一种带旁通功能的四通换向阀的制作方法

本发明属于空调器用阀门技术领域，特别涉及一种带旁通功能的四通换向阀。

背景技术：

以往，氢氟烃(HFC)类的制冷剂广泛应用于家用空调、中小型商用空调中。但是，由于这些制冷剂温室效应指数(GWP)较高，对环境的影响较大，从控制全球变暖的角度出发，各国相关企业相继开始使用低GWP值的制冷剂。因而，提出了使用氢氟烯烃类(HFO)的R1234yf、碳氢类(HC)的R290、R600a、R1270等对全球变暖影响较小的制冷剂。但是与以往的HFC类制冷剂不同，这些制冷剂都或多或少存在可燃性(或微可燃)的问题。

在使用上述可燃性制冷剂的空调系统中，如果发生制冷剂在房间内泄露，且浓度较高时，很容易造成火灾等事故的发生。因此，为了解决制冷剂可燃性问题，杜绝潜在的安全隐患，各企业纷纷减少制冷剂在系统中充灌量。随着系统中制冷剂充灌量的减少，系列稳定及可靠性问题相继出现。

其中一个最为突出的问题就是压缩机在冷启动及除霜过程中，吸气压力极低，有时甚至出现负压(低于大气压)现象。负压的发生可能使空气制冷系统，一方面进入系统的空气容易引起爆炸的发生，另一方面影响压缩机及制冷系统的可靠性。

避免负压发生的方法之一就是将吸排气管连通，如果增加连通管会造成制造及安装成本的增加。而现有的四通换向阀在用于制冷系统中的作用是改变制冷剂的流动方向，实现制冷模式与制热模式的转换，并没有此使吸排气连通的功能。因此，有必要对现有的四通换向阀进行改造，使其具有旁通功能，从而避免吸气压力过低。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题，其目的在于，提供一种带旁通功能的四通换向阀，使得低充灌量热泵系统在冷启动及除霜过程中避免出现吸气压力过低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带旁通功能的四通换向阀，包括主阀10、引导阀20以及连接主阀10和控制阀20的毛细管；所述主阀10包括主阀壳体，设置在主阀壳体内的滑块11，设置在滑块11两端与滑块11连接的左活塞12a和右活塞12b，左活塞12a与主阀壳体围成左腔体15，右活塞12b与主阀壳体围成右腔体16，左腔体15和右腔体16内分别设置左弹簧13a和右弹簧13b，主阀壳体顶部设置有与压缩机01的排气口相连的主阀高压进气管口D，主阀壳体底部设置有与气液分离器02相连的主阀低压出气管口S，主阀低压出气管口S的左端设置有与室内换热器03出口相连的主阀左换向管口E，右端设置有与室外换热器05进口相连的主阀右换向管口C；主阀10的两端有通孔，使两端的毛细管与主阀体10内空间相连通；

所述引导阀20包括引导阀壳体，设置在引导阀壳体内的滑碗21，与滑碗21连接的铁芯22，与铁芯22和引导阀壳体连接的弹簧23，绕制在引导阀壳体外的电磁线圈24；引导阀壳体顶部设置有引导阀高压进气管口d，引导阀壳体底部设置有引导阀低压出气管口s，引导阀低压出气管口s左端设置有引导阀左换向管口e，右端设置有引导阀右换向管口c；第一毛细管①连接引导阀高压进气管口d和主阀高压进气管口D，第二毛细管②连接引导阀低压出气管口s和主阀低压出气管口S，第三毛细管③连接引导阀左换向管口e和主阀(10)的左腔体16，第四毛细管④连接引导阀右换向管口c和主阀10的右腔体16。

所述带旁通功能的四通换向阀的工作模式如下：

制冷模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24通电时，铁芯22受到排斥作用，克服引导阀20中的弹簧23的阻力，移动到最左端，这时引导阀20的引导阀左换向管口e与引导阀低压出气管口s连通，引导阀右换向管口c和引导阀高压进气管口d连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压，所以引导阀左换向管口e为低压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为低压腔；类似的，由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀右换向管口c相连的主阀10的右腔体16为高压腔；高低压腔的压力分别作用在主阀10的左活塞12a和右活塞12b上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的左弹簧13a和右腔体16中的右弹簧13b的作用而向左移动；滑块11将主阀左换向管口E和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀右换向管口C连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，室内换热器03中吸热蒸发后的制冷剂气体经连接管与主阀左换向管口E相连，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后从主阀右换向管口C流出，接着进入室外换热器05中冷凝为液态，再经节流阀04节流后流入室内换热器03吸热制冷，完成制冷循环；

制热模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24不通电时，铁芯22在弹簧23的作用下，移动到中间位置，这时引导阀左换向管口e与引导阀高压进气管口d连通，引导阀右换向管口c和引导阀低压出气管口s连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压，所以引导阀右换向管口c为低压，因此，与引导阀右换向管口c相连的主阀10的右腔体16为低压腔；类似的，由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为高压腔；高低压腔的压力分别作用在主阀10的左活塞12a和右活塞12b上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的弹簧13a和右腔体16中的弹簧13b的作用而向右移动；滑块11将主阀右换向管口C和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀左换向管口E连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，室外换热器05中吸热蒸发后的制冷剂气体经连接管与主阀右换向管口C相连，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后从主阀左换向管口E流出，接着进入室内换热器03中放热冷凝为液态，再经节流阀04节流后流入室外换热器05吸热，完成制热循环；

旁通模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24反向通电时，铁芯22在弹簧23的作用下，移动到最右端，这时引导阀左换向管口e、引导阀高压进气管口d、引导阀低压出气口s三者连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压；由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为高压腔；左腔体15的高压力分别作用在主阀10的左活塞12a上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的左弹簧13a和右腔体16中的右弹簧13b的作用而向右移动；滑块11将主阀右换向管口C和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀左换向管口E连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后一小部分从主阀左换向管口E流向室内换热器03中放热气化，后经节流阀04节流后流入室外换热器05放热蒸发，从室外换热器05流出的制冷剂气体进入主阀右换向管口C，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1；另一大部分流入主阀高压进气管口D的制冷剂经第一毛细管①流入引导阀高压进气管口d，在引导阀20内换向后从引导阀低压出气管口s流出，随后从主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，完成制冷剂旁通过程；

其中一小部分从主阀左换向管口E流出制冷剂质量流量可以通过节流阀04的截止作用使其减少为0。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1.相比传统四通换向阀只有正、反联通两个功能，本发明所提新型四通换向阀原有基础上增加了旁通功能。

2.使用本发明所提出的新型四通换向阀将有效解决压缩机启动过程吸气压力过低的问题，且不需要增加其他结构上的成本。

附图说明

图1是空调器为制冷模式时，本发明四通换向阀的工作原理。

图2是空调器为制热模式时，本发明四通换向阀的工作原理。

图3是空调器为吸排气连通模式时，本发明四通换向阀的工作原理。

具体实施方案

下面根据附图对本发明实施形式进行进一步详细说明。

本发明的具体结构如图1所示。该空调器系统由压缩机01，储液器02，室内换热器03，节流阀04、室外换热器05和四通换向阀06组成。本发明中的四通换向阀06结构，主要由主阀10、引导阀20和四根毛细管(①、②、③、④)组成；所示主阀10的高压进气管D与压缩机01的排气口相连，左换向管E与室内换热器03的出口相连，右换向管口C与室外换热器05的进口相连，低压出气管口S与气液分离器02相连；主阀10内有滑块11、左活塞12a、右活塞12b、左弹簧13a、右弹簧13b；主阀10的两端有通孔，可以使两端的第三毛细管③和第四毛细管④与主阀体10内空间相连通。所述引导阀20由滑碗21、铁芯22、弹簧23、绕制在引导阀20外的电磁线圈24组成。第一毛细管①连接引导阀高压进气管口d和主阀高压进气管口D；第二毛细管②连接引导阀20低压出气管口s和主阀出压吸气管口S；第三毛细管③连接引导阀左换向管口e和主阀10的左腔体14；第四毛细管④连接引导阀右换向管口c和主阀10的右腔体16.

本发明的主要工作模式：

如图1所示，制冷模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24通电时，铁芯22受到排斥作用，克服引导阀20中的弹簧23的阻力，移动到最左端。这时引导阀20的引导阀左换向管口e与引导阀低压出气管口s连通，引导阀右换向管口c和引导阀高压进气管口d连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压，所以引导阀左换向管口e为低压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为低压腔。类似的，由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀右换向管口c相连的主阀10的右腔体16为高压腔。高低压腔的压力分别作用在主阀10的左活塞12a和右活塞12b上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的左弹簧13a和右腔体16中的右弹簧13b的作用而向左移动。滑块11将主阀左换向管口E和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀右换向管口C连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，室内换热器03中吸热蒸发后的制冷剂气体经连接管与主阀左换向管口E相连，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后从主阀右换向管口C流出，接着进入室外换热器05中冷凝为液态，再经节流阀04节流后流入室内换热器03吸热制冷，完成制冷循环。

如图2所示，制热模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24不通电时，铁芯22在弹簧23的作用下，移动到中间位置。这时引导阀左换向管口e与引导阀高压进气管口d连通，引导阀右换向管口c和引导阀低压出气管口s连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压，所以引导阀右换向管口c为低压，因此，与引导阀右换向管口c相连的主阀10的右腔体16为低压腔。类似的，由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为高压腔。高低压腔的压力分别作用在主阀10的左活塞12a和右活塞12b上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的弹簧13a和右腔体16中的弹簧13b的作用而向右移动。滑块11将主阀右换向管口C和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀左换向管口E连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，室外换热器05中吸热蒸发后的制冷剂气体经连接管与主阀右换向管口C相连，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后从主阀左换向管口E流出，接着进入室内换热器03中放热冷凝为液态，再经节流阀04节流后流入室外换热器05吸热，完成制热循环。

如图3所示，旁通模式：当四通换向阀的引导阀20的电磁线圈24反向通电时，铁芯22在弹簧23的作用下，移动到最右端。这时引导阀左换向管口e、引导阀高压进气管口d、引导阀低压出气口s三者连通；由于引导阀低压出气管口s与主阀低压出气管口S经第二毛细管②连通，且主阀低压出气管口S连接气液分离器2后与压缩机1的吸气口相连为低压。由于引导阀高压进气管口d与主阀高压进气管口D经第一毛细管①连通，且主阀高压进气管口D与压缩机1的排气口相连为高压，所以引导阀高压进气管口d为高压，因此，与引导阀左换向管口e相连的主阀10的左腔体15为高压腔。左腔体15的高压力分别作用在主阀10的左活塞12a上，使滑块11在压力差的作用下，克服左腔体15中的左弹簧13a和右腔体16中的右弹簧13b的作用而向右移动。滑块11将主阀右换向管口C和主阀低压出气管口S连通，则主阀高压进气管口D通过主阀10内空间和主阀左换向管口E连通；因此，该模式下系统制冷剂循环为，压缩机1排出的气态制冷剂流入主阀高压进气管口D，在主阀10内换向后一小部分从主阀左换向管口E流向室内换热器03中放热气化，后经节流阀04节流后流入室外换热器05放热蒸发，从室外换热器05流出的制冷剂气体进入主阀右换向管口C，在主阀10内转向后经主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1；另一大部分流入主阀高压进气管口D的制冷剂经第一毛细管①流入引导阀高压进气管口d，在引导阀20内换向后从引导阀低压出气管口s流出，随后从主阀低压出气管口S流出，而后经气液分离器2进入压缩机1，完成制冷剂旁通过程。

其中一小部分从主阀左换向管口E流出制冷剂质量流量可以通过节流阀04的截止作用使其减少为0。