一种回转式四通换向阀和空调器的制作方法

本发明涉及制冷装置用的四通换向阀，更具体地说是涉及一种回转式四通换向阀和空调器。

背景技术：

四通换向阀是制冷装置（如空调器）上切换系统中制冷剂的流通途径，通过四通换向阀来改变空调器中的蒸发器、冷凝器的功能，实现制冷制热和除霜功能的切换，它是热泵机组中的关键控制阀门。

传统的四通换向阀主要依靠其内设置的中间滑块的滑动来实现蒸发侧和冷凝侧的管路换向作用，但是采用滑块会存在以下两点缺陷：

一是，四通换向阀在使用过程中会出现工作压力过高的情况，会导致滑块变形，使得该四通换向阀换向失效，影响该四通换向阀的使用寿命；

二是，四通换向阀在使用过程中会出现中间流量过小的情况，则会出现液击损坏的情况，影响该四通换向阀的可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种回转式四通换向阀，能够保证该四通换向阀的正常换向，提高使用寿命。

本发明的技术方案为：提供一种回转式四通换向阀，包括阀体和阀芯，所述阀体上设置有流体入口、流体出口、第一接口和第二接口，所述阀芯为圆柱形，所述阀芯可转动的设置在所述阀体中并与该阀体同轴，且所述阀芯的外圆表面与阀体内圆表面密封配合，所述阀芯上设置有两个中心对称的导流部，通过所述两个导流部来使流体入口切换的与第一接口、第二接口连通，对应的使流体出口切换的与第二接口、第一接口连通。

所述导流部为凹陷形成于阀芯外圆上的凹面，所述凹面与阀体内圆之间具有间距，且其中一个凹面的一侧延伸至阀芯的其中一个端面，所述其中一个凹面的另一侧与阀芯的另一个端面之间具有间距；另外一个凹面的一侧延伸至阀芯的所述另一个端面，所述另外一个凹面的另一侧与阀芯的所述其中一个端面之间具有间距。

所述阀芯的外圆上且位于两个导流部的外侧设置有两个中心对称的泄压凹槽。

所述泄压凹槽由阀芯的外圆表面向内凹陷形成。

所述四通换向阀具有第一工作状态和第二工作状态，其中：

所述第一工作状态为阀芯的旋转角度a=0°，所述第一工作状态时，所述流体入口与第一接口连通，所述流体出口与第二接口连通；

所述第二工作状态为阀芯的旋转角度a=180°，所述第二工作状态时，所述流体入口与第二接口连通，所述流体出口与第一接口连通。

所述四通换向阀还具有第一切换状态，所述第一切换状态为阀芯的旋转角度a的范围为：0°＜a＜180°。

每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内。

每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内的80°至100°。

所述回转式四通换向阀还包括驱动机构，通过所述驱动机构来带动阀芯转动。

所述驱动机构包括转轴、取压管、先导换向板和端盖，所述阀芯的两端都设有所述转轴，所述转轴的一端固定在阀芯的端面上，所述转轴的另一端伸出从阀体端面，所述先导换向板固定在转轴的所述另一端上，所述端盖固定在阀芯的端面上并与该阀芯的端面之间形成封闭空间，所述先导换向板位于该封闭空间内，所述取压管的一端与流体入口连通，所述取压管的另一端与封闭空间连通，取压管上设置有开关，所述先导换向板与端盖彼此相对的面上设置有用来限制阀芯旋转角度的限位结构。

所述限位结构由端盖内侧面凹陷形成的圆弧形凹槽以及设置在先导换向板外侧面上的与圆弧形凹槽相配合的凸起构成。

所述圆弧形凹槽的圆弧角度为180°。

所述四通换向阀具有第一工作状态和第二工作状态，其中：

所述第一工作状态为阀芯的旋转角度a=0°或者a=360°，所述第一工作状态时，所述流体入口与第一接口连通，所述流体出口与第二接口连通；

所述第二工作状态为阀芯的旋转角度a=180°，所述第二工作状态时，所述流体入口与第二接口连通，所述流体出口与第一接口连通。

所述四通换向阀还具有第一切换状态和第二切换状态，所述第一切换状态为阀芯的旋转角度a的范围为：0°＜a＜180°，所述第二切换状态为阀芯的旋转角度a的范围为：180°＜a＜360°。

每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内以及第二切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内。

每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内的80°至100°以及第二切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内的260°至280°。

还提供一种空调器，包括上述所述的回转式四通换向阀。

本发明一方面通过阀芯在阀体中转动来进行换向，不会出现阀芯变形的情况，从而能够保证该四通换向阀的正常换向，提高了该四通换向阀的使用寿命。另一方面在阀芯的外圆上且位于两个导流部的外侧设置有中心对称的两个泄压凹槽，避免了该回转式四通换向阀因流体流向受阻而出现液击损坏的现象。

附图说明

图1为本发明第一种实施例中回转式四通换向阀的结构示意图。

图2为本发明第一种实施例中阀芯的结构图。

图3为本发明第一种实施例中回转式四通换向阀处于第一工作状态的示意图。

图4为本发明第一种实施例中回转式四通换向阀处于第一切换状态的示意图。

图5为本发明第一种实施例中回转式四通换向阀处于第二工作状态的示意图。

图6为本发明第一种实施例中驱动机构安装在阀体上的示意图。

图7为本发明第二种实施例中回转式四通换向阀处于第二切换状态的示意图。

具体实施方式

如图1和图2，本发明第一种实施例中提出的回转式四通换向阀，该四通换向阀可以应用在空调器中，该四通换向阀包括阀体10和阀芯20，阀体20上设置有流体入口11、流体出口13、第一接口12和第二接口14，本实施例中，流体入口11设置在阀体10的一侧，第一接口12、流体出口13和第二接口14并排设置在阀体10的相对另一侧。

阀芯20为圆柱形，阀芯20可转动的设置在阀体10中并与该阀体10同轴，且阀芯20的外圆表面与阀体10内圆表面密封配合。阀芯20上设置有中心对称的两个导流部21，通过两个导流部21来使流体入口11切换的与第一接口12、第二接口14连通，对应的使流体出口13切换的与第二接口14、第一接口12连通，这样通过阀芯在阀体中转动来进行换向，不会出现阀芯变形的情况，从而能够保证该四通换向阀的正常换向，提高了该四通换向阀的使用寿命。

本实施例中，导流部21凹陷形成于阀芯20外圆上的凹面，凹面与阀体内圆之间具有间距，且其中一个凹面（在图1中位于阀芯的上部）的一侧（图1的左侧）延伸至阀芯20的其中一个端面（图1中的左端面），该其中一个凹面的另一侧（图1的右侧）与阀芯20的另一个端面（图1中的右端面）之间具有间距；而另外一个凹面（在图1中位于阀芯的下部）的一侧（图1的右侧）延伸至阀芯20的另一个端面（图1中的右端面），该另外一个凹面的另一侧（图1的左侧）与阀芯20的其中一个端面（图1中的左端面）之间具有间距。

如图3至图5，四通换向阀包括第一工作状态、第一切换状态和第二工作状态，其中：

参考图3，第一工作状态（本实施例中为初始状态）为阀芯20的旋转角度a=0°，第一工作状态时，流体入口11与第一接口12连通，流体出口13与第二接口14连通；

参考图4，第一切换状态为阀芯20的旋转角度a的范围为：0°＜a＜180°；

参考图5，第二工作状态为阀芯20的旋转角度a=180°，第二工作状态时，流体入口11与第二接口14连通，流体出口13与第一接口12连通，从而实现换向；

由上述三种状态可知，在第一实施例中该四通换向阀由第一工作状态变为第二工作状态是阀芯先顺时针转动180°（从图3中右侧看），该四通换向阀由第二工作状态变为第一工作状态是阀芯再逆时针转动180°。上述的阀芯的旋转角度a都是相对于初始状态。

如图3，本实施例中，流体入口11为压缩机排气接口、流体出口13为压缩机吸气接口，第一接口12为冷凝器接口，第二接口14为蒸发器接口。当阀芯20的旋转角度a=0°时，压缩机排气接口通过阀芯20上的其中一个导流部21与冷凝器接口连通，压缩机中的冷媒依次经过压缩机排气接口、阀体内部和冷凝器接口流入冷凝器中（如图中箭头实线a所示）；而压缩机吸气接口通过阀芯20上的另外一个导流部21与蒸发器接口连通，蒸发器中的冷媒依次经过蒸发器接口、阀体内部和压缩机吸气接口再回到压缩机中（如图中箭头实线b所示），此时空调器为制冷模式。如图5，需要进行换向时，需将阀芯顺时针转动180°，即当阀芯20的旋转角度a=180°时，压缩机排气接口通过阀芯20上的其中一个导流部21与蒸发器接口连通，压缩机中的冷媒依次经过压缩机排气接口、阀体内部和蒸发器接口流入蒸发器中（如图中箭头实线c所示）；而压缩机吸气接口通过阀芯20上的另外一个导流部21与冷凝器接口连通，冷凝器中的冷媒依次经过冷凝器接口、阀体内部和压缩机吸气接口再回到压缩机中（如图中箭头实线d所示），此时空调器为制热模式，从而实现了换向。如果要回到制冷模式，逆时针将阀芯转动180°即可，如此循环。

需要说明的是，第一切换状态中空调器任然为制冷模式。

由上面的该回转式四通换向阀工作状态可知，该回转式四通换向阀在换向过程中的第一切换状态会存在阀芯的旋转角度a=90°这个临界点，为避免该回转式四通换向阀在这个临界点中因流体流向受阻而出现液击损坏的现象，如图2，在阀芯20的外圆上且位于两个导流部21的外侧设置有中心对称的两个泄压凹槽22。本实施例中，泄压凹槽22由阀芯20的外圆表面向内凹陷形成，泄压凹槽22与导流部是不连通的。

每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内，优选地，将每个泄压凹槽设置在阀芯外圆上的位置处于第一切换状态中的阀芯的旋转角度a范围内的80°至100°（包括两个端点）。

如图4，当阀芯20的旋转角度a为：80°≤a≤100°时，在此旋转角度范围内，从压缩机排气接口流入的冷媒会有少部分通过阀芯20上的其中一个泄压凹槽22流入阀体内部，进而从蒸发器接口流入蒸发器（如图中箭头虚线e所示）；而同时冷凝器接口中的少部分冷媒会通过阀芯20上的另外一个泄压凹槽22流入压缩机吸气接口（如图中箭头虚线f所示），从而实现泄压效果。

如图6，该回转式四通换向阀还包括驱动机构，通过驱动机构来带动阀芯转动。本实施例中，驱动机构包括转轴30、取压管40、先导换向板50和端盖60，阀芯20的两端都设有转轴30，转轴30的一端固定在阀芯20的端面上，转轴30的另一端伸出从阀体10端面（参考图1）。先导换向板50固定在转轴30的另一端（即转轴伸出阀芯端面的一端）上，端盖60固定在阀芯20的端面上并与该阀芯20的端面之间形成封闭空间（图中未标出），先导换向板50位于该封闭空间内。本实施例中，先导换向板50为半圆形形，也可以为其它形状。取压管40的一端与流体入口11连通，取压管40的另一端与封闭空间连通，取压管40上设置有开关，本实施例中开关为一电磁阀41。先导换向板50与端盖60彼此相对的面上设置有用来限制阀芯20旋转角度的限位结构。需要进行换向时，通过开关使取压管导通，流体入口的冷媒气体就会从取压管中流到封闭空间内，随着封闭空间内气体增多，封闭空间内的压力就会不断增加，当封闭空间内的压力足够大时，就会推动先导换向板转动，进而通过转轴带动阀芯转动，而通过限位结构可以达到需要换向时的角度。

限位结构由端盖60内侧面凹陷形成的圆弧形凹槽61以及设置在先导换向板50外侧面上的与圆弧形凹槽相配合的凸起51构成，本实施例中，圆弧形凹槽61的圆弧角度为180°，这样阀芯转动180°后就可以实现换向。

本实施例中，两个转轴伸出阀芯端面的一端上都设置有先导换向板，且两个先导换向板50上的圆弧形凹槽朝向相反。

如图7，第二种实施例与第一种实施例的不同之处在于：该四通换向阀由第二工作状态变为第一工作状态是阀芯再次顺时针转动180°（即阀芯转动360°）。

由此第二种实施例中，四通换向阀包括第一工作状态、第一切换状态、第二工作状态和第二切换状态，其中第一切换状态和第二工作状态与第一种实施例中是相同的。而第一工作状态为阀芯的旋转角度a=0°或者a=360°，第一工作状态时，流体入口与第一接口连通，流体出口与第二接口连通；第二切换状态为阀芯的旋转角度a的范围为：180°＜a＜360°。

在第二种实施例中，空调器如果要回到制冷模式，需要继续将阀芯转动180°即可，如此循环。

需要说明的是，第二切换状态中空调器任为制热模式。

由上面第二切换状态可知，该回转式四通换向阀在换向过程中的第二切换状态会存在阀芯的旋转角度a=270°这个临界点，在个临界点同样会存在因流体流向受阻而出现液击损坏的现象，而第一种实施例中的在阀芯20的外圆上且位于两个导流部的外侧设置有中心对称的两个泄压凹槽22同样适用于第二种实施例。

在第二种实施例中，每个泄压凹槽22设置在阀芯20外圆上的位置还处于第二切换状态中的阀芯20的旋转角度a范围内。优选地，每个泄压凹槽22设置在阀芯20外圆上的位置处于第二切换状态中的阀芯20的旋转角度a范围内的260°至280°（包括两个端点）。

如图7，当阀芯20的旋转角度a为：260°≤a≤280°时，在此旋转角度范围内，从压缩机排气接口流入的冷媒会有少部分通过阀芯20上的其中一个泄压凹槽22流入阀体内部，进而从冷凝器接口流入冷凝器（如图中箭头虚线g所示）；而同时蒸发器接口中的冷媒会通过阀芯20上的另外一个泄压凹槽22流入压缩机吸气接口（如图中箭头虚线h所示），从而实现泄压效果。

本发明还提供一种空调器，包括上述的回转式四通换向阀。

以上的具体实施例仅用以举例说明本发明的构思，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。