专利名称：一种电动四通换向阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种换向阀门，尤其涉及一种能够应用于制冷和空调中的大容量 电动四通换向阀。
技术背景目前市场上使用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，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 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，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，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，提供了一种能够应用于制冷和空调中的大容量 电动四通换向阀。为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是一种电动四通换向阀，由阀体、活塞阀芯、锁紧销、弹簧、唇形动密封环外径压板、 四通阀轴端端盖、伺服步进电机、唇形动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈、密封0型 圈、活塞阀芯挡环、活塞引压管、系统接管管口、平衡引压口、密封端盖组成；阀体上分别均 勻设有四个系统接管管口，阀体的内部安装有活塞阀芯，活塞阀芯是包括流体通道和伸出 端两部分的整体结构设计，活塞阀芯伸出端与伺服电机通过键槽结构直连在一起，阀体的 两端分别安装有四通阀轴端端盖和密封端盖，伺服步进电机转动直接带动阀芯活塞转动， 活塞阀芯档环是用来限制活塞阀芯在阀体内部的左右位移，唇形动密封环外径压板、唇形 动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈形成一个防止外泄露的动密封组件，唇形动密封 环外径压板不随活塞转动，唇形动密封环内径支撑与轴通过锁紧销连接在一起，随活塞的 转动而转动；唇形动密封环外径压板与活塞阀芯挡环之间安装有弹簧，唇形动密封环外径 压板、四通阀轴端端盖、活塞阀芯挡环通过弹簧紧压在一起，起定位作用，防止串动；活塞引 压管安装于四通换向阀底端两侧，作用是通过引压管将压力引入四通换向阀的两侧，形成 压力平衡，通过压力推动阀动作。所述密封0型圈具有密封压力的作用。所述阀体、活塞阀芯、锁紧销、弹簧、唇形动密封环外径压板、唇形动密封环内径支 撑、唇形动密封环支撑圈、活塞阀芯挡环构成封闭式的阀组件结构。[0008]所述阀芯可随电机正转和反转90度，实现精确的转动角度和换向位置。所述的活塞阀芯由电机轴键槽区、迷宫式动密封环支撑轴段、唇形动密封环支撑 轴段、活塞密封区、气体流道区、活塞限位段组成；电机轴键槽区设于迷宫式动密封环支撑 轴段内，迷宫式动密封环支撑轴段与唇形动密封环支撑轴段相连，气体流道区外部设有活 塞密封区，活塞密封区内部左侧上下端和外部右侧设有活塞限位段。所述活塞上和壳体上设有人字形油通道，也可以采用类似油通道，目的是存储排 气和吸气的制冷剂的润滑油，使润滑油有足够的空间的流动通道在接触部位的流动，提供 接触部位的油密封。本实用新型具有如下优点1、阀芯活塞结构紧凑，与目前使用的气动四通换向阀 相比，即具有体积小、重量轻的优点，又具有流通面积大，系统性能损失小的优点，具有重要 的节能降本的效果；2.首次采用了电动驱动四通换向阀的结构，且创新性的采用了伺服电 机正反转控制阀芯的动作，采用开启式电机结构，阀芯设计首次采用了动密封结构；3.开 启式伺服电机驱动阀芯活塞轴，通过活塞轴的正向和反向限位转动实现四通换向阀的换向 操作。电机驱动的设计动作更加可靠稳定，不依赖制冷系统的压力来实现四通换向阀的动 作；4.开启式的结构保证检修和安装方便，活塞轴由于采用了动密封环设计，保证了四通 换向阀的有效地外密封效果；5.通过伺服电机的精确正转和反转的特点，加之在阀壳内部 设置有正转和反转的极限位置限位点，通过两个活塞限位段来控制，可以保证阀芯换向位 置非常精确；6.阀芯集成了换向阀芯、平衡活塞、输出轴、动密封圈等多种功能；7.壳体上 设计有以下结构以保证换向过程稳定可靠a平衡引压管形成活塞和壳体之间的压差，使 排气和吸气带油通过毛细作用填满接触区域实现自密封；b人字形交叉纹路形成了润滑油 的有效通道，使阀芯和壳体接触位置填满油膜，减小了金属直接接触产生的摩擦阻力，使换 向更灵敏。
图1为本实用新型内部剖面结构图；图2为图1中A-A剖视部分D禾Π C、E禾Π S连通时的结构示意图；图3为图1中A' -A'剖视部分D和E、C和S连通时的结构示意图；图4为本实用新型阀芯结构图；图5为图4中C-C剖视部分一种芯阀流道截面示意图；图6为图4中C' -C'剖视部分另外一种芯阀流道截面示意图；；图7本实用新型人字形油通道结构具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种电动四通换向阀由阀体1、活塞阀芯2、锁紧销3、弹簧 4、唇形动密封环外径压板5、四通阀轴端端盖6、伺服步进电机7、唇形动密封环内径支撑8、 唇形动密封环支撑圈9、密封0型圈10、活塞阀芯挡环11、活塞引压管12、系统接管管口 13、 平衡引压口 14、密封端盖15组成；阀体1由无缝钢管制造，阀体1上分别均勻设有四个系 统接管管口，分别是D、E、S、C，四个连接管均布焊接在在阀体1上，每个管口在周向方向上 间隔90度，阀体1内部研磨平整，研磨完成后加工出浅的人字型油通道，即连接制冷系统的吸排气的四个管口，当活塞阀芯转动到A-A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，制冷剂吸收冷冻水的热量后气化，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3的A' -A'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为翅片管蒸发器气管头管连接口，E为水侧冷凝器气管连接口，压缩机的排气将经D 口 流到C 口并进入到水侧冷凝器的气管进口，凝结为制冷剂液体后在节流装置中降温降压为 低温低压的制冷剂两相混合物，再进入到风冷翅片管蒸发器中吸收环境中的热量气化，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1的内部安装有 活塞阀芯2，阀体1的两端分别安装有轴端端盖6和密封端盖15，伺服步进电机7通过与活 塞阀芯2的轴端的键槽结构直连在一起，伺服步进电机7的转动直接带动阀芯活塞2的转 动，四通阀阀体内活塞阀芯档环11设置在阀体1内部，限制活塞阀芯2的位移，唇形动密封 环外径压板5、唇形动密封环内径支撑8、唇形动密封环支撑圈9形成一个防止外泄露的动 密封组件，唇形动密封环外径压板5不随活塞转动，唇形动密封环内径支撑8与轴通过锁紧 销3连接在一起，随活塞的转动而转动，电机轴转动时，唇形动密封环外径压板5轴向通过 锁紧销3与活塞阀芯挡环11锁紧在一起，当阀芯转动时，唇形动密封环外径压板5和活塞 阀芯挡环11是静止不转动的，唇形密封环外径压板5上的弹簧4通过件唇形动密封环外径 压板5、四通阀轴端端盖6、活塞阀芯挡环11压紧在一起，通过以上密封设计，可以保证足够 的内密封效果，伺服步进电机7通过正转和反转，改变阀芯活塞2流道的的角度，从而实现 制冷和制热的切换，排气和吸气中的含油通过毛细作用被带到活塞和轴封的各个位置，活 塞引压管12为引压管，系统接管管口 13为引压通道，活塞阀芯2的两端通过泄压口与吸气 口连通，目的是将压力泄放到吸气压力，有助于排气和吸气中的带油产生流动压差，保持活 塞阀芯2稳定在中间位置。如图4、图5、图6所示，阀芯由电机轴键槽区16、迷宫式动密封环支撑轴段17、唇 形动密封环支撑轴段18、活塞密封区19、气体流道区20、活塞限位段21组成；活塞采用整 体铸造而成，随后的活塞精密机加工时，分别加工出气体流道区20，即截面图C-C、C' -C' 所示的两种结构用于提供制冷剂排气和吸气的流道区；活塞密封区19 ；电机轴的唇形动密 封环支撑轴段；电机轴的迷宫动密封支撑轴段17 ；电机轴键槽区16 ；阀芯活塞限位段21。 阀芯活塞的气体流道区20和活塞密封区19与阀体内壁接触部位采用油密封，加有人字形 油通道，为了保证四通换向阀和外界的有效外密封效果，采用了唇形动密封环支撑轴段18 和迷宫型动密封环支撑轴段17。图7所示，活塞上和壳体上设有人字形油通道，也可以采用类似油通道，目的是存 储排气和吸气的制冷剂的润滑油，使润滑油有足够的空间的流动通道在接触部位的流动， 提供接触部位的油密封。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。
权利要求一种电动四通换向阀，由阀体、活塞阀芯、锁紧销、弹簧、唇形动密封环外径压板、四通阀轴端端盖、伺服步进电机、唇形动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈、密封O型圈、活塞阀芯挡环、活塞引压管、系统接管管口、平衡引压口、密封端盖组成；其特征在于阀体上分别均匀设有四个系统接管管口，阀体的内部安装有活塞阀芯，活塞阀芯是包括流体通道和伸出端两部分的整体结构设计，活塞阀芯伸出端与伺服电机通过键槽结构直连在一起，唇形动密封环外径压板、唇形动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈形成一个防止外泄露的动密封组件，唇形动密封环外径压板与活塞阀芯挡环之间安装有弹簧，活塞引压管安装于四通换向阀底端两侧。
2.根据权利要求1所述的一种电动四通换向阀，其特征在于所述阀体、活塞阀芯、锁 紧销、弹簧、唇形动密封环外径压板、唇形动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈、活塞阀 芯挡环构成封闭式的阀组件结构。
3.根据权利要求1所述的一种电动四通换向阀，其特征在于所述阀芯可随电机正转 和反转90度。
4.根据权利要求1所述的一种电动四通换向阀，其特征在于活塞阀芯由电机轴键槽 区、迷宫式动密封环支撑轴段、唇形动密封环支撑轴段、活塞密封区、气体流道区、活塞限位 段组成；电机轴键槽区设于迷宫式动密封环支撑轴段内，迷宫式动密封环支撑轴段与唇形 动密封环支撑轴段相连，气体流道区外部设有活塞密封区，活塞密封区内部左侧上下端和 外部右侧设有活塞限位段。
5.根据权利要求1所述的一种电动四通换向阀，其特征在于所述活塞上和壳体上设 有人字形油通道。
专利摘要本实用新型公开了一种电动四通换向阀，阀体上分别均匀设有四个系统接管管口，阀体的内部安装有活塞阀芯，活塞阀芯是包括流体通道和伸出端两部分的整体结构设计，活塞阀芯伸出端与伺服电机通过键槽结构直连在一起，唇形动密封环外径压板、唇形动密封环内径支撑、唇形动密封环支撑圈形成一个防止外泄露的动密封组件，唇形动密封环外径压板与活塞阀芯挡环之间安装有弹簧，活塞引压管安装于四通换向阀底端两侧，芯可随电机正转和反转90度，活塞上和壳体上设有人字形油通道，本实用新型采用开启式伺服电机驱动阀芯活塞轴，通过活塞轴的正向和反向限位转动实现四通换向阀的换向操作，不依赖制冷系统的压力来实现四通换向阀的动作。
文档编号F16K11/02GK201772099SQ20102021428
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月29日 优先权日2010年5月29日
发明者商萍君, 王明星, 王雷, 陈武 申请人:无锡职业技术学院