專利名稱：一種自力式三通閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自力式三通閥，是一種兩個(gè)進(jìn)口共用一個(gè)出口的自動(dòng)控制閥門，適用于 不同條件下管路之間的切換，尤其適用于冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的模式切換，屬于 閥門設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，為營(yíng)造通訊設(shè)備的工作環(huán)境，全年都需要 從這些環(huán)境中排放熱量，測(cè)試結(jié)果表明，大量的通信基站和模塊局的全年運(yùn)行的空調(diào)設(shè)備的 能耗達(dá)到總用電量的50%左右，已成為妨礙電信行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。因此，解決通信行業(yè) 空調(diào)系統(tǒng)的能耗問(wèn)題己成為通信企業(yè)的重要課題。
為降低通訊基站的空調(diào)能耗，早在1985年，日本大金工業(yè)株式會(huì)社就研制出帶有冷媒自 然循環(huán)的"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"(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.)，其結(jié)構(gòu)如圖1所 示。該冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理如下冷媒自然循環(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(guò)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)，電磁閥7、電磁閥8開啟，電磁閥9關(guān)閉，機(jī)房專用機(jī)轉(zhuǎn)換成分離 式熱管系統(tǒng)，通過(guò)自然循環(huán)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫；當(dāng)室外溫度較高時(shí)，電磁閥7、電磁閥8關(guān)閉， 電磁闊9開啟，壓縮機(jī)10投入運(yùn)行，機(jī)房專用機(jī)轉(zhuǎn)換為制冷循環(huán)，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。
然而，采用電磁閥7和電磁閥9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，故至今沒(méi)有得到很好 地應(yīng)用。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(guò)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(wú)論是制冷循環(huán)還是自然循環(huán)，都 將導(dǎo)致冷媒的壓力降低，影響機(jī)房專用機(jī)的性能；特別是當(dāng)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)；
(4) 在自然循環(huán)時(shí)，電磁閥7開啟，冷媒蒸氣從蒸發(fā)器6中經(jīng)液體連接管3、電磁閥7 進(jìn)入冷凝器5，必然有一部分冷媒沿壓縮機(jī)排氣管進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，導(dǎo)致壓縮機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)出 現(xiàn)液擊，損害壓縮機(jī)。鑒于上述原因，為使冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)真正發(fā)揮其節(jié)能效果，必須提出解 決上述四大缺陷的電磁閥7和電磁閥9的替代方案，即必須提供全新的冷媒制冷循環(huán)和自然 循環(huán)的切換部件。
實(shí)現(xiàn)冷媒換向的切換部件最好的方案是采用三通閥。然而，目前出現(xiàn)的各種三通閥技術(shù) 方案都是針對(duì)解決一個(gè)進(jìn)口兩個(gè)出口的換向問(wèn)題的，而用于冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī) 的冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)切換的三通閥是一種具有兩個(gè)進(jìn)口共用一個(gè)出口的自動(dòng)控制閥 門。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種自力式三通閥，解決該種冷媒自然循環(huán)并用 型機(jī)房專用機(jī)的冷媒制冷循環(huán)模式和自然循環(huán)模式切換以及方便現(xiàn)場(chǎng)施工安裝的問(wèn)題，從而 進(jìn)一步提升復(fù)合機(jī)組系統(tǒng)的節(jié)能性和可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種自力式三通闔包含閥殼體13、閥芯14、壓簧支座16、壓簧17、壓簧擋筒18、第一 毛細(xì)管20、第二毛細(xì)管21和防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；所述閥殼體13上連接有出口 C、常開進(jìn)口 E和 常閉進(jìn)口D，所述出口C、常閉進(jìn)口 D和常開進(jìn)口 E位于同一平面，其中出口C和常開進(jìn) 口 E位于所述平面上的同一直線上，且常閉進(jìn)口D所述直線的垂直線上；所述壓簧支座16 固定在閥芯14上，壓簧17固定在壓簧支座16和壓簧擋筒18上；所述閥芯14上設(shè)有圓形 通道23和弧形通道24，圓形通道23和弧形通道24軸線之間的距離等于閥芯14與壓簧擋 筒18間的活動(dòng)距離；所述第 一毛細(xì)管20 --端與常丌進(jìn)口 E連通，另一端與閥芯14 一側(cè)腔 體連通；所述第二毛細(xì)管21—端與常閉進(jìn)口D連通，另一端與閥芯14的另一側(cè)腔體連通； 所述閥殼體13上的常開進(jìn)口 E在自然狀態(tài)下通過(guò)閥芯14上的圓形通道23與出口 C導(dǎo)通， 常閉進(jìn)口 D在常閉進(jìn)口 D、常開進(jìn)口 E之間有壓差狀態(tài)下通過(guò)弧形通道24與出口 C導(dǎo)通。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果
本發(fā)明提供的一種自力式三通闊，勿需外力即可實(shí)現(xiàn)冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的 冷媒制冷循環(huán)模式和自然循環(huán)模式的自由切換，提升了機(jī)房專用機(jī)的節(jié)能性和可靠性，為充 分發(fā)揮冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)提供了關(guān)鍵技術(shù)措施。具體體現(xiàn)在
① 自然循環(huán)時(shí)，壓簧處于自由狀態(tài)，閥芯的通孔使兩常開進(jìn)口 E、出口C導(dǎo)通，冷媒蒸 氣經(jīng)該自力式三通閥的常開進(jìn)口 E、出口C進(jìn)入冷凝器；冷媒制冷循環(huán)時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)，其 較高的排氣壓力推動(dòng)闊芯移動(dòng)，使常閉進(jìn)口 D與出口 C導(dǎo)通，冷媒蒸氣經(jīng)三通閥的常閉進(jìn)口 D、出口C進(jìn)入冷凝器，同時(shí)閥芯使常開進(jìn)口 E閉合。由于僅依靠壓簧的彈力和壓縮機(jī)的吸 排氣壓差實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)模式和制冷循環(huán)模式的自由切換，因此，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性， 降低了故障率。
② 本發(fā)明所述的自力式三通閥勿需任何外力，故具有節(jié)能效果。
4③ 本發(fā)明所述的自力式三通閥只具有互逆的兩種狀態(tài)，且無(wú)論是常開進(jìn)口 E和出口 C導(dǎo) 通、還是常閉進(jìn)口D和出口C導(dǎo)通時(shí)，閥門的阻力都很小，提高了機(jī)房專用機(jī)的性能。
④ 自然循環(huán)時(shí)，該自力式三通閥的常開進(jìn)口 E與出口 C導(dǎo)通，同時(shí)使常閉進(jìn)口 D所在 管處于密閉截止?fàn)顟B(tài)，阻止了冷媒進(jìn)入壓縮機(jī)排氣管內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)液擊現(xiàn)象發(fā)生。
通過(guò)本發(fā)明提出的上述自力式三通閥技術(shù)方案，對(duì)圖l所示的冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房 專用機(jī)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，形成圖2所示的新型冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)，保留具有切換 兩種模式的功能，而且使冷媒流路在不需外力下保持在一個(gè)平面內(nèi)90°的變換，方便了現(xiàn)場(chǎng)施 工安裝，有效的增強(qiáng)了系統(tǒng)的節(jié)能性和可靠性，對(duì)于提高機(jī)房專用機(jī)的性能和可靠性具有重 要意義。


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)"的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為應(yīng)用本發(fā)明后的"冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)"的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(立體圖)。
圖4為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(E、 C導(dǎo)通時(shí)全剖主視圖)。
圖5為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(E、 C導(dǎo)通時(shí)左剖視圖)。
圖6為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(D、 C導(dǎo)通時(shí)半剖主視圖)。
圖7為本發(fā)明公丌的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(D、 C導(dǎo)通時(shí)左剖視圖)。
圖8為木發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(主視圖)。
圖9為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(左視圖)。
圖IO為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(俯視圖)。
圖ll、圖12、圖13為本發(fā)明公開的fi力式三通閥的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的三種實(shí)現(xiàn)方式圖。
圖1 圖8中l(wèi)一室外機(jī)組；2 —室內(nèi)機(jī)組；3 —?dú)怏w連接管；4一液體連接管；5 —冷凝 器；6 —蒸發(fā)器；7—電磁閥；8—電磁閥；9一電磁閥；IO —壓縮機(jī)；ll一節(jié)流機(jī)構(gòu)；12—自 力式三通閥；13 —闊殼體；14一閥芯；16 —壓簧支座；17 —壓簧；18 —壓簧擋筒；20 —第一 毛細(xì)管；21—第二毛細(xì)管；22—定位銷；23 —圓形通道；24 —弧形通道；25a—第一凹槽；25b 一第二凹槽；C一出口； D —常閉進(jìn)口； E —常開進(jìn)口。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開的一種自力式三通閥，結(jié)合附圖和實(shí)施例說(shuō)明如下。
圖2為本發(fā)明在冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)中的應(yīng)用示意圖。出口 C與冷凝器5入 口相連，常閉進(jìn)口 D與壓縮機(jī)10出口相連，常開進(jìn)口 E與氣體連接管3相連。自然循環(huán)模 式下，常開進(jìn)口E、出nC導(dǎo)通，冷媒蒸氣通過(guò)常開進(jìn)n E流經(jīng)閥芯14中圓形通道23，經(jīng) 出口C流出至冷凝器5。冷媒制冷循環(huán)模式下，壓縮機(jī)10啟動(dòng)，排出高壓氣體，使壓力通過(guò) 第二毛細(xì)管21的連通傳至閥芯14左側(cè)腔體內(nèi)，進(jìn)而使得閥芯14左側(cè)的壓力大于右側(cè)壓力，推動(dòng)閥芯14右移，直至常閉進(jìn)口D、出口C導(dǎo)通，此時(shí)常開進(jìn)口E、出口C截止，冷媒通 過(guò)常閉進(jìn)口 D流經(jīng)閥芯14中的弧形通道24，經(jīng)出口 C流出至冷凝器5，實(shí)現(xiàn)冷媒管路的切 換。
圖4為本發(fā)明提供的自力式二通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(E、 C導(dǎo)通時(shí)全剖主視圖)。該自 力式三通閥包含闊殼體13、閥芯14、壓簧支座16、壓簧17、壓簧擋筒18、第一毛細(xì)管20、 第二毛細(xì)管21和防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；所述閥殼體13上連接有出口 C、常開進(jìn)口E和常閉進(jìn)口D， 所述出口C、常閉進(jìn)口 D和常開進(jìn)口 E位于同一平面，其中出口 C和常開進(jìn)口 E位于所述 平面上的同一直線上，且常閉進(jìn)口D所述直線的垂直線上;所述壓簧支座16固定在閥芯(14) 上，壓簧17固定在壓簧支座16和壓簧擋筒18上；所述閥芯14上設(shè)有圓形通道23和弧形 通道24，圓形通道23和弧形通道24軸線之間的距離等于閥芯14與壓簧擋筒18間的活動(dòng) 距離；所述第一毛細(xì)管20—端與常開進(jìn)口E連通，另一端與閥芯14一側(cè)腔體連通；所述第 二毛細(xì)管21 —端與常閉進(jìn)口 D連通，另一端與閥芯14的另一側(cè)腔體連通；所述閥殼體13 上的常開進(jìn)口 E在自然狀態(tài)下通過(guò)閥芯14上的圓形通道23與出口C導(dǎo)通，常閉進(jìn)口D在 常閉進(jìn)口D、常開進(jìn)口 E之間有壓差狀態(tài)下通過(guò)弧形通道24與出口 C導(dǎo)通。正常狀態(tài)下， 管路中冷媒壓差較小，此時(shí)常開進(jìn)口E、出口C導(dǎo)通，冷媒通過(guò)常開進(jìn)口E流經(jīng)閥芯14中 圓形通道23，經(jīng)出口C流出。
圖6為本發(fā)明公開的自力式三通閥的結(jié)構(gòu)原理示意圖(D、 C導(dǎo)通時(shí)半剖主視圖)。該自 力式三通閥包含閥殼體13、閥芯14、壓簧支座16、壓簧17、壓簧擋筒18、第一毛細(xì)管20、 第二毛細(xì)管21和防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；所述閥殼體13上連接有出口 C、常開進(jìn)口E和常閉進(jìn)口D， 所述出口C、常閉進(jìn)口D和常開進(jìn)口E位于同一平面，其中出口C和常開進(jìn)口E位于所述 平面上的同一直線上，且常閉進(jìn)口D所述直線的垂直線上；所述壓簧支座16固定在閥芯 14匕壓簧17固定在壓簧支座16和壓簧擋筒18上；所述閥芯14上設(shè)有圓形通道23和弧 形通道24，圓形通道23和弧形通道24軸線之間的距離等于閥芯14與壓簧擋筒18間的活 動(dòng)距離；所述第一毛細(xì)管20—端與常開進(jìn)口 E連通，另一端與閥芯14一側(cè)腔體連通；所述 第二毛細(xì)管21 —端與常閉進(jìn)口 D連通，另一端與閥芯14的另一側(cè)腔體連通；所述閥殼體 13上的常開進(jìn)口 E在自然狀態(tài)下通過(guò)閥芯14上的圓形通道23與出口 C導(dǎo)通，常閉進(jìn)口 D 在常閉進(jìn)口D、常開進(jìn)口 E之間有壓差狀態(tài)下通過(guò)弧形通道24與出口 C導(dǎo)通。當(dāng)常閉進(jìn) 口 D與常開進(jìn)口 E中壓差增加到一定程度，通過(guò)第二毛細(xì)管21的連通，閥芯14左側(cè)的壓 力大于右側(cè)壓力，進(jìn)而推動(dòng)閥芯14右移，直至常閉進(jìn)口D、出口C導(dǎo)通，此時(shí)常開進(jìn)口E、 出口C截止，冷媒通過(guò)常閉進(jìn)口D流經(jīng)閥芯14中的弧形通道24，經(jīng)出口C流出，實(shí)現(xiàn)冷 媒管路的切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩種工作模式的切換。
圖11為本發(fā)明公開的一種自力式三通閥的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的三種實(shí)現(xiàn)方式之一。防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置 由定位銷22和設(shè)置在閥芯14上的第一凹槽25a組成，其中定位銷固定在閥殼體13上，并契合在闊芯14上的凹槽內(nèi)，使閥芯14只能平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖12為本發(fā)明公開的一種自力式三通閥的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的三種實(shí)現(xiàn)方式之二。防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由定位銷22和設(shè)置在閥殼體13上的第二凹槽25b組成，其中定位銷22固定在閥芯14上，并契合在閥殼體13上的第二凹槽25b內(nèi)，使閥芯14只能平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖13為本發(fā)明公開的一種自力式三通閥的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的三種實(shí)現(xiàn)方式之三。防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由定位銷22、分別設(shè)置在閥芯14和閥殼體13上的第一凹槽25a和第二凹槽25b組成，且定位銷22并不固定在閥芯14和閥殼體13上，使閥芯14只能在平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種自力式三通閥，其特征在于自力式三通閥包含閥殼體(13)、閥芯(14)、壓簧支座(16)、壓簧(17)、壓簧擋筒(18)、第一毛細(xì)管(20)、第二毛細(xì)管(21)和防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；所述閥殼體(13)上連接有出口C、常開進(jìn)口E和常閉進(jìn)口D，所述出口C、常閉進(jìn)口D和常開進(jìn)口E位于同一平面，其中出口C和常開進(jìn)口E位于所述平面上的同一直線上，且常閉進(jìn)口D所述直線的垂直線上；所述壓簧支座(16)固定在閥芯(14)上，壓簧(17)固定在壓簧支座(16)和壓簧擋筒(18)上；所述閥芯(14)上設(shè)有圓形通道(23)和弧形通道(24)，圓形通道(23)和弧形通道(24)軸線之間的距離等于閥芯(14)與壓簧擋筒(18)間的活動(dòng)距離；所述第一毛細(xì)管(20)一端與常開進(jìn)口E連通，另一端與閥芯(14)一側(cè)腔體連通；所述第二毛細(xì)管(21)一端與常閉進(jìn)口D連通，另一端與閥芯(14)的另一側(cè)腔體連通；所述閥殼體(13)上的常開進(jìn)口E在自然狀態(tài)下通過(guò)閥芯(14)上的圓形通道(23)與出口C導(dǎo)通，常閉進(jìn)口D在常閉進(jìn)口D、常開進(jìn)口E之間有壓差狀態(tài)下通過(guò)弧形通道(24)與出口C導(dǎo)通。
2.按照權(quán)利要求l所述的一種自力式三通閥，其特征在于所述的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由定位 銷(22)和設(shè)置在閥芯(14)上的凹槽(25a)組成，其中定位銷固定在閥殼體(13)上，并 契合在閥芯(14)上的凹槽(25a)內(nèi)，使閥芯(14)只能平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 按照權(quán)利要求l所述的一種自力式三通閥，其特征在于所述的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由定位銷 (22)和設(shè)置在閥殼體(13)上的凹槽(25b)組成，其中定位銷(22)固定在閥芯(14)上，并契合在閥殼體(13)上的凹槽內(nèi)，使閥芯(14)只能平動(dòng)，而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
4. 按照權(quán)利要求l所述的一種自力式三通閥，其特征在于所述的防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由定位銷 (22)、分別設(shè)置在閥芯(14)和閥殼體(13)上的第一凹槽(25a)和第二凹槽(25b)組成，且定位銷(22)并不固定在閥芯(14)和閥殼體(13)上，使閥芯(14)只能在平動(dòng)，而不 能轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種自力式三通閥，包含閥殼體、閥芯、壓簧支座、壓簧、壓簧擋筒、第一毛細(xì)管、第二毛細(xì)管和防轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其技術(shù)特征在于三通閥閥殼體上連接有常開進(jìn)口、常閉進(jìn)口和出口，其中常開進(jìn)口連接自然循環(huán)模式，常閉進(jìn)口連接冷媒制冷循環(huán)模式，通過(guò)毛細(xì)管將壓縮機(jī)出口與閥芯一側(cè)的閥腔相連，壓縮機(jī)出口的高壓推動(dòng)閥芯移動(dòng)，進(jìn)而改變冷媒流路，實(shí)現(xiàn)不需外力的情況下自然循環(huán)模式和冷媒制冷循環(huán)模式的自由切換。本發(fā)明不僅保留了具有切換兩種工作模式的功能，而且使冷媒流路保持在一個(gè)平面內(nèi)90°的變換。本發(fā)明保障冷媒自然循環(huán)并用型機(jī)房專用機(jī)的運(yùn)行性能，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的節(jié)能性和可靠性，具有性能可靠、自動(dòng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K11/06GK101666386SQ20091009310
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者周德海, 王寶龍, 石文星, 韓林俊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)