專利名稱：用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，屬于流體機(jī)械自動(dòng)控 制閥件，特別適用于冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)，通過自力式三通閥轉(zhuǎn)換冷媒流向，實(shí) 現(xiàn)自然循環(huán)和制冷循環(huán)的轉(zhuǎn)換。
技術(shù)背景隨著大型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用及移動(dòng)通訊的普及，機(jī)房專用機(jī)設(shè)備得到大量應(yīng)用。由于機(jī) 房專用機(jī)是全年制冷運(yùn)行的直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)，故即使在寒冷的冬季(外溫很低時(shí))仍需 對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行制冷降溫，造成全年的運(yùn)行費(fèi)用極高，制冷系統(tǒng)的啟停損失增大、機(jī)器壽命縮 短。為降低機(jī)房專用機(jī)的能耗，1985年日本大金工業(yè)株式會(huì)社研制成帶有冷媒自然循環(huán)的機(jī) 房專用機(jī)即冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)，該機(jī)在過渡季或冬季等外界溫度較低時(shí)，通過停止運(yùn)行壓縮機(jī)，優(yōu)先運(yùn)轉(zhuǎn)冷媒自然循環(huán)的控制方式，可以大幅度地降低耗電量(參見孫麗穎，馬最良.冷劑自然循環(huán)空調(diào)機(jī)的特性與應(yīng)用.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004， 20(6): 729-732.)。冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的結(jié)構(gòu)如附圖l所示，它由室外機(jī)組l、室內(nèi)機(jī)組2兩 部分構(gòu)成，通過氣體連接管3和液體連接管4構(gòu)成一個(gè)整體；當(dāng)室外溫度較低時(shí)，機(jī)房專用 機(jī)按自然循環(huán)運(yùn)行，此時(shí)自然循環(huán)電磁閥7、液體管電磁閥8開啟，制冷循環(huán)電磁閥9關(guān)閉， 氣態(tài)冷媒在冷凝器5中冷凝成液體，流經(jīng)電磁閥8并進(jìn)入蒸發(fā)器6內(nèi)吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，實(shí)現(xiàn) 室內(nèi)降溫；當(dāng)室外溫度較高時(shí)，機(jī)房專用機(jī)轉(zhuǎn)換為制冷循環(huán)運(yùn)行，此時(shí)自然循環(huán)電磁閥7、 液體管電磁閥8關(guān)閉，制冷循環(huán)電磁闊9開啟，壓縮機(jī)10投入運(yùn)行，氣態(tài)冷媒在冷凝器5中 冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流裝置ll降壓后，在蒸發(fā)器6中蒸發(fā)吸熱，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫之目的。機(jī)房專 用機(jī)根據(jù)室內(nèi)溫度的高低，轉(zhuǎn)換制冷循環(huán)和自然循環(huán)，可大幅度降低室內(nèi)降溫的能耗。在冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)中，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)和自然循環(huán)轉(zhuǎn)換的主要部件是設(shè)置 在自然循環(huán)支路上的自然循環(huán)電磁閥7和設(shè)置在壓縮機(jī)進(jìn)口或出口管路上的制冷循環(huán)電磁閥 9， 二者的啟閉總是互逆的，即自然循環(huán)電磁閥7開啟時(shí)制冷循環(huán)電磁閥9 -定關(guān)閉，自然循 環(huán)電磁閥7關(guān)閉時(shí)制冷循環(huán)電磁閥9 一定開啟，以實(shí)現(xiàn)冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換。采用兩只電磁閥雖然可以實(shí)現(xiàn)冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換，但卻使機(jī)房專用機(jī)運(yùn)行 的安全性和可靠性降低、故障率升高、運(yùn)行性能降低。其具體表現(xiàn)在-(1)由于電磁閥內(nèi)部具有密封圈，頻繁動(dòng)作或長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境中，容易導(dǎo)致密封圈 變形或變性，使電磁閥喪失密封性能，起不到關(guān)閉效果；另一方面，電磁閥的使用壽命有限，當(dāng)超過一定的啟閉次數(shù)后，電磁閥將失效，導(dǎo)致機(jī)房專用機(jī)故障。(2) 電磁閥需要電力作為動(dòng)力，開啟時(shí)始終帶電，白白耗費(fèi)電能。(3) 電磁閥的閥口是一個(gè)冷媒流動(dòng)的局部阻力部件，無論是制冷循環(huán)還是自然循環(huán)，都 將導(dǎo)致制冷劑的壓力降低，影響機(jī)房專用機(jī)的性能；特別是當(dāng)制冷循環(huán)電磁閥9出現(xiàn)故障不 能開啟時(shí)，壓縮機(jī)不能抽吸蒸發(fā)器6中的氣體，將使壓縮機(jī)10排氣溫度升高，燒毀壓縮機(jī)。雖然冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)在原理上具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，然而啟閉互逆的自 然循環(huán)電磁閥7和制冷循環(huán)電磁閥9的可靠性問題仍是妨礙機(jī)房專用機(jī)推廣應(yīng)用的重要原因。 因此，迫切需要提供全新的冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換部件。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的 自力式三通閥，以實(shí)現(xiàn)冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，提高系統(tǒng)的可靠性，并有效提 高機(jī)房專用機(jī)的運(yùn)行性能。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-一種用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，其特征在于該自力式三通閥含 有閥體，低壓進(jìn)氣管，高壓進(jìn)氣管，排氣管；在所述的閥體內(nèi)設(shè)有軸向移動(dòng)的活塞組件、閥 座以及在闊座上移動(dòng)的滑閥，該活塞組件由兩個(gè)活塞以及與兩活塞和滑閥相連的連桿構(gòu)成， 兩個(gè)活塞的端面與閥體內(nèi)表面分別構(gòu)成低壓腔和高壓腔，在低壓腔與低壓進(jìn)氣管之間連接有 低壓毛細(xì)管，在高壓腔與高壓進(jìn)氣管之間連接有高壓毛細(xì)管；在所述的低壓腔內(nèi)設(shè)置有推力 彈簧，或在所述的高壓腔內(nèi)設(shè)置拉力彈簧，或同時(shí)在低壓腔和高壓腔內(nèi)分別設(shè)置推力彈簧和 拉力彈簧。在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述的滑閥的形狀為弧形狀。并在滑閥兩側(cè)的連桿上對(duì)稱 開設(shè)有通孔。本發(fā)明提供的自力式三通閥，勿需任何外部動(dòng)力即可實(shí)現(xiàn)冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用 機(jī)的制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，提高了機(jī)房專用機(jī)的可靠性，可充分發(fā)揮自然循環(huán)并 用型機(jī)房專用機(jī)的機(jī)房專用機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)在① 冷媒自然循環(huán)時(shí)，彈簧克服滑閥的摩擦力推動(dòng)滑閥移動(dòng)，使自力式三通閥的低壓進(jìn)氣 管與排氣管連通；制冷循環(huán)時(shí)，利用壓縮機(jī)的排氣壓力克服滑閥的摩擦力和彈簧力，使自力 式三通閥的高壓進(jìn)氣管與排氣管連通。由于依靠彈簧力或壓縮機(jī)吸、排氣壓力差切換機(jī)房專 用機(jī)的運(yùn)行方式，使其可靠性提高，故障率降低。② 自力式三通閥勿需任何外部推動(dòng)力，具有節(jié)能效果。③ 自力式三通閥釆用滑閥結(jié)構(gòu)，摒棄了現(xiàn)有電磁閥的局部阻力結(jié)構(gòu)，使得局部阻力大大 減小，壓縮機(jī)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)接通制冷循環(huán)通道，永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)閥體不能開啟出現(xiàn)的壓縮機(jī) 燒毀現(xiàn)象。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"工作原理圖。圖2為采用本發(fā)明后的"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"工作原理圖。圖3為自力式三通闊在冷媒制冷循環(huán)時(shí)的閥位狀態(tài)。圖4為自力式三通閥在冷媒自然循環(huán)時(shí)的閥位狀態(tài)。圖5為另一種實(shí)施例的自力式三通閥在冷媒自然循環(huán)時(shí)的閥位狀態(tài)。圖1 圖5中各部件的名稱為l-室外機(jī)組；2-室內(nèi)機(jī)組；3-氣體連接管；4-液體連接管；5-冷凝器；6 -蒸發(fā)器；7-自 然循環(huán)電磁閥、8-液體管電磁閥、9-制冷循環(huán)電磁閥；10-壓縮機(jī)；ll-節(jié)流裝置；12-自力式 三通閥；13-低壓進(jìn)氣管；14-高壓進(jìn)氣管15-排氣管；16-閥體；17-端蓋；18-低壓毛細(xì)管；19-高壓毛細(xì)管；20-閥座；21-彈簧；21a-推力彈簧；21b-拉力彈簧；22_活塞；23-連桿；24-滑閥；25-通孔；26-低壓腔；27-高壓腔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
、工作原理和工作過程進(jìn)一步的說明。圖2是采用本發(fā)明提供的自力式三通閥的"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"工作原理 圖。其工作原理與圖l所示的現(xiàn)有技術(shù)基本相似，所不同的是，用自力式三通閥12替代了現(xiàn)有技術(shù)的自然循環(huán)電磁閥7和制冷循環(huán)電磁閥9。其具體流程如下采用自力式三通閥的"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"由室外機(jī)組1、室內(nèi)機(jī)組2兩部 分構(gòu)成，通過氣體連接管3和液體連接管4構(gòu)成一個(gè)整體。當(dāng)室外或室內(nèi)溫度較低時(shí)，開啟 液體管電磁閥8，壓縮機(jī)10停止運(yùn)行，自力式三通閥12的低壓進(jìn)氣管13與排氣管15自動(dòng) 連通，機(jī)房專用機(jī)按自然循環(huán)運(yùn)行。此時(shí)，液態(tài)冷媒在蒸發(fā)器6內(nèi)吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，氣態(tài)冷 媒沿氣體連接管3上升，經(jīng)自力式三通閥12的低壓進(jìn)氣管13、排氣口15，進(jìn)入冷凝器5內(nèi) 冷凝成液體，流經(jīng)電磁閥8、液體連接管4，返回蒸發(fā)器6內(nèi)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫目的。當(dāng)室外或室內(nèi)溫度較高，導(dǎo)致自然循環(huán)冷卻能力降低時(shí)，則啟動(dòng)壓縮機(jī)IO,關(guān)閉液體管 電磁閥8，自力式三通閥12的高壓進(jìn)氣管14與排氣管15自動(dòng)連通，使機(jī)房專用機(jī)按制冷循 環(huán)運(yùn)行。此時(shí)，壓縮機(jī)從蒸發(fā)器6中抽吸低壓冷媒蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)10壓縮后進(jìn)入在冷凝器5， 并冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流裝置11降壓進(jìn)入蒸發(fā)器6中吸熱蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫之目的。自力式三通閥的實(shí)施例如下 實(shí)施例一圖3與圖4示出了一種在低壓腔內(nèi)設(shè)置推力彈簧的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)特征和工作狀態(tài)， 其中圖3為冷媒制冷循環(huán)時(shí)自力式三通閥的閥位狀態(tài)；圖4為冷媒自然循環(huán)吋自力式三通闊 的閥位狀態(tài)。用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，包括闊體16，低壓進(jìn)氣管13、高壓進(jìn)氣管14和排氣管15;在閥體16內(nèi)設(shè)有軸向移動(dòng)的活塞組件、閥座20以及在閥座上移動(dòng) 的滑閥24，閥座20上設(shè)有兩個(gè)通孔，與低壓進(jìn)氣管13和高壓進(jìn)氣管14對(duì)齊；活塞組件由 兩個(gè)活塞22以及與兩活塞和滑閥相連的連桿23構(gòu)成，活塞組件在閥體16內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，帶 動(dòng)滑閥24貼合在閥座20表面同步移動(dòng)，封閉低壓進(jìn)氣管13或高壓進(jìn)氣管14，從而實(shí)現(xiàn)高 壓進(jìn)氣管14與排氣管15連通或低壓進(jìn)氣管13與排氣管15連通；兩個(gè)活塞22的端面、閥體 內(nèi)表面和閥體兩端的端蓋17分別構(gòu)成低壓腔26和高壓腔27,低壓腔26與低壓進(jìn)氣管13之 間連接有低壓毛細(xì)管18，高壓腔27與高壓進(jìn)氣管14之間連接有低壓毛細(xì)管19;在低壓腔 26內(nèi)設(shè)置有推力彈簧21。此外，為了減小冷媒的流動(dòng)阻力，滑闊24的形狀可采用弧形狀， 并在滑閥兩側(cè)的連桿上對(duì)稱開設(shè)通孔25。當(dāng)壓縮機(jī)10停機(jī)時(shí)，活塞組件在推力彈簧21作用下，克服活塞22與閥體16內(nèi)壁面之 間的摩擦力，向高壓腔27方向移動(dòng)，滑閥24關(guān)閉高壓進(jìn)氣管14，使低壓進(jìn)氣管13與排氣 管15連通，機(jī)房專用機(jī)進(jìn)入冷媒自然循環(huán)。當(dāng)壓縮機(jī)10啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)10沿低壓毛細(xì)管18抽吸低壓腔26內(nèi)的冷媒蒸汽，同時(shí)高 壓冷媒蒸汽經(jīng)高壓毛細(xì)管19進(jìn)入高壓腔27內(nèi)，在壓縮機(jī)吸、排氣壓力差的作用下，克服彈 簧21的壓縮張力和摩擦力，推動(dòng)活塞組件向低壓腔26方向移動(dòng)，滑閥24關(guān)閉低壓進(jìn)氣管 13，使高壓進(jìn)氣管13與排氣管15連通，機(jī)房專用機(jī)進(jìn)入冷媒制冷循環(huán)。 實(shí)施例二圖5示出了一種在低壓腔26和高壓腔27內(nèi)分別設(shè)置推力彈簧和拉力彈簧的自力式三通 閥的結(jié)構(gòu)特征，圖中狀態(tài)是機(jī)房專用機(jī)處于冷媒自然循環(huán)時(shí)的閥位狀態(tài)。在該實(shí)施例中，自力式三通闊12中的彈簧21是由設(shè)置在低壓腔26內(nèi)的推力彈簧21a和 設(shè)置在高壓腔27內(nèi)的拉力彈簧21b構(gòu)成的組合彈簧，推力彈簧21a和拉力彈簧21b的作用力 方向一致，與單獨(dú)在低壓腔26內(nèi)采用推力彈簧21a的效果完全相同。由于實(shí)施例二所示的自力式三通閥12的換向原理與實(shí)施例一完全相同，故此處不再贅述。 此外，單獨(dú)在高壓腔27內(nèi)設(shè)置拉力彈簧21b，也同樣具有實(shí)施例一和實(shí)施例二的應(yīng)用效果， 故也屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。無論是釆用哪種實(shí)施例的自力式三通閥，冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)均根據(jù)室內(nèi)或室外 溫度的高低，啟停壓縮機(jī)10和啟閉液體管電磁閥8，自力式三通閥12無需任何外部動(dòng)力自 動(dòng)切換制冷劑流向，轉(zhuǎn)換機(jī)房專用機(jī)的制冷循環(huán)和自然循環(huán)，可大幅度降低室內(nèi)降溫的空調(diào) 能耗，提高機(jī)房專用機(jī)的可靠性，降低維修費(fèi)用。
權(quán)利要求
1、用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，其特征在于該自力式三通閥含有閥體(16)，低壓進(jìn)氣管(13)，高壓進(jìn)氣管(14)，排氣管(15)；在所述的閥體內(nèi)設(shè)有軸向移動(dòng)的活塞組件、閥座(20)以及在閥座上移動(dòng)的滑閥(24)，該活塞組件由兩個(gè)活塞(22)以及與兩活塞和滑閥相連的連桿(23)構(gòu)成，兩個(gè)活塞的端面與閥體內(nèi)表面分別構(gòu)成低壓腔(26)和高壓腔(27)，在低壓腔(26)與低壓進(jìn)氣管(13)之間連接有低壓毛細(xì)管(18)，在高壓腔(27)與高壓進(jìn)氣管(14)之間連接有高壓毛細(xì)管(19)；在所述的低壓腔(26)內(nèi)設(shè)置有推力彈簧(21a)，或在所述的高壓腔(27)內(nèi)設(shè)置拉力彈簧(21b)，或同時(shí)在低壓腔(26)和高壓腔(27)內(nèi)分別設(shè)置作用力方向一致的推力彈簧(21a)和拉力彈簧(21b)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，其特征在于-所述的滑閥的形狀為弧形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，其特征 在于在滑閥兩側(cè)的連桿(23)上對(duì)稱開設(shè)有通孔(25)。
全文摘要
用于冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的自力式三通閥，該三通閥包括閥體，低壓進(jìn)氣管，高壓進(jìn)氣管和排氣管；閥體內(nèi)設(shè)有活塞組件、閥座以及滑閥，閥體內(nèi)腔由可沿軸向移動(dòng)的活塞分為低壓腔和高壓腔，低壓腔與低壓進(jìn)氣管之間連接有低壓毛細(xì)管，高壓腔與高壓進(jìn)氣管之間連接有低壓毛細(xì)管；在低壓腔或/和高壓腔內(nèi)設(shè)置有彈簧。通過彈簧力和壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的吸、排氣壓力差使設(shè)置在閥體內(nèi)部的活塞組件帶動(dòng)滑閥貼合在閥座表面滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高壓進(jìn)氣管與排氣管連通或低壓進(jìn)氣管與排氣管連通。該三通閥勿需任何外界動(dòng)力，僅根據(jù)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，從而充分發(fā)揮冷媒循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)獨(dú)特的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，提高其運(yùn)行可靠性。
文檔編號(hào)F16K11/06GK101245864SQ20081010206
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者王文太, 王鵬飛, 興 邢 申請(qǐng)人:時(shí)代嘉華(中國(guó))科技有限公司