CN106609865B - 切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀，所述切换阀包括具有阀腔的阀体、设置于所述阀腔中的阀座、设置于所述阀座上的滑块以及设于所述滑块一侧的芯铁组件，所述滑块将所述阀腔分隔为内、外侧腔室；所述滑块开设有连通所述内、外侧腔室的平衡孔，还包括阀针杆和驱动部件；常态下，所述阀针杆关闭所述平衡孔；当所述芯铁组件带动所述滑块移动换向时，所述驱动部件带动所述阀针杆动作以开启所述平衡孔。该切换阀的结构设计，在阀口口径增大的同时，无需调整电磁线圈即可实现可靠换向，避免了阀口口径增大时产品体积重量的增加。

Description

切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀

技术领域

本发明涉及制冷控制技术领域，特别是涉及一种切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀。

背景技术

各类制冷、制热设备(如空调、冰箱等)的制冷剂流向切换均是通过换向阀来完成的。

该类制冷***用换向阀多采用先导式换向阀，通常包括主阀和导阀，导阀在电磁线圈的通断电电磁作用下改变其中的制冷剂流出方向，导阀内部制冷剂的流出方向变化引导主阀内部制冷剂的流向变化，即通过导阀的切换实现主阀的切换。

显然，导阀作为先导式换向阀的核心换向控制部件，其良好的工作可靠性是实现换向阀各项基本功能的必要保障。

参考图1-2，图1和图2分别示出了常见一种先导式换向阀的导阀的轴测示意图及剖面示意图。

如图所示，导阀10包括套管11、固设于套管11内的导阀座12，导阀座12上固接有与主阀连接的若干根毛细管18，导阀座12上设置有滑块13，滑块13的左右移动可改变导阀10内部流道的切换。

滑块13的移动通过电磁线圈的通断电实现。具体地，动铁芯14与静铁芯15之间设置有弹簧16，动铁芯14通过拖动架17与滑块13连接；当电磁线圈通电时，动铁芯14与静铁芯15吸合，从而带动滑块13右移，当电磁线圈断电后，在弹簧16的复位作用下，动铁芯14与静铁芯15分离，从而带动滑块13左移。

上述换向过程中，动铁芯14带动滑块13移动过程中需要克服滑块13与导阀座12之间的摩擦阻力f，该摩擦阻力f＝P*S，P为滑块13内外腔室之间的压力差，S为滑块13与导阀座12之间形成的有效密封面积。

该导阀10通常只适用于小口径换向阀(阀口口径1mm以下)，当应实际需求换向阀口径增大后，滑块13的有效密封面积也会相应增加，在滑块13内外压力差保持不变的前提下，滑块13受到的摩擦阻力f也相应增大，极有可能导致摩擦阻力f大于电磁线圈的电磁力，而无法实现导阀10的切换。

为解决此问题，通常依靠增大电磁线圈来增加电磁力，以确保电磁力大于滑块13受到的摩擦阻力f，这样势必会增加产品重量和体积，生产成本也相应提高，违背阀件小型化、轻量化的设计思路。

另外，上述导阀10结构也可单独作为切换阀使用，相应地，也存在上述问题。

因此，如何改进现有切换阀结构，以解决阀口口径增加的需求与电磁力不足的矛盾，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀，该切换阀的结构设计，在阀口口径增大的同时，无需调整电磁线圈即可实现可靠换向，避免了阀口口径增大时产品体积重量的增加。

为解决上述技术问题，本发明提供一种切换阀，包括具有阀腔的阀体、设置于所述阀腔中的阀座、设置于所述阀座上的滑块以及设于所述滑块一侧的芯铁组件，所述滑块将所述阀腔分隔为内、外侧腔室；

所述滑块开设有连通所述内、外侧腔室的平衡孔，还包括阀针杆和驱动部件；

常态下，所述阀针杆关闭所述平衡孔；当所述芯铁组件带动所述滑块向移动换向时，所述驱动部件带动所述阀针杆动作以开启所述平衡孔。

如上，本发明提供的切换阀，在其滑块上开设了连通滑块阀腔内外侧腔室的平衡孔，常态下，该平衡孔被阀针杆封堵而处于关闭状态，只有当滑块在芯铁组件的带动下移动换向时，阀针杆被驱动部件带动才开启平衡孔；当平衡孔开启后，滑块内外侧腔室的压力通过平衡孔得到平衡，使得滑块内外侧腔室的压差力大幅下降，由于滑块移动所受的摩擦力与其内外侧腔室的压差力呈正比，所以平衡孔开启后，滑块受到的摩擦力因滑块内外侧腔室的压力差降低而减小，因此，当换向阀阀口口径增加时，能够抵消因滑块有效密封面积增加而导致的摩擦力增大的问题，避免增大电磁线圈，进而规避产品体积重量的增加；需要特别说明的是，由于平衡孔仅在滑块移动换向时才开启，其余情况均处于关闭状态，所以并不会影响换向阀的正常使用，可确保产品运行的可靠性。

所述芯铁组件包括第一动铁芯和静铁芯，两者之间设有第一复位弹簧；

所述驱动部件包括内套于所述第一动铁芯的第二动铁芯，所述第二动铁芯与所述第一动铁芯之间设有第二复位弹簧；

所述第二动铁芯与所述阀针杆固接；

所述静铁芯的外端设置有永磁体。

所述永磁体对所述第二动铁芯的永磁吸力小于所述第二复位弹簧的弹簧力。

所述第一动铁芯通过拖动架与所述滑块连接。

所述拖动架开设有用于嵌装所述滑块的通孔，所述拖动架还具有与所述通孔连通的导向孔，所述阀针杆穿过所述导向孔。

靠近所述导向孔的所述通孔孔壁开设有通气槽。

所述第二动铁芯开设有容纳第二复位弹簧的弹簧孔。

所述第二动铁芯还开设有与所述弹簧孔贯通的通气孔。

所述第二动铁芯和所述阀针杆设为一体结构。

本发明还提供一种先导式换向阀，用于制冷***，包括主阀和控制所述主阀切换的导阀，所述导阀为上述任一项所述的切换阀，其中，所述外侧腔室为制冷***的压缩机排出口连通的高压腔，所述内侧腔室为制冷***切换的低压腔。

由于上述切换阀具有上述技术效果，所以包括该切换阀的先导式换向阀也具有相应的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为常见一种先导式换向阀的导阀的轴测示意图；

图2为图1所示导阀的剖面示意图；

图3为本发明所提供先导式换向阀的导阀一种具体实施例的剖面示意图；

图4为图3中滑块的剖面示意图；

图5为图3中第一动铁芯、第二动铁芯、阀针杆与拖动架配合的结构示意图；

图6为图3中第二动铁芯和阀针杆的剖面示意图；

图7为图3中拖动架的结构示意图；

图8为图7所示拖动架的剖面示意图。

其中，图1至图2中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

导阀10，套管11，导阀座12，滑块13，动铁芯14，静铁芯15，弹簧16，拖动架17，毛细管18；

其中，图3至图8中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

导阀200，套管201，导阀座202，滑块203，平衡孔203a，第一动铁芯204，静铁芯205，第一复位弹簧206，拖动架207，通孔207a，通气槽207b，导向孔207c，毛细管208；

第二动铁芯209，弹簧孔209a，通气孔209b，第二复位弹簧210，永磁体211，电磁线圈212，阀针杆213。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀，该切换阀的结构设计，在阀口口径增大的同时，无需调整电磁线圈即可实现可靠换向，避免了阀口口径增大时产品体积重量的增加。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文以采用切换阀作为导阀的先导式换向阀为例进行说明，不再针对单独使用的切换阀进行说明，有益效果部分也不再重复论述。

先导式换向阀，用于制冷***，主要包括主阀、导阀和电磁线圈。工作时，导阀在电磁线圈的通断电电磁作用下改变其中的制冷剂流出方向，导阀内部制冷剂的流出方向变化引导主阀内部制冷剂流向变化，达到制热或制冷的效果。

本发明主要针对导阀结构进行设计，请参考图3，图3为本发明所提供先导式换向阀的导阀一种具体实施例的剖面示意图。

该实施例中，导阀200包括由套管201(也可为其他形式的导阀体)密闭形成的导阀腔、固设于套管201内的导阀座202及设置于导阀座202上的滑块203，其中，滑块203的工作面与导阀座202的工作面贴合。

导阀座202上开设有若干接口，以通过对应的若干根毛细管208与主阀内部的不同阀腔连通。

其中，滑块203将导阀腔分隔为内侧腔室(指靠近所述接口一侧的腔室)和外侧腔室(指远离所述接口一侧的腔室)；所述外侧腔室为与制冷***的压缩机排出口连通的高压腔，所述内侧腔室为制冷***切换的低压腔。

如图3所示视图的方位，套管201内，滑块203的右侧装配有芯铁组件，套管201外侧，与芯铁组件位置对应处设置电磁线圈212。

在电磁线圈212通电电磁作用下，芯铁组件可带动滑块203左右移动，以改变导阀座202的内部接口的连通状态，如此，在导阀200的控制下，主阀内部的滑块随之移动，从而实现制冷和制热两种工作状态之间的切换。

请一并结合图4，图4为图3中滑块的剖面示意图。

其中，导阀200的滑块203开设有连通所述内、外侧腔室的平衡孔203a；该导阀200还包括阀针杆213和驱动部件。

常态下，阀针杆213关闭平衡孔203a，即滑块203内外侧腔室处于非连通状态，以便换向阀能够正常工作；当芯铁组件带动滑块203移动换向时，所述驱动部件带动阀针杆213动作以开启平衡孔203a，即滑块203移动时，平衡孔203a处于开启状态，滑块203内外侧腔室通过平衡孔203a处于连通状态。

需要强调的是，上述“常态”指的是除去滑块203移动时的其他状态，也就是说，只有当滑块203移动时，平衡孔203a才开启。

如上设计，当芯铁组件在电磁线圈212通电(包括正向通电和反向通电)产生的电磁力作用下带动滑块203移动时，驱动部件带动阀针杆213开启平衡孔203a，此时，滑块203内外侧腔室通过平衡孔203a连通，使得滑块203内外侧腔室的压力差大幅下降，因滑块203移动受到的摩擦阻力与滑块203内外侧腔室的压力差呈正比，所以平衡孔203a的开启使得滑块203移动受到的摩擦阻力因滑块203内外侧腔室的压力差降低而减小，因此，当因实际需求换向阀阀口口径需要增大设计时，该导阀结构能够抵消因滑块有效密封面积增加而导致的摩擦力增大的问题，无需采用背景技术所提及的增大电磁线圈212的方案，也就是说，本发明提供的导阀结构既能够实现阀口口径的增大，同时无需增大电磁线圈212即可实现可靠切换。

阀针杆213与所述驱动部件的结构可以有多种方式，为避免过多改动现有导阀结构，阀针杆213与所述驱动部件可以在导阀结构的芯铁组件基础上进行配合设计。

请一并结合图5理解，图5示出了图3中第一动铁芯、第二动铁芯、阀针杆与拖动架配合的结构示意图。

具体的方案中，所述芯铁组件包括第一动铁芯204和静铁芯205，两者之间设有第一复位弹簧206，第一动铁芯204可相对静铁芯205移动。其中，第一动铁芯204靠近滑块203一侧，并与滑块203连接，通常，第一动铁芯204通过拖动架207与滑块203连接。

所述驱动部件包括内套于第一动铁芯204的第二动铁芯209，第二动铁芯209同样靠近滑块203一侧设置，即如图3所示视图，第二动铁芯209内嵌于第一动铁芯204的左端，两者之间设有第二复位弹簧210，即第二动铁芯209可相对第一动铁芯204移动。

阀针杆213固接于第二动铁芯209的左端。

另外，静铁芯205的外端设置有永磁体211，此处，静铁芯205的外端指其远离第一动铁芯204的一端，即图3所示视图的右端。

下面具体说明该导阀200的切换过程：

图3所示的导阀200结构，滑块203位于导阀座202的左端，导阀座202的左侧接口和中间接口通过滑块203内侧腔室连通，此时，在第二复位弹簧210的作用下，第二动铁芯209在第一动铁芯204内处于脱开状态，与第二动铁芯209固接的阀针杆213封堵滑块203的平衡孔203a。

电磁线圈212正向通电，第二动铁芯209在电磁力的作用下克服第二复位弹簧210的弹力与第一动铁芯204吸合，带动阀针杆213右移以开启滑块203的平衡孔203a，使得滑块203内外侧腔室的压力差大幅下降，滑块203与导阀座202之间的摩擦阻力随之减小，第一动铁芯204在电磁力的作用下带动滑块203移至导阀座202的右端，即使导阀座202的中间接口和右侧接口通过滑块203的内侧腔室连通。

第一动铁芯204与静铁芯205吸合后，电磁线圈212断电，第一动铁芯204通过永磁体211的磁力与静铁芯205保持吸合状态；第二动铁芯209在第二复位弹簧210的弹簧力作用下与第一动铁芯209脱开，带动阀针杆213左移以关闭滑块203的平衡孔203a，确保换向阀能够正常运行。

设计时，为确保电磁线圈212断电后，第二动铁芯209能够带动阀针杆213左移关闭平衡孔203a，永磁体211对第二动铁芯209的磁力要小于第二复位弹簧210的弹簧力。

如此，实现了滑块203由导阀座202的左端切换至右端。

滑块203由导阀座202的右端切换至左端时，电磁线圈212反向通电，以形成抵消永磁体211磁力的电磁力，此时，另一方面，在电磁线圈212磁场作用下，第二动铁芯209仍会受到电磁力以克服第二复位弹簧210的弹力，与第一动铁芯204吸合，即第二动铁芯209会向右移动以带动阀针杆213打开平衡孔203a，使内外侧腔室的压力平衡，滑块203与导阀座202之间的摩擦阻力随之减小，从而第一动铁芯204在第一复位弹簧206的弹簧力作用下与静铁芯205脱开，推动滑块203移至导阀座202的左端后，电磁线圈212断电；此后，在第二复位弹簧210的作用下，第二动铁芯209在第一动铁芯204内处于脱开状态，与第二动铁芯209固接的阀针杆213封堵滑块203的平衡孔203a。

请一并结合图7和图8，图7为图3中拖动架的结构示意图；图8为图7所示拖动架的剖面示意图。

具体的方案中，拖动架207的一端与第一动铁芯204铆接固定，另一端开设有用于嵌装滑块203的通孔207a。

拖动架207上还开设有与通孔207a连通的导向孔207c，与第二动铁芯209固接的阀针杆213可穿过该导向孔207c与滑块203的平衡孔203a相配合。如此，该导向孔207c对阀针杆213起到导向作用，确保阀针杆213能够与平衡孔203a很好地配合，提高产品可靠性。

进一步地，拖动架207的通孔207a靠近导向孔207c的孔壁处设置有通气槽207b，如此，当滑块203的平衡孔203a开启时，气流较顺畅，能够使滑块203内外侧腔室的压力差快速下降。

具体的方案中，第二动铁芯209的右端开设有容纳第二复位弹簧210的弹簧孔209a，如图6中所示，如此，可对第二复位弹簧210起到相对定位的作用，避免第二复位弹簧210在第二动铁芯209和第一动铁芯204之间偏斜而影响第二动铁芯209的移动。

进一步地，第二动铁芯209还卡设有与弹簧孔209a贯通的通气孔209b，在第二动铁芯209动作过程中，该通气孔209b起到通气平衡作用，可确保第二动铁芯209的动作平稳可靠。

在上述各方案中，可将第二动铁芯209与阀针杆213设为一体结构，如图6所示，以减少零部件的数量，简化装配。

需要再次强调的是，上述导阀200结构可以与主阀一起组合作为先导式换向阀使用，也可作为切换阀独立使用，两种使用方式的结构及原理一致。

以上对本发明所提供的一种切换阀及具有该切换阀的先导式换向阀均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.切换阀，包括具有阀腔的阀体、设置于所述阀腔中的阀座、设置于所述阀座上的滑块(203)以及设于所述滑块(203)一侧的芯铁组件，所述滑块(203)将所述阀腔分隔为内、外侧腔室；

其特征在于，所述滑块(203)开设有连通所述内、外侧腔室的平衡孔(203a)，还包括阀针杆(213)和驱动部件；

常态下，所述阀针杆(213)关闭所述平衡孔(203a)；当所述芯铁组件带动所述滑块(203)移动换向时，所述驱动部件带动所述阀针杆(213)动作以开启所述平衡孔(203a)；

所述芯铁组件包括第一动铁芯(204)和静铁芯(205)，两者之间设有第一复位弹簧(206)；

所述驱动部件包括内套于所述第一动铁芯(204)的第二动铁芯(209)，所述第二动铁芯(209)与所述第一动铁芯(204)之间设有第二复位弹簧(210)；

所述第二动铁芯(209)与所述阀针杆(213)固接；

所述静铁芯(205)的外端设置有永磁体(211)。

2.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述永磁体(211)对所述第二动铁芯(209)的永磁吸力小于所述第二复位弹簧(210)的弹簧力。

3.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述第一动铁芯(204)通过拖动架(207)与所述滑块(203)连接。

4.根据权利要求3所述的切换阀，其特征在于，所述拖动架(207)开设有用于嵌装所述滑块(203)的通孔(207a)，所述拖动架(207)还具有与所述通孔(207a)连通的导向孔(207c)，所述阀针杆(213)穿过所述导向孔(207c)。

5.根据权利要求4所述的切换阀，其特征在于，靠近所述导向孔(207c)的所述通孔(207a)孔壁开设有通气槽(207b)。

6.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述第二动铁芯(209)开设有容纳第二复位弹簧(210)的弹簧孔(209a)。

7.根据权利要求6所述的切换阀，其特征在于，所述第二动铁芯(209)还开设有与所述弹簧孔(209a)贯通的通气孔(209b)。

8.根据权利要求1所述的切换阀，其特征在于，所述第二动铁芯(209)和所述阀针杆(213)设为一体结构。

9.先导式换向阀，用于制冷***，包括主阀和控制所述主阀切换的导阀(200)，其特征在于，所述导阀(200)为权利要求1-8任一项所述的切换阀，其中，所述外侧腔室为与制冷***的压缩机排出口连通的高压腔，所述内侧腔室为制冷***切换的低压腔。