四通閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種四通閥，屬于空調(diào)、冷庫設備領域，用于卡諾循環(huán)。該四通閥包括：閥體以及可插入所述閥體的內(nèi)腔且可在所述內(nèi)腔平移的閥芯，閥體上設有通孔，該通孔用于和外部管道連接，閥芯有兩個工作位置并設有連通通道，以實現(xiàn)閥體通孔的連通，該四通閥采用直線電機驅(qū)動時，可實現(xiàn)智能化自動控制。閥芯與閥體之間設有密封件，密封性能優(yōu)越，閥體內(nèi)部不會產(chǎn)生泄漏。本發(fā)明用于空調(diào)領域的卡諾循環(huán)，可以實現(xiàn)制冷制熱模式之間的切換，解決了現(xiàn)有電磁四通閥存在的密封性差、卡死、錯位、串氣等技術缺陷，該四通閥設計結構科學合理，制造工藝十分簡單，具有節(jié)能、安裝方便、制造成本低、便于規(guī)模化生產(chǎn)等特點。
【專利說明】
四通閥
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)、冷庫設備領域，具體設計一種用于卡諾循環(huán)的四通閥。
【背景技術】
[0002]卡諾循環(huán)(Carnot cycle)是只有兩個熱源(一個高溫熱源溫度和一個低溫熱源溫度)的簡單循環(huán)。由于工作物質(zhì)只能與兩個熱源交換熱量，所以可逆的卡諾循環(huán)由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成?？照{(diào)就是在此卡諾循環(huán)原理基礎上發(fā)明的，空調(diào)一般包括冷源、熱源設備，冷熱介質(zhì)輸配系統(tǒng)，末端裝置等幾大部分和其他輔助設備?？照{(diào)的結構包括:壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、四通閥、單向閥毛細管組件組成，其中，四通閥可以實現(xiàn)熱交換器之間冷熱的切換，在制冷時，壓縮的制冷劑先經(jīng)過室外機進行放熱，后進行吸熱，產(chǎn)生冷的空氣吹入室內(nèi)；在制熱時，壓縮的制冷劑先經(jīng)過室內(nèi)機進行放熱，產(chǎn)生熱的空氣吹入室內(nèi)，后經(jīng)過室外機進行吸熱，將冷氣吹到室外。四通閥就是講壓縮機壓縮的制冷劑進行切換流通的方向，從而達到制冷制熱模式的轉(zhuǎn)換的。在汽車空調(diào)領域，現(xiàn)在市面上基本所有的汽車前擋風玻璃下，都有空調(diào)出風口，只需將空調(diào)選至相應檔位就可利用空調(diào)吹出的風除霧?？刹捎美?暖風進行除霧，除霧器就是用用空調(diào)原理進行的除霧的設備，在除霧器中必不可少一個部件就是四通閥。
[0003]四通閥，是具有四個進出口的控制閥，該四個進出口與外部管路連通，可實現(xiàn)流體流通時的換向，四通閥是制冷設備中不可缺少的部件。在空調(diào)系統(tǒng)中，四通閥可以在制冷、制熱之間切換，保證了空調(diào)既可以輸出冷風、也可以通過四通閥的作用輸出熱風?，F(xiàn)有技術中的四通閥結構復雜、制作工藝難度大，換向部件換向復雜，因此在使用過程中閥體內(nèi)會發(fā)生泄漏造成串氣等現(xiàn)象，發(fā)明一種結構簡單、通道流暢、換向簡單、密封效果好的四通閥是技術人員急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種四通閥，該四通閥結構簡單、容易換向、密封性能優(yōu)越。
[0005]—種四通閥，包括閥體以及可插入所述閥體的內(nèi)腔且可在所述內(nèi)腔平移的閥芯；該閥體和閥芯形成可移動的連接，閥芯可以在閥體內(nèi)腔移動，閥體上開設有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，該通孔用于和外部管道或管接件(如管接頭等)連通，閥芯開設有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；閥芯在閥體內(nèi)腔形成兩個工作位置:第一工作位置和第二工作位置，當閥芯處于第一位置時，第一通道與第一通孔、第二通孔相貫通，第一通孔和第二通孔通過該第一通道建立了連通，第二通道與第三通孔和第四通孔貫通，第三通孔、第四通孔通過該第二通道建立了連通；當閥芯平移至第二位置時，所述第三通道與第二通孔、第三通孔貫通，所述第四通道與第一通孔、第四通孔貫通。
[0006]進一步地，所述第一通孔、第二通孔、第二通孔和第四通孔成90度間隔地環(huán)形排布于閥體的外壁。四者和閥體的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道形成貫穿孔，通孔與通道這兩個空間結構在相交處形成空間曲線，該空間曲線為通孔與閥芯上通道連接處的曲面。
[0007]進一步地，所述第一通道、第二通道設置在平行于閥芯底面的一平面，所述第三通道、第四通道設置在平行行于閥芯底面的另一平面。即在該閥芯上形成兩層相互平行的通道，其中，第一層通道為第一通道和第二通道，第二層通道為第三通道和第四通道。
[0008]進一步地，所述第一通道、第二通道、第三通道、第四通道為弧形通道?；⌒瓮ǖ罍p小了流體流過的阻力，并且在加工時也容易實現(xiàn)。
[0009]進一步地，還包括設置在所述閥體的內(nèi)腔與所述閥芯之間的彈性密封件。閥體內(nèi)腔與閥芯連接處的密封效果關系到是否會發(fā)生泄漏等，該彈性密封件可以保證閥體通孔與閥芯通道之間不會發(fā)生流體的泄露。
[0010]進一步地，所述閥體的內(nèi)腔開設有用以卡入所述密封件的彈性密封件的卡槽。該卡槽用于連接彈性密封件，彈性密封件卡在卡槽中，形成緊密的配合，相當于閥體的通道和閥芯通孔連接處增加了密封件。
[0011]進一步地，所述彈性密封件包括環(huán)體和設置于該環(huán)體的用以與所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔相配合的凸起接口。該密封件用于閥體和閥芯連接的密封，特別是閥體和閥芯都是金屬材料的情況下，有必要設置密封件來連接閥體內(nèi)腔和閥芯。
[0012]進一步地，所述閥體第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔為螺紋通孔。該螺紋孔可以保證與外部管路連接時的密封性，確保不會發(fā)生流體泄露等。
[0013]進一步地，所述閥體外表面為矩形。以滿足各種不同終端產(chǎn)品的需要。由于閥芯是平移式的移動，該閥芯的外表面(即外壁)可以為矩形，更容易加工，從而降低了成本。
[0014]進一步地，所述閥芯第一通道、第二通道、第三通道、第四通道截面為圓形。當閥體的通孔采用圓形通孔是，將通道截面設置為圓形，有利于通孔與通道的對接，有利于減小流經(jīng)該通孔與通道連接處的阻力。同時，圓形孔容易加工，節(jié)約了成本。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:該四通閥閥體設有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，可以與四個管路建立連接，閥芯上設有連通的通道，在卡諾循環(huán)連接中，可以形成連個封閉的循環(huán)連接，閥芯可在閥體內(nèi)腔內(nèi)平行移動，從而可以實現(xiàn)兩個封閉連接的切換，實現(xiàn)冷熱功能的切換，閥芯和閥體之間設有密封連接，不會發(fā)生泄漏和串氣等，將該四通閥應用在空調(diào)等領域，并將上述閥芯的移動設置為可控制的連接，可以實現(xiàn)智能化。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發(fā)明四通閥在第一位置時的結構示意圖。
[0017]圖2示出了本發(fā)明四通閥結構示意圖1中A-A向的剖面圖。
[0018]圖3示出了本發(fā)明四通閥在第二位置時的結構示意圖。
[0019]圖4示出了本發(fā)明四通閥結構示意圖3中B-B向的剖面圖。
[0020]主要零部件符號說明:
[0021 ] 10-閥體；11-內(nèi)腔；13-第一通孔；15-第二通孔；17-第三通孔；19-第四通孔;30-閥芯；33-第一通道;35-第二通道;37-第三通道;39-第四通道;50-彈性密封件。
【具體實施方式】
[0022]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對四通閥進行更全面的描述。附圖給出了四通閥的實施例，但是，四通閥可以以不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對四通閥的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0023]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0024]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0025]在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“聯(lián)接”、“連接”、“連通”應做廣義理解，例如，可以是機械聯(lián)接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。
[0026]圖1示出了本發(fā)明四通閥第一位置時的結構示意圖、圖3示出了本發(fā)明四通閥第二位置時的結構示意圖，如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本發(fā)明的四通閥，包括閥體1及可插入所述閥體10的內(nèi)腔11且可在所述內(nèi)腔11平移的閥芯30，閥體10上設有四個通孔:即第一通孔13、第二通孔15、第三通孔17和第四通孔19，閥芯30可以沿閥體10移動。閥芯30上設有兩層通道，每一層通道具有相互對稱的所述通道，所述通道貫穿至閥芯30表面形成通道開口，所述通道開口與所述閥體10通孔(第一通孔13、第二通孔15、第三通孔17和第四通孔19)對接。當所述閥芯30處于第一位置時，所述第一通道33與第一通孔13、第二通孔15相貫通，第二通道35與第三通孔17和第四通孔19貫通；當所述閥芯30平移至第二位置時，所述第三通道與第二通孔15、第三通孔17貫通，所述第四通道39與第一通孔13、第四通孔19貫通。這樣，閥體10上的進出口流過的流體，如液體或者氣體就可以通過該四通閥的轉(zhuǎn)換從閥體10上的另一個進出口流出，并且不會串流。
[0027]本發(fā)明的四通閥可具體到空調(diào)領域中，在制冷模式向制熱模式切換時，該四通閥能滿足這個卡諾循環(huán)的需要。
[0028]上述閥體10的空腔可用于容納閥芯30，閥體10可以在閥體10內(nèi)平移，在一個具體的實施例中，閥體10可以為圓柱體或矩形體，當然也可以為其他立體形狀。具體地，當閥體10為圓柱體時，閥體10上設有4個通孔，該通孔為流體的進出口，4個進出口可呈中心對稱分布。每個進出口的中心在同一平面上，該中心與同一平面圓柱截面中心的連線相互垂直。閥體10上的進出口要連接管道，一般管道為圓柱形，因此，該進出口也可設為圓柱形。
[0029]上述閥體10可采用金屬材料制成，如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、耐酸高硅球墨鑄鐵、碳素鋼、銅合金、高溫銅、低溫鋼、不銹耐酸鋼等?？梢岳斫獾厥?，該閥體10也可以采用其他材料，具體看其應用的領域，如當經(jīng)過閥體10的流體為冷、熱空氣時，該閥體10可采用非金屬材料。該閥體10可以采用彈性材料。這里所說的彈性材料是指易發(fā)生彈性變形而又能回復為原狀的材料，常見的材料有彈性體、非彈性體彈性材料。彈性體泛指在除去外力后能恢復原狀的材料，然而具有彈性的材料并不一定是彈性體。彈性體只是在弱應力下形變顯著，應力松弛后能迅速恢復到接近原有狀態(tài)和尺寸的高分子材料。橡膠是彈性體中最富有代表性的一類，橡膠是一種具有可逆形變的高彈性聚合物材料，它是一種具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。常見橡膠包括丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠、氫化丁晴橡膠等都屬于彈性體。在一個具體的實施方式中，將閥體10設為彈性材料，可以利用該彈性材料的彈性形變使該閥體10與閥芯30之間的連接更加緊密，從而保證了其閥體10上進出口與閥芯30上通道開口之間的密封性，不會造成氣體的泄露。更進一步地，該彈性材料可以為橡膠。
[0030]上述閥體10上的第一通孔13、第二通孔15、第三通孔17和第四通孔19用以與外部管道或管接件連通以作為實現(xiàn)外界工作介質(zhì)的流出或流入進出口。第一通孔13、第二通孔15、第二通孔15和第四通孔19成90度間隔地環(huán)形排布于閥體10的外壁。可以理解的是，該通孔截面可設為圓形，，此以外，該進出口也可以設為其他的形狀。該進出口可以直接在閥體10殼體上形成一個貫穿孔，即第一通孔13、第二通孔15、第三通孔17和第四通孔19，這樣可以使得加工成本表變低。該通孔的形式也可以為一在凸出于閥體10外表的凸臺內(nèi)部設置圓柱孔，這樣可以增加孔的深度，特別是在閥體10殼體本身很薄的情況下，增加了通孔的深度，有利于和外部管道或管接件形成良好的對接。通孔的直徑根據(jù)實際的需要設定，當然，在設置通孔直徑的時候，也會考慮該閥芯30上通道的直徑大小。在一個具體的實施方式中，該通孔可以為螺紋通孔，這樣可以保證和外部管到或管接件之間的連接密封性更好，不會造成漏氣等。
[0031 ] 如圖1、圖3所示的本發(fā)明的四通閥，該四通閥的閥芯30可以在閥體10內(nèi)移動，該移動可以采用手動、電動、液動等方式來實現(xiàn)。該閥芯30設有四個通道，第一通道33、第二通道35設置在平行于閥芯30底面的一平面，所述第三通道37、第四通道39設置在平行行于閥芯30底面的另一平面。第一通道33、第二通道35、第三通道37、第四通道39可為弧形通道。具體地，當采用手動方式時，可以設一個手柄與所述閥芯30連接，所述手柄上可設置彈簧組件和鎖緊組件保證閥芯30的方便移動和鎖緊。當采用電動方式實現(xiàn)上述移動時，閥芯30沿閥體10做直線往復運動，可以設置一電機與該閥芯30連接，該電機可為步進電機，該步進電機的輸出軸可以實現(xiàn)直線運動。在此基礎上，可設置一控制裝置，控制該電機往復間的時間，如在四通閥應用在除霜領域時，在制冷模式時候，可設置一定的時間，當時刻到來時，該電機啟動，從而可啟動制熱模式，完成除霜。
[0032]上述閥芯30可根據(jù)閥體10的形狀適配設置，在一個具體的實施例中，具體來說，當閥體10的殼體為圓柱體時，閥芯30可設置為圓柱體形，該圓柱體形的閥芯30的截面直徑與閥體10內(nèi)表面(即殼體內(nèi)表面)截面直徑相當。閥芯30的高度，根據(jù)具體應用的情況來設置。在本發(fā)明中，閥芯30有兩個位置，分別定義為第一位置、第二位置。閥芯30在第一位置和第二位置間往復移動，閥芯30在第一位置時，對應閥芯30上的一層連通通道，定義與第一位置連通的通道為第一層連通通道。閥芯30在第一位置時，第一通道33與第一通孔13、第二通孔15相貫通，第二通道35與第三通孔17和第四通孔19貫通；閥芯30在第二位置時，第三通道37與第二通孔15、第三通孔17貫通，所述第四通道39與第一通孔13、第四通孔19貫通，該連通是通過閥芯30上的通道實現(xiàn)的。該通道為貫穿閥芯30的貫穿孔，該貫穿孔在閥芯30表面形成通道開口，該開口與閥體10通孔對接。在每一層的通道上具有相互對稱的貫穿孔，該貫穿孔的截面直徑可為圓形，該貫穿孔與閥芯30表明形成一空間曲線，該空間曲線即為通道開口，其為一閉合的空間曲線，由兩個圓柱體貫穿而成。該貫穿孔的截面的直徑可根據(jù)閥體10上進出口截面的直徑相當。此處，貫穿孔截面直接與閥體10進出口截面直徑相當指的是允許前述兩截面直接的大小有大小之分，不一定是前述截面直徑相等，可以理解的是，前述兩個兩個截面的直徑可相等。
[0033]上述閥芯30可采用金屬材料，該閥芯30是閥體1借助它的移動來實現(xiàn)方向控制、壓力控制或流量控制的基本功能的閥零件。該閥芯30可選青銅或不銹鋼，也可選塑料、尼龍、陶瓷、玻璃等。如果是無腐蝕性的介質(zhì)，如水，可以采用45號鋼或其他碳素結構鋼。閥芯30的選材要考慮流經(jīng)閥芯30的流體的介質(zhì)的性質(zhì)，如果是腐蝕性介質(zhì)，一定要知道腐蝕的性質(zhì)、溫度、濃度等因素，一般情況下，酸性環(huán)境的腐蝕較堿性環(huán)境強，酸的腐蝕又分很多種，如鹽酸、硫酸、硝酸、有機酸等等。堿性腐蝕如氫氧化鈉、氫氧化鉀等。酸性環(huán)境一定要知道酸的性質(zhì)、溫度、濃度PH值等，否則即使選擇了不銹鋼材質(zhì)也會發(fā)生腐蝕情況。除了選用常用的金屬材料外，陶瓷材料也可優(yōu)先考慮，陶瓷材料是用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料，它具有高恪點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點，更為重要的是陶瓷的線膨脹系數(shù)比金屬低，當溫度發(fā)生變化時，陶瓷具有良好的尺寸穩(wěn)定性。這樣一來，陶瓷的閥芯30和閥體10之間的配合不會因為溫度的變化而發(fā)生密封性不好的情況。在一個具體的實施方式中，閥芯30選用陶瓷材料，通過該閥芯30的流體為高溫或低溫的氣體時，該陶瓷材料不會因為溫度的劇烈變化或溫度過高或溫度過低而導致尺寸變化，這樣該閥芯30和閥體10的配合的密封性不會收到影響，保證了不會漏氣。
[0034]如圖1、圖3所示，本發(fā)明中的四通閥閥芯30和閥體10的連接的密封性是必須要解決的技術問題。在一個具體的實施方式中，閥芯30與閥體10通過直接接觸的方式形成連接，對于該連接，一方面，閥芯30可相對閥體10移動，另一方面，閥芯30和閥體1之間要形成好的密封效果。為實現(xiàn)較好的密封性，前述中采用了閥體10為彈性材料的做法，除此之外，還可以在閥體10和閥芯30之間設有彈性密封件50。具體地，該彈性密封件可以是密封環(huán)、也可以是泛塞封，但不限于這兩種具體的密封件。在閥體的內(nèi)腔開設有用以卡入所述密封件的彈性密封件50的卡槽。彈性密封件50包括環(huán)體和設置于該環(huán)體的用以與第一通孔13、第二通孔15、第三通孔17和第四通孔19相配合的凸起接口。此處彈性密封件50是防止流體或固體微粒從相鄰結合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機器設備內(nèi)部的零部件的材料或零件。容易想象地是，在閥體內(nèi)腔和閥芯之間設有泛塞封能實現(xiàn)更好的密封效果。泛塞封一種U型鐵氟龍內(nèi)裝特殊彈簧的高性能密封件，由適當?shù)膹椈闪由舷到y(tǒng)流體壓力，將密封唇頂出而輕輕壓住被密封的金屬面以生成非常優(yōu)異的密封效果，該泛塞封可以設置在閥體內(nèi)腔的卡槽中。因此，在本發(fā)明的閥體10和閥芯30之間可設彈性密封件50，具體地，該彈性密封件50可以為橡塑密封件，橡塑密封件是指用橡膠或塑料或者兩者的結合制成的密封件。
[0035]可以理解的是，上述還可以采用油脂的方式配合上述彈性密封件50的連接，即在上述閥體10和閥芯30之間設置油脂，可以起到一定的作用，防止氣體的泄露。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種四通閥，其特征在于:包括閥體，以及可插入所述閥體的內(nèi)腔且可在所述內(nèi)腔平移的閥芯； 所述閥體開設有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔；所述閥芯開設有第一通道、第二通道、第三通道和第四通道； 當所述閥芯處于第一位置時，所述第一通道與第一通孔、第二通孔相貫通，第二通道與第三通孔和第四通孔貫通；當所述閥芯平移至第二位置時，所述第三通道與第二通孔、第三通孔貫通，所述第四通道與第一通孔、第四通孔貫通。2.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述第一通孔、第二通孔、第二通孔和第四通孔成90度間隔地環(huán)形排布于閥體的外壁。3.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述第一通道、第二通道設置在平行于閥芯底面的一平面，所述第三通道、第四通道設置在平行行于閥芯底面的另一平面。4.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述第一通道、第二通道、第三通道、第四通道為弧形通道。5.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:還包括設置在所述閥體的內(nèi)腔與所述閥芯之間的彈性密封件。6.根據(jù)權利要求5所述的四通閥，其特征在于:所述閥體的內(nèi)腔開設有用以卡入所述密封件的彈性密封件的卡槽。7.根據(jù)權利要求5所述的四通閥，其特征在于:所述彈性密封件包括環(huán)體和設置于該環(huán)體的用以與所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔相配合的凸起接口。8.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述閥體第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔為螺紋通孔。9.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述閥體外表面為矩形。10.根據(jù)權利要求1所述的四通閥，其特征在于:所述閥芯第一通道、第二通道、第三通道、第四通道截面為圓形。
【文檔編號】F16K11/085GK106015649SQ201610627415
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】高克偉, 王俊
【申請人】聯(lián)合閥業(yè)（深圳）有限公司