專利名稱：換向的閥門和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及換向閥，尤其涉及用于具有很大的高的和低的系統(tǒng)壓力差的流體系統(tǒng)的流體換向閥。
在流體系統(tǒng)中使流體流動方向換向的閥門通常是已知的并且有很多形式。當最高的系統(tǒng)壓力與最低的系統(tǒng)壓力有明顯差異時，該系統(tǒng)的流體換向閥遭受了困難的操作條件。這樣的條件限制了所使用的換向閥的型號和種類。用于蒸氣壓縮機制冷系統(tǒng)的制冷劑換向閥就是典型的例子。
制冷劑換向閥通常被放置在制冷系統(tǒng)中，如在熱泵中。系統(tǒng)中制冷劑的高壓可能超過系統(tǒng)的低壓400psi。這個壓力差加到了換向閥結構上從而該換向閥受到了很大的壓力。這些力是產(chǎn)生閥門內(nèi)制冷劑從高壓側向低壓側泄漏的可能性和產(chǎn)生阻礙閥的啟動的摩擦力的原因之一。
已有技術提出了一個換向閥結構，它通過依靠壓力差來確保閥門零件之間的密封關系的方法成功地減少了泄漏。這種型號的閥門結構由1987年12月15日頒發(fā)給Marks的美國專利4,712,582(′582號專利)所說明。這種型號的閥門依靠一個在高壓腔內(nèi)與閥座中的一對開孔之一配合工作的閥門滑動元件來控制系統(tǒng)制冷劑的流動方向。該滑動元件沿閥座從一個流動正向位置移到一個流動反向位置。高壓系統(tǒng)的流體迫使該滑動元件在壓縮機作業(yè)時總是靠在閥座上。該閥座力有助于減少制冷劑從高壓側向低壓側的泄漏。低泄漏率改進了系統(tǒng)的操作性能和效率。
該座力產(chǎn)生了很大的與閥門滑動元件運動反向的摩擦力。從而在一些已有技術的系統(tǒng)中僅在壓縮停止工作以及容許系統(tǒng)壓力相等或趨于相等之后該閥才能進行操作。在那些當壓縮機工作時需要進行流動反向的系統(tǒng)中，需要強大的驅動器來克服摩擦力并操作換向閥門。換向閥驅動器的控制和構造使換向閥組裝大大地復雜化并且使其成本顯著地增加。
過去曾提出過一些驅動器的原理。例如，582專利的驅動器，它包括一個引導閥部件和安裝在滑動元件上并對著圓柱形的高壓腔各自的對置端的驅動活塞。該引導閥部件控制著系統(tǒng)制冷劑向閥腔的流通。
該引導閥部件由一個低動力控制螺線管和由該螺線管操縱的一個微型四路引導閥形成。當該螺線管被斷電，該引導閥同步地將高壓制冷劑供給腔室的一端而將低壓制冷劑供給腔室的另一端。該活塞受到了足以將滑動元件移到其一個位置上的制冷劑的壓力差。
將螺線管通電驅動該引導閥反轉施加在活塞上的壓力。一旦該活塞壓力被反轉，滑動元件被驅動到其在閥座上的另一個位置并且系統(tǒng)制冷劑的流動方向被換向。
這樣的驅動器雖然有效且可靠，卻是由許多需要大量生產(chǎn)作業(yè)來制造的零件組成。這種類型的閥結構不適合于自動化生產(chǎn)。因為換向閥包含有相對大的勞動量而使其成本升高。
另外，不同尺寸的系統(tǒng)需要不同尺寸的閥門。用來冷卻小的、隔熱相對好的空間的制冷系統(tǒng)包含少量以低流率通過相對小的熱交換器進行循環(huán)的制冷劑。冷卻大的或不隔熱的空間的高容量系統(tǒng)包含有大量以高流率通過大的熱交換器進行循環(huán)的制冷劑。一個所提及的為高容量系統(tǒng)而構造的這種換向閥能夠輸送較小系統(tǒng)中的制冷劑流體；然而卻不能依靠小系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的能量來正常地驅動過大尺寸的換向閥。
當在小容量系統(tǒng)中裝有一個過大尺寸的閥時，如果流體換向要在壓縮機停機時進行該閥門可能不能完成該換向。驅動這樣一個閥門到達其行程一半時就使得閥門元件將系統(tǒng)的高、低壓側相互連通。該閥門元件所提供的流體通道的大面積迅速消耗并牽制了高壓制冷劑的供給，而該高壓制冷劑本來是可以驅動閥門元件通過其所剩行程的。從而該閥門元件可能甚至在壓縮機重新啟動以后還停留在部分被驅動的狀態(tài)。這種情況發(fā)生的可能性迫使所構造的閥門的尺寸要與系統(tǒng)流量相適應并確保足夠的閥門驅動壓力差。
現(xiàn)代的制冷系統(tǒng)的零件同樣產(chǎn)生了對換向閥有不利沖擊的各種條件。與先前的壓縮機不同，較新的渦形制冷劑壓縮機是變?nèi)輭嚎s機，它可以將制冷劑從壓縮機內(nèi)＂泵＂到系統(tǒng)中。渦形壓縮機可以在壓縮機啟動后相當長的一段時間內(nèi)輸出液態(tài)的制冷劑并使其流經(jīng)換向閥進入到系統(tǒng)的高壓側。這偶爾會使換向閥產(chǎn)生問題。
當該閥門元件在其兩個可選位置之間時，來自腔室的高壓制冷劑流體可能會被明顯地節(jié)流。如果當渦形壓縮機將液態(tài)的制冷劑泵入換向閥腔室中時閥門還處于以上狀態(tài)，則可能在閥門腔室內(nèi)產(chǎn)生一個急劇的壓力峰。該壓力峰可能會損害或破壞該換向閥。
為了減小操作換向閥的巨大摩擦力，有人建議構造一個手動操作的有一個彈性偏移的泄流閥與其相連的換向閥。見1985年10月7日頒發(fā)給Van Allen等人的美國專利第2,855,000號。該泄流閥逆著彈性偏移被手動地打開以便減小施加于換向閥元件上的壓力差。這就減小了阻礙換向閥元件運動的摩擦力的量值。該換向閥受到了迅速變化的壓力差而導致高頻振動并顯示出抵制其運動的摩擦力的某些減小。
然后該換向閥被手動地驅動以將流動方向換向。在換向閥被操作之后，偏移彈簧重新關閉泄流閥。在需要將流動自動換向的環(huán)境中該建議在商業(yè)上是不可行的，因為所需的手動操作不可能被簡單、小力量的機械驅動器所重復。
本發(fā)明提供了一種新的、改進了的、用于將一個流體系統(tǒng)中循環(huán)流體的流體換向的閥門和方法，該閥門的構造和安排使閥門元件在其兩個可選擇的流動導向位置之間沿其移動路線運動時擺脫了迫使它靠在底座上的流體壓力而使它與底座分離開，從而避免了巨大的抵抗閥門元件運動的摩擦力并使其能夠使用簡單的、小力量的閥門驅動器。該新型反向閥的結構不復雜，由相對較少且容易制造和裝配的零件組成并且操作可靠和有效。
本發(fā)明提供一種新的、改進了的、用于將流體系統(tǒng)或回路中的流動方向換向的方法，其中包括將一個高壓孔、一個低壓孔和第一和第二系統(tǒng)孔與第一個閥門腔室連通，其中至少低壓孔和第一和第二系統(tǒng)孔經(jīng)過閥門底座通到該腔室中；在該腔室中配置一個用于在第一和第二位置之間相對于閥門底座運動的閥門元件；通過將壓力差加到閥門元件上迫使該閥門元件以第一位置在閥門底座上與閥門底座進行落坐和密封的接合；當閥門元件落坐于第一位置時，通過經(jīng)閥門元件將低壓孔和第一系統(tǒng)孔連通、將高壓孔與第二系統(tǒng)孔連通來引導系統(tǒng)流體以一個方向流過系統(tǒng)；偏移該閥門元件使其從第一位置運動到第二位置；消耗掉壓力差使閥門元件能夠抬起；隨該偏移力將閥門元件沿一個使閥門元件不與底座接觸的行進路線從第一位置移動到第二位置；使閥門元件以第二位置重新落坐到閥門底座上；當閥門元件以第二位置落坐時，通過經(jīng)閥門元件將低壓孔與第二系統(tǒng)孔連通、將高壓孔與第一系統(tǒng)孔連通來將系統(tǒng)流體的流體方向換向。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中由一個有效的驅動裝置將該閥門元件偏移以便當壓力差消失時使其從一個位置運動到另一個位置。
本發(fā)明進一步的特點和優(yōu)點將從以下對一個本發(fā)明優(yōu)選實施模式的描述中變得更加明顯，其中所參考的附圖為

圖1是一個根據(jù)本發(fā)明構造的，與示意圖的制冷系統(tǒng)相連的換向閥門的透視部件分解圖；圖2是一個圖1的閥門的剖視圖，該閥門是組裝好了的，并且正處在閥門元件完成其使系統(tǒng)流動方向換向的移動的瞬間或壓縮機被關閉且系統(tǒng)的壓力相等的時刻；圖2A是一個大約從圖2的2A-2A線所表示的平面所看到的視圖；圖3A是一個大約從圖3B中的3A-3A線所表示的平面所看到的剖視圖；圖3B是一個與圖2相似的剖視圖，其中示意地圖示了閥門的一個操作狀態(tài)，同時為清楚起見省略了許多閥門零件；圖3C是一個大約從圖3B中的3C-3C線所表示的平面所看到的剖視圖4A是一個大約從圖4B的4A-4A線所表示的平面所看到的剖視圖；圖4B是一個與圖2相似的剖視圖，其中示意地圖示了閥門的一個操作狀態(tài)，同時為了清楚起見省略了許多閥門零件；圖4C是一個大約從圖4B中的4C-4C線所表示的平面看到的剖視圖；圖5A是一個大約從圖5B中的5A-5A線所表示的平面所看到的剖視圖；圖5B是一個與圖2相似的剖視圖，其中示意地圖示了閥門的一個操作狀態(tài)，同時為了清楚起見省略了許多閥門零件；圖5C是一個大約從圖5B中的5C-5C線所表示的平面所看到的剖視圖；圖6A是一個大約從圖6B中的6A-6A線所表示的平面所看到的剖視圖；圖6B是一個與圖2相似的剖視圖，其中示意地圖示了閥門的一個操作狀態(tài)，同時為了清楚起見省略了許多閥門零件；圖6C是一個大約從圖6B中的6C-6C線所表示的平面所看到的剖視圖；根據(jù)本發(fā)明用于流體系統(tǒng)中的流體反向所構造的一個閥門20如附圖所圖示。該優(yōu)選的和圖示的閥門20是一個安裝在一個蒸氣壓縮制冷如象一個熱泵(圖1)這樣的系統(tǒng)S中的制冷劑流體換向閥門。該系統(tǒng)S可以有任何傳統(tǒng)的或適當?shù)慕Y構并被圖示為包括一個壓縮機C、分別于室內(nèi)和室外的熱交換器IX和OX、以及配置在這兩個熱交換器之間的蒸發(fā)裝置XD。參考圖1和圖2，閥門20包括一個殼體部件22，一個設置在該殼體中的閥門元件24，一個用來將閥門元件支撐在殼體中的閥門支座26和一個用來在殼體中在第一和第二位置之間移動該閥門元件24以便將經(jīng)過系統(tǒng)S的制冷劑的流動方向換向的驅動器28。
殼體部件22限定了一個容納閥門元件24并與系統(tǒng)S連通的內(nèi)部腔室30。該優(yōu)選的殼體部件22包括一個其對置的端部分別被一個整體園頂端帽34和一個成孔板36密封的圓柱形壓力容器32。該成孔板36被熔焊或銅焊到容器32上以便使殼體部件輕易地經(jīng)受住高的內(nèi)壓力。參考圖1，制冷劑流體管40-43都密封地與板36上形成的制冷劑孔45-48相連。流動管40密封地與壓縮機的輸出管以及孔45(高壓孔)連接以便將高壓、高溫的氣態(tài)制冷劑引導到殼體部件中。流體管41密封地與壓縮機的輸入管口以及殼體孔46(低壓孔)連接以便將低壓的相對低溫的制冷劑從殼體部件引導至壓縮機中。流體管42密封地與室外熱交換器OX以及系統(tǒng)孔47連接以便在室外熱交換器和殼體部件22之間輸送到制冷劑流體。流動管43密封地與室內(nèi)熱交換器IX以及系統(tǒng)孔48連接以便在室內(nèi)熱交換器IX和殼體部件22之間輸送制冷劑流體。這些流體管最好是用紫銅或是一種類似的、適合于將其與系統(tǒng)制冷劑流體管線和成孔板36進行銅焊或等效焊接的材料做成的。
閥門元件24相對于殼體部件在其相對于成孔板36的兩個可選擇位置之間運動以便引導制冷劑是以一個方向而后以相反的方向流過系統(tǒng)S。閥門元件24包括一個基本上為圓柱形的松馳地裝配在壓力容器32之中的閥門零件50和一個固定在槽54中并圍繞零件50擴張以便與殼體壁相接合的節(jié)流環(huán)52。該節(jié)流環(huán)52被構造成一個活塞環(huán)狀的并在環(huán)52各自相對的軸向側面有效地將腔室30分割成腔室部分30a，30b。
該閥門零件50限定一個面對孔板36的基礎部分56，一個限定了槽54和支撐密封環(huán)52的遠處導向部分58，和一個在導向和基礎部分之間的中心體部分59。該基礎部分59限定了一個對著由孔板36限定的一個平面閥門底座61的平面閥門底座表面60和開在表面60上的制冷劑引導流體通道62，64。流體通道62是一個在基礎部分56中的、細長的、圓頂狀的凹口，其開口在底座表面60上。該流體通道62總是對準低壓孔46，被稱為低壓通道。流體通道64是一個在基礎部分56中的彎曲的凹口，它總是對準高壓孔45。被稱為高壓通道的通道64在基礎部分的密封表面60上開口并對于基礎部分直徑接近環(huán)形180°地進入腔室部分30a。一個在流動通道62，64之間延伸的無孔隔板68形成了底座表面60的一部分。隔板68限定了一個延伸到流體通道64中的凸起狀的凸臺69。
在圖示的閥門零件50中底座表面60由一個連接在閥門元件基礎部分端面的板狀彈性墊圈60a形成。墊圈60a和基礎部分端面本身的尺寸和形狀大體相似。底座表面60與孔板底座61一致，這樣當?shù)酌姹砻?0和底面61接合時，該墊圈材料被彈性地壓縮并且該表面有效地將通道62中的低壓制冷劑與包圍底座表面60的腔室部分30a中的高壓制冷劑隔離開。
當該閥門元件在其第一位置時，流體通道64對準孔45，48，這樣從壓縮機來的高壓制冷劑被引導至熱交換器IX。同時流體通道62對準系統(tǒng)孔47和低壓孔46，這樣通道62將制冷劑從熱交換器OX連通到壓縮機的輸入端。
閥門元件通過軸向移動離開孔板36而運動到其第二位置，繞殼體部件的縱軸70旋轉90°并移回至與孔板36接合。當閥門元件處于其第二位置時流體通道64連通孔45，47，而流體通道62連通孔46，48。這樣高壓汽態(tài)的制冷劑經(jīng)孔45，47從壓縮機引導到熱交換器OX，而低壓制冷劑經(jīng)孔46，48從熱交換器IX返回到壓縮機中。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中閥門零件50帶有一個軸70上從隔板68伸出進入到孔板36中的一個盲孔中的樞軸71(圖2)。當閥門元件相對底座51來回移動時該樞軸71使閥門元件在盲孔中轉動和軸向滑動的過程中保持對準軸70。該閥門零件的導向部分58在遠離樞軸71的地方支撐環(huán)52，這樣當閥門元件軸向地移向和移開底座51時該閥門元件保持精確地對準軸70。
這樣構造和安置節(jié)流環(huán)52使得高壓制冷劑通過它逐漸地泄漏到遠離孔45-48的腔室部分30b中直至環(huán)52兩側的壓力相等為止。該優(yōu)選的環(huán)是一個端部搭接的塑料封流環(huán)，用它來阻礙但不中斷通過閥門元件的流體的流動。當與殼體壁和閥門元件的材料接合時該環(huán)52有一個低的滑動摩擦系數(shù)。該環(huán)52不會在很大程度上摩擦地抵抗閥門元件相對于殼體的運動。
當腔室30a，30b中的壓力相等時(這是閥門的正常操作條件)腔室部分30b中的壓力基本上是壓縮機輸出壓力的水平。作用于流體通道62有效面積上的壓力基本上處于壓縮機輸入端的水平。從而該閥門零件底座表面60通過加在閥門元件24上的凈壓力差被強烈地推到與底座61緊密密封的接合。
在某些應用中增大由環(huán)52提供的受限流體是理想的。通過做成一個在閥門零件中在腔室部分30a，30b之間延伸并繞過環(huán)52的輔助受限流體通路(沒有圖示出)能夠達到這一點。該流體通路提供了快速的壓力平衡，這樣閥門元件在變換位置之后迅速地落坐在孔板上。
構造和安置閥門支座26使支撐閥門元件24相對于殼體部件22進行軸向的和旋轉運動而保持該閥門元件對準殼體部件的軸70。該圖示的支座26包括一個將閥門元件24對中在軸70上的導向元件74和一個將閥門元件組合到導向件72上的心軸元件74。該心軸元件74與閥門元件固定以便與閥門元件一起轉動和軸向移動。導向元件72被約束成只能在容器中進行軸向移動。
該導向元件72在壓力容器32中同閥門元件24一起軸向滑動，同時還保持閥門元件精確地對準軸70。該圖示的導向元件72包括一個與軸70對中的扁平的圓形零件76，以圓周上相隔一定間距的位置從該零件的外圓表面上軸向伸出的筋78，和一個與筋共同從零件72延伸和從該零件的外圓表面徑向向內(nèi)地連接筋的圓柱形套筒狀部分80。
當導向元件在殼體22中軸向移動時筋78在容器壁上移動。這些筋78的定向使它們的窄的徑向外邊緣在圓周上相隔一定間距的位置與容器壁接合。筋都相當窄這樣就形成了與容器壁的低滑動摩擦接觸。該套筒部分80加強了筋并固定了零件76。零件76限定了一個在軸70上的容納心軸的支承開孔81(圖2)，該支承開孔被加強凸緣所包圍。
心軸元件74連接閥門元件24和導向元件72以便進行同軸運動并將扭矩從驅動器28傳送到閥門元件24以便使閥門元件在其各位置之間轉動。這樣心軸元件與閥門元件一起繞軸70轉動并沿該軸軸向地移動。該心軸元件74通常為杯狀并帶有一個與導向元件72相對的圓形基座82，一個由徑向延伸的固定在閥門零件導向部分58上的法蘭83所限定的開口端，一個從基座82中伸出經(jīng)過導向元件支承開孔81的樞軸84。
優(yōu)選的心軸法蘭83落坐在閥門元件24上并與閥門元件連接，這樣心軸元件和閥門元件就象一個零件那樣運動。該心軸法蘭基本上是圓環(huán)形的只是在其圓周方向有一個定位凹口83a。該法蘭83落坐在閥門元件導向部分表面58a上的與其相一致的凹槽中，這樣該凹口83a與導向部分表面上凹槽的鑰匙狀部分相互配合。這樣就確保當心軸元件和閥門元件連接在一起時能精確的對準。
優(yōu)選的和圖示的樞軸84將心軸和導向元件72，74栓鎖在一起以保證它們共同的軸向運動，同時，允許它們之間的相對運動。樞軸84包括四個半圓柱形的臂，該臂從基座82伸出穿過開孔81。每個臂限定一個栓鎖結構85，該栓鎖結構具有一個終止于栓鎖表面85b的截頭圓錐狀的凸輪部分85a。該凸輪部分85a逐漸偏轉離開伸出的樞軸臂端，這樣當這些臂被插入穿過開孔81時該凸輪部分85a與開孔側面接合并彈性地將該臂偏斜直至該凸輪部分完全穿過了開孔81為止。在這個時候，栓鎖表面85b迅速從軸70徑向向外地與由導向元件基座76形成的定位器表面咬合成相對的、栓鎖的關系，并立即包圍開孔81。當樞軸栓鎖到位后它們松馳地容納于開孔81中，這樣心軸和導向元件之間的相對轉動變得更為方便。
驅動器28使閥門元件在第一和第二位置之間移動。優(yōu)選的驅動器包括一個用于將閥門元件24抬起并從一個位置將其軸向移動的控制閥門90(見圖3-6)，一個作用在抬起的閥門元件上用于將它轉到對準其兩個位置中的一個并使它重新落坐到閥門元件上的驅動器機構92，和一個用于控制閥門90和驅動器機構92的操作器94。
該操作器94驅動控制閥90以便抬起閥門元件，并且它還調(diào)節(jié)驅動器機構92以便將閥門元件移動到其兩個位置中的一個。該操作器包括一個低動力的螺線管100和一個由螺線管100接合并上下移動的操作滑塊102。該螺線管100由一個適當?shù)拈_關(機械的或電的)進行通電和斷電以便實現(xiàn)制冷系統(tǒng)中制冷流體的反向，該開關沒有在圖中表示，它本身可以被一個定時器、一個溫度傳感器或任何其它合適的或傳統(tǒng)的裝置所控制。
當該螺線管100被斷電時閥門20被推動至并保持在其第一位置(圖3A-C)。當螺線管100被通電，閥門20被推動至并保持在其第二位置(圖6A-C)。該螺線管100被圖示為包括一個固定在殼體部件22上的線圈部件110(圖1)，一個延伸穿過該線圈部件和殼體容器(32)的壁到達滑塊102的可動鐵心部件111。
線圈部件100包括一個繞在管形線圈管上的絕緣線圈，一個密封線圈并形成一個與線圈出頭相連的電極接線端結構110b的鑄塑零件110a，一個部分地包圍該線圈的磁力線導通框架110c，和一個與可動鐵心部件共同作用以及支撐螺線管110并將其與殼體部件密封連接的電極塊112。該電極塊112是一個管形圓柱體的、可導磁的元件，它密閉地焊接在殼體壁孔中并垂直于軸70地伸出該殼體壁。該電極112部分地伸入到線圈和零件110a中，而該電極的中心孔用作可動鐵心的導軌。
該框架110c是一個基本上為U形的可導磁金屬薄板元件，它有支架113和一個彎曲的部分114。該線圈和零件110a被容納在支架113之間。該支架形成一條直線的可動鐵心開口，而這些開口又與一個穿過該線圈和零件110a的中心圓柱形開孔成一條直線。該可動鐵心部件111延伸穿過線圈、零件和框架上的開口并密封地與電極塊112連接。
該可動鐵心部件111包括一個在遠離殼體部件22的端部103a被封閉、并且在鄰近腔室30的地方與電極112密封地相連接的薄壁管狀殼體130；一個在殼體130中在電極112和封閉的殼體端130a之間的圓柱體可動鐵心元件134；一個延伸穿過電極塊的孔以便將可動鐵心的運動傳遞到滑塊102上的推桿136。該電極塊112、框架110c和可動鐵心元件134都是可導磁的并形成了磁回路以便當線圈通電時使該回路中的磁通量產(chǎn)生一個將可動鐵心推向電極塊的磁勢力。該殼體130是由非磁材料如紫銅或非磁不銹鋼做成的，并且它相當薄以便減小磁回路中的磁通間隙。開口的殼體端部密封地銅焊在電極塊上。
線圈和可動部件可分離地連接在一起以便進行迅速和簡單地組合和分離。優(yōu)選的線圈和可動鐵心部件是通過一個夾子元件138(圖1)連接的，該夾子元件彈性地夾緊電極塊112，同時在線圈處于框架支架113之間時將該框架110c鎖定在電極塊和可動鐵心部件上的裝配位置上。該電極塊帶有一個設置在靠近閥門殼體22的框架支架113的內(nèi)表面附近的環(huán)形溝槽。該夾子元件最好是一個裝有一個發(fā)夾形物的鋼絲彈簧。框架和線圈都裝配到可動鐵心部件上，該彈性夾子人工地插入到框架支架和線圈端頭之間最靠近殼體22的地方。該夾子滑到電極塊溝槽中并彈性地夾緊該電極塊，防止框架的移動并將諸部件鎖定在一起。
可動鐵心元件134被圖示為是一個圓柱形元件，它的外表面部分由在該元件的長度方向延伸的、插入與殼體管130的內(nèi)表面平滑接合的圓柱體彎曲表面部分的相同的平板所形成。該可動鐵心元件134在殼體130中被該圓柱體彎曲表面部分軸向地導向，而該插入板為由可動鐵心元件的運動所排出的流體的流動提供了通道。
推桿136將可動鐵心元件的運動傳到滑塊102上以便驅動閥門元件24。該推桿136和電極孔之間的間隙使流體能夠流進和流出殼體管130，這樣那些原本可能會被截留的流體就不會阻礙可動鐵心的運動。推桿136被圖示為由非磁材料做成的一個直的圓柱體元件。
圖示的和優(yōu)選的滑塊102相對于閥門元件在第一和第二位置之間移動以便驅動控制閥門90，以便將閥門元件抬起。圖示的滑塊102還在它改變位置時能調(diào)整驅動器以便將閥門元件24從一個位置轉動到另一個位置。該滑塊102包括一個由推桿136相接合以便在螺線管通電時相對軸70進行橫向滑動的零件140，一個與推桿相對反作用于零件140以便當螺線管斷電時將滑塊、推桿和可動鐵心元件送回到其初始位置的壓縮彈簧142。
該滑動零件140被圖示為一個環(huán)形的元件，它嵌套在導向元件72中并落坐在閥門元件導向表面和心軸法蘭83上以便進行相對于軸70的橫向滑動。對著閥門元件24的表面該軸向滑動零件限定有徑向配置的支腳144(圖1)，該支腳伸出并與閥門元件導向部分以及心軸法蘭83相接合。該支腳144提供了較低摩擦的閥門元件和滑動零件140之間的相對轉動以及滑動零件相對軸70的橫向滑動。該滑動零件在支腳144之間的表面部分146是平的并退離閥門元件導向部分。滑動零件的外圓表面148與殼體部件的內(nèi)壁有一定的間距并軸向地鄰近導向元件套筒80。
壓縮彈簧142在與推桿直徑地相對的位置反作用于滑動零件140。圖示的彈簧是一個設置在滑動零件的相配的盲孔149中的螺線壓縮彈簧。該彈簧被導向筋78a壓縮并保持在其位置上。該筋78a從導向元件套筒80處徑向向內(nèi)地延伸并進入一個窄的、徑向延伸的滑動元件狹口150中，該狹口平分孔149。彈簧142就這樣被筋78a限制在孔149中。伸出的筋的端部是楔形的以便于壓縮彈簧142時將導向元件組合到滑動零件140上。
滑塊102與閥門元件24一起沿軸70運動，但卻不能相對殼體與閥門元件一起轉動。圖示的滑動元件通過螺線管推桿136來防止與閥門元件一起的轉動。該推桿伸過電極孔進入到閥門殼體腔室部分30b中并進入一個窄的滑動零件狹口152。該滑動零件狹口152緊貼著推桿136但卻可滑動地將其容納在滑動零件內(nèi)與軸70平行地延伸。
無論螺線管100通電還是斷電，控制閥90都在閥門元件中將腔室部分30b與負壓流體通道62連通。當操作控制閥時，腔室部分30b中的壓力突然地減少到明顯低于腔室部分30a中的壓力(原來在壓縮機輸出壓力的水平)。所產(chǎn)生的腔室部分30a，30b之間的壓力差立即將閥門元件抬起，將其軸向移開板36。閥門元件24在其抬起時帶著閥門支座26和滑塊102一起移動。這些零件基本上都不與閥門殼體壁相接合，這樣，它們在軸70方向上的運動就沒有受到妨礙。閥門元件24可相對于導向元件72和滑塊102自由地轉動，所以存在一個可忽略的抵抗閥門元件繞軸70旋轉的摩擦力。
在閥門元件被抬起后，孔45，46在腔室30a中相互連通而環(huán)52和控制閥90將腔室30a，30b連通。閥門元件兩端之間的壓力差被明顯地減小，因此閥門元件24趨于停留在抬起的位置，在這個位置上它可以自由地繞軸70轉動。
在圖示的換向閥中控制閥90包括第一和第二閥門元件160，162，該閥門元件由滑動零件140攜帶，并與一個從閥門元件通道62開始的穿過閥門元件導向部分表面58a進入腔室30b的孔道164共同作用。每個閥門元件160，162被顯示成一個裝在各自的滑動零件導向開孔166之中的提動閥(見圖3-6)。該提動閥被配置成相對滑動零件中心軸70相互間隔剛剛大于90°。當閥門元件24在其第一位置時提動閥160關閉孔道164(圖3)。當閥門元件在其第二位置時提動閥162關閉通道164(圖6)。提動閥被導向元件套筒限制在各自的開孔166中，該套筒80(見圖3-6中沒有顯示出，圖1)總是保持對準并開關閉或接合每個提動閥的端部。
滑塊102被從圖3的位置移動到圖4的位置以便沿閥門導向部分表面58a滑動提動閥160并打開孔道164。當閥門零件完成其90°的旋轉進入軸向對準其第二位置(如圖5A-C所示)時滑動零件140同時將提動閥162移動到蓋住孔道164的位置。打開的孔道164將腔室部分30b與低壓流體通道62連通，這樣，腔室部分30b中的壓力立即減到壓縮機的輸入壓力水平。該閥門零件然后抬起并繞軸70轉動90°在閥門元件已經(jīng)轉動之后驅動器機構通過移動提動閥162以截斷通道164來操縱控制閥90以便重新關閉該通道。
當要將制冷劑流體反向時閥門元件24返回其第一位置(圖3)。螺線管100將滑塊102從其圖5的位置移到其圖3的位置。當閥門元件完成其轉動時提動閥162與滑塊一起移動以打開孔道164而提動閥160移到蓋住孔道164的位置。必須注意到無論那個提動閥連接和密封通道164它都被壓力差牢牢地固定。該提動閥由塑料材料做成，這種塑料與閥門導向部分表面58a的滑動摩擦系數(shù)很小。當通道164被打開時加在提動閥上的壓力差不會明顯地阻礙提動閥的運動。
驅動器機構92繞軸70在第一和第二位置之間來回轉動抬起的閥門元件24(圖示在圖3和6)并將閥門元件重新落坐。圖示的驅動器機構92包括一個對流體壓力敏感的驅動活塞部件170和一個連帶的凸輪傳動裝置172。
驅動活塞部件170沿軸70上下移動凸輪傳動裝置的元件。該活塞部件170包括一個由閥門元件24攜帶的驅動活塞180，一個在閥門元件24和驅動活塞之間起作用的活塞彈簧182，一個在閥門元件和活塞之間起密封作用以產(chǎn)生一個包含該活塞彈簧的活塞腔室186的活塞密封件184。一個通道188(圖3-6)總是將流體通道62與活塞腔室186連通。一個在閥門元件底座表面60和活塞腔室186之間延伸的流體通道189能夠只在閥門元件被抬起時連通腔室部分30a和活塞腔室186。
活塞180被安裝成可沿軸70的方向相對閥門元件24上下移動。圖示的活塞是一個杯狀的基本上為圓柱形的元件，它安裝在閥門元件表面58a上的圓柱形開孔190中并與軸70對中。該活塞彈簧182是一個螺線壓縮彈簧，它包圍一個伸入開孔190和活塞中的彈簧導向件192。
當閥門元件24在其第一或第二位置而腔室部分30a，30b都處在壓縮機輸出壓力的水平時，活塞180被完全壓入開孔190中，完全將彈簧182壓縮。該活塞被壓下是因為經(jīng)通道188到流體通道62該活塞腔186內(nèi)的壓力保持在壓縮機輸入端的水平?；钊?80的兩端之間的壓力差產(chǎn)生了一個力，該力超過了彈簧力和任何由密封件184引起的阻礙運動的摩擦力。
活塞密封件184與閥門元件開孔190的圓柱形壁密封地接合以阻礙通過活塞的泄漏。優(yōu)選的密封件是一個與活塞本身連續(xù)模壓的柔性圓環(huán)形凸緣。其它的密封結構也可以加以使用，如O形圈。當活塞沒有受到壓力差時活塞彈簧182施加一個大于足以克服由密封件184產(chǎn)生的阻礙上下運動的摩擦的力并移動該活塞。
當閥門元件24被抬起，腔室部分30b中的壓力基本上與閥門元件流體通道62中的壓力相同，因此，活塞180沒有受到明顯的壓力差。從而作用在活塞180上并抵抗彈簧182的壓力就消失了。于是活塞彈簧182就迫使活塞移出閥門開孔190并進入心軸元件74。由彈簧的儲存能量產(chǎn)生的活塞運動激勵凸輪傳動裝置172轉動閥門元件。活塞的這種狀態(tài)由圖5A-C表示。
凸輪傳動裝置172在滑塊102和閥門元件24之間起作用以便相對殼體22轉動該閥門元件?；钊?80通過舌榫和狹口結構被有效地鎖在心軸元件上，這樣閥門元件被迫反對相對于閥門元件的轉動。心軸元件帶有一個與相應的活塞狹口(圖1)相互配合的舌榫194。心軸元件同樣帶有一個容納相應的活塞舌榫的狹口196(圖1)。
當活塞從閥門元件24中冒出時凸輪傳動裝置172就轉動閥門元件，使它對其兩個位置中的一個。該凸輪傳動裝置172包括在驅動活塞180相反的側面形成的凸輪表面或凸輪滑邊200，202，在滑塊102上形成的在直徑上相對的隨動器204，206。凸輪滑邊200可與隨動器204相接合使閥門元件24繞軸70以一個方向轉動。凸輪滑邊202可與隨動器206相接合使閥門元件24繞軸70以相反的方向轉動。
凸輪表面200是一個螺線形的凸輪滑邊，它從活塞180的封閉端沿其外表面延伸至相反的活塞端的一個與活塞密封件184軸向相隔一定距離的位置。構造凸輪滑邊200使得當活塞移動通過其行程時凸輪滑邊200和隨動器204接合的空間位置相對于活塞軸70經(jīng)過90°的弧度。
凸輪表面202是一個螺線形的凸輪滑邊，它從活塞180的封閉端沿其外表面延伸至相反的活塞端的一個與活塞密封件184軸向相隔一定距離的位置。構造凸輪滑邊200使得當活塞移動通過其行程時凸輪滑邊202和隨動器206接合的空間位置相對于活塞軸70經(jīng)過90°的弧度。凸輪滑邊200，202的螺旋角相同但它們的旋向或方向相反。凸輪滑邊在它們靠近活塞密封件的端部互相鄰近并在相反的伸出的活塞端相互鄰近。
每個凸輪隨動器204，206由一個凸出部分形成，該凸出部分從滑動零件140的內(nèi)圓表面徑向向內(nèi)延伸以便與各自的凸輪滑邊200，202接合。凸輪隨動器204，206延伸穿過心軸元件側壁上的帶缺口開孔208(圖1)以便與凸輪軌道接合。有缺口的開孔208很大并可以讓閥門和心軸元件在它們可選擇的位置之間轉動而不會干涉凸輪隨動器。當裝配閥門10時隨動器通過心軸元件的基座82上的狹口82a。
當閥門元件24處于其第一(圖3)位置并要將系統(tǒng)流體反向時，螺線管被通電并移動滑塊102使凸輪隨動器204與凸輪滑邊200在活塞的凸出端接合(圖4)。同時滑塊102將隨動器206移開其對準凸輪滑邊202的位置?；瑝K102還移動提動閥160使其打開孔道164并使閥門元件24上抬。見圖5。
當閥門元件24被抬起，活塞彈簧182迫使活塞180移出圓柱形開孔190，且閥門元件24轉入到對準其第二位置(圖6)。隨著活塞180從閥門元件開孔190中冒出，凸輪滑邊200和隨動器204接合并相對運動?；瑝K102被固定成不能相對殼體部件22轉動而活塞180被固定成不能相對閥門元件24轉動。從而，隨動器204和凸輪滑邊200之間的反作用力使閥門元件24繞軸70旋轉一個隨動器和凸輪滑邊接合的90°的角度。該抬起的閥門元件對準其第二(圖6)位置。
在圖示的閥門20中，活塞180帶有相同的突齒狀的、從凸輪滑邊200，202徑向向外的凸輪元件210(見圖1)。當活塞接近其行程的端部而凸輪滑邊200與隨動器204接合時，凸輪元件210與隨動器206共同作用。每個凸輪元件210都提供了一個軸向延伸的凸輪狹口211以便在活塞完成其行程并完全伸出閥門元件時對相應的隨動器204或206進行導向。
值得一提的是當閥門元件24剛開始抬起而驅動器機構剛開始轉動該閥門元件時，通道189被打開并直接暴露給高壓、熱氣態(tài)的、從系統(tǒng)直接流到腔室部分30a中的制冷劑。通道189使一些高壓氣體直接流入活塞腔室186，這樣就有效地，至少是基本地補充了彈簧182驅動活塞的力。
當閥門元件完成其旋轉并對準了其第二位置時，驅動器28以一個或兩個獨立的方法重新落坐在閥門元件24上。第一個方法是，驅動器機構施加一個促使閥門元件與底座60接合的力。第二個方法是，當閥門元件完成其旋轉時控制閥90起作用以重新建立使閥門元件落坐的閥門元件兩端的壓力差。
當活塞180完成其相對于閥門元件24的行程而不能進行相對于殼體部件22的軸向運動時驅動器機構促使閥門元件24到其底座61上。因此，閥門元件24在殼體部件中軸向運動到達底座61上。優(yōu)選的和圖示的活塞180包括一個桿狀的延長元件215，它穿過樞軸地伸出以便與殼體端帽34接合。閥門元件24在活塞180到達其行程的端頭和活塞延長件215與端帽接合之前完成其旋轉。隨著活塞繼續(xù)其行程延伸件215與端帽接合并限制了活塞元件相對于殼體部件的進一步的軸向運動。壓縮彈簧182繼續(xù)在活塞和閥門元件之間起作用這樣就有一個閥門落坐反力施加到閥門元件上，該力促使閥門元件到達底座61上。
在本發(fā)明的圖示和優(yōu)選的實施例中，每個凸輪滑邊200，202與相應的凸角狀凸輪210的表面配合部分地形成了每一個軸向延伸的凸輪狹口211。每個該凸輪狹口211底部是由一個鄰近活塞密封件184的軸向當阻擋面217形成的。凸輪隨動器204，206與該軸向阻擋面接合以防止活塞進一步移出閥門元件。該軸向延伸的凸輪狹口211在閥門元件已經(jīng)旋轉90°之后容納凸輪隨動器并允許活塞繼續(xù)其相對于閥門元件的軸向行程。該軸向延伸的凸輪狹口211限制活塞使其不能相對于閥門元件旋轉，否則這種旋轉可能會使閥門元件與底座61和控制閥90錯位。
雖然由驅動器機構提供的閥門落坐力在剛開始時局限于彈簧182的所產(chǎn)生的落坐力，但是腔室部分30b的壓力最終會上升并以一個強大的壓力差落坐力來補充該彈簧力。
驅動器機構92驅動控制閥90是通過將閥門元件轉動90°使孔164移到一個被提動閥162蓋住并緊密密封的位置來進行的。這就截斷了腔室30b與低壓流體通道62的連通。由于受限的制冷劑流過節(jié)流環(huán)52，該腔室(30b)的壓力開始上升到壓縮機輸入壓力的水平。加在閥門元件24上的壓力差的合成力使該閥門元件重新落坐在其第二位置上(圖6)。
一旦閥門元件24重新落坐，活塞腔室186經(jīng)通道188重新與壓縮機的輸入負壓相連通?；钊?80經(jīng)受到一個加在其上的壓力差(腔室部分30a的高壓和活塞腔室186的低壓之間)，該壓力差遠遠超過彈簧182施加在活塞上的力?；钊瓦@樣被強迫退入閥門元件開孔190中，并完全壓縮彈簧182。注意，當活塞180被迫進入閥門元件開孔中時，不存在使閥門旋轉的趨勢，因為凸輪表面200，202和對應的隨動器204，206不接合也沒有進行驅動閥門元件的對位。
當要再進行制冷劑流體的反向時，螺線管100被斷電?；瑝K102從其圖6的位置移動，將隨動器206對準凸輪滑邊202。提動閥162從孔道164移開，從而抬起閥門元件?；钊?80兩端的壓力差被消除且活塞180從閥門元件開孔190中冒出。
隨著活塞通過其行程，凸輪滑邊202和隨動器206接合并互相相對運動?；瑝K102被固定為不能進行相對于殼體部件22的轉動而活塞180被固定為不能進行相對于閥門元件的轉動。從而隨動器206與凸輪滑邊202之間的反作用力使閥門元件24繞軸70旋轉一個由凸輪滑邊202所占的90°的角度。該仍舊抬起的閥門元件24對準其第一(圖3)位置。
活塞180繼續(xù)其行程，使延伸件215與殼體部件的端帽接合，這樣，活塞彈簧182有效地迫使閥門元件與底座61接合。凸輪隨動器204，206隨著活塞繼續(xù)其行程而移入它們對應的軸向凸輪狹口211中。該凸輪狹口211確保閥門元件在移向其底座時不會產(chǎn)生旋轉。
當抬起的閥門元件一開始對準其圖3的位置時，提動閥160截斷孔道164，這樣腔室30b不再與流體通道62連通。隨著受限制冷劑流過節(jié)流環(huán)52，該腔室(30b)的壓力開始上升到壓縮機的輸入壓力水平。腔室30b中的上升的壓力產(chǎn)生了一個加在閥門元件24上的壓力，迫使該閥門元件與底座61形成牢固的落坐關系(圖3)。由于施加在其上的壓力差，活塞180也同樣被迫反著彈簧力退入閥門開孔中。
閥門20的結構和操作使它能用于很多不同尺寸的制冷系統(tǒng)中而設有閥門不能完成換向運動的重大危險。其理由是這種新閥門不依賴于明顯的系統(tǒng)壓力差的連續(xù)存在來完成換向。假設當壓縮機C剛被關閉時一個相對較小容量的系統(tǒng)S要求進行換向。螺線管100驅動控制閥90以便抬起閥門元件24。經(jīng)被抬起的閥門元件系統(tǒng)的高和低壓側被連通。由于系統(tǒng)S小，它包含少量的制冷劑而且熱交換器也小。這樣系統(tǒng)的壓力迅速達到相等。然而依靠儲存在彈簧182中的能量該閥門元件24轉到對準其兩個位置中的一個，并且在活塞180完成其行程時由彈簧力使該閥門元件重新落坐。閥門的這種狀態(tài)被圖2顯示。當壓縮機再次循環(huán)到了＂開＂時，逐漸在腔室30a，30b中建立起了壓力，產(chǎn)生了一個壓力差，該壓力差使閥門元件穩(wěn)固地落坐同時再次壓下活塞180將能量儲存在彈簧182中以便完成下一次換向。
另外，由于閥門元件24在其所處的位置之間移動時是抬起的，所以不需要高強度、耐摩擦的底座和閥門滑動表面。閥門20的大部分組件可以由鑄塑的零件構成。殼體部件、流體管、螺線管和彈簧基本上由金屬構成。其它的零件都是塑料的。生產(chǎn)新閥門的勞動力和材料的費用遠比生產(chǎn)已有閥門的小。
雖然在此只詳細地圖示和描述了一個本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明不限于所揭示的精確結構。對于在本技術領域熟練的人來說本發(fā)明可以產(chǎn)生各種修正變形和應用。在此本發(fā)明覆蓋了落入本發(fā)明權利要求精神和范圍內(nèi)的所有這樣的修正變形和應用。
權利要求
1.一種用于蒸氣制冷系統(tǒng)的換向閥包括a.一個限定了一個腔室的殼體，該腔室?guī)в薪?jīng)一個腔室壁通到所說腔室中的一個高壓孔、一個低壓孔和第一和第二系統(tǒng)孔；b.一個配置在所說殼體中以便與所說壁基本平行地在第一位置和第二位置之間運動的閥門元件，在第一位置中所說閥門元件將所說低壓孔與所說第一系統(tǒng)孔連通同時將所說高壓孔與所說第二系統(tǒng)孔連通，在第二位置中所說閥門元件將所說低壓孔與所說第二系統(tǒng)孔連通，同時，將所說高壓孔與所說第一系統(tǒng)孔連通，當所說閥門元件在所說第一和第二位置時截斷所說高和低壓孔的連通；c.所說閥門元件受到一個凈壓力差而使得所說閥門元件牢固地落坐于所說第一或第二位置，以便防止所說高壓孔和所說低壓孔之間的泄漏，d.一個用來反轉作用在所說閥門元件上的凈壓力差的方向使所說閥門元件抬起并移開其第一或第二位置以便進行到達另一個位置的移動的驅動器。
2.根據(jù)權利要求1的閥門，其特征在于所說驅動器包括當所說閥門元件落坐在一個位置上時有封閉位置的控制閥，所說控制閥打開使壓力差反轉并抬起所說閥門元件。
3.根據(jù)權利要求1的閥門，其特征在于所說驅動器進一步包括一個閥門元件驅動器機構以便當所說閥門元件被抬起時在所說第一和第二位置移動所說閥門元件。
4.根據(jù)權利要求3的閥門，其特征在于所說驅動器機構移動所說閥門元件繞一根軸轉動。
5.根據(jù)權利要求3的閥門，其特征在于所說驅動器機構包括彈簧裝置，該彈簧裝置在所說閥門元件落坐時被加載，而在所說閥門元件抬起時被去載以便為移動所說閥門元件提供能量。
6.一個用于流體系統(tǒng)中將流體方向換向的閥門包括a.一個限定一個高壓孔、一個低壓孔和第一和第二系統(tǒng)孔的殼體；b.一個在所說殼體中的閥門元件，所說閥門元件落坐在一個第一位置上，在此所說閥門元件將所說低壓孔與所說第一系統(tǒng)孔連通，并且截斷所說高壓孔和所說低壓孔之間的泄漏，所說閥門元件受到了一個壓差落坐力，該力將所說閥門元件穩(wěn)固地推在所說第一位置。c.所說閥門元件落坐在一個第二位置上，在此所說閥門元件將所說低壓孔與所說第二系統(tǒng)孔連通，并且，截斷所說高壓孔和所說低壓孔之間的泄漏，所說閥門元件受到了一個壓差落坐力，該力將所說閥門元件穩(wěn)固地推在所說第一位置。d.一個用來在所說位置之間移動所說閥門元件的驅動器，所說驅動器結構包括可以將作用在處于所說第一或第二位置上的所說閥門元件上以便抬起所說閥門元件的壓力差的方向反轉的控制閥，和一個于所說閥門元件上以便移動所說抬起的閥門元件對準所說的另一個位置的驅動器機構。
7.根據(jù)權利要求6的閥門，其特征在于所說驅動器機構包括一個用來繞一根軸相對所說殼體轉動所說閥門元件的凸輪傳動裝置。
8.根據(jù)權利要求6的閥門，其特征在于驅動器機構包括一個對流體壓力敏感的、用來移動所說抬起的閥門元件的活塞部件，所說活塞部件包括一個根據(jù)所施加的流體壓力差而相對于所說殼體上下移動的活塞元件和一個在一個方向反對活塞的運動而在另一個方向完成活塞運動的彈簧。
9.根據(jù)權利要求8的閥門，其特征在于在閥門元件被移動后所說彈簧和活塞共同作用給所說閥門元件施加一個落坐力。
10.一種將流體系統(tǒng)中流體的方向換向的方法包括經(jīng)一個閥門底座將一個高壓孔、一個低壓孔、和第一和第二系統(tǒng)孔與一個閥門腔室連通，這些孔都穿過該閥門底座；在所說腔室中配置一個閥門元件以便相對于該閥門底座在第一和第二位置之間運動。施加一個壓力差到閥門元件上，該壓力差的方向迫使閥門元件在閥門底座上以第一位置與閥門底座落坐并密封地接合。當該閥門元件落坐在所說的第一位置時通過經(jīng)一個閥門元件流體通道將低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通引導系統(tǒng)流體以一個方向通過系統(tǒng)，高壓孔經(jīng)所說腔室與第二系統(tǒng)孔連通；偏移該閥門元件使其從第一位置移到第二位置；消除壓力差以便抬起所說閥門元件；隨偏移力沿一條閥門元件與底座分離了的路線將閥門元件從所說第一位置移到第二位置；重新建立所說壓力差以便將在第二位置的元件推到與閥門底座接合；和當閥門元件落坐在所說第二位置時通過經(jīng)所說閥門元件的流體通道將低壓孔與第二系統(tǒng)孔連通將流體流過系統(tǒng)的方向反向，高壓孔經(jīng)所說腔室與第一系統(tǒng)孔連通。
11.一種將流體系統(tǒng)中流體的方向換向的方法包括經(jīng)一個閥門底座將一個高壓孔、一個低壓孔、和第一和第二系統(tǒng)孔與一個閥門腔室連通，這些孔都穿過該閥門底座；在所說腔室中配置一個閥門元件以便相對于該閥門底座上下運動并施加一個第一壓力差到閥門元件上迫使閥門元件在閥門底座上與閥門底座落坐并密封地接合；通過將上下移動的閥門元件以第一位置落坐在閥門底座上，將高壓孔與第一系統(tǒng)孔連通同時將低壓孔與第二系統(tǒng)孔連通，從而引導系統(tǒng)流體以一個方向通過系統(tǒng)；通過將上下移動的閥門元件以第二位置落坐在閥門底座上，將高壓孔與第二系統(tǒng)孔連通，同時，將低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通，從而將通過系統(tǒng)的流體的流動方向反向；偏移該閥門元件使其從當前位置移到另一個位置；消除所說第一壓力差；將第二壓力差加到閥門元件上以便將閥門移開閥門底座；用偏移力將閥門元件移向另一個位置；和重新建立所說第一壓力差使閥門元件以其另一個位置落坐在閥門底座上偏移閥門元件使它從當前位置移到另一個位置。
12.一個在制冷系統(tǒng)中的流體換向閥包括a.一個限定一個腔室的殼體；b.四個制冷劑孔通到所說腔室中，該腔室包括一個將所說腔室與從一個系統(tǒng)制冷壓縮機排出的制冷劑連通的高壓孔、一個將所說腔室與一個壓縮機的輸入端連通的低壓孔、和將所說腔室與系統(tǒng)熱交換器連通的第一和第二系統(tǒng)孔；c.一個配置在所說腔室中并限定了一個流體通道以便將所說低壓孔與所說第一和第二系統(tǒng)中的一個連通的閥門元件；d.與所說低壓孔和所說系統(tǒng)孔相連的底座結構，當所說閥門元件在其第一位置即所說流體通道將所說低壓孔與所說第一系統(tǒng)孔連通時所說底座結構密封地與所說閥門元件接合，當所說閥門元件在其第二位置即所說流體通道將所說低壓孔與所說第二系統(tǒng)孔連通時所說底座結構密封地與所說閥門元件接合；和e.一個用來相對于所說底座結構沿一條閥門元件與底座分離了的路線在所說第一位置和第二位置之間移動閥門元件的驅動器；f.所說驅動器包括用于在所說閥門元件兩端建立一個壓力差以便迫使所說閥門元件和所說底座密封地接合的壓力控制閥，當所說閥門元件處在所說第一和第二位置時所說控制閥消除所說壓力差使所說閥門元件與底座分離。
13.一種操作一個換向閥門以便可選擇地將一個高壓孔與第一和第二系統(tǒng)孔分別連通同時因而可選擇地將一個低壓孔與第二和第一系統(tǒng)孔分別連通的方法，包括的步驟為a.將閥門元件配置在第一位置以便將低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通；b.通過將一個第一閥門元件壓力區(qū)域與低壓孔連通，將一個第二的、相反的閥門元件壓力區(qū)域與一個較大的壓力連通來在閥門元件兩端建立一個第一壓力差；c.強制地將閥門元件以第一位置落坐在底座表面上，這樣，在所說高壓孔和所說低壓孔之間沿該底座表面的泄漏被明顯地截斷；d.儲存從所說第一壓力差獲得的驅動閥門元件的能量；e.消除所說第一壓力差使閥門元件以閥門元件落坐力所產(chǎn)生的最小的阻力在其所說位置之間移動；f.通過移動所說閥門元件到所說第二位置而用掉儲存的驅動能量；
14.一種操作一個換向閥門以便可選擇地將一個高壓孔與第一系統(tǒng)孔連通，同時，將一個低壓孔與第二系統(tǒng)孔連通以及將一個高壓孔與第二系統(tǒng)孔連通，同時，將一個低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通的方法，所包括的步驟為a.將閥門元件配置在第一位置以便低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通；b.通過將一個第一閥門元件壓力區(qū)域與低壓孔連通，將一個第二的、相反的閥門元件壓力區(qū)域與一個較大的壓力連通來在閥門元件兩端建立一個第一壓力差；c.強制地將閥門元件以第一位置落坐在底座表面上，這樣，在所說高壓孔和所說低壓孔之間的連通被明顯地截斷；d.連通所說第一和第二壓力區(qū)域以便明顯地改變壓力差；e.使所說閥門元件與底座表面脫離接合；f.移動所說閥門元件使其與第二位置并列；g.將閥門元件以第二位置落坐在底座表面上，這樣，所說高壓孔和所說低壓孔之間的連通被明顯地截斷。
全文摘要
一個用于蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的換向閥包括一個限定了一個腔室殼體，該腔室?guī)в写┻^一個腔室壁通到所說腔室中的一個高壓孔、一個低壓孔和第一和第二系統(tǒng)孔；一個配置在殼體中以便與壁基本平行地在第一位置和第二位置之間運動的閥門元件，在第一位置中閥門元件將低壓孔與第一系統(tǒng)孔連通，同時，將高壓孔與第二系統(tǒng)孔連通，在第二位置中閥門元件將低壓孔與第二系統(tǒng)孔連通，同時，將高壓孔與第一系統(tǒng)孔連通，當閥門元件在第一和第二位置時截斷高壓和低壓孔的連通；閥門元件受到一個凈壓力差而使得閥門元件牢固地落坐于第一或第二位置以便防止高壓孔和低壓孔之間的泄漏；一個用來反轉作用在閥門元件上的凈壓力差的方向使閥門元件抬起并移開其第一或第二位置以便促進到達另一個位置的移動。
文檔編號F16K31/42GK1130735SQ9511841
公開日1996年9月11日 申請日期1995年9月16日 優(yōu)先權日1994年9月16日
發(fā)明者T·W·帕克 申請人:特拉華州蘭科公司