[发明专利]紧凑型电机驱动四通换向阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷暖空调器用的四通换向阀。

背景技术

如图1、图2所示，冷暖空调器使用传统的电磁四通换向阀来改变制冷和制热互相转换过程制冷剂的流动方向。传统的电磁四通换向阀存在的不足是：

1)完成制冷到制热的转换后电磁线圈仍然通电，不节能，同时由于通电时间长容易烧损；

2)采用电磁先导阀控制滑阀两侧压差实现换向，中间环节多，滑阀容易卡死不换向；

3)除电磁线圈外，其它零件数量达到35个以上，零件多，结构复杂；

4)装配工艺复杂，特别是焊接部位多达16处以上，焊接设备要求高，质量难于控制；

5)材料和加工成本高。

因此需要对传统的电磁四通换向阀进行改进。

名为“一种电动四通换向阀”的中国实用新型专利(专利号：201020214283.7，申请日：2010年5月29日，公开日：2011年3月23日)，公开了一种通过电机带动的四通阀。然而在该专利文件中只公开了一种采用伺服电机进行驱动的四通阀的结构，却未公开采用其他特性的电机进行驱动的四通阀的结构。根据该技术方案中所限定的四通阀的结构，本领域的技术人员也可直接判断出其技术方案也只能采用伺服电机进行驱动，如果采用其他特性的电机如：同步电机进行驱动时，则会出现无法对换向转子的动作时机、时间及转动角度进行控制的问题，令到无法保证四通阀的换向转子处在正确的工作位置。另外，本领域的技术人员也知道伺服电机的驱动及控制需要较为复杂的控制电路才可实现，这使得这样的四通阀实际上并不具有成本优势。

发明内容

本发明提供一种结构紧凑、生产成本更低的电机驱动节能型四通换向阀，以替代现有的四通换向阀。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

紧凑型电机驱动四通换向阀，包括电机和配置有换向转子的四通换向阀体；所述电机向换向转子进行传动；特别地，所述电机为同步电机；还包括一个由同步电机带动的凸轮件；所述凸轮件转动的角速度与换向转子转动的角速度相同；在凸轮件的附近设有一个带常开触点、常闭触点和公共触点的到位开关；所述凸轮件上设有用于使到位开关动作的，每当凸轮件转过1/4周就令到位开关的工作位置改变一次的凸轮；以换向转子处在制热位置时，到位开关上刚切换至与公共触点断开的触点为制热触点，另一触点为制冷触点；制热触点与制热供电线导通，制冷触点与制冷供电线导通，公共触点与同步电机的一个电极导通，同步电机的另一个电极与公共线导通。

本发明的工作原理如下：

现有技术中，配置有换向转子的四通换向阀体，换向转子的正常工作位置有两种：制热位置和制冷位置。制热位置：换向转子所停留的位置使得空调系统会对室内制热。制冷位置：换向转子所停留的位置使得空调系统会对室内制冷。现有的四通换向阀体，只要换向转子每转过1/4周，即可从制热位置切换为制冷位置，或者从制冷位置切换为制热位置，并且切换过程对换向转子的转向无要求。当这样的四通换向阀体是采用同步电机来驱动时，面临的问题是：如何令到自身不具备转动角度精确控制的同步电机每次都能带动换向转子准确地转过1/4周，而后停止，以确保换向转子每次切换后都能准确地处在制热位置或制冷位置。基于现有的配置有换向转子的四通换向阀体，本发明中同步电机转动的时候除带动换向转子转动外，还带动凸轮件转动，且凸轮件绕自身转动轴线转动的角速度与换向转子绕自身转动轴线转动的角速度是相同的，所以凸轮件的转动位置可反映换向转子的转动位置，即：换向转子转过1/4周的同时，凸轮件也转过1/4周。另外，由于凸轮件每转过1/4周，其上的凸轮可令到到位开关的工作位置改变一次，从而令同步电机从得电状态变成失电状态而停止，于是凸轮件和换向转子每次都仅可转动1/4周，这样就能确保换向转子要么处在制热位置，要么处在制冷位置，不会造成工作位置偏离。

到位开关上设有常开触点、常闭触点和公共触点，到位开关的工作位置有两个：i)常开触点与公共触点接通的同时，常闭触点与公共触点断开；ii)常开触点与公共触点断开的同时，常闭触点会与公共触点接通。本发明将换向转子处在制热位置时，到位开关上刚切换至与公共触点断开的触点定义为制热触点，另一触点定义为制冷触点。则可以得出：制热触点与公共触点接通时，制冷触点与公共触点断开；制热触点与公共触点断开时，制冷触点与公共触点接通。制热触点与制热供电线导通，制冷触点与制冷供电线导通。需要制热时，会仅向制热供电线供电；需要制冷时，会仅向制冷供电线供电，结合换向转子当时所处的位置，本发明的四通换向阀将按照以下规则动作：