專利名稱：光電控制式偏心定位單臂四通換向閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱泵型空調與制冷裝置上使用的用以改變制冷劑氣流方向的四通換向閥，尤其是一種光電控制式偏心定位單臂四通換向閥。
背景技術：
四通換向閥可以根據制冷和制熱的不同需要來改變制冷劑的流動方向。
傳統的四通換向閥普遍使用電磁控制方式，當低壓制冷劑進入室內換熱器時(此時為蒸發器)，空調器向室內送冷風；當高壓制冷劑進入室內換熱器時(此時為冷凝器)，空調器便向室內送熱風。中國專利CN1254805A公開了一種“電控四通換向閥”，它有一個閥筒體，筒體中有閥座，閥座上通有兩個以上的管口，閥座上有與之配合的閥塊，閥塊則受電磁導閥的控制。它通過電磁導閥的得電與失電，并利用制冷管路系統中的高壓和低壓氣體的壓差來推動閥塊進行往復運動，從而達到切換四根管路中的高壓和低壓氣體流動方向的目的。
由于上述專利所提出的換向閥的加工工藝復雜、用材多、成本高，因而價格貴。因此業內人士一直在尋求相應的替代方案。
2003年2月12日，中國專利CN2535629Y進一步公開了一種“電動換向閥”，它有一個閥筒體，筒體中有閥座，閥座上通有四個管子，閥座上有與之配合的電控閥塊，其相對上述“電控四通換向閥”專利的改進之處在于所述閥塊是能在平面上轉動的旋轉閥塊，其上部的轉軸與閥筒體軸套上的軸孔配合，閥塊與軸套之間有壓簧，閥塊下部有能包含并接通管子的、彼此獨立的兩個通腔，所述的電控部件是電機及傳動機構。
上述改進的方案采用了平面旋轉切換原理，改閥體的平動為平面旋動，克服了“電控四通換向閥”專利的諸多不足，但是，卻也由此帶來其自身的不足，具體如下1、由于所述旋轉閥塊與所述傳動機構之間通過采用轉軸進行中心定位，故而當電機帶動閥塊旋轉時，會較為費力，且容易導致定位不準，隨著使用時間的增長，閥塊旋轉時的定位角度精確性會日漸下降。
2、傳動機構采用的電機需要用交流電驅動，因而，四通換向閥的性能容易受外部電網的影響，導致工作穩定性下降。
3、對能耗無科學的利用，沒有對電機的運轉時間進行控制，因此導致電能的大量浪費。
實用新型內容本實用新型的目的就是要提供一種定位精確度高、換向時動作迅速穩定、不受外部電網影響且節約用電的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥。
本實用新型的目的是通過如下技術方案實現的本實用新型光電控制式偏心定位單臂四通換向閥包括密封的閥體、進氣管、共用管、第一交換管、第二交換管、傳動機構以及換向裝置，所述閥體被一隔板分隔為高壓腔和傳控腔，所述進氣管、共用管、第一交換管與第二交換管均與高壓腔相貫通，所述傳動機構置于傳控腔內，換向裝置則置于高壓腔內，所述傳動機構包括電機和與電機直接或間接連接的傳動軸，隔板上設置有軸孔，其中，共用管、第一交換管和第二交換管在高壓腔上面呈三角形排列，所述換向裝置包括相互緊密貼合的單臂擺動塊和齒板，單臂擺動塊設有低壓氣槽，恰好遮蓋共用管與第一交換或共用管與第二交換管的管口，且單臂擺動塊于對應所述共用管管口處的底部通過一樞軸樞設在隔板上以保持共用管始終被所述低壓氣槽所遮蓋，所述傳動軸頂端設有減速齒輪，齒板前端設有鋸齒，該減速齒輪與所述齒板相嚙合。
所述傳動機構還包括蝸輪蝸桿機構，所述蝸桿設置在電機的轉子上，蝸輪則設置在所述傳動軸上。
所述電機電性連接一驅動電路，所述驅動電路還電性連接一光電控制裝置，驅動電路與光電控制電路之間還電性連接有觸發電路。
所述光電控制裝置包括設置在蝸輪底部同一直徑兩端的擋光件和通光件，包括設置在同一直線上的兩組發射接收件，每組發射接收件均包括發射器和接收器，發射器與接收器之間留有供擋光件或通光件通過的空間。
所述傳控腔內還設有控制驅動件，該控制驅動件具有一聚四氟乙稀外殼，所述驅動電路與光電控制裝置均被封裝其內，所述兩組發射接收件的發射器與接收器均被設置在該控制驅動件上，并且，該控制驅動件設有供驅動電路電性連接所述電機與電源的接插口。
所述單臂擺動塊與共用管所對應的高壓腔內壁之間設置有與之緊密貼合的固定決，固定塊對應共用管、第一交換管以及第二交換管開設有相應的通孔。
所述傳動軸與隔板的軸孔之間設有傳動軸套。
所述單臂擺動塊在其與齒板對應的一面設有若干彈簧槽，所述齒板對應所述彈簧槽則設有相應的滑動通孔，每個彈簧槽內均設置有彈簧，彈簧底則設置有抵觸隔板的滾動鋼珠。
所述齒板靠隔板一面設有若干平衡滑動頂針，與隔板作滑動平衡配合。
所述傳控腔內壁設有聚四氟乙烯隔熱套。
與現有技術相比較，本實用新型的優點在于1、改變原有的中心定位為偏心定位，使操作的力臂增長，減輕了電機及傳動軸在傳動過程中的機械阻力，使傳動效率更高，精確度也相應得以提高。
2、采用直流電機提供動力，不會受外部電網影響而出現不穩定的情況，機器壽命增長，運行時穩定性更高。
3、利用光電感應原理對四通換向閥進行切換較為科學，能節省能耗，使其應用時更節省運行成本。
4、各部件之間采用緊密連接，尤其是提供了各部件之間的接插口，使機器各部件之間相對比較穩固，保證了質量，進一步延長了使用壽命。
圖1為本實用新型內部結構示意圖；圖2為圖1中B-B方向的示意圖，其中，單臂擺動塊處于右側；圖3為圖1中B-B方向的示意圖，其中，單臂擺動塊處于左側；圖4為圖1中A-A方向的示意圖，其中，單臂擺動塊處于圖2所示的右側；圖5為圖1中A-A方向的示意圖，其中，單臂擺動塊處于圖3所示的左側；圖6為本實用新型齒板的示意圖7中A、B、C三小圖為本實用新型單臂擺動塊的示意圖，其中A為其橫截面剖視圖，B為其底部示意圖，C為B的內部示意圖；圖8為本實用新型傳控腔的內部結構示意圖，且蝸輪處于順時針方向轉動狀態；圖9為本實用新型傳控腔的內部結構示意圖，且蝸輪處于逆時針方向轉動狀態；圖10為本實用新型工作電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明和實施例，對本實用新型作進一步的說明請參閱圖1至圖3，本實用新型光電控制式偏心定位單臂四通換向閥包括密封的閥體1、進氣管21、共用管22、第一交換管23、第二交換管24、傳動機構以及換向裝置。
其中，所述閥體1可為圓筒形且完全密封，采用高溫玻璃燒結而成，其中部被一隔板12分隔為高壓腔14和傳控腔13，隔板12與閥體1之間采用一體成型或螺釘或其它方式連結。所述進氣管21、共用管22、第一交換管23與第二交換管24均與高壓腔14相貫通，進氣管21被設置在高壓腔14一側邊上，共用管22、第一交換管23以及第二交換管24則被設置在高壓腔14的上面，并且大致呈等腰三角形排列，使共用管22到第二交換管24或第二交換管24的距離完全或大致相同。
所述傳動機構被設置在傳控腔13內，傳控腔13內壁設有聚四氟乙烯隔熱套140，傳動機構具體包括電機31、蝸輪33蝸桿34機構和傳動軸32，所述電機31位居側邊，為特制耐高溫、耐氟、內帶微型減速器的精密可逆轉直流微電機31，其轉子與蝸桿34相連結，以便帶動蝸桿34旋轉；所述隔板12中部設置有貫穿的軸孔120，傳動軸32則通過套設一軸套320后貫穿該隔板12的軸孔120，以便與高壓腔14中的換向裝置連接，該軸套320內帶耐高溫、耐氟材料做成的密封橡膠圈3208，傳動軸32置于密封橡膠圈3208內。所述蝸輪33呈圓盤狀，連結在傳動軸32底端，并通過其外周的鋸齒與蝸桿34相互嚙合。
所述換向裝置則置于高壓腔14內，包括單臂擺動塊41和齒板42。
請結合圖1、圖2、圖3和圖7，單臂擺動塊41的上部即與共用管22相對的一面設有截面呈半圓狀的低壓氣槽410，該低壓氣槽410的長度以能同時遮蓋共用管22與第一交換管23的管口220，230為宜，當然，也滿足遮蓋共用管22與第二交換管24的管口220，240。所述隔板12于高壓腔14內的一面對應共用管22管口220附近位置處還設有一個樞槽128，單臂擺動塊41于對應所述共用管22管口220處的底部處則設有一條樞軸418，通過將該樞軸418樞設在隔板12的樞槽128上實現偏心定位，以保持無論單臂擺動塊41樞轉至任何角度均可將共用管22的管口220置于所述低壓氣槽410的遮蓋范圍內。
請結合圖1至圖3、圖6和圖7，所述單臂擺動塊41的底部還設有三個彈簧槽415和兩個位于側邊的凹槽416，每個彈簧槽415內均設有反張力彈簧417。所述齒板42的兩側則設置有側翼板426，通過其側翼板426插置于單臂擺動塊41的凹槽416中實現兩者的穩固連結及緊密貼合，齒板42前端設有若干鋸齒，對應單臂擺動塊41的三個彈簧槽415處還設有相應的滑動通孔427，在滑動通孔427中放入滾動鋼珠429，可與隔板12配合壓緊彈簧417。考慮到齒板42的尺寸擴大到足以覆蓋單臂擺動塊41的樞軸418時，在其對應所述樞軸418處還可設置相應的偏心軸孔428(參見圖6)。為增強齒板42工作的平衡性及穩定性，齒板42對應隔板12的一面還設置有四個平衡滑動頂針413。
請再結合圖1至圖3，所述傳動機構的傳動軸32頂部設置有一個減速齒輪324，該減速齒輪324與齒板42的鋸齒相互嚙合，如此，當電機31啟動時，其轉子先后帶動蝸桿34，蝸輪33，傳動軸32進行旋轉，傳動軸32又進一步帶動減速齒輪324和齒板42轉動，相應地，單臂擺動塊41也會作一定角度的擺動。
參閱圖1至圖5，所述高壓腔14內，單臂擺動塊41與共用管22所對應的高壓腔14內壁之間設置有與之緊密貼合的采用耐磨超硬度植被壓鑄成型的固定塊5，固定塊5對應共用管22、第一交換管23以及第二交換管24開設有相應的通孔50。固定塊5、高壓腔14相對固定塊5的一面，以及單臂擺動塊41相對固定塊5的一面均經高精度研磨，并得以鏡面精度相吻合組成無泄漏配合。
請參閱圖10，本實用新型設有一驅動電路81，所述驅動電路81分別電性連接電機31和一光電控制裝置82，驅動電路81與光電控制裝置82之間還電性連接有觸發電路83。
請參閱圖1至3，所述傳控腔13內底部設置有一控制驅動件9，該控制驅動件9具有一聚四氟乙稀外殼，為灌注的環氧樹脂密封體，內部封裝有所述驅動電路81和光電控制裝置82。
所述光電控制裝置82包括設置在蝸輪33底部同一直徑兩端的擋光件821和通光件822，擋光件821和通光件822均為一豎直整體的擋片，但通光件822上設有一個通光孔8220，光電控制裝置82還包括設置在同一直線上的兩組發射接收件，每組發射接收件均包括發射器8231，8241和接收器8232，8242，發射器8231，8241與接收器8232，8242之間留有供擋光件821或通光件822通過的空間。所述兩組發射接收件的發射器8231，8241與接收器8232，8242均被設置在該控制驅動件9對應所述擋光件821和通光件822的位置上。
該控制驅動件9設有供驅動電路81電性連接所述電機31與電源的接插口91即電源接插口和電機31接插口93，對應該電源接插口處，閥體1底部設置相應的開孔以供該電源接插口91外露。此方便加強各個功能部件電性連接的穩定性。
下面簡述本實用新型的工作原理請參閱圖1至3，所述進氣管21接制冷壓縮機排氣管，所述共用管22接制冷壓縮機吸入管，第一交換管23和第二交換管24則接熱交換器。
制冷狀態時，如圖8和圖10所示，本實用新型所采用的電機31每分鐘1400轉，驅動電路81的工作電壓為DC12V，電機31帶動蝸桿34以每分鐘47齒的速度帶動蝸輪33順時針轉動，經蝸輪33減速、增大轉動力矩后，傳動軸32以每分鐘30轉的速度帶動減速齒輪324，嚙合齒板42向右同步擺動70度角(參見圖2和圖4)。此時，蝸輪33底部的擋光件821和通光件822分別置于兩個發射接收件內，左側的發射接收件中發射器8231所發射到接收器8232的光線被擋光件821所阻斷，右側的發射接收件中發射器8241所發射到接收器8242的光線則通過通光件822得以接收，內部自動截止，轉為輸出低電平0V，電機31失去觸發電壓，進而失去供電回路，停止向右轉動，換向結束。此時，換向裝置處于制冷狀態，如圖2和圖4所示，進氣管21、高壓腔14及第一交換管23三處相通，共用管22通過低壓氣槽410與第二交換管24相通。制冷壓縮機排出的高溫高壓氣體，經外部管路系統連接管通過進氣管21流入高壓腔14、第一交換管23、通過外部管路系統連接管流入室外冷凝器作散熱、冷凝處理后變為高壓過冷液體，經毛細管節流、降壓、變化為低壓過冷氣體，通過外部管路系統連接管流入室內蒸發器蒸發、吸熱后，變成低壓過熱氣體，經外部管路系統連接管進入第二交換管24，沿單臂擺動塊41內低壓氣槽410流到共用管22，經外部管路系統連接管進入制冷壓縮機吸入管，返回壓縮機內，完成制冷循環工作流動過程。
制熱狀態時，參見圖9和圖10，電機31反向帶動蝸桿34以每分鐘47齒的速度帶動蝸輪33逆時針轉動，經蝸輪33減速、增大轉動力矩后，傳動軸32以每分鐘30轉的速度帶動減速齒輪324，嚙合齒板42向左同步擺動70度角(參見圖3和圖5)。此時，蝸輪33底部的擋光件821和通光件822分別置于兩個發射接收件內，右側的發射接收件中發射器8241所發射到接收器8242的光線被擋光件821所阻斷，左側的發射接收件中發射器8231所發射到接收器8232的光線則通過通光件822得以接收，內部自動截止，轉為輸出低電平0V，電機31失去觸發電壓，進而失去供電回路，停止向左轉動，換向結束。此時，換向裝置處于制熱狀態，如圖3和圖5所示，進氣管21、高壓腔14及第二交換管24三處相通，共用管22通過低壓氣槽410與第一交換管23相通。壓縮機排出的高溫高壓氣體，經外部管路系統連接管通過進氣管21流入高壓腔14、第二交換管24，經外部管路系統連接管流入室內冷凝器作散熱、冷凝處理后變為高壓過冷液體，通過外部管路系統連接管流入到毛細管節流、降壓、變為低壓過熱氣體流入室外蒸發器蒸發、吸熱后，變成低壓過熱氣體，經外部管路系統連接管進入第一交換管23，沿單臂擺動塊41內低壓氣槽410流到共用管22，進入壓縮機吸入管，返回壓縮機內，完成制冷循環工作流動過程。
綜上所述，本實用新型用將光電控制原理和單臂擺塊的偏心定位原理結合應用于四通換向閥中，無引線、無連線、無觸點開關、無焊點、無裸露元件和電路板，實現了機電結合的自動控制，精確定位的功能，使用壽命長，故障率極低，用電極省。提高了本實用新型的可靠性、穩定性、適配性和通用性。
權利要求1.一種光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，包括密封的閥體、進氣管、共用管、第一交換管、第二交換管、傳動機構以及換向裝置，所述閥體被一隔板分隔為高壓腔和傳控腔，所述進氣管、共用管、第一交換管與第二交換管均與高壓腔相貫通，所述傳動機構置于傳控腔內，換向裝置則置于高壓腔內，所述傳動機構包括電機和與電機直接或間接連接的傳動軸，隔板上設置有軸孔，其特征在于共用管、第一交換管和第二交換管在高壓腔上面呈三角形排列，所述換向裝置包括相互緊密貼合的單臂擺動塊和齒板，單臂擺動塊設有低壓氣槽，恰好遮蓋共用管與第一交換或共用管與第二交換管的管口，且單臂擺動塊于對應所述共用管管口處的底部通過一樞軸樞設在隔板上以保持共用管始終被所述低壓氣槽所遮蓋，所述傳動軸頂端設有減速齒輪，齒板前端設有鋸齒，該減速齒輪與所述齒板相嚙合。
2.根據權利要求1所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述傳動機構還包括蝸輪蝸桿機構，所述蝸桿設置在電機的轉子上，蝸輪則設置在所述傳動軸上。
3.根據權利要求2所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述電機電性連接一驅動電路，所述驅動電路還電性連接一光電控制裝置，驅動電路與光電控制電路之間還電性連接有觸發電路。
4.根據權利要求3所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述光電控制裝置包括設置在蝸輪底部同一直徑兩端的擋光件和通光件，包括設置在同一直線上的兩組發射接收件，每組發射接收件均包括發射器和接收器，發射器與接收器之間留有供擋光件或通光件通過的空間。
5.根據權利要求4所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述傳控腔內還設有控制驅動件，該控制驅動件具有一聚四氟乙稀外殼，所述驅動電路與光電控制裝置均被封裝其內，所述兩組發射接收件的發射器與接收器均被設置在該控制驅動件上，并且，該控制驅動件設有供驅動電路電性連接所述電機與電源的接插口。
6.根據權利要求1至5任意一項中所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述單臂擺動塊與共用管所對應的高壓腔內壁之間設置有與之緊密貼合的固定塊，固定塊對應共用管、第一交換管以及第二交換管開設有相應的通孔。
7.根據權利要求6所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述傳動軸與隔板的軸孔之間設有傳動軸套。
8.根據權利要求7所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述單臂擺動塊在其與齒板對應的一面設有若干彈簧槽，所述齒板對應所述彈簧槽則設有相應的滑動通孔，每個彈簧槽內均設置有彈簧，彈簧底則設置有抵觸隔板的滾動鋼珠。
9.根據權利要求8所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述齒板靠隔板一面設有若干平衡滑動頂針，與隔板作滑動平衡配合。
10.根據權利要求9所述的光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，其特征在于所述傳控腔內壁設有聚四氟乙烯隔熱套。
專利摘要本實用新型光電控制式偏心定位單臂四通換向閥，包括被隔板分為高壓腔和傳控腔的閥體、與閥體貫通的進氣管、共用管、第一交換管、第二交換管，以及分別設于傳控腔和高壓腔內的傳動機構和換向裝置，傳動機構包括電機和傳動軸，隔板上有軸孔，其中，共用管、第一交換管和第二交換管在高壓腔呈三角形排列，換向裝置包括緊密貼合的單臂擺動塊和齒板，單臂擺動塊設有低壓氣槽，恰好遮蓋共用管與第一交換管或共用管與第二交換管的管口，且單臂擺動塊于對應共用管管口處的底部通過樞軸樞設在隔板上，傳動軸頂端設有減速齒輪，齒板前端設鋸齒，減速齒輪與齒板嚙合。由于采用了偏心定位的方式，減輕了傳動過程中的機械阻力，使效率和精確度相應得以提高。
文檔編號F16K31/04GK2883827SQ200620054169
公開日2007年3月28日 申請日期2006年1月23日 優先權日2006年1月23日
發明者文定國 申請人:文定國