一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统的制作方法

本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种换向阀及使用该换向阀的制冷系统。

背景技术：

换向阀作为流路系统中常用的控制部件使用较广，如用于空调等制冷系统中，以切换制冷介质的流通方向，从而使得热泵型空调在制冷和制热两种工作状态之间切换，实现夏天制冷、冬天制热一机两用的目的。

图1为背景技术的一种换向阀的滑块立体结构示意图，图2为使用了该滑块的换向阀的剖面示意图。

请参考图1和图2。背景技术中的换向阀的阀体部件包括阀体107，阀体107的内部焊接有阀座101，且阀座101上具有三个端口：：与压缩机吸气端口连通的s口，与室内热交换器连通的e口和与室外热交换器连通的c口，阀体107内的两个活塞105通过连杆106固定连接，在连杆106的带动下，滑块102沿着阀座101上表面滑动，以实现制冷位置与制热位置之间的转化。

在正常使用情况下，s口的高压侧压力应大于低压侧压力，所以滑块102被压差及弹性元件的作用下，抵接在阀座上进行左右切换；但在系统出现特殊情况下，低压侧压力大于高压侧压力，滑块会被向上顶起并将力传递给活塞连杆部件，如果作用力过大会导致连杆变形影响活塞正常移动，影响换向阀的正常工作。

因此，如何改进换向阀的结构设计，在系统压力可能发生异常时，换向阀中的滑块在受到冲击后，避免损坏连杆活塞部件受力变形而影响阀的正常工作，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为此，本发明提供了一种换向阀，包括：一种换向阀，包括阀体部件、活塞连杆部件、滑块，所述阀体部件包括阀本体、设于所述换向阀的阀腔的阀座、连通所述阀腔的流体进口端、与所述阀座的第一阀口连通的第一流体端口、与所述阀座的第二阀口连通的第二流体端口、与所述阀座的第三阀口连通的第三流体端口；所述活塞连杆部件包括连杆、设置于所述连杆两端的活塞；所述滑块包括本体部和凸起部，所述本体部包括端部和罩体部；所述凸起部从所述本体部向上凸起，所述凸起部为两个以上，分别设置于所述滑块本体的纵向中心轴线的两侧，在垂直于所述滑块的滑动方向，所述各凸起部与所述阀本体之间具有设定的间隙。

同时，本发明还提供了一种使用上述换向阀的制冷系统，包括通过管路连接的压缩机、第一热交换器、第二热交换器，所述流体进口端与所述压缩机的出口端连通，所述第一流体端口与所述压缩机的入口端连通，所述第二流体端口与所述第一热交换器连通，所述第三流体端口与所述第二热交换器连通。

本发明给出的换向阀及使用该换向阀的制冷系统，由于滑块设置了凸起部，在垂直于滑块的滑动方向上，凸起部与阀本体之间具有设定的间隙。避免了在系统异常情况下，可能造成的活塞连杆部件变形卡死。

附图说明

图1：背景技术的一种换向阀的滑块的立体结构示意图；

图2：使用了图1中滑块的换向阀的剖面示意图；

图3：本发明给出的一种滑块的具体结构的立体示意图；

图4：使用图3中滑块结构的换向阀安装于制冷系统中的布置图；

图5：图4中的换向阀在k-k横向截面剖示的局部放大示意图；

图6：本发明给出的另一种滑块的具体结构的立体示意图；

图7:本发明给出的第三种滑块的具体结构的立体示意图；

图8：本发明给出的另一种换向阀安装于制冷系统中的布置图。

图3-图8中标号说明：

1-换向阀、2-导阀、3-压缩机、4-第一热交换器；

5-节流元件、6-第二热交换器、7-管路连接件；

10/10a/10b-滑块、11-本体部；

111-端部、112罩体部、113-内腔、114-下端面；

120/120a-凸起壁状部、120b-凸起柱状部、121-弧形端面；

20-阀体部件；

21-阀本体；

211阀腔、212-流体进口端；

213-第一流体端口、214-第二流体端口、215-第三流体端口；

22-阀座、23-封盖、24--筒状本体；

221-第一阀口、222-第二阀口、223-第三阀口、224-上端面；

30-活塞连杆部件；

31-连杆、32-活塞、311-开口槽；

40-弹簧片。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种换向阀、以及使用该换向阀的制冷系统，在系统可能出现压力异常时，能避免活塞连杆部件的连杆部件变形卡死。

本文中所采用的上、下、左、右等方位词，是以附图中图示位置为基准来定义的，应当理解本文中所采用的方位词不应当局限本专利的保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明型方案，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。

图1为背景技术的一种换向阀的滑块的立体结构示意图；图2为使用了图1中滑块的换向阀的剖面示意图；图3为本发明给出的一种滑块的具体结构的立体示意图；图4为使用图3中滑块结构的换向阀安装于制冷系统中的布置图；图5为图4中的换向阀在k-k横向截面剖示的局部放大示意图。

请参考图3、图4及图5。

本发明公开的一种具体结构的换向阀1包括滑块10、阀体部件20及活塞连杆部件30。

阀体部件20包括阀本体21，阀本体21由筒状本体24及焊接于筒状本体24的两端的封盖23组成。阀座22焊接固定在阀本体21的筒状本体24上。筒状本体24内形成阀腔211，阀座22的上端面224开设有与阀腔211连通的第一阀口221、第二阀口222及第三阀口223。

d接管焊接于筒状本体24并连通阀腔211形成流体进口端212；s/e/c接管焊接于筒状本体24并分别连通第一阀口221、第二阀口222及第三阀口223，分别形成第一流体端口213、第二流体端口214及第三流体端口215。

滑块10包括本体部11和凸起部，在本实施例中，凸起部具体为凸起壁状部120。本体部11与凸起壁状部120可以通过塑料材料注塑成型，也可以设计成分体结构，但凸起壁状部120作为整体结构可以承受更大的压力。本体部11包括端部111、从端部111向上凸起形成的罩体部112，由于设计成向上凸起结构，使罩体部112朝向下端面114(即朝向阀座22的一端)内凹形成内腔113。端部111的下端面114抵接阀座22的上端面224并密闭，使得阀腔211与内腔113不直接连通。

活塞连杆部件30设置在阀本体21内的阀腔211中，包括两端的活塞32及中间的连杆31。

滑块10的端部111设置在阀座22与连杆31之间。连杆31一般通过金属板金加工形成，中间设置有开口槽311，开口槽311套设滑块10的罩体部112。

在连杆31与滑块10之间还抵接有弹性元件。作为一种具体的安装形式，弹性元件可以为弹簧片40，抵接在连杆31的下底面与滑块10的端部111的上端面。当然弹性元件也可以采用其他形式，也可以采取其他安装抵接方式，只要能实现连杆31对滑块10向阀座22的弹压的目的，在此不再赘述。

在导阀2的作用下，活塞连杆部件30能在阀腔211内滑动，并使连杆31带动滑块10沿阀座22的上端面224纵向相对滑动。当所述滑块22在第一滑动位置时，阀腔211连通流体进口端212与第三流体端口215形成一个流体通道，内腔113连通第一流体端口213与第二流体端口214形成一个流体通道(参见图4)；当所述滑块22在第二滑动位置时，阀腔211连通流体进口端212与第二流体端口214形成一个流体通道，内腔113连通第一流体端口213与第三流体端口215形成一个流体通道。

请参考图4。本发明公开的一种具体形式的制冷系统，包括通过管路连接件7连接的换向阀1、压缩机3、第一热交换器4、第二热交换器6及节流元件5。其中，压缩机3的出口端与换向阀1的流体进口端212连接，压缩机3的进口端与换向阀1的第一流体端口213连接，第一热交换器4和第二热交换器6之间连接有节流元件5，第一热交换器4和第二热交换器6分别与第二流体端口214及第三流体端口215连接。导阀2与换向阀1通过毛细管连接。

请参考图3。在该公开的具体形式实施例中，凸起壁状部120有两个，分别设置在滑块10的本体部11的纵向中心轴线的两侧。各凸起壁状部120从滑块本体部11的端部111向上延伸，同时沿纵向两侧延伸。

(本发明中所指的滑块的“纵向”即滑块的长度方向，具体到实施中，即滑动方向)。

凸起壁状部120设置于两侧的优点是便于流体进口端212的流体流入阀腔211的流道不受阻力。

进一步，凸起壁状部120上端还包括弧形端面211，两个凸起壁状部120的弧形端面121在滑块10的横向截面上的投影轮廓大致在同一圆上(即如图5位置所示，在半径为r1的圆上)。当然可以理解的是，考虑装配和加工原因，可能存在一定的偏差，所以使用“大致”加以说明，一般偏差在5％以内可以接受。

在流路系统正常时，滑块10上部受到流体进口端212的高压作用，所以使滑块10与阀座22紧贴合配合；在流路系统出现非正常时，进入内腔113的第一流体端口213可能出现高压，使滑块10受到向上的压力冲击。

所以，在垂直于滑块10的滑动方向上(图中为f-f轴向)，凸起壁状部120的弧形端面121与阀本体21的筒状本体24之间预设定有间隙，其距离x。这样的设置方式，当在系统出现特殊情况下，低压侧压力大于高压侧压力时，滑块10向上反弹时，移动x行程距离后，滑块10的弧形端面121直接抵接阀本体21的筒状本体24，避免了活塞连杆部件受较大的力而变形卡死，提高了换向阀产品的可靠性。

作为一种具体的实施方式，凸起壁状部120的弧形端面121所在的圆弧的半径r1与筒状本体24的内壁的圆弧半径r2大致相同(r1＝r2)，可以使滑块10与阀本体21之间的接触面积增加，抵接更加稳定。

作为一种具体的实施方式，如设定弹性元件自安装位置起，沿阀座22下端面垂直方向的最大压缩行程距离为y，则满足要求y＞x。

具体到图5中的具体实施例，弹簧片40安装于滑块10的端部111的上端面，其“最大压缩距离x”，即假设不考虑弧形端面121与筒状本体24之间的抵接影响下，滑块10向上移动使弹簧片40抵接到连杆31的行程距离。

这样的结构设计，可以当系统出现特殊情况下，低压侧压力大于高压侧压力，滑块10向上反弹时，滑块10与阀本体21抵接，弹性元件还保留一定的行程距离，而避免可能压死。

另一方面，作为另一种具体的实施方式，设定与内腔113连通的第一阀口221的直径为d，在垂直于滑块10的滑动方向上(图中为f-f轴向)，凸起壁状部120的弧形端面121与阀本体21的筒状本体24之间的间隙距离为x，则满足x＞d/20。这样的设计，是考虑了可能系统反冲时流向滑块10的内腔113的流体压力大小来设定滑块向上可移动的行程，来实现逆向冲击过程中的充分泄压，从而减小逆向冲击力。

图6为本发明给出的另一种具体结构的滑块的立体示意图。

请参考图6。作为进一步的技术变形，在该公开的具体形式实施例中，滑块10a包括本体部11和凸起壁状部120a。凸起壁状部120a具体为四个，相对于滑块10的纵向中心轴线对称设置，及相对于所述滑块的横向中心轴线对称设置。其优点是便于流体进口端212的流体流入阀腔211没有阻力，而且受力均匀。其有益效果同前述方案，在此不再赘述。

图7为本发明给出的第三种滑块的具体结构的立体示意图。

请参考图7。作为进一步的技术变形，在该公开的具体形式实施例中，滑块10b包括本体部11和凸起柱状部120b。凸起柱状部120b具体为四个，相对于滑块10的纵向中心轴线对称设置，及相对于所述滑块的横向中心轴线对称设置。其有益效果同前述方案，在此不再赘述。

图8为本发明给出的另一种换向阀安装于制冷系统中的布置图。

请参考图8。与前述技术方案不同点在于，作为另一种技术方案，换向阀没有设置弹性元件。连杆31设置有开口槽311，开口槽311套设滑块10的罩体部112。在系统正常状态，阀腔211内通过高压介质，对滑块10施加向下的压力，可以使滑块10的端部111与连杆31不接触。在系统出现异常时，滑块10会向上受力移动抵接连杆31。

所以设定，在垂直于滑块10的滑动方向上，滑块10的端部111与连杆31之间的距离为y’，在垂直于滑块10的滑动方向上，滑块10的凸起部与阀本体21之间的距离设定为x(参见图5)，则满足y’＞x。这样的结构设计，可以当系统出现特殊情况下，低压侧压力大于高压侧压力，滑块10向上反弹时，滑块10与阀本体21抵接，不会直接抵压到连杆31。

以上对发明所提供的换向阀、及使用该换向阀的制冷系统进行了详细介绍。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。