專利名稱:一種四通換向閥及其閥座的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種制冷領域所用電磁閥或電磁四通換向閥,具體涉及一種在空調機或制冷機上使用的電磁閥或四通換向閥的閥座和四通換向閥。
背景技術:
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,能源緊張問題變得日益突出,發(fā)展節(jié)能環(huán)保的綠色經(jīng)濟是當前各國經(jīng)濟發(fā)展的重點。對于空調和暖通行業(yè)來講,研制節(jié)能環(huán)保的空調機和制冷機是這類企業(yè)的重點研發(fā)方向。熱泵型空調是一種能從低溫物體吸收熱量,并把能量傳遞到高溫物體的裝置。制冷時,室內熱交換器作為蒸發(fā)器吸收熱量,通過制冷劑將熱量排至室外, 室外的熱交換器作為冷凝器使用。制熱時,室外熱交換器作為蒸發(fā)器使用吸收熱量,通過制冷劑將熱量送至室內,室內熱交換器作為冷凝器釋放熱量。由于熱泵型空調能夠有效利用廣泛存在的低位能源,并節(jié)約有限的高位能源,其發(fā)展受到越來越多的關注。下面以熱泵型空調中的四通換向閥為例來進行具體說明。在熱泵型空調中,四通換向閥是系統(tǒng)制冷循環(huán)工況與制熱循環(huán)工況轉換的關鍵部件,通過四通換向閥的切換,來實現(xiàn)制冷/制熱的相互轉換。四通換向閥主要有電磁線圈、導閥和主閥組成,主閥在電磁線圈和導閥的共同作用下?lián)Q向來切換制冷工質的流通方向,實現(xiàn)空調制冷/制熱的相互轉換。從四通閥的工作原理可知,無論是在制熱狀態(tài)還是制冷狀態(tài),在主閥內,會同時流動著高溫高壓氣體和低溫低壓氣體,在同時存在高溫高壓氣體和低溫低壓氣體的情況下,總會有一些熱量從閥座的一端流向另一端,造成熱量的損失和浪費,因此,為了提高能源傳遞效率及滿足市場上越來越高的環(huán)保要求,需要一種具有更環(huán)保及具有較好隔熱性能的換向閥的閥座材料。為了降低這部份傳熱形起的損失,如本申請人申請的申請?zhí)枮?200810170546. 6的發(fā)明專利申請中就采用了一種新材料的閥座,該閥座具有較低的熱傳導率,因此由該部位引起的熱傳導損失可以降低。另外,如果采用不銹鋼、不銹鐵及其它鋼鐵類或其他相對不容易導熱的材料,傳熱損失可以進一步降低,但使用不銹鋼等這一類閥座, 又帶來了機械切削加工相對困難的問題,并且加工相對費時,另外刀具磨損也特別容易,從而導致刀具等輔助加工費用相對較大。
發(fā)明內容
為此,本發(fā)明針對上述機械切削加工相對困難與傳熱損失之間這一矛盾的技術問題,采用一種具有更好環(huán)保性能與隔熱性能的閥座材料,及一種新的加工方式,提供一種新的四通換向閥,本發(fā)明具體采用以下技術方案一種四通換向閥,包括閥體、閥座、與閥體、閥座一起固定的多個接管,所述接管與閥體、閥座通過焊接連接固定,所述閥座包括一個用于與四通換向閥的滑塊相配合密封的密封部及一個用于與所述接管配合連接的連接部,所述密封部具有一個密封面,所述連接部設有接管孔,所述接管孔的用于插入接管的部位大于所述接管孔的靠近密封部的密封面的部位而形成一個臺階部,所述閥座的密封部的沿所述閥體縱向方向的長度大于所述連接部的在該方向的長度,所述閥座是通過粉末注射加工成形的。優(yōu)選的,所述閥座為低導熱的金屬、金屬合金或非金屬材料通過粉末注射加工成形的。優(yōu)選的,所述閥座為不銹鋼、不銹鐵或陶瓷的粉末材料通過注射加工成形。可選的,所述閥體材料為不銹鋼材料。這樣,四通換向閥的閥體與閥座、接管之間可以采用燧道爐爐焊,從而可以避免焊接后的酸洗或清洗,而更加環(huán)保。優(yōu)選的,所述閥座的連接部的用于與所述閥體貼合的貼合面的厚度(σ)在 1-2. 5mm之間(包含1mm、2. 5mm)。更加合適的,所述閥座的連接部的用于與所述閥體貼合的貼合面的厚度(σ )在1. 2-2mm之間(包含1. 2mm,2mm)可選的,所述閥座的連接部的外壁為線形、拋物線型、弧線型或者組合??蛇x的,所述閥座的連接部的外壁其中包括線形,所述線圈部份的外壁與所述閥座的密封部的密封面之間形成的角度在75-90°之間(包含75°、90° )。優(yōu)選的,所述閥座的連接部的其中相鄰的兩個接管孔之間的部位還設置有分隔部,使所述閥座的與每個接管配合的接管孔及周圍單獨形成貼合鋪展面。優(yōu)選的,所述閥體、閥座、接管通過燧道爐爐焊焊接固定。優(yōu)選的,閥座的所述密封部的密封面,在注射加工成形后,在與所述滑塊組裝前通過研磨加工,具體地,如通過砂輪進行磨削加工以保證密封面的平面度、光潔度;另外也可以采用鑄鐵盤研磨來保證。另外,本發(fā)明還要求保護與上述四通換向閥相關的閥座,所述閥座通過粉末注射成形加工而成。本發(fā)明通過將閥座采用粉末注射成形工藝加工而成,與原有的采用異型型材進行切削加工相比,材料使用量可以明顯減少,并且結構上還可以成形為特殊結構的形狀,從而可以減少閥座與四通換向閥閥體焊接時的接觸面,減少焊接時焊料的流動面積,從而保證焊接質量。并且由于本發(fā)明提供的閥座加工方式可以使用熱導率較低的各種粉末加工而成,因此可以減小高低溫冷媒之間的熱量損失,有效地提高了空調的節(jié)能效果。并且,本發(fā)明的四通換向閥,通過閥座材料的變更,同時將閥體材料改變?yōu)椴讳P鋼后,兩者與接管焊接時可以通過隧道爐進行保護焊接,這樣,免除了焊接后的酸洗、清洗等工序,因此更加環(huán)保。
圖1本發(fā)明提供的四通換向閥的閥座的一種實施方式的立體示意圖;圖2是圖1所示閥座的主視圖;圖3是本發(fā)明提供的一種實施方式的四通換向閥的閥體與閥座、接管固定后的結構示意圖;圖4是本發(fā)明提供的四通換向閥的閥座的第二種實施方式的立體示意圖;圖5是圖4所示閥座的主視圖;圖6是圖4所示閥座的左視圖;圖7本發(fā)明提供的第二種實施方式的四通換向閥的閥體與閥座、接管固定后的結構示意圖。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明,下面結合具體實施例對本發(fā)明優(yōu)選技術方案進行具體描述,但是應當理解,這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點,而不是對本發(fā)明權利要求的限制。本發(fā)明提供一種閥座材料,用于空調或制冷系統(tǒng)用的電磁閥或換向閥,如一種空調用的四通換向閥(有時也稱為電磁四通換向閥或換向閥)。下面具體以四通換向閥為例來進行具體說明。圖1是本發(fā)明提供的四通換向閥的閥座的一種實施方式的立體示意圖,而圖2是圖1所示閥座的主視圖,圖3是該實施方式的四通換向閥的閥體與閥座、接管固定后的結構示意圖。如圖所示,四通換向閥包括閥體1、閥座2、第一接管3、第二接管4、第三接管5及高壓管6 ;其中高壓管6固定于閥體的與所述閥座2的相對一側;另外三個接管3、4、5通過閥體1、閥座2并伸入到閥座的連接孔中定位并通過焊接相密封固定。另外,說明一下,本發(fā)明中所提到的接管指的是與閥體、閥座相連接的三個接管 第一接管3、第二接管4、第三接管5,而并不包括只與閥體相連接的高壓管6。并且本發(fā)明主要涉及閥體、接管及閥座。具體地,閥座2包括與四通換向閥的滑塊(圖中未畫出)相配合的密封部23與和閥體、接管相配合的連接部,連接部包括用于與三個接管3、4、5可以插入焊接固定的三個接管孔,接管孔內設置有一個臺階部25,用于焊接時放置焊接材料并置入接管時定位;閥座2的連接部的用于與閥體貼合的部位的寬度方向的截面形狀是與閥體 1的內孔的形狀相配合的弧面,具體地,閥座是通過其截面形狀是與閥體1的內孔的形狀相配合的弧面組成的貼合面22與閥體的內孔相貼合或基本貼合;本實施方式中閥座2的貼合面是連接在一起的,其中任意相鄰的兩個接管孔之間形成的貼合面的寬度β大于兩側的貼合面的寬度σ。其中兩側的貼合面的寬度σ的范圍在lmm-2. 5mm之間,如果貼合面的寬度σ小于1mm,會使閥座2與閥體1的焊接強度偏低;而如果貼合面的寬度σ大于2. 5mm, 則使閥座2與閥體1的焊接時的貼合鋪展面積過大,而導致焊接材料流動面積過大,也會降低焊接可靠性。更加優(yōu)選的,貼合面的寬度σ的范圍在1.2mm-2mm之間。同理,兩個接管孔之間形成的貼合面的寬度β的范圍在1.5-2. 5mm之間。另外,本實施方式中,閥座2的密封部23大致呈長方形,閥座2的密封部的長度大于連接部的長度,這樣可以節(jié)省閥座材料的使用量;連接部的外壁22與接管孔的中心線大致平行,即與密封部23的與滑塊配合的密封面M呈大致垂直狀態(tài)。為了使閥座具有足夠的強度,并使貼合面的寬度σ相對較小,另外也可以設計成連接部的外壁22與接管孔的中心線不呈平行狀態(tài),而是相交狀態(tài),即與密封部23的與滑塊配合的密封面M呈一個75 90°的角度,這樣,貼合面的寬度σ相對較小,而連接部的靠近密封部的基部相對較大,可以保證閥座的機械強度。另外,連接部的外壁22還可以設計成一個拋物線型、弧線型或各種形式的組合;由于閥座是采用粉末注射加工成形,因此各種形狀的加工都相對比較簡單,而不會像原先的采用型材進行機械切削加工一樣受到各種限制。本實施方式中,閥座通過粉末注射方式加工而成,具體地,是將固體粉末與有機粘
5結劑均勻混合,經(jīng)制粒后用注射成型機將粒狀材料注入模腔內成形,然后再進行燒結,即可得到所需形狀的零部件;另外也可以采用壓鑄成形加工而成。這樣每個閥座所需的材料就只要是成形所需要的材料,而與原先用型材進行切削加工相比,使用原材料可減少。優(yōu)選的,閥座材料采用不銹鋼。對于不銹鋼,本發(fā)明無特別的限制,可以為Cr系(SUS400)不銹鋼、Cr-Ni系(SUS300)不銹鋼、Cr-Mn-Ni (SUS200)不銹鋼及析出硬化系(SUS600)不銹鋼。 優(yōu)選的,為 Cr-Ni 系(SUS300)不銹鋼,如 SUS301、SUS302、SUS303、SUS304、SUS309、SUS316、 SUS316L等牌號的不銹鋼。另外還可以使用不銹鐵及其它高強度、耐溫性能好且傳熱系數(shù)相對較低的金屬材料、及非金屬材料如陶瓷材料。具體加工方式如下先是將閥座通過注射加工成形,在閥體1的多個接管孔的臺階部設置焊接材料如焊圈,然后將閥座2與閥體1、接管組裝到一起并將組裝件通過隧道爐進行焊接固定。為了保證閥座與滑塊的配合性能,可以將閥座的密封面M進行研磨或磨削加工。另外也可以在焊接完成后通過將焊接好的閥座的密封面進行研磨加工以保證密封面的光潔度從而可以與滑塊很好地配合。另外,在本實施方式中,四通換向閥的閥體1的材料可以采用原先的黃銅類材料,但優(yōu)選為不銹鋼,這樣可以進一步降低四通換向閥的傳熱損失。本實施方式中的四通換向閥的其他部件與現(xiàn)有技術類似,這里不再復述。下面介紹本發(fā)明的另一實施方式,圖4是本發(fā)明提供的四通換向閥的閥座的第二種實施方式的立體示意圖,圖5是圖4所示閥座的主視圖,圖6是圖4所示閥座的左視圖,圖 7為該實施方式的四通換向閥的閥體與閥座、接管固定后的結構示意圖。如圖所示,為了使焊接質量更加可靠,該實施方式中對閥座與閥體的貼合面進行了進一步控制,如圖所示,本實施方式與上述實施方式的主要區(qū)別在于為了使閥座與閥體、接管的焊接質量更加穩(wěn)定可靠,本實施方式的閥座在接管的連接部之間設置了一個分隔部222,即利用一個凹槽將相鄰的兩個接管的連接部分隔開,這樣進一步減小了閥座與閥體的貼合鋪展面積,并且最主要的,還是在焊接時設置在各個接管孔的臺階部中的焊接材料是分別在各自的貼合鋪展面積內流動,比如,設置在第一接管的接管孔的臺階部的焊接材料如焊圈,在焊接受高溫影響而熔化流動時其只是在閥座的第一接管孔的與第一接管接觸或有一定小間隙的內壁部位、 到閥座的第一接管孔的周邊的與閥體的貼合面位置流動,而不會通過分隔部222與第二接管孔的焊接材料發(fā)生干涉或互相影響;即各自形成了相對獨立的焊接部位而不會互相流動影響,這樣可以避免有時加工時有誤差的情況下可能會導致部份地方焊接材料偏多而部份地方偏少這種情況,提高焊接材料的均勻性,從而可以提高焊接的總體合格率水平。另外, 相鄰兩接管之間存在的分隔部沒有金屬材料,可以降低這兩個相鄰接管之間的熱傳遞。同樣,閥座每個接管孔的周邊的與閥體的貼合面處的壁厚范圍σ在1-2. 5mm之間,更加優(yōu)選的,在1. 2-2mm之間。同樣地,連接部的外壁221與接管孔的中心線可以大致平行,即與密封部23的與滑塊配合的密封面M呈大致垂直狀態(tài)。也可以為了使閥座具有足夠的強度,并使貼合面的寬度ο相對較小,而設計成連接部的外壁221與接管孔的中心線不呈平行狀態(tài),而是相交狀態(tài),如貼合面部位相對較小、 基部相對較大的直線型、拋物線型、弧線型及其它多種形狀或組合,如與密封部23的與滑塊配合的密封面M呈一個75 90°的角度,這樣,貼合面的寬度σ相對較小,而連接部的靠近密封部的基部相對較大,可以保證閥座的機械強度。
本發(fā)明的四通換向閥的其它部件、結構與現(xiàn)有技術相同,具體加工、使用方法為本領域技術人員所熟知,在此就不再贅述。同時本發(fā)明還要求保護使用上述采用粉末注射加工成形這一加工方法所制造的閥座。本發(fā)明所述的閥座還可以用于電磁閥,如可以為空調機、制冷機所用電磁閥,所述空調可以為單冷空調、熱泵空調,優(yōu)選的,特別適合于空調機中的四通換向閥。本發(fā)明通過粉末注射加工成形,加工方便,使用材料相對要少,且可以加工各種形狀相對復雜的閥座,比起現(xiàn)有技術中的由上部閥座和下部閥座組成的組合閥座,進一步提高四通換向閥及閥座的節(jié)能效果,但加工更加方便,性能更加穩(wěn)定可靠。特別適合于采用一些機械切削加工相對較困難的材料如不銹鋼、不銹鐵、陶瓷等材料,這些材料具有相對較低的熱傳導率如不銹鋼的導熱率一般不超過30w/m · k。這樣,通過閥座部位從高壓高溫腔向低壓接管的傳熱損失會大幅降低,即降低了閥座的傳熱損失,也降低了四通換向閥的傳熱損失,提高了系統(tǒng)的能效比。從以上論述可知,采用本發(fā)明提供的四通換向閥的閥座,可以提高閥座與閥體的焊接質量,還可以明顯減小熱損失,在空調運行過程中可以減少第一接管、第二接管、第三接管部位的高低溫冷媒之間的熱量損失,有效地提高了空調的節(jié)能效果。同樣,本發(fā)明的閥座材料也可用于制冷或暖通等系統(tǒng)中所使用的電磁閥的閥座上,因為這些系統(tǒng)中所使用的電磁閥,內部所流通的流體在電磁閥的兩側存在溫差時都會因閥座的熱傳導而產(chǎn)生傳熱損失;同時這些系統(tǒng)中所用的黃銅材料的環(huán)保方面的要求也都越來越高。而具體加工、使用方法為本領域技術人員所熟知,在此就不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種四通換向閥,包括閥體、閥座、與閥體、閥座一起固定的多個接管,所述接管與閥體、閥座通過焊接連接固定,所述閥座包括一個用于與四通換向閥的滑塊相配合密封的密封部及一個用于與所述接管配合連接的連接部,所述密封部具有一個密封面,所述連接部設有接管孔,所述接管孔的用于插入接管的部位大于所述接管孔的靠近密封部的密封面的部位而形成一個臺階部,其特征在于所述閥座的密封部的沿所述閥體縱向方向的長度大于所述連接部的在該方向的長度,所述閥座是通過注射加工成形或壓鑄加工成形的。
2.根據(jù)權利要求1所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座為低導熱的金屬、金屬合金或非金屬材料通過注射加工成形的。
3.根據(jù)權利要求2所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座為不銹鋼、不銹鐵或陶瓷的粉末材料通過造粒后再注射加工成形。
4.根據(jù)權利要求1-3其中任一所述的四通換向閥,其特征在于所述閥體材料為不銹鋼材料。
5.根據(jù)權利要求4所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座的連接部的用于與所述閥體貼合的貼合面的厚度(σ )在1-2. 5mm之間(包含lmm、2. 5mm)。
6.根據(jù)權利要求5所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座的連接部的外壁為線形、 拋物線型、弧線型或者組合。
7.根據(jù)權利要求6所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座的連接部的外壁其中包括線形,所述線圈部份的外壁與所述閥座的密封部的密封面之間形成的角度在75-90°之間 (包含 75°、90° )。
8.根據(jù)權利要求1、2、3、5、6、7其中任一所述的四通換向閥,其特征在于所述閥座的連接部的其中相鄰的兩個接管孔之間的部位還設置有分隔部,使所述閥座的與每個接管配合的接管孔及周圍單獨形成貼合鋪展面。
9.根據(jù)權利要求1、2、3、5、6、7其中任一所述的四通換向閥,其特征在于所述閥體、閥座、接管通過燧道爐爐焊焊接固定。
10.根據(jù)權利要求9所述的四通換向閥,其特征在于閥座的所述密封部的密封面,在注射加工成形后,在與所述滑塊組裝前通過研磨或磨削加工。
11.一種如上述任一權利要求所述的閥座,所述閥座通過粉末造粒后再進行注射成形加工或壓鑄加工成形而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用新加工方式的閥座的四通換向閥及該閥座,本發(fā)明中的閥座通過粉末注射成形工藝加工而成,這樣,閥座的材料的成份就可以采用如不銹鋼、不銹鐵及其它鋼鐵類或其他相對不容易導熱的材料,從而可以使該發(fā)明的四通換向閥的熱損失降低;并且又避免了采用這種類型的材料后機械切削加工困難的問題。另外,閥座采用粉末注射成形工藝加工而成,與原有的采用異型型材進行切削加工相比,材料使用量明顯減少,還可以成形為特殊結構的形狀,從而可以減少閥座與四通換向閥閥體焊接時的接觸面,保證焊接質量。并且由于本發(fā)明提供的閥座熱導率較低,因此可以減小高低溫冷媒之間的熱量損失,有效地提高了空調的節(jié)能效果。
文檔編號F16K11/00GK102200190SQ20101013768
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者陳斌 申請人:浙江三花制冷集團有限公司