专利名称：一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于制冷和空调设备的阀门，尤其涉及一种半封闭式电动 直线运动型四通换向阀。
技术背景目前市场上使用的大容量的四通换向阀主要分为两种交叉式流道活塞式结构四 通换向阀、内部滑块式U型流道设计的四通换向阀，这两种四通换向阀均是通过制冷系统 内部的高低压差来实现阀芯的直线运动，达到制冷和制热循环切换的目的。第一种交叉式流道活塞式设计的四通换向阀，其主要结构由主阀、导阀和信号管 组成，活塞采用高强度的耐磨金属制造，阀壳体由无缝钢管制造，活塞和壳体内部表面需要 经过高精度的车削、精磨、珩磨和配合磨等工艺来使得活塞可以在壳体内部自由通畅的滑 动，活塞和内壁之间的间隙不能过小也不能过大，精度要求非常高，间隙过大则导致高低压 侧内漏量增大；间隙过小，则焊接过程中的轻微变形，杂质的侵入即导致活塞在阀体内部移 动阻力增大、换向失灵、四通阀卡死等故障，为了减小高低压侧制冷剂的内漏，活塞型四通 换向阀的加工精度要求非常高，同时还需要研磨出交叉的油通道，通过油密封来达到更有 效地内密封效果，这类四通阀的特点是1.整体都是由钢材制造而成，体积和重量都很大， 在机组中的装配相对不方便；2.阀体内部运动部件之间的配合加工精度要求高，对焊接过 程中的热变形以及系统的清洁度要求比较高；3. —旦出现活塞卡死的情况，使活塞回位需 要耗时耗力，需要拆卸四通阀两侧端盖，通过机械力量使四通阀回位；4.由于采用交叉流 道设计，流道压力损失很小，对系统性能的影响非常小，其压力损失甚至仅相当于流体在管 路弯头中的流动压力损失。第二种为内部滑块式U型流道设计的四通换向阀，其主要结构由主阀、导阀和信 号管组成，壳体采用黄铜棒或者黄铜管加工而成，通过一个U型结构的聚四氟乙烯的滑块 的左右移动，U型口在移动过程中分别与不同的制冷系统的管口接通，实现换向功能，制冷 模式下排气管和冷凝器接通，吸气管和蒸发器接通，制热模式下排气管和蒸发器接通，吸气 管和冷凝器接通，U型流道的滑块两侧通过连杆与两侧的移动端盖连接，移动端盖在壳体内 部移动，其是由聚四氟乙烯包裹的黄铜块制造而成，在端盖的底部开油泄露小孔，通过端盖 上的压力差来实现U型流道滑块的左右移动，这类四通阀的特点是1.整体由黄铜和聚四 氟乙烯制造，体积和重量都要比第一种四通换向阀小很多，在机组中安装方便；2.动密封 都是采用黄铜和聚四氟乙烯来密封，聚四氟乙烯本身具有很好的自润滑机理，因此在流道 滑块移动过程中的阻力损失较小，很少出现卡死的情形；3.对阀体内部运动部件之间的加 工精度要求不如第一种四通换向阀高，不需要那么多到磨削工艺，加工成本可以有效降低； 4.由于材料重量小，结构紧凑，一旦出现四通阀阀芯卡死，通过低压侧放气强制提高换向压 差的方法，可以有效地使四通阀回位，处理过程较简单；5.零部件通用设计，对于大容量的 四通换向阀，需要多个四通换向阀并联，因此会出现换向不同步的情况；6.由于采用U型流 道设计，流道存在较大的局部压力损失，导致的系统性能损失也较大。[0005]两种四通换向阀的结构都是依靠内部压差来推动阀芯的动作，机械结构的设计较 为简单，但也有以下缺点1.由于阀芯重量和体积均大，需要很大的推动力，一旦产生换向 不灵，阀芯卡在阀体中间，则维修和复位都非常困难，如果出现阀芯动作不同步，也会造成 高低压气体串通，即如果出现换向不灵的情况，推动阀芯运动的气体压力将不存在，四通换 向阀将无法正常工作；2.必须设计保证足够的换向压差，才有可能保证四通阀正常动作， 在制热运行时，必须先运行制冷循环，使高低压差达到换向压力后，才运行制热循环；3.阀 芯的直线移动需要克服阀芯和阀座之间的摩擦阻力，通常的设计是采用排气带油润滑或者 采用自润滑的阀芯材料
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀。为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀，由密封端盖、阀芯、连杆机构、阀体、伺 服电机、阀芯活塞销、压缩机排气管接口、制冷模式时的风冷冷凝器进口管接口、制热模式 时的风冷蒸发器的出口管接口、制冷模式时的水侧蒸发器出口管接口、制热模式下的水侧 冷凝器的进口管接口、压缩机吸气管接口、锁紧螺母、锁紧卡簧、电机轴键、电机支架组成； 阀体左右两端安装密封端盖，阀体内部安装有阀芯，阀体上设有与制冷系统管连接的四个 连接管口，四个连接管均布焊接在阀体上，分别是压缩机排气管接口、制冷模式时的风冷冷 凝器进口管接口、制热模式时的风冷蒸发器的出口管接口、制冷模式时的水侧蒸发器出口 管接口、制热模式下的水侧冷凝器的进口管接口、压缩机吸气管接口 ；阀芯的左侧设有销 孔，阀芯活塞销安装在销孔内，两端用锁紧螺母和锁紧卡簧固定，使阀芯活塞销固定在阀芯 上，防止其滑出阀芯活塞销孔；阀芯活塞销套装在连杆机构的连接孔内，两侧用锁紧卡簧卡 紧，防止连杆机构在阀芯活塞销上滑动；连杆机构的另一端套入电机轴内，通过电机轴键使 连杆套环与电机轴卡紧在一起，电机轴末端采用防松螺母固定。所述电机轴、连杆机构、活塞销在安装时保证在同一平面上。所述阀芯活塞销的作用是使阀芯、连杆机构与伺服电机连接在一起。所述阀体、阀芯、连杆机构、伺服电机构成封闭式的阀组件结构。本实用新型具有以下主要特点1.阀芯具有气体流通面积大，系统性能损失小的 优点，具有重要的节能降本的效果；2.传统的四通换向阀采用的是气体压差换向，由于体 积和重量较大，需要增加导阀和引压管，换向时应保证最大和最小换向压差，这种采用电机 驱动的结构不需要采用气体压差实现换向，不需要导阀和引压管，不需要先达到换向压差 再换向，有效简化了四通阀和结构，减小了泄漏点，简化了中央空调热泵主机的控制；3.采 用半封闭式电机驱动的结构相比于开启式电机驱动的结构，可以有效地避免制冷剂泄漏， 不需要开启式的轴封等防止外漏的动密封设计，与全封闭式结构相比，可以方便地拆卸和 维修。
图1为本实用新型内部剖面结构示意图；[0014]图2为本实用新型图1中A-A剖面图；图3为本实用新型图1中B-B剖面图；图4为本实用新型图1中C-C剖面图；图5为本实用新型阀芯结构图；图6为本实用新型制冷模式下阀芯管口位置图D-D ；图7为本实用新型制热模式下阀芯管口位置图E-E ；
具体实施方式
一种半封闭式电动直线型四通换向阀由密封端盖1、阀芯2、连杆机构3、阀体4、伺 服电机5、密封端盖6、阀芯活塞销7、制冷模式时的风冷冷凝器进气管接口 8 (或制热模式 下的风冷蒸发器回气管接口)、压缩机排气管接口 9、制冷模式下的水侧蒸发器的回气管接 口 10 (或制热模式下的水侧冷凝器进气管接口)、压缩机吸气管接口 11、锁紧螺母12、锁紧 卡簧13、电机轴键14、电机支架15组成；如图1、3、4所示，阀体4上设有与制冷系统管连接 的四个连接管口，分别是制冷模式时的风冷冷凝器进气管接口 8 (或制热模式下的风冷蒸 发器回气管接口)、压缩机排气管接口 9、制冷模式下的水侧蒸发器的回气管接口 10(或制 热模式下的水侧冷凝器进气管接口)、压缩机吸气管接口 11，四个连接管均布焊接在阀体4 上，每个管口在周向方向上间隔90度，当活塞阀芯转动到B-B图所示位置时，D和C连通，E 和S连通，表明四通阀处于制冷状态，D为压缩机排气管连接口，C为翅片管冷凝器气管头管 连接口，E为水侧蒸发器吸气管连接口，S为压缩机吸气管连接口。在制冷状态下，压缩机的 高温高压排气经D 口流到C 口并进入到翅片管冷凝器的气管头管，在冷凝器中制冷剂高温 高压的制冷剂气体凝结为高温高压的制冷剂液体，在节流机构中降温降压后两相混合制冷 剂进入水侧蒸发器，低温低压的制冷剂两相混合物吸收冷冻水的热量后气化为低温低压的 过热气体，制冷剂气体经E 口流到S 口，即返回到压缩机的吸气口，在压缩中，低温低压的制 冷剂气体被再次压缩到高温高压状态，实现制冷循环。当活塞阀芯转动到图4的C-C位置 时，D和E连通，S和C连通，表明四通阀处于制热位置，此时C为翅片管蒸发器回气管连接 口，E为水侧冷凝器气管连接口，压缩机的排气将经D 口流到E 口并进入到水侧冷凝器的气 管进口，在水侧冷凝器中，压缩机排出的高温高压的制冷剂气体凝结为制冷剂液体后，再流 经节流装置中降温降压为低温低压的制冷剂两相混合物，制冷剂两相混合物进入到风冷翅 片管蒸发器中吸收环境中的热量后气化为过热的制冷剂气体，制冷剂气体经C 口流到S 口， 即返回到压缩机的吸气口，实现制热循环。阀体4内部研磨平整，研磨完成后加工出浅的人 字型油通道，阀芯2的结构为交叉流道式，阀芯2采用整体铸造而成，经精加工后，阀芯2与 阀体4接触位置处进行研磨和油流道加工。如图2、图5所示，阀芯2的左侧设有销孔，阀芯 活塞销7安装在销孔内，两端用锁紧螺母12和锁紧卡簧13固定，使阀芯活塞销7固定在阀 芯2上，防止其滑出阀芯活塞销孔7，在阀芯活塞销7安装完成前，阀芯活塞销7套装在连杆 机构3的连接孔内，两侧用锁紧卡簧13卡紧，防止连杆机构3在阀芯活塞销7上滑动，连杆 机构3的另一端套入电机轴内，通过电机轴键14使连杆套环与电机轴卡紧在一起，电机轴 末端采用防松螺母固定，所述电机轴、连杆机构3、阀芯活塞销7在安装时保证在同一平面 上，保证伺服电机5转动时，连杆机构3可以轻松动作，当运动机构上各部件安装完成后，将 伺服电机5与电机支架15锁紧。[0021] 本实用新型具有结构简单、操作方便、体积小、节约能源、降低成本等优点，具有极 大的推广价值。
权利要求一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀，由密封端盖、阀芯、连杆机构、阀体、伺服电机、阀芯活塞销、压缩机排气管接口、制冷模式时的风冷冷凝器进口管接口、制热模式时的风冷蒸发器的出口管接口、制冷模式时的水侧蒸发器出口管接口、制热模式下的水侧冷凝器的进口管接口、压缩机吸气管接口、锁紧螺母、锁紧卡簧、电机轴键、电机支架组成；其特征在于阀体内部安装有阀芯，阀体上设有与制冷系统管连接的四个连接管口，四个连接管均布焊接在阀体上，分别是压缩机排气管接口、制冷模式时的风冷冷凝器进口管接口、制热模式时的风冷蒸发器的出口管接口、制冷模式时的水侧蒸发器出口管接口、制热模式下的水侧冷凝器的进口管接口、压缩机吸气管接口；阀芯的左侧设有销孔，阀芯活塞销安装在销孔内，两端用锁紧螺母和锁紧卡簧固定；阀芯活塞销套装在连杆机构的连接孔内，两侧用锁紧卡簧卡紧；连杆机构的另一端套入电机轴内，通过电机轴键使连杆套环与电机轴卡紧在一起，电机轴末端采用防松螺母固定。
2.根据权利要求1所述的一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀，其特征在于所 述电机轴、连杆机构、活塞销在安装时保证在同一平面上。
3.根据权利要求1所述的一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀，其特征在于所 述阀体、阀芯、连杆机构、伺服电机构成封闭式的阀组件结构。
专利摘要本实用新型公开了一种半封闭式电动直线运动型四通换向阀，阀体内部安装有阀芯，阀体上设有与制冷系统管连接的四个连接管口，阀芯的左侧设有销孔，阀芯活塞销安装在销孔内，两端用锁紧螺母和锁紧卡簧固定；阀芯活塞销套装在连杆机构的连接孔内，两侧用锁紧卡簧卡紧；连杆机构的另一端套入电机轴内，通过电机轴键使连杆套环与电机轴卡紧在一起，电机轴末端采用防松螺母固定。本实用新型采用半封闭式电机驱动的结构，可以有效地避免制冷剂泄漏，不需要开启式的轴封等防止外漏的动密封设计，不需要采用气体压差实现换向，不需要导阀和引压管，不需要先达到换向压差再换向，有效简化了四通阀和结构，减小了泄漏点，简化了中央空调热泵主机的控制。
文档编号F16K31/04GK201723776SQ20102021427
公开日2011年1月26日 申请日期2010年5月29日 优先权日2010年5月29日
发明者吴华萍, 吴明芳, 商萍君, 高登山 申请人:无锡职业技术学院