专利名称：换向阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制冷系统压缩机组的换向阀，更确切地说，涉及一种结构简单、可靠性高、泄漏量小、能够有效减小换向噪声、且在掉电时可避免误换向的液压驱动式四通换向阀。
背景技术：
现有技术中活塞式四通换向阀的结构与运行原理如图1所示，该四通换向阀包括主阀体10，与主阀体10相连的四根接管，即排气接管20、吸气接管30、第一换热器接管40和第二换热器接管50，主阀体10两端的端盖60-1和60-2、端盖60_2上的导杆70、主阀体10内的活塞80，活塞80上有两对相互垂直的通道，第一位置的高压通道90，第一位置的低压通道100，第二位置的高压通道110，第二位置的低压通道120，活塞80的中心有一个腔体130，腔体130中有两个密封小球140，腔体130有通道150-1和150-2与活塞80端面相通，该腔体130无论在何时都通过通道150-3与高压气体相通；主阀体10外面有导阀160，导阀160是由一个线圈来控制的电磁导阀，导阀160上有四根小管，与排气接管20相通的是高压小管170，与吸气接管30相通的是低压小管180，剩下的两个小管190和200分别接到靠近主阀体10的两端的位置，两个接口与端面分别有一小段的缓冲距离。假设当导阀160线圈失电的情况下，导阀160会使得主阀体10的右侧高压，左侧低压，活塞80在主阀体10内的左侧，这时排气接管20与第一换热器接管40相通，吸气接管30与第二换热器接管50相通；如果排气接管20中的压力与吸气接管30中的压力总是相差至少3bar，此时，导阀160的线圈得电，导阀160就会使得主阀体10的右侧低压，左侧高压，活塞80腔体130中的小球140会迅速移动到右侧，封闭排气与右侧腔体的通道150-2，同时让高压气体经过活塞80通道150-3及中心腔体130到达左侧，活塞80在左、右压差的推动下，开始向右移动，当活塞80移动位置大到可以露出导阀160的左侧小接管190的时候，另一股高压气体则会通过导阀160汇聚到左侧腔体中，两股高压气体汇合在左侧腔体中加快了活塞80的向右移动；当活塞80移动到可以覆盖右侧小接管200的时候，右侧中的气体不再有通畅的泄气通道，此时的右侧腔体犹如一个气垫，起到了很好的缓冲作用，避免了活塞80与端盖60-2的直接撞击，但是，右侧腔体中的气体还是会通过主阀10内腔与活塞80之间的微小间隙慢慢泄漏到右侧的导阀160的小接管200中，并通过导阀160到低压侦牝此时，换向动作完成，活塞80处于主阀体10中的右侧位置，排气接管20与第二换热器接管50相通，吸气接管30与第一换热器接管40相通。假如此时导阀160的线圈失电，同理，活塞80又会移动到主阀体10的左侧，从而恢复到原始状态。上述现有技术中活塞式四通换向阀的活塞阀芯结构比较复杂，在活塞阀芯中央部位具有中心孔，中心孔中具有可以运动的小球或柱塞结构，用以实现活塞的左右移动。由于吸、排气压差的影响，四通换向阀的活塞将会压在四通换向阀的缸体上，当活塞移动时，活塞与缸体之间就会产生很大的摩擦力，这种摩擦力在一定的条件下将会引起阀的缸体和活塞之间咬死。
而且，上述现有技术中活塞式四通换向阀在切换时，由于吸、排气压差较大，并且在切换的过程中，四个分支管会旁通，巨大的气流声会产生较大的噪音。此外，上述现有技术中活塞式四通换向阀的泄漏量比较大，一方面是由于吸、排气压差较大，活塞与缸体之间的间隙会导致泄漏；另一方面，活塞阀芯中央也会产生泄漏。另外，现有技术中如果机组在运行过程中突然掉电，而活塞式四通换向阀在掉电之前又处于通电状态时，由于系统的吸、排气压差不会马上平衡，掉电后四通换向阀会自动换向，很有可能导致因动力不足使换向失败，四通换向阀活塞处于四管旁通状态，容易造成四通换向阀失效。因而，本领域存在克服上述缺陷和限制的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种换向阀，其包括主阀和导阀；主阀包括缸体和位于缸体内的活塞，缸体上具有多个接口 ；所述导阀通过液压流体管路与所述主阀缸体两侧的接头相连；其特征在于，所述导阀通过控制液压流体流入所述主阀缸体的左侧或右侦牝控制所述活塞在所述缸体中的位置，并根据活塞在所述缸体中的位置来控制所述多个接口之间的连通。所述多个接口分为多组，每组均包括高压接口与低压接口 ；所述高压接口与所述低压接口之间连接有旁通电磁阀，旁通电磁阀的进口与高压接口相连，出口与低压接口相连，旁通电磁阀可以与四通阀一体，也可以在系统中独立，所述旁通电磁阀只是为了减轻换向阀的摩擦阻力，主阀腔内带有自润滑套的特殊结构的换向阀可以不采用该旁通电磁阀。所述缸体两端具有端盖，端盖上固定有导杆，导杆穿过活塞一端或两端上的小孔，以免活塞旋转。所述活塞的两端面是球面。所述端盖上与活塞接触的面同样为球面。所述导阀的进口管与泵连通，所述泵向所述导阀泵送液压流体。所述导阀为直接驱动式电磁导阀。此外，本发明还提出该换向阀的液压系统，其包括液压流体分离储存设备、泵、导阀、第一单向阀及相关管路，其特征在于泵的入口连接液压流体分离储存设备，泵的出口与导阀的进口连通，第一单向阀位于导阀的出口与液压流体分离储存设备之间。该液压系统还可以包括与所述泵并联的第二单向阀。该液压系统还可以包括与所述泵并联的背压阀或溢流阀。该液压系统还可以在所述导阀上游设置压力传感器，以控制所述泵的启停。本发明还提出一种液压驱动四通换向阀，其包括主阀和导阀；主阀包括缸体和位于缸体内的活塞，缸体上具有互相正交的四个接口 ；所述导阀通过液压油管与所述主阀缸体两侧的接头相连；其特征在于，所述导阀通过控制液压油流入所述主阀缸体的左侧或者右侧，以控制所述活塞在所述缸体中的位置，并根据活塞在所述缸体中的位置来控制所述四个接口之间的连通。 所述四个接口中的两个接口分别连接压缩机低压吸气口与压缩机高压排气口 ；连接压缩机低压吸气口与连接压缩机高压排气口的两个接口之间连接有旁通电磁阀。
所述导阀的进口管与泵连通，所述泵向所述导阀泵送液压油。所述导阀为直接驱动式电磁导阀。此外，本发明还提出该液压驱动四通换向阀的液压系统，其包括油分流器、泵、导阀、第一单向阀及相关管路，其特征在于泵的入口连接油分离器，泵的出口连接导阀的进口管，第一单向阀位于导阀的出口管与油分离器之间。该液压系统还可以包括与所述泵并联的第二单向阀。该液压系统还可以包括与所述泵并联的背压阀或溢流阀。该液压系统还可以在所述导阀上游设置压力传感器，以控制所述泵的启停。该液压系统可以与压缩机润滑油路合并。该液压系统可以独立于压缩机润滑油路。根据本发明，可以通过旁通电磁阀有效降低吸、排气压差，降低换向阻力，降低噪音；并且由于采用液压驱动主阀活塞，可以避免掉电时的误换向；此外由于主阀结构简单，因而可靠性、泄漏量小。
下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中:图1是现有技术中活塞式四通换向阀的结构原理图；图2是本发明液压驱动四通换向阀的系统组成立体图；图3A本发明液压驱动四通换向阀主阀的结构简图；图3B是图3A的A-A向剖视图；图4是本发明液压驱动四通换向阀主阀活塞的立体图。
具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。本发明应用在制冷系统压缩机组中，整体的系统布置方式如图2所示。各主要部件为:主阀缸体2，活塞7，主阀缸体接口 3、4、8、9，端盖1-1、1-2，接头5_1、5_2，导阀32及其控制线圈12，旁通电磁阀36及其控制线圈35，油泵17、单向阀30，单向阀23，背压阀或溢流阀24。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。液压驱动四通换向阀的结构:本发明提出的液压驱动四通换向阀，其包括主阀和导阀32 ;主阀包括缸体2和位于缸体2内的活塞7，缸体2上具有互相正交的四个接口 3，4，8，9 ;导阀32通过液压油管与主阀缸体2两侧的接头5-1，5-2相连；且导阀32通过控制液压油流入主阀缸体2的左侧或者右侧，以控制活塞7在缸体2中的位置，并根据活塞7在缸体2中的位置来控制四个接口3,4,8,9之间的连通关系。
且如图2中所示，在四个接口 3，4，8，9中，接口 3、8分别为吸气管接口和排气管接口，即分别与压缩机低压吸气口(图2中省略)与压缩机高压排气口(图2中省略)连接；接口 4和9分别与换热器相连。当活塞7在缸体2的左侧位置时(如图3A)，排气管接口 8和一个换热器接口 4相通，吸气管接口 3与另一个换热器接口 9相通；当活塞7在缸体2的右侧位置时，排气管接口 8和一个换热器接口 9相通，吸气管接口 3与另一个换热器接口 4相通。且在接口 3、8之间连接有旁通电磁阀36。该旁通电磁阀36可以与主阀形成一体，也可以在系统中独立设置。该旁通电磁阀是为了减轻液压驱动四通换向阀的摩擦阻力。主阀腔内带有自润滑套的特殊结构的四通换向阀可以不采用该旁通电磁阀。导阀32的进油口与油泵17连通，油泵17向导阀32泵送液压油。并且导阀32为直接驱动式电磁导阀。如图3A、图3B及图4中所示，主阀活塞7外轮廓为圆柱形，其可在液压油的驱动下在主阀缸体2中左右移动。且主阀活塞7由两个错开90度的工字形构件组成，这两个工字形构件中间分别具有气道7-1、7-4和气道7-2、7-3。气道7_1、7_4连通接口 3、8，气道7_2、7-3连通接口 4、9。为了防止主阀活塞7在主阀缸体2中发生旋转，主阀活塞7的一端或两端会加工一个导孔，导孔与固定在端盖1-2，1-1上的导杆6-1和6-2配合。这样，主阀活塞7就只能在主阀缸体2中作轴向的直线运动。液压驱动四通换向阀的换向控制:由于本发明采用液压驱动换向，因而不需要像现有技术中的四通阀那样，在换向前必须启动压缩机建立压差而实现换向。本发明的液压驱动四通换向阀换向在压缩机停机状态下进行，液压驱动四通换向阀需要换向时，先让旁通电磁阀36的线圈35得电，使接口3、8(即压缩机低压吸气口与压缩机高压排气口)旁通，当高低压压差较小的时候，四通换向阀活塞7两侧的正压力最小，减少了活塞7换向时的阻力。这时，启动油泵17，液压油(即压缩机润滑油)从油分离器(图2中省略)的油槽中进入管18，经过三通16-2和连接油泵进油口的管19-1，被油泵17吸入加压并泵出到连接油泵出油口的管19-2，经过三通16-1、管15和三通14到连接导阀32进油口的管13。假设这时导阀32的控制线圈12得电，则被油泵17加压的油将经过导阀32左侧工作油口进入管11，通过主阀左侧端盖1-2上的接头5-2进入缸体2的左侧，而缸体2右侧的油则通过主阀右侧端盖1-1上的接头5-1流出至管34，并经过导阀32右侧工作油口流至连接导阀出油口的管33。最后，通过单向阀30和管28流至上文中所述油分离器，也就是说活塞7左右两端同时与同一个油分离器相通。因此活塞7在油泵17所泵送液压油的驱动下由左往右移动，最终活塞阀芯7右移至右端与端盖1-1接触。这时，四通换向阀的状态发生了改变，由原来通过气道7-1、7-4连通接口 3、8，变为通过气道7-2、7-3连通接口 4、9。即从原来的制冷(制热)模式转换成了制热(制冷)模式。四通换向阀阀换向成功。当活塞7右移到位后，油泵17将停止运转，油分离器中的高压油不再通过油泵17的作用，而是通过与油泵17并联的单向阀23，使得高压油通过导阀32始终对活塞7的左端保持高压，而且由于单向阀30的存在，油分离器里高压不会经由管28进入到活塞7的右端。这样，活塞7右端的压力不会高于左端的压力，从而，能保证四通换向阀的主阀活塞7停留在右侧，不会往左侧移动，进而保证机组制冷(制热)模式在运行中不会改变。油泵的工作控制及保护:假设活塞7停靠在缸体2的左端与端盖1-2接触，那么活塞7右端面与端盖1_1及缸体2内壁之间有一定容积V，而油泵17每分钟泵油容积为V，因此油泵17需要工作V/V分钟即可将活塞7由缸体2左端推动到缸体2右端并与端盖1-1接触，为了保证活塞7能够充分移动到位，油泵17可多工作2分钟，因此油泵17的工作V/v分钟+2分钟后停止工作。多工作2分钟的油泵17可能会因自身压力过载产生损坏，为了保护油泵17，可在管路中增加一个与油泵17并联的背压阀/溢流阀24，当管路中的压力达到一定程度后，背压阀/溢流阀24在压力的作用下开启，油在压力作用下经由油泵17出油口、管19-2、三通16-1、管20-2、三通16-4、管21-2、背压阀/溢流阀24、管21_1、三通16_3、管20_1、三通16_2和管19-1回到油泵17进油口，形成回路。从而保护油泵17。并且该液压驱动四通换向阀的液压系统可以与压缩机的润滑系统合并，通过单向阀23和背压阀/溢流阀24与油泵17并联，起到限制活塞7移动的目的和防止活塞7到头后油泵17超扬程运行。此外，该液压驱动四通换向阀的液压系统也可以独立于压缩机的润滑系统，单独设立。通过采用本发明的该液压驱动四通换向阀及其液压系统，可以克服现有技术中的不足。1、主阀结构简单，可以取消现有技术活塞式四通阀活塞阀芯中的小球或小柱塞装置，同时主阀壳体上不再需要设置复杂的缓冲管路，制造与安装成本降低。此外，还能消除现有技术中的活塞阀芯中央泄漏，同时由于切换时没有负载，活塞与筒体间的间隙可以更小，泄漏量更小。2、通过采用油泵作为四通换向阀的驱动动力，换向时不需要先开压缩机建立压差，换向在压缩机运行前完成。并且即使在掉电时，由于没有液体压差的存在，主阀活塞不会动作，四通换向阀会维持在原来的位置上，不会导致误换向，消除了换向失效。3、首先，四通换向阀切换是在压缩机运行之前，系统的压差比较小；其次，由于在排气接管和吸气接管之间采用了一个旁通电磁阀使高、低压平衡，通过这种方式减小四通阀切换时的阻力，避免了活塞与缸体之间的咬死。而且消除了压差所导致气流声引起的噪音。而且本发明中，四通阀一般一年只动作两次，不会在正常的运行中产生噪音。4、通过单向阀和背压阀/溢流阀与油泵的并联，起到限制活塞意外移动的目的，并可防止活塞移动到头后，油泵超扬程运行油压过高对油泵的损害。5、液压驱动四通换向阀的液压系统可以与压缩机的润滑系统合并，也可以单独设置。本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求
1.一种换向阀,其包括主阀和导阀(32)； 主阀包括缸体(2)和位于缸体(2)内的活塞(7)，缸体(2)上具有多个接口(3，4，8，9)； 所述导阀(32)通过液压流体管路与所述主阀缸体(2)两侧的接头(5-1，5-2)相连； 其特征在于，所述导阀(32)通过控制液压流体流入所述主阀缸体(2)的左侧或右侧，控制所述活塞(7)在所述缸体(2)中的位置，并根据活塞(7)在所述缸体(2)中的位置来控制所述多个接口(3，4，8，9)之间的连通。
2.根据权利要求1所述的换向阀，其特征在于，所述多个接口(3，4，8，9)分为多组，每组均包括高压接口与低压接口 ；其中一组的高压接口(8)与低压接口(3)之间连接有旁通电磁阀(36)。
3.根据权利要求1或2所述的换向阀，其特征在于，所述导阀(32)的进口管(13)与泵(17)连通，所述泵(17)向所述导阀(32)泵送液压流体。
4.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述导阀(32)为直接驱动式电磁导阀。
5.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述缸体(2)两端具有端盖(1-1，1-2)，端盖上固定有导杆(6-1，6-2)，导杆(6-1，6-2)穿过活塞(7) —端或两端上的小孔，以免活塞⑵旋转。
6.根据权利要求3所述的换向阀，其特征在于，所述活塞(7)的两端面可以是球面。
7.根据权利要求6所述的换向阀，其特征在于，所述端盖(1-1，1-2)上与活塞接触的面同样为球面。
8.一种根据权利要求1-6中任意一项所述换向阀的液压系统，其包括液压流体分离储存设备、泵(17)、导阀(32)、第一单向阀(30)及相关管路； 其特征在于，泵(17)的入口连接液压流体分离储存设备，泵(17)的出口与导阀(32)的进口连通，第一单向阀(30)位于导阀(32)的出口与液压流体分离储存设备之间。
9.根据权利要求8所述的液压系统，还可以包括与所述泵(17)并联的第二单向阀(23)。
10.根据权利要求9所述的液压系统，还可以包括与所述泵(17)并联的背压阀或溢流阀(24)。
11.根据权利要求10所述的液压系统，还可以在所述导阀(32)上游设置压力传感器，以控制所述泵(17)的启停。
12.一种液压驱动四通换向阀，其包括主阀和导阀(32)； 主阀包括缸体(2)和位于缸体(2)内的活塞(7)，缸体(2)上具有互相正交的四个接口(3,4,8,9)； 所述导阀(32)通过液压油管与所述主阀缸体(2)两侧的接头(5-1，5-2)相连； 其特征在于，所述导阀(32)通过控制液压油流入所述主阀缸体(2)的左侧或者右侧，以控制所述活塞(7)在所述缸体(2)中的位置，并根据活塞(7)在所述缸体(2)中的位置来控制所述四个接口(3，4，8，9)之间的连通。
13.根据权利要求12所述的液压驱动四通换向阀，其特征在于，所述四个接口(3，4，8，9)中的两个接口分别连接压缩机低压吸气口与压缩机高压排气口 ；连接压缩机低压吸气口与连接压缩机高压排气口的两个接口之间连接有旁通电磁阀(36)。
14.根据权利要求12或13所述的液压驱动四通换向阀，其特征在于，所述导阀(32)的进口管(13)与泵(17)连通，所述泵(17)向所述导阀(32)泵送液压流体。
15.根据权利要求14所述的液压驱动四通换向阀，其特征在于，所述导阀(32)为直接驱动式电磁导阀。
16.一种根据权利要求12-15中任意一项所述液压驱动四通换向阀的液压系统，其包括油分离器、泵(17)、导阀(32)、第一单向阀(30)及相关管路； 其特征在于泵(17)的入口连接油分离器，泵(17)的出口连接导阀(32)的进口管(13)，第一单向阀(30)位于导阀(32)的出口管(33)与油分离器之间。
17.根据权利要求16所述的液压系统，还可以包括与所述泵(17)并联的第二单向阀(23)。
18.根据权利要求17所述的液压系统，还可以包括与所述泵(17)并联的背压阀或溢流阀(24)。
19.根据权利要求18所述的液压系统， 还可以在所述导阀(32)上游设置压力传感器，以控制所述泵(17)的启停。
20.根据权利要求16-19中任意一项所述的液压系统，其可以与压缩机润滑油路合并。
21.根据权利要求16-19中任意一项所述的液压系统，其可以独立于压缩机润滑油路。
全文摘要
本发明提出一种液压驱动四通换向阀及其液压系统，该液压驱动四通换向阀包括主阀和导阀；主阀包括缸体和位于缸体内的活塞，缸体上具有互相正交的四个接口；所述导阀通过液压油管与所述主阀缸体两侧的接头相连；其特征在于，所述导阀通过控制液压油流入所述主阀缸体的左侧或者右侧，以控制所述活塞在所述缸体中的位置，并根据活塞在所述缸体中的位置来控制所述四个接口之间的连通。根据本发明的液压驱动四通换向阀，其结构简单、可靠性高、泄漏量小、能够有效减小换向噪声、且在掉电时可避免误换向。
文档编号F15B13/02GK103089727SQ20111033923
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者李静, 陈洪升, 周月娴, 刘平 申请人:约克广州空调冷冻设备有限公司, 江森自控科技公司