换向的阀门和方法技术

一个用于蒸气压缩制冷系统的换向阀包括一个限定了一个腔室壳体，该腔室带有穿过一个腔室壁通到所说腔室中的一个高压孔、一个低压孔和第一和第二系统孔；一个配置在壳体中以便与壁基本平行地在第一位置和第二位置之间运动的阀门元件，在第一位置中阀门元件将低低压孔与第一系统孔连通，同时，将高压孔与第二系统孔连通，在第二位置中阀门元件将低压孔与第二系统孔连通，同时，将高压孔与第一系统孔连通，当阀门元件在第一和第二位置时截断高压和低压孔的连通；阀门元件受到一个净压力差而使得阀门元件牢固地落坐于第一或第二位置以便防止高压孔和低压孔之间的泄漏；一个用来反转作用在阀门元件上的净压力差的方向使阀门元件抬起并移开其第一或第二位置以便促进到达另一个位置的移动。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及换向阀，尤其涉及用于具有很大的高的和低的系统压力差的流体系统的流体换向阀。在流体系统中使流体流动方向换向的阀门通常是已知的并且有很多形式。当最高的系统压力与最低的系统压力有明显差异时，该系统的流体换向阀遭受了困难的操作条件。这样的条件限制了所使用的换向阀的型号和种类。用于蒸气压缩机制冷系统的制冷剂换向阀就是典型的例子。制冷剂换向阀通常被放置在制冷系统中，如在热泵中。系统中制冷剂的高压可能超过系统的低压400psi。这个压力差加到了换向阀结构上从而该换向阀受到了很大的压力。这些力是产生阀门内制冷剂从高压侧向低压侧泄漏的可能性和产生阻碍阀的启动的摩擦力的原因之一。已有技术提出了一个换向阀结构，它通过依靠压力差来确保阀门零件之间的密封关系的方法成功地减少了泄漏。这种型号的阀门结构由1987年12月15日颁发给Marks的美国专利4,712,582(′582号专利)所说明。这种型号的阀门依靠一个在高压腔内与阀座中的一对开孔之一配合工作的阀门滑动元件来控制系统制冷剂的流动方向。该滑动元件沿阀座从一个流动正向位置移到一个流动反向位置。高压系统的流体迫使该滑动元件在压缩机作业时总是靠在阀座上。该阀座力有助于减少制冷剂从高压侧向低压侧的泄漏。低泄漏率改进了系统的操作性能和效率。该座力产生了很大的与阀门滑动元件运动反向的摩擦力。从而在一些已有技术的系统中仅在压缩停止工作以及容许系统压力相等或趋于相等之后该阀才能进行操作。在那些当压缩机工作时需要进行流动反向的系统中，需要强大的驱动器来克服摩擦力并操作换向阀门。换向阀驱动器的控制和构造使换向阀组装大大地复杂化并且使其成本显著地增加。过去曾提出过一些驱动器的原理。例如，582专利的驱动器，它包括一个引导阀部件和安装在滑动元件上并对着圆柱形的高压腔各自的对置端的驱动活塞。该引导阀部件控制着系统制冷剂向阀腔的流通。该引导阀部件由一个低动力控制螺线管和由该螺线管操纵的一个微型四路引导阀形成。当该螺线管被断电，该引导阀同步地将高压制冷剂供给腔室的一端而将低压制冷剂供给腔室的另一端。该活塞受到了足以将滑动元件移到其一个位置上的制冷剂的压力差。将螺线管通电驱动该引导阀反转施加在活塞上的压力。一旦该活塞压力被反转，滑动元件被驱动到其在阀座上的另一个位置并且系统制冷剂的流动方向被换向。这样的驱动器虽然有效且可靠，却是由许多需要大量生产作业来制造的零件组成。这种类型的阀结构不适合于自动化生产。因为换向阀包含有相对大的劳动量而使其成本升高。另外，不同尺寸的系统需要不同尺寸的阀门。用来冷却小的、隔热相对好的空间的制冷系统包含少量以低流率通过相对小的热交换器进行循环的制冷剂。冷却大的或不隔热的空间的高容量系统包含有大量以高流率通过大的热交换器进行循环的制冷剂。一个所提及的为高容量系统而构造的这种换向阀能够输送较小系统中的制冷剂流体；然而却不能依靠小系统产生足够的能量来正常地驱动过大尺寸的换向阀。当在小容量系统中装有一个过大尺寸的阀时，如果流体换向要在压缩机停机时进行该阀门可能不能完成该换向。驱动这样一个阀门到达其行程一半时就使得阀门元件将系统的高、低压侧相互连通。该阀门元件所提供的流体通道的大面积迅速消耗并牵制了高压制冷剂的供给，而该高压制冷剂本来是可以驱动阀门元件通过其所剩行程的。从而该阀门元件可能甚至在压缩机重新启动以后还停留在部分被驱动的状态。这种情况发生的可能性迫使所构造的阀门的尺寸要与系统流量相适应并确保足够的阀门驱动压力差。现代的制冷系统的零件同样产生了对换向阀有不利冲击的各种条件。与先前的压缩机不同，较新的涡形制冷剂压缩机是变容压缩机，它可以将制冷剂从压缩机内＂泵＂到系统中。涡形压缩机可以在压缩机启动后相当长的一段时间内输出液态的制冷剂并使其流经换向阀进入到系统的高压侧。这偶尔会使换向阀产生问题。当该阀门元件在其两个可选位置之间时，来自腔室的高压制冷剂流体可能会被明显地节流。如果当涡形压缩机将液态的制冷剂泵入换向阀腔室中时阀门还处于以上状态，则可能在阀门腔室内产生一个急剧的压力峰。该压力峰可能会损害或破坏该换向阀。为了减小操作换向阀的巨大摩擦力，有人建议构造一个手动操作的有一个弹性偏移的泄流阀与其相连的换向阀。见1985年10月7日颁发给Van Allen等人的美国专利第2,855,000号。该泄流阀逆着弹性偏移被手动地打开以便减小施加于换向阀元件上的压力差。这就减小了阻碍换向阀元件运动的摩擦力的量值。该换向阀受到了迅速变化的压力差而导致高频振动并显示出抵制其运动的摩擦力的某些减小。然后该换向阀被手动地驱动以将流动方向换向。在换向阀被操作之后，偏移弹簧重新关闭泄流阀。在需要将流动自动换向的环境中该建议在商业上是不可行的，因为所需的手动操作不可能被简单、小力量的机械驱动器所重复。本专利技术提供了一种新的、改进了的、用于将一个流体系统中循环流体的流体，该阀门的构造和安排使阀门元件在其两个可选择的流动导向位置之间沿其移动路线运动时摆脱了迫使它靠在底座上的流体压力而使它与底座分离开，从而避免了巨大的抵抗阀门元件运动的摩擦力并使其能够使用简单的、小力量的阀门驱动器。该新型反向阀的结构不复杂，由相对较少且容易制造和装配的零件组成并且操作可靠和有效。本专利技术提供一种新的、改进了的、用于将流体系统或回路中的流动方向换向的方法，其中包括将一个高压孔、一个低压孔和第一和第二系统孔与第一个阀门腔室连通，其中至少低压孔和第一和第二系统孔经过阀门底座通到该腔室中；在该腔室中配置一个用于在第一和第二位置之间相对于阀门底座运动的阀门元件；通过将压力差加到阀门元件上迫使该阀门元件以第一位置在阀门底座上与阀门底座进行落坐和密封的接合；当阀门元件落坐于第一位置时，通过经阀门元件将低压孔和第一系统孔连通、将高压孔与第二系统孔连通来引导系统流体以一个方向流过系统；偏移该阀门元件使其从第一位置运动到第二位置；消耗掉压力差使阀门元件能够抬起；随该偏移力将阀门元件沿一个使阀门元件不与底座接触的行进路线从第一位置移动到第二位置；使阀门元件以第二位置重新落坐到阀门底座上；当阀门元件以第二位置落坐时，通过经阀门元件将低压孔与第二系统孔连通、将高压孔与第一系统孔连通来将系统流体的流体方向换向。在本专利技术的优选实施例中由一个有效的驱动装置将该阀门元件偏移以便当压力差消失时使其从一个位置运动到另一个位置。本专利技术进一步的特点和优点将从以下对一个本专利技术优选实施模式的描述中变得更加明显，其中所参考的附图为附图说明图1是一个根据本专利技术构造的，与示意图的制冷系统相连的换向阀门的透视部件分解图；图2是一个图1的阀门的剖视图，该阀门是组装好了的，并且正处在阀门元件完成其使系统流动方向换向的移动的瞬间或压缩机被关闭且系统的压力相等的时刻；图2A是一个大约从图2的2A-2A线所表示的平面所看到的视图；图3A是一个大约从图3B中的3A-3A线所表示的平面所看到的剖视图；图3B是一个与图2相似的剖视图，其中示意地图示了阀门的一个操作状态，同时为清楚起见省略了许多阀门零件；图3C是一个大约从图3B中的3C-3C线所表示的平面所看到的剖视图4A是一个大约从图4B的4A-4A线所表示的平面所看到的剖视图；图4B是一个与图2相似的剖视图，其中示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蒸气制冷系统的换向阀包括：ａ．一个限定了一个腔室的壳体，该腔室带有经一个腔室壁通到所说腔室中的一个高压孔、一个低压孔和第一和第二系统孔；ｂ．一个配置在所说壳体中以便与所说壁基本平行地在第一位置和第二位置之间运动的阀门元件，在 第一位置中所说阀门元件将所说低压孔与所说第一系统孔连通同时将所说高压孔与所说第二系统孔连通，在第二位置中所说阀门元件将所说低压孔与所说第二系统孔连通，同时，将所说高压孔与所说第一系统孔连通，当所说阀门元件在所说第一和第二位置时截断所说高和低压孔的连通；ｃ．所说阀门元件受到一个净压力差而使得所说阀门元件牢固地落坐于所说第一或第二位置，以便防止所说高压孔和所说低压孔之间的泄漏，ｄ．一个用来反转作用在所说阀门元件上的净压力差的方向使所说阀门元件抬起并移开其第一或第二位置以便 进行到达另一个位置的移动的驱动器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TW帕克，
申请(专利权)人：特拉华州兰科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]