CN100473883C - 多通阀 - Google Patents

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Abstract

一个多通阀的外壳(1)具有多个进口和出口(4，6a，6b)和一个腔(5)，该腔有多个分别配属于一个出口(6a，6b)的阀座(7a，7b)。一闭合件(8)可以在阀座(7a，7b)之间运动。一个缸(10a，10b)具有一个装有流体的缸腔(13a，13b)、一个用于加热流体的加热机构(17)和一个在流体压力下可在缸(10a，10b)里移动的冲头(11a，11b)。冲头(11a，11b)通过其运动就能够将闭合件(8)从其中一个阀座(7a，7b)压向另一个阀座。

Description

多通阀
技术领域
本发明涉及多通阀以及其中可使用这样的多通阀的流体循环***或制冷装置。
背景技术
多通阀被用在具有一个以上冷却室的以及能单独调节多个冷却室的温度的制冷装置中，以便使制冷剂流有选择地分别流向所希望的那个冷却室的蒸发器。通常，这种多通阀被构造成电磁阀的形式，其中，一个由铁磁材料制成的闭合件通过电磁铁的磁场作用在两个不同的静止位置之间转换，在这两个静止位置中，制冷剂的两个可能流道中的一个总是被阀关闭。为使磁阀在其不同的操作位置上实现良好的密封性，静止的闭合件必须以不太小的力压到其阀座上；这个力在阀转换时必须被克服，以使闭合件进入一个新的位置。闭合力越强，则为此所需的电磁铁就越大、越有力并因而就越贵。
发明内容
本发明的任务是提出一种多通阀，其中，闭合件可以不使用磁力就转换；另一任务是提出一种可以价廉大批量制造的多通阀。
为了完成该任务，本发明提供一种多通阀，它有一个外壳，该外壳有一个进口和多个出口和一个具有多个分别属于所述进口或所述多个出口的阀座的腔，该多通阀还有一个能在该阀座之间移动的闭合件以及至少两个缸，所述缸具有一个装有流体的缸腔，该缸腔配有一个加热机构并且该缸腔有一个可在流体压力下在该缸里运动的冲头，该冲头通过其运动能够将该闭合件从其中一个阀座压向另一个阀座，其特征在于，所述缸腔在所述冲头的运动过程中短暂地与所述多个出口中的一个和所述进口连通。
该磁阀利用在一个腔中的加热流体的膨胀来代替磁力，以驱动闭合件从阀的一个操作位置移动到另一操作位置。
缸腔最好在冲头运动过程中暂时与阀的进口和出口中的一个连通。这就允许在缸腔内使用由多通阀控制的液体作为工作流体。因此容易保证总是有足够多的工作液体来推动缸运动。对于阀的运动来说，不需要长时间地即在多个操作循环中都保持缸腔的绝对密封，这允许廉价地制造阀。
阀的每个阀座最好分别对应于阀的一个出口，因而就可以充分利用流过阀的流体的压力以便将闭合件压向其阀座。
为了在即使阀没有流体流过的状态下也能使阀可靠地转换，适当地设有一个弹簧弹性件，它对闭合件施加一个反作用力，该反作用力阻止闭合件离开每个阀座。弹簧弹性件还用于当闭合件从一个阀座上被压开时使其在另一阀座上占据一个新的闭合位置。
闭合件可以在外壳的一个腔里运动，该腔在这里被称为阀座腔。阀座最好布置在阀座腔的第一侧壁上，而弹簧弹性件在第一侧壁方向上对闭合件施力，从而使闭合件在那里定位在其中一个阀座上。在这里使用的弹簧弹性件主要是板簧。
缸最好各自设有一个压力平衡孔，压力平衡孔在冲头伸出状态下允许在阀座腔和缸的缸腔之间实现压力平衡。若发生这种压力平衡，则冲头的运动就停止。
缸最好有一个因弹簧加载而可移动的后壁，它允许，被另一个缸驱动运动的一个缸的冲头至少在该运动的初始阶段里只克服弹簧力而不压缩装在缸腔内的液体地移动。
一个装有对后壁施力的弹簧的、在可移动的后壁的外侧面上的弹簧腔可以与多通阀的周围但最好与阀座腔本身连通，以便能根据需要来改变弹簧腔的容积。
按照本发明的阀结构最好被用在具有两个阀座和两个完全对置的缸的多通阀中，但本发明也可用在有更多阀座和缸的阀里。
用于加热缸腔内的流体的加热机构主要布置在加热腔内，该加热腔与缸腔连通，但相对该缸腔下移，以便保护加热机构不防碍缸的运动。
本发明的多通阀可被用于气态的、液态的或者气液混合的流体。若进入多通阀的流体是液体或气液混合物，则用于给电加热机构供电的供电电路适当地被构造成功率强劲到足以使它能够至少部分地在缸腔内蒸发所用的流体。
附图说明
本发明的其它特征和优点可见结合附图对实施例所作的描述。附图所示为：
图1-图4：按照本发明第一实施方式的多通阀的纵剖视图，它处于不同的工作阶段；
图5：按照本发明第二实施方式的多通阀的水平截面图。
具体实施方式
图1的纵向剖视图表示按照本发明的第一实施方式的多通阀，它处于稳定的静止状态。该阀有一个成管件2形状的外壳1，它在两端上通过***的如焊入的小板3被密封封闭住。
管件2有三个孔，它们分别通入外壳1的中央腔室里并被称为阀座腔5。在外壳1的一个如点划线所示的对称平面上的第一孔里，***一个用于流体的进口管道4，而在外壳1的径向对置一侧的两个孔里各***一个出口管道6a或6b，它们带有中空锥形的阀座7a或7b。出口管道6a、6b向着外壳1相互靠近，因而阀座7a、7b在外壳1内实际上相互邻接。一个成球8形的闭合件在右阀座7b上堵住右出口管道6b。在进口管道4的一侧，一板簧9位于两个阀座7a、7b的对面，该板簧相对中间平面是对称的并且在图1所示状态下将球8压向阀座7b并因而关闭右出口管道6b。
在外壳1里，在阀座腔5的右边和左边设有两个缸10a、10b。在每个缸10a、10b的一个缸膛里，一个冲头11a或11b和一个可移动的后壁12a或12b限定出一个缸腔13a、13b。各自在可移动的后壁12a、12b之外，在缸体里分别形成一个弹簧腔14a、14b，一个螺旋弹簧15a或15b安装在其中，所述螺旋弹簧分别使可移动的后壁12a或12b从外壳的小板3起向前被压向阀中心。冲头11a、11b各自在其向外的指向缸腔13a或13b的一侧具有一个杆21，该杆在图1所示状态下接触到可移动的后壁12a或12b。于是，由螺旋弹簧15a、15b施加的弹簧力就通过可移动的后壁12a、12b和冲头11a、11b被传递给球8。弹簧15的力的方向是相反的并基本上抵消了。弹簧15不能够克服由板簧9作用于球8的力，而这个力使球保持压向阀座，也不能够压迫球8离开其阀座。所述缸各自设有一个压力平衡孔23a、23b。
在缸腔13a、13b旁边并与缸腔连通地，在外壳1的两边设有一个加热腔16a、16b，其中设有一个电阻17a、17b作为加热元件。用于可选择地给电阻17a或17b的供电的电流引线18穿过管件2。在图中示出了两条用于每个加热电阻17a或17b的电流引线18。也可以给每个加热电阻分别只设置一条对外壳1绝缘的引线18，它与其加热丝的一端相连，两根加热丝的另一端可以通过金属的管件2被接地。
在图1所示状态下，充满相同的流过阀的流体的右侧缸腔13b相对阀座腔5及其进口和出口保持密封；冲头11b关闭了压力平衡孔23b。如果在此状态下由一个(未示出的)供电装置给电阻17b供电，则在加热腔16b及与之相连的缸腔13b里的流体被加热并开始膨胀。这首先导致缸10b的可移动的后壁12b如图2所示地在螺旋弹簧15b压缩的同时向外退开。这个退让运动的行程可能大大小于图2所示情况并且实际上可能为零。
此时从弹簧腔14b里挤出来的流体经过一个通道19到达阀座腔5并与经过阀流动的流体混合在一起。
一个从弹簧腔14b的壁板起向内突出的凸肩20b构成一个挡块，它马上终止了后壁12b的向外运动。当缸腔13b里的流体继续加热和蒸发时，最终达到这样的状态，即缸腔13b内的内压大到足以使冲头11b克服板簧9力地压迫球8离开阀座7b。因此，球8开始向左运动，如图3所示。此时，它也使冲头11a移动并通过冲头使左侧的缸10a的可移动的后壁12a移动，同时压缩该缸的螺旋弹簧15a。这样一来，最终达到图3所示的不稳定的平衡位置，在该位置上，板簧9在中央把球8压向一个位于这两个阀座7a、7b之间的棱边22上。一旦由于缸腔13b内的加热流体继续膨胀而越过棱边22之后，板簧9则支持球8继续如图所示地向左向下移动到阀座7a上。在这样做的过程中，冲头11b的背面经过压力平衡孔23b，该压力平衡孔使缸腔13b与通道19连通。被加热的流体从缸腔13b里流出，并且由它推动的冲头11b的向内运动就停止了。同时，被压缩的螺旋弹簧15b又伸长，而可移动的后壁12b向里移动，直至它碰到杆21的尖端。
这样就出现了图4所示的状况，它是图1所示状况的镜像。给电阻17b的供电被中断，因而加热腔16b和缸腔13b可以冷却，流体密度在那里又达到与在其它腔室5、13a、16a里一样的值。
若稍迟一些给电阻17a供应加热电能，则该过程与上述状况成镜像地发生，球8退回至图1所示的位置。转换过程的工作与外壳事实上是否被流体流过或者流体是否在外壳里面无关。只是转换球8所需的力可能在流体流过阀时要比没有流过时大，因为流体压力把球8压向其各自的阀座。
本发明也可被用于有多于两个出口的多通阀。图5表示阀座腔5的示意截面图，其中俯视示出了阀座腔侧壁，在该侧壁里设有阀座，在此是三个阀座7a、7b、7c。其中一个用虚线圆7b表示的阀座被球8封闭。冲头11a、11b、11c的缸腔按照与图1-图4所示一样的方式构成并且在图中未示出，这些冲头对称地分别按照间隔角度120°布置。每个冲头11a、11b、11c对称地位于两个阀座7b、7c；7c、7a或7a、7b的对面。每个冲头例如冲头11a的宽度大到足以当球8在这两个位于冲头前的阀座7b、7c中的一个上时冲头沿切向接触球8并能独自移过来，而另一方面要小到该冲头能这样远地移入阀座腔5的内部，即它越过相邻阀座之间的棱边22，而且得到(未示出)板簧支持地到达位于冲头11a对面的阀座7a，而冲头11a不会碰到另外两个冲头11b、11c。
如上所述的多通阀尤其可被用在制冷装置的制冷剂循环中。此外，在循环中流通的制冷剂例如异丁烷可以被用作在缸腔13a，13b里的工作介质。加热电阻17a、17b及其所属的加热供电电路(未示出)的功率能力与制冷剂循环的其它尺寸有关地被设计成大到足以使缸腔13a、13b里的制冷剂能够蒸发。

Claims (14)

1.一种多通阀，它有一个外壳(1)，该外壳有一个进口(4)和多个出口(6a，6b)和一个具有多个分别属于所述进口(4)或所述多个出口(6a，6b)的阀座(7a，7b，7c)的腔(5)，该多通阀还有一个能在该阀座(7a，7b，7c)之间移动的闭合件(8)以及至少两个缸(10a，10b)，所述缸具有一个装有流体的缸腔(13a，13b)，该缸腔配有一个加热机构(17a，17b)并且该缸腔有一个可在流体压力下在该缸(10a，10b)里运动的冲头(11a，11b，11c)，该冲头(11a，11b，11c)通过其运动能够将该闭合件(8)从其中一个阀座(7a，7b，7c)压向另一个阀座(7a，7b，7c)，其特征在于，所述缸腔(13a，13b)在所述冲头(11a，11b，11c)的运动过程中短暂地与所述多个出口(6a，6b)中的一个和所述进口(4)连通。
2.按权利要求1所述的多通阀，其特征在于，每个阀座(7a，7b)分别配有该外壳(1)的一个出口(6a，6b)。
3.按权利要求1所述的多通阀，其特征在于，设有一个用于对该闭合件(8)施加反作用力的弹簧弹性件(9)，该反作用力阻止该闭合件(8)离开每个阀座(7a，7b，7c)。
4.按权利要求3所述的多通阀，其特征在于，该闭合件(8)能在该外壳的一个阀座腔(5)里运动，这些阀座(7a，7b，7c)设置在该阀座腔的第一侧壁上，并且该弹簧弹性件(9)对该闭合件(8)朝向该第一侧壁地施力。
5.按权利要求3所述的多通阀，其特征在于，该弹簧弹性件是板簧(9)。
6.按权利要求1所述的多通阀，其特征在于，该闭合件(8)能在该外壳(1)的一个阀座腔(5)里运动，该缸(10a，10b)具有一压力平衡孔(23a，23b)，该压力平衡孔在该冲头(11a，11b)伸出的状态下允许在该阀座腔(5)和该缸(10a，10b)的一个缸腔(13a，13b)之间实现压力平衡。
7.按权利要求6所述的多通阀，其特征在于，该缸(10a，10b)有一个因弹簧加载而可移动的后壁(12a，12b)。
8.按权利要求7所述的多通阀，其特征在于，一个用于对可移动的后壁(12a，12b)施力的弹簧(15a，15b)被安装在一个由可移动的后壁(12a，12b)限定出的并与该阀座腔(5)连通的弹簧腔(14a，14b)里。
9.按权利要求1所述的多通阀，其特征在于，它有两个阀座(7a，7b)和两个完全对置的缸(10a，10b)。
10.按权利要求1所述的多通阀，其特征在于，该加热机构(17a，17b)设置在一个与该缸(10a，10b)的一个缸腔(13a，13b)相通的加热腔(16a，16b)里。
11.一种具有一个按权利要求1所述的多通阀的流体循环***，其特征在于，该流体在至少局部液态的状态下进入该多通阀里，设有供电电路以便给该加热机构供应加热电能，以便使该流体在该缸(10a，10b)的缸腔(13a，13b)里蒸发。
12.按权利要求11所述的流体循环***，其特征在于，该流体是一种制冷剂。
13.按权利要求12所述的流体循环***，其特征在于，该流体是异丁烷。
14.一种制冷装置，其特征在于，在该制冷装置的一制冷剂循环里设有一个如权利要求1至10中任意一项所述的多通阀。
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