔(2)和第四通孔(6)分别与第一通道(4.5)的两端相连,第二通孔(3)和第三通孔(5)分别与第二通道(4.6)的两端相连。
6.根据权利要求5所述用于卡诺循环系统的四通阀,其特征是所述空调器包括压缩机(1)、室内换热器(7)和室外换热器(9),压缩机(1)的一端与第二通孔(3)相连,压缩机(1)的另一端与第四通孔(6)相连;室内换热器的一端与第一通孔(2)相连,室内换热器的另一端与室外换热器(9)之间设置有节流部件(8),节流部件(8)的两端分别与室内换热器及室外换热器相连,室外换热器与第三通孔(5)相连,共同构成一冷媒循环回路。
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